論證式教學策略在“促胰液素的發現”中的簡單嘗試

摘 要：本文主要概述論證式教學策略的運用，以課題“促胰液素的發現”為例，說明“從資料到主張得出乃至認可”需要充足的論據，體現論證式教學是一種科學的探究模式。

關鍵詞：論證式教；生物教學；科學探究

新課標改革的核心理念是開展探究式教學，理科教學更是要注重培養學生在具體的生活情境中運用科學思維方式，做出正確選擇的能力。論證式教學策略的運用，不僅有助于學生理性思維品質的發展，而且能加強學生對科學知識的建構。論證式教學策略運用于高中生物學課堂的程序如下：（1） 確定教學內容，并梳理各知識點之間的關系；（2） 教材中現有資料作為基礎的資料，通過多種渠道收集論證所需要的其他資料；（3） 對實驗設計、探究過程等內容提出疑問，得出最初的“主張”；（4） 教師引導學生質疑、反駁，尋求附加條件使“主張”成立。

促胰液素的發現過程是曲折的、復雜的，如果忽略了或不夠重視胰液分泌過程又或者是對實驗過程不注重分析，那么學生在遇到有關實驗題時往往會不知所措。“促胰液素的發現”這一節，教材呈現了沃泰默、斯他林和貝利斯等科學家的探究過程。

一上課讓學生聯系日常的進食和消化現象，提出問題：進餐后，食物從口腔進入，最終殘渣由肛門排出，需要哪些器官參與？

學生回答：食物在人體中需要口腔——咽——食道——胃——小腸——大腸等消化器官的參與。

教師總結：消化系統除由上述器官組成的消化道，還包括什么？胃負責將食物送往小腸，與此同時，位于腹部上區的胰腺產生胰液，其中含各種消化酶，能中和胃酸，幫助消化糖類、蛋白質和脂肪等營養物質。這樣通過對消化過程的分析，引出位于消化道之外的腺體——胰腺。

那么食物到達小腸的訊號，胰腺是如何得到的呢？一種觀點認為，胰液的分泌是神經系統參與調節的，代表學者沃泰默。

學生閱讀資料分析：對照組中稀鹽酸注入狗的血液，小狗不分泌胰液，說明鹽酸本身不會直接刺激胰腺分泌胰液。沃泰默關鍵的實驗是切斷通向該段小腸的神經，僅保留血管，然后將稀鹽酸注入小腸內，仍促進胰液分泌。

質疑：為什么沃泰默堅信胰腺分泌胰液是一個頑固的“局部分泌反射”？

分析推理：他認為小腸上微小的神經是難以剔除干凈的，還有少數保留了完整的反射弧，在小腸和胰腺之間存在著局部反射，且是一個十分頑固的神經反射。需要繼續做實驗確認，但是沃泰默囿于定論。

若按照神經調節的觀點，那么該實驗的刺激物、感受器、效應器分別是什么？學生根據反射作用，認為刺激是稀鹽酸、感受器是小腸、效應器是胰腺。

進一步質疑：那是不是可以得出“胰液分泌受神經系統調節”的結論？

分析推理：不能，根據沃泰默的實驗，既然通向小腸的神經已經被切斷，胰腺仍然分泌胰液，應該是排除神經系統發揮作用。這有可能是小腸黏膜受到鹽酸的刺激，產生了一種化學物質，該物質隨著血液運輸至胰腺，從而引起胰液分泌，并不是通過神經調節的方式完成的。

得出主張：胰液的分泌并不是通過神經調節的方式來完成的，應該是某種化學物質在起作用。

沃泰默竟然都想到剪去神經，為什么功虧一簣？這不免聯想到艾弗里的體外轉化實驗的結論：遺傳物質是DNA。不少科學家懷疑DNA純度，質疑艾弗里，后來赫爾希和蔡斯選擇噬菌體作為實驗材料侵染細菌，通過檢測放射性的分布情況，最終證實DNA才是真正的遺傳物質。受19世紀的學術界權威觀點的束縛，沃泰默墨守陳規，沒有大膽去質疑、探索、創新，不能從客觀事實出發下結論，與真相失之交臂。

另一種觀點：胰液的分泌不是神經調節，而是有其他調節方式。斯他林和貝利斯認為沃泰默切除神經是完全的。在研究胰腺的胰液分泌調節的實驗中，斯他林和貝利斯把實驗狗的一段小腸剪下，刮取黏膜與稀鹽酸混合，并加砂子幫助研磨，制成提取液，取適量注入狗的靜脈中，引起了胰液的大量分泌。

分析推理：該實驗與沃泰默所做將稀鹽酸注入狗的血液中，未引起胰液分泌的實驗形成了鮮明對照。鹽酸刺激小腸黏膜后，引起胰腺分泌胰液是因為稀鹽酸使小腸黏膜產生了某種物質，該物質隨血液循環到達胰腺，并刺激其分泌胰液。

設想：這可能是一個新現象——化學“反射”。

證實設想：（1）設計實驗：小腸黏膜在稀鹽酸作用下是否產生促使胰液分泌的物質。（2）實驗材料：生長發育狀況相似的健康小狗8只，新鮮狗的小腸若干，稀HCl，生理鹽水，研磨工具，注射器等。（3）實驗步驟：①將生長發育一致的小狗分成甲、乙兩組，取一段新鮮狗的小腸，刮下黏膜，分成等量的兩份；②一份與4 mL的稀鹽酸混合、研磨、過濾制成提取液A；另一份與等量的生理鹽混合制成提取液B；③未注射前先測定甲、乙兩組正常小狗的胰液分泌量，作為比照；④將等量提取液A、B分別注入甲、乙兩組小狗的靜脈中；⑤在相同適宜的條件下，飼養一段時間后，測定兩組小狗胰液分泌量。（4）實驗結果預測：若乙組胰液分泌量明顯多于甲組，則說明小腸黏膜在稀鹽酸作用下產生促進胰液分泌的物質；若甲乙兩組胰液分泌量沒有明顯差異，則說明小腸黏膜在稀鹽酸作用下沒有產生促進胰液分泌的物質。

質疑：那么在斯他林和貝里斯實驗中，胰液的分泌能不能排除鹽酸的作用？

設計實驗：取4只生長發育狀況一致的小狗，分成甲、乙兩組，每組2只；切除小腸通往胰腺的神經，向甲組小狗的靜脈中注射2 mL稀鹽酸，向乙組注射等量生理鹽水；觀察并檢測胰液的分泌量。

實驗結果預測：若兩組的小狗胰液分泌量相等，則鹽酸不影響胰液的分泌；若甲組小狗的胰液分泌量比乙組多，說明鹽酸能促進胰液的分泌；反之，鹽酸起抑制作用。

完善主張：在鹽酸刺激作用下，小腸黏膜產生的化學物質，經血液運輸到胰腺，促進胰腺分泌胰液；鹽酸并沒有直接刺激胰腺分泌胰液。該物質被命名為促胰液素。

斯他林和貝利斯的科學發現主要涵蓋了兩個方面：其一是揭開了該化學物質的神秘面紗——促胰液素；其二是發現了一種機體調節機能的新領域——激素調節。也就是說，除了神經調節外，機體內還存在著一種通過化學物質的傳遞以調節器官活動的方式。

論證式教學策略恰如其分地運用于教學，旨在讓學生經歷類似科學家的評價資料、提出主張、辯駁主張，最終完善自己的主張等過程，促進了學生探究能力的發展及生物科學素養的提高，在理科教學中具有重要的價值。

作者簡介：王海琴，江蘇省蘇州市，蘇州大學醫學部基礎醫學與生命科學學院。