論證法教學模式在生物教學中的實踐應用
——以“基因在染色體上”一節為例

徐小磊 （前黃高級中學國際分校 江蘇常州 210000）

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出，新課程應著眼于學生適應未來社會發展和個人社會生活的需要，從生命觀念、科學思維、科學探究及社會責任等方面來發展學生生物學學科核心素養。因此，以開展探究活動為核心，強調學生主動參與學習的教學方式是許多一線教師所推崇的。但是，有些教師為了體現“探究式課堂”的落實而生搬硬套某些探究話題，從而讓學生無從下手，無勞而獲。合理的“探究式”教學策略是落實科學探究的基礎，是實現科學思維能力培養的關鍵。

無論是科學家發現知識或者建立理論，還是工程師尋找問題的最佳答案，都依賴于論證技能。論證式教學是當前國際科學教育及其研究領域所關注的一個新的方向，是國內外科學教育研究的熱點之一。它將論證活動引入課堂，讓學生經歷類似科學家的評價資料、提出主張、為主張進行辯駁等過程，從而培養學生科學的思維方式。

1 論證式教學的內涵

圖爾敏所提出的TAP模式（圖1）是多數科學教育論證學者所采用的論證模式。在該模式中，論證包括主張、證據、理由、支持、條件限制及反駁6個因素。其中“主張”是論證過程中形成的結論；“證據”是可支持主張的事實；“理由”則是說明證據如何導出主張的推論規則，用以判斷證據是否合理地解釋主張；“支持”是對理由的權威性支援，如科學規律等；“條件限制”指出主張適用在何種情況；“反駁”是指主張不能成立的情況。因此，論證式教學的實施可分為3個階段：依據證據與理由提出主張、質疑和反駁他人的觀點、通過條件限制化解反例達成共識。該過程實質就是將科學探究領域應用到課堂中，讓學生能親歷科學家的探索歷程，理解生物規律和科學本質，發展科學思維能力的探究課堂。

2 論證式教學在“基因在染色體上”一節中的應用

2.1 依據證據與理由提出主張

圖1 TAP論證模式

2.1.1 創設情境材料，呈現觀點依據

論證教學開展前，教師要給學生創造兩種情境，即“問題的情境”和“交談的情境”，以引起學生的共鳴，激發學生的思考興趣。在提出“基因與染色體的關系”前，教師給學生展示“精子的形成過程及受精作用”與“孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗過程”的圖片，并提出問題：

②對比減數分裂和受精作用的過程，分析基因與染色體之間的關系。

2.1.2 分析問題，設計實驗，提出主張

根據建構主義，新知識的建立必須與舊知識發生關系，經過一定的關聯和處理，學生才能進入新的知識體系。學生在分析基因與染色體的行為過程中發現，基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代，即基因行為與染色體的行為存在著明顯的平行關系。學生初步得出主張：基因在染色體上。

按照學生的主張，基因在染色體上，在常染色體和性染色體上都應該存在控制性狀的基因。教師隨后呈現情境——紅眼果繩與白眼呆蠅雜交現象，并引導學生根據現象，提供支持或反駁主張的論據。學生通過小組合作討論，解釋了控制果蠅眼色的基因在遺傳時符合孟德爾的遺傳定律，并且白眼的遺傳與性別相聯系，初步得出論據：控制果蠅眼色的基因很可能位于性染色體上。

教師進一步呈現果蠅的X與Y染色體的形態（圖2），并讓學生根據論據，思考控制眼色的基因是否可位于性染色體的任意位置。各小組展開激烈的談論，某小組學生則通過演示遺傳圖譜演繹觀點：

圖2 果蠅的染色體組成及性色體形態

①如果基因位于Y染色體非同源區段，那么所有雄性子代全部為白眼，與現象不符；

②如果眼色基因位于X染色體的同源區段，則在Y染色體上相同位置，也有其等位基因，紅眼雌與白眼雄雜交后的F2代中紅眼：白眼為3∶1；

③如果眼色基因位于X染色體的非同源區段，那么結果與觀點二相同。因此，學生則進一步主張控制眼色的基因可能在X染色體的某一區段。

③??????? ?［加］威 廉 ·萊斯:《滿足的限度 》，李永學譯，商務印書館 2016 年版，第 13 ～26、42、145、37、2、115、8、135、6 頁。

2.2 質疑和反駁他人的觀點

2.2.1 根據論據，提出質疑，制定反駁方案

根據學生提出的主張，教師進一步啟發學生：任何一種對現象的推論都要以實驗來進行驗證。那么，控制眼色的基因是否真的在X染色體上？不同區段的基因在遺傳的過程中會產生相同的結果嗎？眼色的基因可在X染色體上任意區段上嗎？

教師以問題情境的方式提出對主張的質疑，引導學生深入思考與探究，并嘗試構建出支持或反對該質疑的驗證方案，并修改最終的主張。

2.2.2 合作探究，構建論據，修正主張

小組通過設計相關實驗進行驗證，并提出兩種主張觀點：

①將雜交所得的F1中紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交后，不論基因位于X染色體的何位置，子代四種紅眼雌、紅眼雄、白眼雌、白眼雄果蠅的數量比都是1∶1∶1∶1，與摩爾根所做的實驗結果相符合，所以眼色基因位于X染色體的任意位置。

②在測交實驗的基礎上將測交后代的白眼雌果蠅與純種紅眼雄果蠅雜交，如果后代雌雄全部是紅眼果蠅，那么控制眼色的基因在X染色體的同源區域，如果后代雌性全為紅眼，雄性全為白眼，那么控制眼色的基因在X染色體的非同源區域。

但是，不可否認，控制眼色的基因確實位于X染色體上。

2.3 通過條件限制，化解反例，達成共識

教師引導學生歸納出摩爾根是利用假說演繹法證實“基因在染色體上”的過程，讓學生肯定自己思維能力的同時，又能領悟科學家在探究過程中所持有的觀念及解決問題的思路和方法。

最后，教師再次升華問題：

①基因在染色體上，那么一條染色體上是否只有一個基因？

②基因在染色體上如何排列？

③能否利用精子與卵細胞的形成過程來解釋孟德爾遺傳定律的實質呢？

學生根據已有的知識建構，提出新的主張，并歸納總結基因分離定律和基因自由組合定律的實質，完成課堂論證。

3 論證式教學的實踐的思考

3.1 論證式教學體現生物學科核心素養的要求

論證式有助于學生形成科學觀念，在尊重科學發展歷史的事實基礎上，引導學生對科學探究的過程給予客觀的評價。在論證式性教學策略中，通過教師創設特定的情景，啟發學生主動參與探究話題，自主合作完成探究過程，在嘗試提出主張，與人論證，使用證據支持或反駁的過程中，運用科學的思維方法去認識事物，培養解決實際問題的習慣和能力，并對科學家的觀點提出評價和質疑，發展批判性和創造性思維能力。論證式教學中，學生可以在邏輯推理的訓練、演繹歸納的運用、實驗方法的處理、結論分析與評價等方面得到全面提高。

3.2 論證式教學實踐時的注意事項

論證式是一種以學生為核心的課堂模式，教師在此過程中需要有效地安排教學流程和時間分配，運用恰當的策略方法讓學生發表不同的意見，并適時引導論證的方向使課堂有條有理，還要預設各環節中可能會遇到的問題等。學生能全員參與，發表觀點，合作討論，張弛有度，是課堂成敗的關鍵。因此，論證式的實施需要在民主、寬容、輕松而又不失秩序的條件下開展。如果教師急于完成教學任務，壓縮學活動時間，提前表達認可的科學觀點等都會無法達到預期的教學目標。