論證式教學策略在初中生物概念教學中的實踐研究

王昕

摘要結合人教版生物學八年級上冊“真菌”一課，探討在初中生物教學中，如何應用論證式教學策略，幫助學生構建概念、理解方法、發展思維、提升生物學學科核心素養。

關鍵詞 論證式教學策略 初中生物概念教學 生物學學科核心素養

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

1理論依據和模式構建

論證式教學實質上是將科學領域的論證引入課堂，使學生經歷類似科學家的論證過程，理解科學概念和科學本質，并促進其思維發展的探究式教學模式。學生在評價資料、提出主張、分析論證等過程中，體驗科學研究的一般方法，在獲得知識的同時發展科學的思維方式。中外研究者通過將不同論證策略應用于教學實踐，發現學生經過論證教學之后，各方面能力均有所提高。在“倡導主動探究學習，凸顯重要概念傳遞”的新課程背景下，論證式教學顯示出與生物教學改革方向一致的獨特價值，有利于提升生物學核心素養。

1958年，圖爾敏在進行了多個背景的論證之后，提出了著名的圖爾敏論證模型。筆者在此基礎上，結合初中概念教學的實際和初中生思維發展特點，制定了適合于概念教學的論證式教學模式（圖1），引導學生在科學論證的過程中，自主構建概念，發展科學思維，培養探究能力，滲透生命觀念。在教學過程中，教師充分利用“智慧教室”教學系統，輔助進行資料、證據的呈現，并為學生論證過程的協作會話及概念建構搭建高效學習平臺。

2實例分析

真菌種類繁多，但教材中知識點零散，缺乏系統性，傳統教學中關于各類真菌多為結論式的被動學習或驗證式的實驗觀察，禁錮了學生的思維，不利于構建概念和培養核心素養。基于此，筆者在進行“真菌”一課教學時，首次嘗試將科學論證法應用于概念教學，借助更優化的教學素材和更具邏輯性的教學主線創新教學設計，以達到更佳的概念教學效果。

首先，教師從學生熟悉的生活實際出發，確立“面包的故事”這一學習線索，挖掘教材之外的素材，特別是學生自行設計并完成的創新實驗，通過相關的實驗/資料，創造性地將看似無關的酵母菌、霉菌、蘑菇串聯構建概念學習體系。其次，嘗試利用科學論證法進行發現式教學，引導學生沿著“現象——推測——求證——結論”的科學探究之路，先通過觀察酵母菌，發現其與已學生物不同的細胞結構，引入“真菌”的概念，構建一般下位概念1，學習論證過程;再引導學生利用論證法，自主實驗、辯駁分析，構建一般下位概念2;并在進一步尋證構建一般下位概念3后，整合形成一般上位概念，進而升華形成重要概念，培養核心素養。概念教學流程具體如圖2所示。

2.1一般下位概念“1酵母菌的結構特點和生殖方式”

新課伊始，教師展示學生親手制作的面包，激趣引題的同時，明確本節的學習主線——面包的故事。學生介紹面包發酵的過程，引入主角“酵母菌”。教師同步展示酵母菌培養液，引導學生觀察思考：面粉中含有的淀粉是一種有機物，推測酵母菌的營養方式是什么？你能在培養液中找到酵母菌嗎？說明它有什么特點？由此推測它可能屬于哪類生物？

學生推測“酵母菌是單細胞生物”，并開展求證過程。

1教師組織學生實驗、交流、分析實驗觀察結果，

引導學生根據已有的細胞知識對酵母菌細胞結構做出初步判斷。之后，學生觀察酵母菌細胞結構的電鏡拍攝圖，比較、判斷、修正自己的觀察結果，在導學案任務1中標注、總結酵母菌的細胞結構。

2教師組織學生辨別各類生物的細胞結構，完成導學案任務2“不同生物細胞比較表”。學生比較、總結后自行發現新知，修正先前推測，得出結論：酵母菌與已學生物細胞結構不同，是一種新的生物。教師引入“真菌”的概念，并總結：由于細胞是大部分生物體結構和功能的基本單位，不同生物的細胞結構不同，表現出的生命活動也不同，因此觀察細胞的結構，是認識生物的一個重要手段。

3教師展示培養1天、2天、3天的酵母菌鏡檢圖等。學生觀察、比較，總結酵母菌常見的生殖方式為出芽生殖。

隨后，教師引導學生歸納科學探究的一般過程：觀察現象，作出推測，再通過一定的手段尋找證據求證，進而得出結論。

與常規教學中教師直接告知“真菌”而后學生被動認識真菌（如酵母菌）的細胞結構不同，在這個論證的過程中，學生對酵母菌乃至真菌的認識是自己觀察、分析證據后發現、修正后得出的，屬于主動學習、建構概念的過程，不僅修正了常見的“面包由乳酸菌制作”的前概念，還培養了科學思維，提升探究能力。2.2一般下位概念“2霉菌的結構特點和生殖方式”

教師展示學生制作的觀察日記——面包發霉過程。

教師引導：如果我們繼續觀察這塊面包，1d，2d......又會發生什么現象？并播放興趣小組學生課前觀察并制作的面包發霉日記視頻，提出問題：是誰讓新鮮面包發霉的？面包上的霉菌菌斑，有什么特點？生活中哪些東西容易發霉？食物發霉是從小霉點慢慢延伸的，生活中遇到食物發霉，是否能將發霉部分切除，剩余部分繼續食用？如果一塊面包發霉了，另一塊沒有發霉，是不是可以食用？

學生推測：霉菌可能是細菌或真菌;若發霉部分不多，切除后應該可以食用/不能食用。

學生的求證過程為：

1興趣小組課前自行設計并開展的實驗。實驗1：面包切掉發霉部分，觀察剩余部分變化;實驗2：設置新鮮面包、新鮮面包+發霉面包兩組，觀察變化。小組代表匯報實驗設計、過程、結果后，生生互動，就該證據（實驗結果）展開辯駁、分析，總結出實驗結論：已經發霉的食物不能繼續食用;霉菌可以擴散等。小組生成新的推測：霉菌有類似植物的特點。教師要注意鼓勵學生根據所學的論證法，進一步尋找證據，解決問題。

2學生用放大鏡觀察發霉的面包，觀察霉菌的菌落。教師引導學生思考：霉菌的菌落在面包中的分布有什么特點？霉菌的結構特點是否有可以擴散的“種子”？讓霉菌呈現不同顏色的結構是什么？教師宏觀總結霉菌的結構組成，并進一步引導學生思考：它屬于哪類生物，是多細胞還是單細胞生物？

3學生分組觀察不同霉菌的永久裝片，著重觀察菌絲、孢子，并根據細胞的結構，判斷出霉菌屬于真菌。

4教師播放霉菌孢子的生長過程延時攝影，引導學生總結霉菌的生殖是孢子生殖。

教師播放視頻“發霉的食物不能吃”，提出問題，拓展延伸：如何防止食物發霉？霉菌都是有害的嗎？學生分析問題，辯證地認識作為分解者的霉菌在自然界中的重要作用及與人類的關系，培養運用知識解決實際問題的社會責任感，樹立“物質與能量觀”。

2.3一般下位概念“3蘑菇的結構特點和生殖方式”

教師展示孢子印畫作，學生代表介紹畫作的原材料——蘑菇，以及繪畫過程。教師引導學生通過觀察蘑菇的孢子及孢子擴散過程動畫、閱讀各種圖文資料以及手撕蘑菇觀察菌絲的實驗等，獲取蘑菇屬于真菌的證據。

2.4從一般下位概念到重要概念的升華

教師引導學生完成思維導圖，回顧、整理、總結，自主構建一般上位概念“真菌與環境相適應的主要特征”。教師拍照上傳、展示完善思維導圖，并補充引導：科學家已發現距今10億年的真菌化石，它結構復雜。可見，真菌具有極強的適應環境的能力。學生思考、分析、討論，進一步認同“真菌與環境相適應的主要特征”，認同進化與適應觀、結構與功能觀，進而升華并認識到：真菌是自然界眾多生物的一種，真菌種類多，是生物多樣性的重要組成。這個學習過程為后續重要概念“不同類群的生物各有其特征，在生物圈中具有不同的作用，保護生物的多樣性極為重要”的學習奠定基礎。

3教學效果及反思

3.1論證過程促進主動學習，概念教學滲透學科素養

論證式教學模式注重學生主動參與的體驗式學習過程。教師要引導學生做生活的有心人，促進學生通過觀察現象發現問題，學會科學論證的一般方法，帶著探究論證目的自行設計實驗、辯駁論證、分析總結，從而自主構建概念，提升綜合能力和生物學核心素養。

（1）學生在分析小資料、實驗現象的過程中，提高信息獲取能力;在推測、分析、求證的過程中，提高邏輯思維能力和理解能力。并通過運用不同的方式對酵母菌和霉菌進行觀察，應用對照實驗的相關知識，進行實驗設計，取得實驗數據，提升分析能力，認同科學發現是建立在實驗探究的基礎上。

（2）學生運用批判性思維等方法探討生命現象，審視或論證生物學問題，如確立學習線索，嘗試運用科學探究的一般過程認識真菌，從而培養科學思維、科學探究能力。在以生命科學的思維方式和研究結論為基礎描述生命現象，學生獲得生物學概念知識形成生命觀念，解釋生命現象。例如，通過不同生物細胞結構和生命活動特點的比較、真菌分布廣適應能力強的分析，認同進化與適應觀、結構與功能觀;通過認識真菌在自然界中的作用及與人類的關系，認同物質與能量觀。在理解和夯實生物學基礎知識的情況下，學生綜合運用知識解決如何延緩食物發霉等實際問題，培養了社會責任感。

3.2技術創新助力教學互動，提高課堂學習有效性本節課利用“智慧教室”、數碼顯微鏡，搭建具有良好互動效果的信息化教學平臺，應用于科學論證過程的各個環節，實現論證過程智能化、形象化、互動化。信息化教學平臺綜合性強，在論證式學習中發揮了明顯優勢，有助于學生在科學觀察、取證后交流分析，輔助學生開展實驗、交流匯報、求證，等等。

3.3促進教師教學行為的改變，實現教學相長論證式的教學模式從關注教師“教”轉變為關注學生“學”。教師處于“幫學”地位，引導學生自行發現問題，提出推測，尋找證據求證，支持或推翻主張（推測），得出結論。在教學過程中，教師的主導作用不僅存在，而且應發揮得更無形、更得體。在科學論證的過程中，學生的探究發現過程也會對教師的思維產生碰撞，這些都對教師提出了更高的要求，有力促進了教師的專業成長，實現教學相長。

參考文獻：

[1]黃翎斐，胡瑞萍.論證與科學教育的理論和實務[J].科學教育，2007，（9）：15-28.

[2]李康康，趙鑫碩，陳琳.我國智慧教室的現狀及發展[J].現代教育技術，2016，（7）：25-30.

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