“進階式”論證思維的理論依據和試題運用

龔南貴

（重慶市巴蜀中學校 重慶 400013）

1 課程標準中的“進階式”論證思維

美國《K-12科學教育框架》中明確提出在科學課堂中培養學生的論證技能，無論是科學家發現知識或建立理論，還是工程師尋找解決問題的最佳答案，都依賴于論證技能。

論證思維是論證技能的內驅力。我國《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）中，要求學生應該在學習過程中逐步發展科學思維，如能夠基于生物學事實和證據，運用歸納與概括、演繹與推理等方法，闡釋生命現象，論證生物學問題，發展論證思維。

學生的論證思維和論證技能發展水平，可直觀體現在是否會“解釋問題”上。因此，《課程標準》中制定了相應的學業質量標準：一級水平要求達到“能用概念和科學思維方法解釋簡單情境中的生命現象”；二級水平要求達到“能基于特定的生物學事實，采用歸納與概括、演繹與推理等方法，以文字、圖示的形式，說明分子與細胞、遺傳與變異等相關概念的內涵”；三級、四級水平在一級、二級水平基礎上，增加了對穩態與調節、生物與環境概念的解釋說明，并要求能在“特定的問題情境中”，甚至“新的問題情境中”以生命觀念為指導，分析生命現象，探討生命活動的規律。三、四級水平是等級性考試（高考）的命題依據。

可見，論證思維發展的水平是“進階式”的，而原因類題目的命制依據是評價論證思維的發展水平。教師梳理原因類題目的難度層次和特點，逐級使用這類題目組織教學，能“進階式”培養學生的論證思維（圖1）。

圖1 論證思維和原因類題目的關系

2 運用原因類題目進階式培養論證思維

2.1 向教材取經，提煉答題思路

根據《課程標準》，運用論證思維進行語言表述的基本順序為：陳述“生物學事實和證據”（相當于“擺事實”）；進行分析推理（相當于“講道理”）；得出結論。這正是原因類題目的答題思路。這種敘述思路在教材中隨處可見，要引導學生揣摩模仿。

例如，在人教版《選擇性必修1·穩態與調節》“神經沖動的產生和傳導”一節中，有如下表述：“由于神經遞質只存在于突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜上，因此，神經元之間興奮的傳遞只能是單方向的”。其中，“由于神經遞質只存在于突觸小泡中”是“擺事實”；“只能由突觸前膜釋放，然后作用于突觸后膜上”是“講道理”；“因此，神經元之間興奮的傳遞只能是單方向的”回扣問題。

2.2 練習分解動作，強化答題思路

從答題思路來看，分解動作即“擺事實”和“講道理”。難度相對較小的題目中，有的只需要“擺事實”，有的只需要“講道理”，可分別進行強化練習。

只“擺事實”這類的題目中，相關提示語為“做出……（判斷）的依據是什么”，“依據”的來源可以是題干信息、知識原理，作答時只需陳述依據，不用分析闡述，即只運用論證思維的“擺事實”環節。

【例1】（2020·山東24題節選）與常規農業相比，有機農業、無公害農業通過禁止或減少化肥、農藥的使用，加大有機肥的應用，對土壤生物產生了積極的影響。某土壤中部分生物類群及食物關系如圖2所示，3種農業模式土壤生物情況如見表1。

圖2 某土壤中部分生物類群及食物關系示意圖

表1 3種農業模式土壤生物情況

由表中數據可知，土壤生態系統穩定性最高的農業模式為_______，依據是___________。

參考答案：有機農業；生物組分多，食物網復雜程度高。

解析：本題依據來源于題干信息，生物組分多少、食物網的復雜程度是判斷生態系統穩定性的指標。

只“講道理”的題目一般是命題人有意降低題目難度而設置的，題干中已經陳述了依據，學生完成后續分析推理即可。

【例2】秸稈除了作為牛的飼料外，還可與牛糞（含大量微生物）混合堆漚進行發酵，腐熟的產物肥效提高，這是因為____________________，利于農作物的吸收利用，提高產量。

參考答案：微生物將有機物分解為無機物。

解析：題干中已經明確提示牛糞含大量微生物，據此補充出“微生物將有機物分解為無機物”，然后銜接上結論即可。

2.3 練習組合拳，提升綜合能力

當學生思維能力還不夠時，教師將“擺事實+講道理”的答題思路作為“腳手架”進行輔助練習，更有利于形成完整準確的表達。

【例3】（2021·全國甲卷·29題節選）細胞外的K+可以通過載體蛋白逆濃度梯度進入植物的根細胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細胞對K+的吸收速率降低，原因是__________。

參考答案：細胞逆濃度梯度吸收K+是主動運輸過程，需要能量（擺事實），呼吸抑制劑會影響細胞呼吸供能（講道理），故使細胞主動運輸速率降低。

解析：根據K+的吸收是“逆濃度梯度”的運輸，判斷其運輸方式為主動運輸，根據主動運輸需要消耗細胞代謝的能量，推測呼吸抑制劑影響了主動運輸的過程。理順邏輯后，按照“擺事實+講道理”的格式規范作答。

【練習1】（2021·全國甲卷·30題節選）某研究人員使用放射性同位素32P標記的脫氧腺苷三磷酸（dATP，dA-Pα～Pβ～Pγ）等材料制備DNA片段，所用dATP的α位磷酸基團中的磷必須是32P，原因是_______。

參考答案：dATP脫去β、γ位上的兩個磷酸基團后，則為腺嘌呤脫氧核苷酸（擺事實），是合成DNA的原料之一，α位磷酸基團中用32P，才能標記上DNA組分（講道理）。

解析：本題解答建立在對dATP結構、脫氧核苷酸結構的清晰認識基礎上，二者相差2個磷酸基團。PCR時，原料dATP脫掉遠離腺苷的兩個磷酸基團（即β、γ位磷酸基團），就成了DNA的基本單位之一，所以需要標記α位磷酸基團才能標記上DNA。

2.4 適應新情境，實現靈活運用

原因類題目中，有很多新情境、新考法，以實現對論證思維三級、四級水平的考查。

（1）對“含量”“數量”等的變化進行解釋。這類情境需要在“擺事實+講道理”基礎上兼顧“來源+去路”的論證思路，如解釋“某種群數量減少”，則需要在種群數量的增加方面進行“擺事實+講道理”，還要在種群數量的減少方面進行“擺事實+講道理”，兩方面結合起來扣上“負增長”這一結果。

【例4】（題干信息見例1）植食性線蟲主要危害植物根系，研究表明，長期施用有機肥后土壤中植食性線蟲的數量減少，依據圖中信息分析，主要原因是_____________________。

參考答案：長期施用有機肥后腐生細菌增加使食細菌線蟲增加，引起捕食性線蟲增加，植食性線蟲因被大量捕食而減少（去路），減少量多于其因植物根系增長而增加的量（來源）。

解析：植食性線蟲減少，從來源角度考慮，可能是自身增長量很少；從去路角度考慮，可能是被捕食增多，且自身增長量低于被捕食量。理清邏輯后，規范作答。

（2）對“原因”的挖掘深度把握“就近原則”，不過度挖掘，能解釋清楚問題，能銜接上題干信息即可。

【例5】（2021·浙江·26題節選）當群落演替到頂級群落時，群落的總生物量將保持相對穩定，其原因是____________。

參考答案：群落的總初級生產量與總呼吸量相等。

解析：首先，總初級生產量是總生物量的來源，總呼吸量是總生物量的去路；另外，總初級生產量、總呼吸量在演替過程中變化的原因，對于本題解釋來說是非必需的，本著“就近原則”，簡明扼要解釋清楚即可。

原因類題目作答的優秀水平是：題干信息→答案→題干問題，三者之間無縫銜接。從操作層面來講，做好最后一步檢查非常重要。檢查的問題包括：審題是否清晰，信息表述是否準確，知識運用是否恰當，有沒有思維跳躍，表述是否簡潔，是否針對題干逐一做出了回答。

3 結語

通過筆者實踐檢驗，對原因類題目的難度和特征進行梳理，將題目練習和講評相結合，進階式培養論證思維，提升效果明顯。在教學實踐中，教師還應該將論證思維融入教學各個環節，充分挖掘教材資源、實驗資源、試題資源等，實現論證思維的綜合提升。