論證式教學融入BOPPPS教學模式在高中生物課堂中的路徑探索

摘 要：通過解讀新課標課程性質、基本理念，明確了BOPPPS和論證式教學模式的含義并分析了兩者的契合性，嘗試將論證式教學融入BOPPPS教學模式，并以“細胞學說”為例，以“展示教學目標、創設情境引入課題（探知學生前概念）、搭建論證平臺（學生參與活動）、檢測學習成果（總結知識）”為主線展開教學設計，研究此融合模式在高中生物課堂教學中應用的有效路徑。

關鍵詞：論證式教學；BOPPPS教學模式；科學論證；細胞學說

生物學是一門自然科學，這要求學生不僅要掌握生物學的基本知識，更要理解自然科學的本質[1]。2017年，教育部頒布的《普通高中生物學新課程標準》體現了“堅持科學論證”的修訂基本原則。與此同時，“教學過程重實踐”的基本理念成為此次課標修訂的一大亮點，其中強調學生學習的過程是主動參與的過程，這與BOPPPS教學模式、論證式教學有著高度的契合性。

1 " BOPPPS和論證式教學模式的含義

BOPPPS教學模式是由加拿大教師技能培訓機構創建的一種結構完整、注重學生參與及教學反饋的有效教學模式。該教學模式為達成教學目標，構建出引入（Bridge-in，B）、學習目標（Objective，O）、前測（Pre-assessment，P）、參與式學習（Participatory Learning，P）、后測（Post-assessment，P）、總結（Summary，S）六大教學環節[2]，使課堂教學安排更加條理化、合理化，這對學生的知識構建具有顯著作用。

論證式教學是指在教學中圍繞某一論題利用科學的方法收集證據，運用一定的論證方式解釋、評價自己及他人證據和觀點之間的關聯性，促進思維的共享和交鋒，最終形成可接受的結論[3]。

為了在培養學生科學思維的同時科學合理地組織課堂教學，可將BOPPPS教學模式與論證式教學進行有機整合，將論證式教學融入BOPPPS教學模式的參與階段，充分發揮兩種教學模式的優勢，為高中生物課堂教學提供新的可行路徑。

2 " BOPPPS和論證式教學模式的契合性

將論證式教學融入BOPPPS教學模式進行教學實踐的主要原因有：（1）BOPPPS教學模式強調學生全方位參與式學習，而不只是聽講；論證式教學強調教師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，從而培養學生的科學思維[3]。在教育理念上，兩種教學模式都強調學生是課堂的“主人”，知識是由學生主動構建的。（2）BOPPPS教學模式和論證式教學在教學環節上具備共通性。引入BOPPPS教學模式的作用是激發學生的學習動機，而前測環節是為了了解學生的知識與能力儲備，為進一步教學作準備。論證式教學強調通過創設情境來引出學生的前概念，為接下來的教學作準備。此類表述與BOPPPS教學模式中的引入與前測環節較為契合，展現了兼顧學生的“前概念”和激發學生興趣的作用。筆者查閱BOPPPS教學模式的相關文獻后發現，在教學實踐中，如果機械地按照“引入-學習目標-前測-參與式學習-后測-總結”的步驟實施教學，可能會因過于重視各環節而導致教學內容不連貫[4]，急需一種新的教學模式與之相結合來相互呼應、相互補充。（3）在課堂教學過程中，BOPPPS強調在整個教學環節中通過及時準確地獲得學生反饋信息來調整教學活動、達成教學目標。論證式教學強調學生的主張是一個不斷被修正和完善的過程。這個過程必須以教師為幫助者，及時給予學生反饋，巧妙地引導學生找到重點方向，才能在課堂中順利完成科學論證活動。因此，本研究改進了BOPPPS教學模式，結合課時內容采取前置教學目標策略，并將前測與導入相結合、后測與總結相融合，弱化前測和后測環節，使之靈活地應用于生物教學，在此基礎上，嘗試將論證式教學嵌構于其中，進一步提高生物教育模式的豐富性。

3 BOPPPS和論證式整合教學模式的建立

BOPPPS和論證式整合教學模式的教學過程以學生為主體，本著“學生主動參與”的理念，從生活中的真實例子出發，以問題為中心，以小組討論為形式。下面以“細胞學說”為例，對論證式教學融入BOPPPS教學模式在高中生物課堂中的路徑進行分析。

3.1 "展示教學目標

在講課伊始，教師應明確教學目標。教學目標是教學活動的指南，然而很多教師在教學活動中忽略了此環節。本節課結合課程標準、學業要求等制定以下教學目標：（1）基于證據的原則論證細胞學說的相關內容，認同細胞學說的建立是一個不斷修正和發展的過程。（2）通過科學論證細胞學說的過程，領會生物學研究的一般方法—歸納法，說出科學發現的基本特點。

3.2 "創設情境引入課題，探知學生“前概念”

教師展示“大熊貓吃冷箭竹”的圖片，讓學生從視覺上感受大熊貓和冷箭竹的形態差異，但要明白其共同之處在于都是由細胞構成的。學生通過初中生物學習知道了生物體是由細胞構成的，教師隨即問：“你能提供哪些證據說明它們都是由細胞構成的？你將怎么獲得證據呢？”由此可以探知學生已有知識以及在學習過程中獲取信息的渠道。有的學生基于初中所學知識可能會給出方法：取大熊貓和冷箭竹的組織制成切片，然后用顯微鏡觀察。這時，教師可以借機提問這種方法的可行性以及是否有其他方法，學生可能還會想到可以從文獻中查詢相關資料，或者從保護和研究大熊貓的機構求取相關資料。這里教師需要提醒學生，每個人獲得證據的渠道和方法方式不同，因此需要甄別證據是否可信。

3.3 "搭建論證平臺，學生參與活動

細胞學說及其建立過程是本節課的重點和難點，如果讓學生直接閱讀課本材料或者教師直接系統地講述該過程，很難激發學生的興趣。讓學生帶著問題查找資料證實或者證偽問題或猜想，能培養學生的科學論證能力和科學思維。本研究采用許桂芬等[5]的論證式教學模型（見圖1）。

3.3.1 “細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，并由細胞和細胞產物構成”具體論證步驟

（1）提出問題。沒有顯微鏡，人們能認識細胞嗎？科學家是如何對生物進行觀察和研究的？教師引導學生從器官與組織的水平了解人體的構成。

（2）形成觀點猜想。學生得出“沒有顯微鏡，不能認識細胞，科學家通過肉眼觀察或者借助放大鏡來觀察”的猜想，因為細胞是非常微小的，而人眼可識別的范圍有限。

（3）尋找證據，解釋猜想。構成人體的細胞約10 μm，而人眼能分辨的兩個點的最小距離只有0.1 mm，大部分細胞人眼無法直接觀察到。1953年，比利時的維薩里通過對尸體進行解剖研究發現了人體在器官水平的結構。此后，法國的比夏通過對器官進行解剖發現了比器官更低一層次的結構—組織。這些解剖學研究使人們對生物，尤其是人體的研究逐漸從個體走向微觀領域，開始在器官、組織水平開展研究。但比組織更微觀的結構層次就難以用人眼觀察了。

（4）教師再次提出問題。顯微鏡發明之后，可以認識細胞嗎？一切動植物都是由細胞發育而來、由細胞構成的嗎？

（5）作出猜想。顯微鏡發明之后，可以認識細胞并且動植物都是由細胞構成的。

（6）尋找證據，解釋猜想。1665年，英國科學家羅伯特·胡克用自制的顯微鏡觀察了植物的木栓組織，發現它們由許多規則的小室組成，將其命名為細胞。

（7）質疑。讓學生思考胡克觀察到的是活細胞嗎？如果不是，那么是什么？學生交流討論，分析得出胡克觀察到的木栓組織不是活細胞，而是植物細胞死亡后內容物流出剩下的空腔，即細胞壁，也就是說，胡可觀察到的是死細胞。

（8）尋找證據，支持猜想。荷蘭磨鏡技師列文虎克對胡克的顯微鏡進行了改造，使放大倍數達300倍，并觀察到紅細胞、精子以及不同種類的細菌。意大利的馬爾比基發現植物是由一些由壁包圍的較小結構“橢圓囊”組成的。格魯把在植物中看到的微小結構稱為“細胞”或“囊泡”，他觀察到植物新生部位的細胞“多汁”、細胞與細胞互相緊貼，因此將這些部位稱為“柔軟組織”。18世紀，德國哲學家提出，復雜的有機體都是一種球狀小泡似的纖毛蟲聚合體，這些纖毛蟲失去了自己的獨立性而將其生命從屬于一個整體。植物學家施萊登觀察了大量植物組織后發現，它們都是由細胞構成的，并且都有細胞核，在此基礎上提出了植物細胞學說。解剖學家施旺通過探索動物細胞的形成機理和個體發育過程，提出動物體也是由細胞構成的。

（9）學生質疑。學生對上述證據產生疑問，施萊登和施旺提出的“所有的動植物都是由細胞構成的”這一結論可信嗎？他們觀察少部分動植物組織就可以代表所有生物嗎？

（10）尋找證據，辯駁質疑。教師引導學生思考：生物是多樣的，生命活動具有復雜性，是否存在某種依據可以間接說明這種方法是可取的呢？學生通過閱讀課本，知道了歸納法的定義，即由一系列具體事實推出一般結論的過程，并對在科學研究中經常運用的不完全歸納法有了深層次認識。

（11）辯駁猜想。頭發不是細胞，而是頭皮毛囊里的細胞向外分泌的細胞產物—蛋白質構成的。人們手上的指甲也不是細胞，而是手指里某些細胞分泌的細胞產物構成的。這些證據說明動植物不僅由細胞構成，還包括細胞產物。

最后得出結論：細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，并由細胞和細胞產物構成。

3.3.2 "“細胞是一個相對獨立的單位，它既有自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用”具體論證步驟

（1）提出問題：細胞是生命活動的基本單位，那么細胞是一個獨立的單位嗎？

（2）作出猜想：學生根據已有知識作出“細胞不是一個獨立的單位”的猜想。因為動植物的細胞雖然可以自己完成一些生命活動，但要彼此協作才能共同完成生物個體的整體生命活動，所以不能算完全獨立的單位。

（3）尋找證據，解釋猜想：讓學生回憶自己的切身體會，例如縮手反應以及膝跳反射等活動，它們是由一系列不同細胞共同參與完成的復雜生命活動。

（4）得出結論：細胞是一個相對獨立的單位，它既有自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用。

3.3.3 "“新細胞是由老細胞分裂產生的”具體論證步驟

（1）提出問題：新的細胞是怎么產生的？

（2）作出猜想：新的細胞是從老細胞中來的。但是學生并不能說出具體的機制。

（3）尋找證據，支持猜想：施萊登認為新細胞是從老細胞的細胞核或者細胞質中產生的。施旺認為，動物細胞都是由受精卵開始的。

（4）質疑：施萊登和施旺的觀點正確嗎？

（5）尋找證據，辯駁猜想：耐格里觀察多種植物分生區新細胞增殖過程，發現低等的水藻是研究細胞分裂的好材料，并基于此發現新細胞是通過一分為二的分裂過程形成的，因此提出新細胞是原來細胞分裂產生的。瑞士科學家克里克爾發現了動物細胞分裂，并首次發現了細胞分裂中的細胞核分裂現象。雷馬克通過對雞胚胎紅細胞形成過程和蝌蚪肌肉發育的觀察，明確提出了動物細胞分裂的普遍性：細胞分裂是產生新細胞的主要途徑。1858年，德國魏爾肖在前人的基礎上總結出“細胞通過分裂產生新細胞”這一結論。

（6）師生共同得出結論：新細胞是由老細胞分裂產生的。

（7）教師播放細胞學說的建立過程及其意義相關視頻，讓學生從整體上感知細胞學說的建立過程，對細胞學說的意義形成更深刻的認識，并請學生思考為什么細胞學說的主要建立者是施萊登和施旺。學生通過前面的論證過程很容易總結出施萊登和施旺是在科學家們大量科學研究結果的基礎上采用了科學的方法—歸納法提出細胞學說，同時，細胞學說的提出也離不開科技的進步，即顯微鏡的發明。最后，教師總結科學發現的基本特點。

3.4 "檢測學習成果，總結知識

為了檢驗論證式教學融入BOPPPS教學模式的教學效果，在課堂結束之前可以對學生學習效果進行檢測。教師展示病毒的HIV和T2噬菌體模式圖（見圖2），讓學生知道病毒沒有細胞結構，一般由核酸和蛋白質組成，并請學生嘗試論證病毒是不是生物。

根據題中給出的信息，大部分學生很容易得出病毒不屬于生物的主張，因為病毒沒有細胞結構。這時，教師可以引導學生思考什么是生物、生物具有哪些特征。學生通過小組討論總結出生物的特征。教師予以補充：病毒之所以屬于生物，是因為它具有生物重要的特征，如能利用自我復制的方式繁殖后代，這是生命的基本特征。在此基礎上，教師進一步拋出問題：病毒不具有細胞結構，所以“病毒的生命活動與細胞無關”這個觀點正確嗎？學生根據經驗很容易得出病毒必須寄生在活細胞中，因此，病毒的生命活動離不開細胞。

4 " 結語

在新課標背景下，將論證式教學融入BOPPPS教學模式，既達到了提高學生科學論證能力的目的，又在科學、合理地組織課堂教學的同時保證了對基本知識的有效建構，進而提升課堂教學的有效性，起到雙向促進的作用，順應了新改革的趨勢。如何將多種論證式教學模式充分融合、互相補充，達到一加一大于二的效果，是每一位教育工作者有待深入研究的內容。總之，教學有法，教無定法。教師應根據學生的實際情況，選擇合適的教學模式，靈活地融合各種教學模式，使多種教學模式的優勢在生物課堂中得以體現。

[參考文獻]

[1]選榮.新時代高中生物學教學的哲學建構[J].教學與管理，2019（10）：53-55.

[2]程舫.BOPPPS教學模式的評價與反思[J].法制與社會，2019（19）：203-204.

[3]王麗.基于科學思維發展的“光合作用過程”的論證式教學[J].生物學教學，2019（9）：28-30.

[4]沈曉燕.OBE-BOPPPS教學模式在病原生物與免疫學教學中的應用[J].衛生職業教育，2022（11）：55-56.

[5]許桂芬，陳欣.發展學生理性思維的論證式教學—以“減數分裂”教學為例[J].生物學教學，2017（4）：39-42.