论证式教学在高中生物教学中的应用

魏玮　沈浩宁

摘 要 概述论证式教学的内涵，结合人教版高中生物必修3第三章第一节“植物生长素的发现”的内容，体验论证式教学的运用过程，突出论证体现科学本质，促进思维发展的特点，体现论证式教学是一种科学的探究模式。

关键词 论证式教学 植物生长素的发现 科学探究模式

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

1 论证

论证是共同体围绕某一论题，利用科学的方法收集证据，运用一定的论证方式解释、评价自己及他人证据与观点之间的相关性，促进思维的共享与交锋，最终达成可接受结论的活动。1958年，Toulmin在研究了法律、科学研究等多个背景中的论证之后，提出了著名的Toulmin论证模型（图1）。

2 论证式教学

论证式教学实质上是将科学领域的论证引入课堂，使学生经历类似科学家的论证过程，理解科学概念和科学本质，并促进其思维发展的探究式教学模式。

3 论证式教学在“植物生长素的发现”一节中的运用

目前，科学探究已经成为生物教学中的重要组成部分，但探究如果仅仅停留在锻炼动手能力、让学生参与到探究实验的层面，而忽视对探究过程等因素的论证，是不利于学生科学思维形成的。本节课旨在创造一种基于证据论证的课堂氛围，创建一个体现科学本质的教学过程。

“植物生长素的发现”一节中的实验探究、实验设计等内容是培养学生科学探究能力的有效材料，在整个生物课程中也处于相当重要的地位。有关生长素发现部分的教学，笔者选择采用论证式教学来展开实验探究。

教材中的现有资料给论证式教学提供了基础的材料。教材中实验的探究过程、实验设计等内容都可以引起质疑。学生可以通过资料分析得出最初的“主张”。然后教师再引导学生对“主张”进行质疑。学生根据论证的一般方法，如附加理由支持“主张”，附加限定条件使“主张”成立，或附加反例阻止从“理由”得出“主张”等，从中选取某种合适的方法，来消除质疑，修订或完善“主张”。

3.1 引导对“植物激素发现历程”的论证

笔者在教学中提供一段达尔文在环球旅行的资料，其中有一段“草芦有向窗户方向弯曲生长的现象”的介绍。学生提出猜测：植物具有向光性。教师鼓励学生质疑“主张”：根据某种生长现象得出的猜测不一定正确。并引导学生分析原因：可能是植物生长的一种偶然生长现象，缺乏科学实证性。教师带领学生寻找理由，支持最初的“主张”。

3.1.1 探究19世纪末达尔文的实验

教师引导学生开展探究实验，学生根据实验现象完善最初的“主张”。胚芽鞘尖端受到单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。教师鼓励学生再质疑：根据实验现象提出的假说缺乏科学实证。并引导学生分析：必须确定“影响”是什么；“影响”如何造成伸长区两侧生长不均匀。

3.1.2 探究1910年的鲍森·詹森的实验

实验证明，胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。教师根据实验，巧妙点拨：到底是胚芽鞘尖端结构本身，还是尖端产生的某种化学物质向下部传递某种“影响”？如果尖端产生的是某种化学物质，它可以通过有机物质继续发挥作用，琼脂就具有这种有机物质的特性。学生得出“主张”：尖端产生的“影响”是一种化学物质造成的。教师鼓励学生质疑：不能完全判定该“影响”是一种化学物质。并引导分析：该实验不能充分解释尖端产生了可向下运输的化学物质，只能证明这种影响可以透过琼脂片传递给下部，不足之处为不能完全排除尖端对实验结果的影响。学生修正“主张”：尖端产生的影响可能是一种化学物质造成的。

3.1.3 探究1928年荷兰科学家温特的实验

教师巧妙点拨：如果尖端确实通过产生化学物质来影响下部生长，那么这种物质应该可以转移到琼脂这种“载体”里面，从而使该“载体”具有与尖端同样的效力。根据实验现象，学生完善“主张”：胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的。

3.1.4 探究1914年拜尔的实验

实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的影响，在其下部分布不均匀而造成的。教师巧妙点拨：确定了“影响”是一种化学物质，化学物质如何导致胚芽鞘的弯曲生长？并引导分析：化学物质的分布不均匀，发挥的作用大小不同。学生完善“主张”：化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。

3.2 引导对“实验设计和结论”的论证

科学结论都是依据一定的证据得出的，实验结果是非常重要的证据。实验的设计、从实验结果推出的结论，逻辑严密才具有说服力。

3.2.1 教材中“1910年鲍森·詹森的实验示意图”（ 图2）。

学生质疑：上述实验设计不严密，缺乏对照组，琼脂本身就可能造成胚芽鞘的弯曲生长，这样无法排除下部的生长是琼脂造成的，则“主张”不能成立。附加限定条件：本实验需要增加对照组。只有把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上，如果胚芽鞘不会弯曲生长，本“主张”才成立，结论才更科学严谨。

3.2.2 教材“技能训练”

如图3所示，取一段玉米胚芽鞘，切去顶端2 mm，使胚芽鞘不再产生生长素。在上端放一块有生长素的琼脂（胚芽鞘形态学上端朝上）。过一段时间检测，发现下端的琼脂块逐渐有了生长素。结论：生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。

学生质疑：上述实验设计不严密，缺乏对照组。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端，导致结论2不严谨。附加限定条件：本实验方案需要改进，只有将胚芽鞘形态学下端朝上，同样在上面放一块有生长素的琼脂，下面放一块没有生长素的琼脂，如果下面的琼脂块没有生长素，本“主张”才成立。

4 反思

在上述论证式教学中，学生紧紧围绕论证是基于证据的论证，最终完善自己的主张。目前，论证式教学在生物教学中的运用还较少，尽管如此，论证式教学在培养学生的科学素养方面有着不可忽视的作用。

首先，论证式教学使学生在科学探究时能够有机会反思为什么探究，探究为了什么，怎样设计探究方案才更有效，证据是否足够支撑自己的“主张”等问题，从而使学生形成严谨的科学态度，促进学生科学探究能力的发展。

其次，论证式教学在科学探究中能够将思维外显化。在这个过程中，学生间的相互作用有助于学生运用知识的能力、逻辑思维能力、批判性思维能力的发展，能够在思维的共享交锋中深层次地理解科学知识。

参考文献：

[1] 王星乔，米广香.论证式教学：科学探究教学的新图景[J].中国教育学刊，2010，（10）：50-52.

[2] Toulmin S. E. .The uses of argument[J].London：Cambridge Uni-versity Pres，1958：87-99.

[3] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准试验教科书：生物·必修三·稳态与环境[M].北京：人民教育出版社，2007：46-49.