论证式教学在探究实验中的应用

李 勇 任 力

(1.白山市第一中学，吉林 白山 134300； 2.白山市教育学院，吉林 白山 134300)

《普通高中生物课程标准》指出，科学探究既是核心素养的重要组成部分，又是课程的基本理念。探究实验作为一种重要教学方式，如果应用不当，经常伴有耗时长，成本高，盲目性强，规范性差等问题。为解决这些不足，我们尝试了很多办法，发现将论证式教学和探究实验相结合，是一种很有效的解决途径。

生物学科中的论证式教学是指在教学活动中利用实验、实践和观察，援引他人报告，搜集评价文献资料等方法，对猜想或假设进行主张或批驳的教学方法。

基于生物学科背景进行的论证，包括观察实物，实验验证，评价并借鉴相关的实验，研读各种文献资源等。在教学活动中，把探究实验中提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、总结交流等各环节拆解成小问题，分别论证，才能保证探究的各细节精准科学，活动顺利高效。

一、深度学习概念，保证论证问题的可探究性和实验假设的合理性

探究实验要求学生在教师的指导下发现问题并提出假设，并进行探索。通常针对一个教学内容，学生会提出很多问题，并作出众多假设，但只有具有一定难度、具有研究价值、通过探究可获得结论的问题才能成为探究活动的主题。这就需要教师带领学生对问题所涉及的学科概念及知识背景进行深度学习，经过论证、筛选和修改，提升问题品质，使其具有可探究性，然后，确定自变量和因变量，并判断两者之间可能的关联性，做出初步假设。再通过研读文献和预实验等手段，论证假设的合理性，确定自变量的变化范围、操作变量的方法、因变量变化幅度和具体现象及测量指标等。只有经过这样严谨的论证，才能保证实验假设的科学性和可行性。

二、论证实验与课程资源的契合性

探究实验强调学生自主学习，对课程资源高度依赖。这些资源广泛分布于课堂内外，具有明显的地域性和季节性，对课程资源的利用情况直接影响着实验效果。在具体实施探究活动之前，应该通过文献阅读，观察、实验等方法进行论证，确定设计的实验和所依赖的课程资源高度契合，保证课程资源能支持实验的开展，同时要兼顾实验材料的成本，对环境的影响，实验的安全性和科学伦理道德等问题。

三、利用多种方法，论证探究过程的可操作性和科学性

在对探究过程进行论证时，可以通过文献阅读等方法，预估可能影响实验结果的各项因素，设计各种无关变量的存在状况，保证实验中各无关变量可控、可衡量，保持整个实验过程中始终条件恒定并最适，使实验现象明显，严格体现实验变量间的因果关系。要了解并借鉴科学史中的经典实验和其他相关研究，阅读仪器和药品使用说明书，熟练操作规范和流程，确定具体步骤，反复预演论证，保证实验操作和测量精确有效。同时，通过论证确定实验的安全性和稳定性，设计相关预案保证人身安全，保证实验不对环境造成影响。还要利用多种方法论证，充分预估实验中的各种可能情况，设计一组或多组对照实验，保证实验的严谨性和逻辑性。此外，还要充分考虑实验中的各项影响因素，论证实验失误的可能性，并制定相应的规避方法。

四、借鉴经典实验和相关研究，论证实验设计和报告的规范性

学生在实施探究活动前，需要对细节进行充分论证，然后撰写实验设计，把对实验原理、实验变量、实验假设、用具的选择、操作技术、实验步骤、注意事项等诸多方面论证成果落实在规范的实验设计中。通过讨论和教师指导评价，确定合格之后再付诸实践，不能只有简单思路就盲目实施。

实验操作结束后，要格外关注异常数据和现象，论证分析出现的原因，然后根据实际情况做出处理建议，不能随便舍弃或修改。如果实验未达到预期效果，要对设计进行修改或重新设计论证，继续进行探究。对合格的数据和现象详细全面记录，通过跟对照组的对比分析，判断实验假设的真伪，得出结论。

需要注意的是，实验报告是对实验进行记录概括的重要材料，也是进行汇报交流的依据，教师可以引导学生借鉴前人的经典案例，规范格式和语言，尤其对表述实验结果的图表和模型要经过反复推敲和论证，才能形成最终结论。

探究强调学生的创新思维和发散思维，但不是天马行空，需要遵循科学原则和实验规范。论证式教学和探究实验的融合，细化了实验的各环节的具体行为，为每一个细节都提供了有效保障。利用论证本身的严密性和逻辑性，提高实验的成功率，增强实验说服力，让教学活动更接近真正的科学探索过程，充分挖掘探究实验的独特的教育价值和育人功能，使学生的科学精神和实验技能得到更大程度的提升。