论证式教学策略在科学理论学习中的具体实践应用

樊荧荧 马春花

1问题的提出

高中生物学是科学领域的重要学科之一，其精要是向学生揭示自然科学的本质、现象和规律，包含对这些现象或事实科学界说和系统解释后形成的科学理论体系、蕴含的思维方式和探究过程。不管是理论体系还是思维方式的培养，都不是一蹴而就的，而是历代科学家历经重重困难，通过观察、提问、寻找证据、检验假设等方式在“正确-错误-正确”的循环中逐步修正而形成的被绝大多数人认可的理论框架。但是在传统的科学教学中，教师往往采用讲授型的教学方式告诉学生某个科学理论的概念、原理。这种做法无疑是强调了科学理论的权威性，导致学生误认为科学理论就是真理，必须全盘接受，且完全抑制了学生思维的发展，不利于学生从内心真正地理解该科学理论从而认可和接受它。实质上，科学理论的提出本身就是论证的过程，所以在科学理论的教学中亟需引入当前国际科学教育研究领域所关注的热点——论证

式教学策略。

2论证式教学

《普通逻辑学》中对“论证”的阐述为：论证是用一个或者一些真实的命题来确定另一命题真实性的思维过程。论证都是由论题、论据和论证方式3个要素组成。论证式教学策略则是将论证活动引入课堂，使学生经历科学家的论证过程，从而从本质上理解科学概念、本质或探究活动。在具体操作时，教师应提供给学生充分的资料，引导学生自主评价资料、提出主张、搜集并提炼证据、阐述推理、进行论证，当出现竞爭性主张时，鼓励学生在对话中捍卫或反驳彼此的主张，发展逻辑思维和辩证思维。

3论证式教学策略在科学理论学习中的具体实践应用

笔者以人教版生物学《必修2·遗传与进化》第六章第一节“生物有共同祖先的证据”为例，按照图1论证模型进行论证式教学。

3.1教材分析

本节内容为人教版必修2新增内容，对应于《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中核心概念“4生物的多样性和适应性是进化的结果”中的重要概念“4.1地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先”，主要内容包括通过化石记录、比较解剖学和胚胎学等事实，说明当今生物具有共同的祖先;并通过细胞生物学和分子生物学等知识，说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征。本节内容的学习旨在引导学生认同达尔文的“共同由来学说”，为第六章第二节和第三节中解释适应和物种的形成作铺垫，也为在学习完整章节后形成正确的进化观提供坚实的基础。

3.2学情分析

学生在初中阶段已学习过达尔文的进化论中相关内容，具备一定的前概念。但局限于符号信息的记忆层面，绝大多数学生接受或认可达尔文的进化理论，但对于进化论的建立和发展是不清楚的，对于该过程中涉及的逻辑和批判思维是完全不具备的。

3.3教学目标

1基于大量事实和证据，通过分析、比较、归纳、质疑和辩论等方法，形成生物有共同祖先的观点，认同共同由来学说。

2建立“问题-主张-证据-推理-结论”的思维范式，发展质疑、建模、批判性思维等科学思维，强化实证意识和思辨精神。

3关注生物演化的前沿研究并作出理性判断，认同生物演化理论发展的必然性。

3.4教学过程

3.4.1基于现象，提出问题

在课堂引入环节，教师用手机现场扫描水果盒上的二维码，呈现出该盒水果的“前世今生”，即从田间到餐桌的全流程追溯。接着，提出问题：人类是否可以溯源？人类起源于什么？设计意图：教师展示并提问水果盒上二维码的作

用，激发学生的好奇心，通过现场扫描二维码，解决预设问题，从而引入本节课主题——溯源，继而自然地过渡到人类的溯源问题，于无形中巧妙吸引学生对本节课的兴趣。

3.4.2基于事实，提出主张教师播放纪录片《你体内的鱼》中的片段，给学生

呈现一个事实：有些人的耳朵后保留有鳃弓，鳃弓是鱼类等动物的呼吸器官。之后，引导学生根据视频信息提出自己的主张。此时，部分学生认为人类起源于一条鱼，部分学生不认同此主张。教师通过举例，引导学生明确若要别人认同自己的主张，必须提供强有力的证据来支持自己的主张。

设计意图：学生对于人类的起源往往局限于初中学过的猿类，教师通过纪录片呈现给学生一个意想不到的事实，引导学生根据视频信息，自主提出主张——人类起源于一条鱼。该主张是学生从未听过且令人惊奇的，激发了学生的认知矛盾，也为推进下阶段举证推理过程做铺垫。

3.4.3基于主张，举证推理

真正的论证应该是由学生自主搜集证据进行推理解释。但是在实际教学中，学生没有时间和精力进行前期繁琐的搜集工作，所以举证推理阶段的视频素材或文字信息皆由笔者在课前搜集准备。又考虑到学生初次接触科学论证，无法像科学家那样独立地系统地完成论证过程，所以笔者在活动单中搭建好脚手架，通过设置问题串引导学生从素材中提炼关键信息，层层推进构建缜密的证据链，并组织语言使用获得的证据阐述其与主张间的逻辑关系。具体操作分为以下6个活动，在每一个活动的具体实施时都按照“提供素材-描述事实-分析推理-辩驳证据”的学习路径推进实施，在每一个环节都引导学生自主地独立地思考和分析，在他人阐述自己观点时笔者都会询问其他人是否认同，毕竟科学论证的最终目的是说服听众。

（1）活动一如图2所示。

按照“提供素材-描述事实-分析推理-辩驳证据”的学习路径推进到第三环节时，学生全部认同事实一和推理一。教师提出问题：结合事实一和推理一，能否从比较解剖学角度提供充分证据证明主张——人类起源于一条鱼？并鼓励学生讨论不同竞争性主张。这时，学生发生分歧，部分学生认同，部分学生反驳并阐述理由。教师不急于判决哪方正确或错误，而是采用“留白”处理过渡到活动二。

（2）活动二如图3所示。

有了活动一的思维训练，教师可以迅速推进活动二，学生在最后基本能缜密思考发现证据与主张之间的逻辑漏洞。此时，教师要注意强调：比较解剖学和胚胎学证据虽不能直接证明主张的正确，但能从一定角度透露出鱼类和人类的亲缘关系，即该主张存在一定概率的正确可能。教师引导学生从学过的高中生物知识中提取信息，从细胞水平补充相关证据支持主张。

（3）活动三如图4所示。

教师引导学生主动地回忆旧知寻找证据来支持主张，并鼓励学生阐述其理由。最后，教师总结上述三个活动中的比较解剖学、胚胎学和细胞水平的证据，都是从当今生物体内寻找到的证据，并不能作为直接证据证明发生在远古时候的事情——人类起源于一条鱼。继而，激发学生思考：现存的什么证据能直接证明过去发生的事情（个别学生答“化石”）？

（4）活动四如图5所示。

学生根据已有的初中知识，可知化石是研究进化的直接证据。但是，绝大多数学生不清楚化石为何能作为直接证据。因此，教师在活动四中設置问题串逐步引导学生小组合作自主、查阅资料、提炼证据、阐述观点。最后，学生构建并认同不同地层中首次出现的生物类群（化石）图可作为支持主张的强有力证据。在辩驳环节，有学生提出质疑，进而过渡到活动五。

（5）活动五如图6所示。

教师引导学生分组探究，经过搜集证据（不同种类生物之间的中间过渡型生物化石）、质疑和辩论，最终构建出师生都认同的脊椎动物的演化历程（图6中的事实五），并证明了自己的主张是对的，即人类确实起源于一条鱼。至此，学生通过一系列活动，一致认同化石是研究生物演化的直接证据。

通过前五个活动的思维训练。学生初步掌握了论证的思维范式和技巧。因此，教师提出问题：按照刚才的论证，能否认为当今世界上很多生物实际上都是我们的亲戚，只是亲缘关系远近不一样？继而，教师开展活动六考查学生是否真正掌握论证技能，能否自主提出主张并提炼证据解释支持主张。

（6）活动六如图7所示。

活动六既从另一个角度验证前一主张的正确性从而引出并让学生认同达尔文的“人猿共祖说”，又提供机会给学生将本节课中发展的逻辑思维和辩证思维迁移运用到新情境中尝试进行独立论证，从而进一步提升学生的科学思维能力和论证能力。

3.4.4基于新证据修正补充

通过上述6个活动，基于大量事实和证据，通过分析、比较、归纳、质疑和辩论等过程，学生全都认同“人类起源于一条鱼”以及“人类和黑猩猩亲缘关系最近”这两个主张。最后，教师的总结不管是哪个主张，都是在回望过去，对生命进行溯源，如果对所有生物进行溯源，最终能追溯到同一个祖先，即生物有共同的祖先，再回扣入本节课的课题“生物有共同祖先的证据”，于无形中渗透了实证意识。教师追问：那这个学说是真理吗？学生茫然。笔者引用尼尔斯·艾崔奇《灭绝与演化：化石中的生命全史》中一段话进行最后的升华：“本质上我们对自然的认知，一部分来自观察，一部分来自对现象的解释。科学之路漫漫：一代代科学家不停地修订和补充着什么对自然的认知，在更多研究成果的基础上尝试得出更为清晰的图像。其间不可避免的会有冲突：每一代科学家都会质疑前人的研究;不同学科的科学家对要不要修改现行理论这个问题也有争议;如果需要修改，又具体是什么致使我们修改我们的认识。”教师要强调“理论不是真理，未来也许会修正”，强化学生的思辨精神。

3.5板书板书如图8所示。

3.6教学评价与反思

由于本节课主要是引导学生在论证中深刻理解共同由来学说的产生和发展，形成正确的进化观，因此教师在评价环节要注重对素养层面的考查而非纸笔测验。教师请学生在课后思考“经过今天的学习，你对于生物演化还想了解哪些？关于生命史，你有哪些感悟能和大家分享交流？”，旨在通过内隐的方式提升学生的元认知水平，促进学生形成生命观念。

4结语

论证是科学的核心，是提升科学思维的重要途径。教师在科学理论的学习中引入论证式教学，使得课堂更接近真实的科学研究。在论证式教学中，学生在提出问题、观察现象、描述事实、举证推理、分析辩驳等过程中将思维过程外显化，促进了对科学理论的深层次认识和认同，更有助于批判性思维和逻辑思维的发展。