基于新版ADI模型的探究活动策略——以“人类遗传病的调查分析和预防宣传”为例

平 原|上海市控江中学

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提倡基于科学事实和证据开展教学，以培养学生尊重事实与证据的意识，崇尚严谨和务实的求知态度，倡导以探究为特点的主动学习。科学论证围绕某一科学问题收集证据，并对证据进行科学分析和评价，充分体现了科学思维和科学探究能力的培养要求。实施论证式教学，能有效提升学生的生物学核心素养。

沪科版普通高中教科书《生物学》（以下简称“沪科版教材”）中共有16个探究活动，其价值不应局限于依据教材提供的活动内容支持相关科学概念的建构，还应该成为培养学生科学思维和科学探究能力，使其形成社会责任的重要平台。

一、新版ADI模型

ADI模型（theArgument-DrivenInquiry，简称ADI）是一种渗透式教学模型，即在教学中并不教授论证的方法，而是将论证作为一种教学工具，在教师的主持下，用于支持教学目标的达成。原版ADI模型最早于2008年提出，随后在与美国新一代科学教育标准（NGSS）框架所要求的活动目标整合后，形成了新版ADI模型。新版ADI模型将科学论证融入学生探究科学规律的过程中，以论证过程推动教学开展，有利于促进学生核心素养的发展，其教学阶段如图1[1]。

图1 新版ADI模型教学阶段

二、基于新版ADI模型的探究活动策略

结合高中教学的实际情况，教师对新版ADI模型教学阶段中的个别阶段进行拆分或顺序调整，即可形成基于新版ADI模型的论证式探究活动路径。需要注意的是，教师必须在确保核心素养培育意蕴的前提下，使整个活动过程更适应高中生的学习特征，更符合探究活动的特点，便于在教学实践中操作。新版ADI模型以往多应用于概念和实验教学，下面以沪科版教材必修2第四章中的探究活动“人类遗传病的调查分析和预防宣传”为例，探讨将新版ADI模型引入探究活动教学的策略。

（一）活动目标

（1）在活动中经历人类遗传病分析的过程，了解常见的人类遗传病发病率、临床表现、典型家系、诊断过程等，掌握调查人类遗传病的初步方法。

（2）设计活动方案，进行社区遗传病家系调查或利用在线数据库检索文献资料，收集科学证据，提高科学实践和社会交流能力。

（3）分析科学证据，提出主张，参加论证会议，经历科学论证过程，训练分析推理能力，培养逻辑性思维、批判性思维。

（4）制作人类遗传病科普展板或宣传册，在校园或网络进行科普宣传，培养社会责任感。

（二）学生情况

参加活动前，学生已经学习了人类遗传病的类型、分析方法和预防措施等知识，然而遗传病发病率低，因此学生普遍缺乏直接经验以及必要的遗传病调查资源。高一学生具有较强的求知欲、一定的思辨能力和团队合作经验，但是大部分学生的思维和语言较为生活化，科学表达能力和基于证据的分析推理能力不足。

（三）活动过程

1.创设真实情境，组建活动小组

情境认知理论认为：个体的学习过程是在情境中参与活动实现的认知活动。因此，学生核心素养的培育需要在特定的情境中进行，而贴近学生生活经验的情境往往更有吸引力，能吸引学生深度参与探究活动，帮助学生明确活动任务。活动小组的建构是论证式探究活动顺利开展的基础，因此，在用真实情境引出活动任务后，教师应根据活动内容确定每个小组的人数，详细介绍活动任务，并要求各小组确定负责人和任务分工。

如在这个探究活动中，笔者事先在课前分析学生的思维能力、表达能力等方面的特点，然后将学生按5人分组，每组由一名组织能力较强的学生担任组长，并使组内学生特点各异，各组整体水平基本相似。课堂上，笔者在引入环节出示来自媒体报道的情境“学霸父母智障娃”。

长沙的李女士夫妇都是博士，可他们却有一个说不出的苦恼。因为李女士发现儿子逐渐出现语言障碍、智力低下等症状，经医学检查，其子最终被诊断为脆性X染色体综合征。

笔者引导学生了解遗传病虽然发病率低，但实实在在地存在于我们的身边，它给患者及其家庭带来了巨大的痛苦，激发学生的探究意愿和社会责任感，然后公布活动任务。

以遗传病防治者的身份，进行一次常见人类遗传病的调查，与组内成员一起论证遗传病的类型、诊断和预防方法。

2.设计活动方案，进行组间互评

让学生经历活动方案的设计过程，可以提高学生的科学实践能力。教师应赋予学生评价的权利，并要求学生以组间方案互评的形式，评价学习过程及结果。这样，既能发挥学生在探究活动中的主体地位，培育其批判性思维意识，又能引导学生在评价中迁移应用科学知识和方法，发现自身的问题和不足。此外，进行评价需要工具的支持，教师要根据探究活动的特点，预先准备评价单供学生使用。

针对这个探究活动，笔者先让学生设计初步的遗传病调查方案，方案的内容主要包括：小组成员、调查对象、调查方法、调查项目、成员分工、时间安排等。课堂上，经过讨论后，各小组逐步形成了两类方案：（1）在学校或社区寻找身边的遗传病人作为先证者开展遗传病家系调查；（2）利用在线数据库检索遗传病资料。笔者根据方案的科学性、可行性、写作水平三项指标设计评价标准，让各小组之间互相评分，重点评价方案中的调查方法、调查内容和时间安排，并鼓励学生取长补短，以评价促进学习，反思并修正自己的方案。

3.指导技能方法，收集科学证据

在科学数据的收集和分析的过程中，学生可训练逻辑性思维，提高社会交流能力。教师应先从科学性、可行性角度，对学生设计的活动方案进行评估，以保证后续环节的有效开展。然后，教师对活动方案中涉及的超出高中生能力范围的技能，如证据收集途径、调查问卷的设计、野外安全注意事项等，提供具体的方法指导，引导学生按活动方案收集资料、推理解释资料、建构科学证据，并提出初步主张。

在这个探究活动中，对于选择“在学校或社区开展遗传病调查”的小组，笔者先对调查问卷的设计进行指导，如患病人数、临床表现、典型家系、诊断过程等，提示学生调查前必须征得被调查者的同意，签订《知情同意书》，论证时要注意保护患者的隐私。对于选择“利用在线数据库检索遗传病资料”的小组，笔者则提供检索途径，如在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）等，指导学生从数据库中筛选并提取所需的关键信息。笔者要求两类小组均要迁移运用已学的遗传病知识，分析遗传病的遗传方式、发病率、诊断和预防措施，以收集的信息作为证据，以分析结论作为主张，制作PPT，准备参加论证会议。

4.召开论证会议，经历科学论证

论证会议模拟科学研究中的口头论证过程，是探究活动的核心阶段。在论证会议上，学生经历与其他同学的认知冲突，在辩论和问题解决的过程中提高了逻辑性思维、批判性思维和科学语言表达能力等，了解了科学知识的产生过程，加深了对科学本质的理解，进而逐步形成像科学家那样思考的习惯。

在教师的组织下召开论证会议。各小组依次作报告，以多媒体展示收集的信息，分别分析该遗传病的遗传方式、诊断和预防措施等。报告结束后，其他小组可提问进行质疑，由报告人和其小组成员讨论后作出科学的回应。必须注意：所有的质疑和回应均应基于证据和科学理论展开。教师作为主持人，不仅应关注会议进程，避免出现无科学依据的评判，还要在会议中间选取部分小组的观点进行总结和点评，以引领会议的方向。

5.修正论证主张，撰写活动报告

论证会议结束后，学生根据其他小组提出的质疑，反思自己的推理分析过程，修正初步主张，形成最终结论，培养反思习惯。学生分小组撰写活动报告，重新审视活动过程，所作报告应重点呈现论证过程，将口头论证转化为文字，提高科学表达能力。

针对这个探究活动任务，各小组从组内学生提出的质疑出发，对存在科学性错误的的结论进行修正。教师分发遗传病调查报告单，报告单上的内容可包括：临床症状、区域发病率、遗传系谱图、诊断方法和诊断过程、遗传病类型和致病原因分析、预防措施建议等，为学生撰写报告提供思路。学生分小组完成调查报告，交由教师评价，然后制作该遗传病的科普展板或撰写公众号文章，在校园、社区或网络空间进行科普宣传。

三、总结与思考

（一）新版ADI模型适用于高中生物学科学探究活动的组织

新版ADI模型通过科学论证推动探究活动的实施，具体的活动过程涉及逻辑推理和批判思考，可以作为对学生生物学核心素养培育的有效工具。完成一个基于新版ADI模型的探究活动约需2个课时，第1课时用于任务发布、方法设计和活动方法指导，第2课时召开论证会议。教师在课前组织活动小组，学生在课外完成资料收集和分析并撰写活动报告。沪科版教材中适用新版ADI模型的科学探究活动如表1所示。教师可根据教学计划，在每分册中选取1~2个活动，基于新版ADI模型的探究活动策略实施教学。

表1 沪科版教材中适用于新版ADI模型的科学探究活动

（二）小组建构和论证会议是论证式探究活动的关键阶段

新版ADI模型重视小组合作设计方案和实施活动的过程，活动小组的建构则是后续各阶段活动顺利实施的基础。不少教师并未意识到小组建构对于小组合作学习的重要性，建构小组较为随意，如按教室座位建构、按学生意愿自由组合形成、在课前临时组建等现象，在教学实践中屡见不鲜，这就导致合作学习未能充分发挥效果。因此，在开展论证式探究活动时，教师应在分析学生的领导力、能动性、思维能力、表达能力的基础上，以“组内异质，组间同质”为基本原则建构小组[2]。组内异质有利于组员在活动的各个阶段分工合作，能充分发挥每个组员的特长和能动性，避免小组学习“个人化”。而小组间思维能力和表达能力差异过大，则容易导致组间论证无法有效开展，因此，组间同质是论证会议发挥积极作用的保障。小组人数应根据活动内容灵活调整，如选择性必修2的探究活动为野外活动，工作量较大，小组人数以7~8人为宜，而其他活动每组4~5人即可。

论证会议是具体落实科学论证的阶段。各小组提出主张，分享收集的证据，像专家一样思考并回应其他小组的质疑。论证会议需要在有多媒体、电子白板等条件的教学场所举行。在举行前，教师须介绍活动规则，如论证会议流程、会议礼仪等，鼓励学生积极思考、质疑、提问。在会议进行的过程中，教师要仔细观察学生的反应，及时发现思想游离于会议场域、未积极反馈的学生，并使其将注意力转回会议上，确保更多的学生参与论证过程，使会议顺利且有效地进行。

（三）论证式探究活动的开展需要教师提供教学支架

高中生尚未开始接受正规的科研训练，缺乏科研经验，因此，论证式探究活动的多个阶段，都需要教师以活动引导者和协调者的身份提供必要的教学支架。如组间互评阶段，教师应设计简便易用的评价量规；方法指导阶段，在学生互评后，教师仍应对方案的科学性、可行性等进行评估，并提供收集证据的方法和途径，以降低学生收集证据的难度。此外，新版ADI模型是一种渗透式论证式教学模型，本身并不包括论证方法的教学，所以在初次召开论证会议前，教师须对学生进行科学论证方法的指导，突出证据、推理、主张和反驳的关系，强调学生应利用科学证据支持或反驳对方的主张，避免学生间出现情绪化的评判。最后，在撰写报告阶段，教师如发现学生科学表达能力尚不足，可先提供表单式的报告模板，让学生逐步过渡到撰写论文式的探究报告。□◢