高中生物论证式教学与培养学生科学精神的相关性探究——基于翻转课堂教学模式的思考

福建省晋江市紫峰中学 吴佐建 赣南师范学院生命与环境科学学院 李静媛 邓真真

高中生物论证式教学与培养学生科学精神的相关性探究
——基于翻转课堂教学模式的思考

福建省晋江市紫峰中学 吴佐建 赣南师范学院生命与环境科学学院 李静媛 邓真真

对高中生物教学过程中实施论证式教学与培养学生科学精神的相关性进行了探析，提出了在传统课堂中促进情感、态度与价值观目标达成的有效策略，并尝试探索翻转课堂模式下论证式教学的组织和实施策略。

论证式教学 科学精神 翻转课堂 生物教学

我国高中生物课程标准中规定的课程目标中指出，情感、态度与价值观目标在于“提高对科学和探索未知的兴趣；养成科学态度和科学精神，树立创新意识，增强爱国主义情感和社会责任感；认识科学的本质，理解科学、技术、社会的相互关系，以及人与自然的相互关系，逐步形成科学的世界观和价值观。”可见，“科学”二字是高中生物课程要求的情感态度与价值观的核心，这是由生物学的学科性质决定的。论证式教学是指将论证式的科学范式引入高中生物课堂教学，让学生经历类似科学家的评价资料、提出主张、为主张进行辩驳等过程。本文通过对高中生物“情感、态度与价值观”目标与论证式教学的相关性进行探究，旨在进一步探讨论证式教学的组织过程中如何进一步落实情感、态度与价值观目标。

一、论证式教学的科学本质特征与情感、态度与价值观目标的关系

早在1888年，Charles D arw in就这样定义过“科学”：“科学就是整理事实，从中发现规律，得出结论。”逻辑实证主义认为，通过科学方法获得的才是科学知识。因此，科学教育必须重视科学方法的教学。论证式教学就是一种侧重科学方法的教学。目前，最得到认可的论证方法是Toulmin论证模型（如图）。论证的基本过程是：资料和支持共同构成了理由，在接受了反例的反驳之后，经过限定条件，使主张得以成立。

Toulmin论证模型（仿自许桂芬）

建构主义则认为，每一种科学理论或科学法则的建立都蕴含着科学家的科学精神、科学态度和科学方法的运用，这就是科学知识的建构过程。因此，无论科学知识处于怎样的变化状态，这种科学精神、科学态度和科学方法的运用始终是不变的、稳定的，它们才是科学的本质。从这个意义上看，论证式教学与课程标准中提出的“养成科学态度和科学精神”不谋而合。可见，论证式教学不仅在方法上亲近科学，而且在培养学生的科学态度和科学精神上，大有用武之地。

二、论证式教学的实施对学生情感、态度与价值观的影响

论证式教学对学生科学态度和科学精神的影响是不言而喻的。Toulmin论证模型认为一个明确的论证可由资料推论而产生主张，同时也必须说明此推论的过程及其理由。论证式教学不仅使学生经历类似科学家论证的过程，而且由此促进学生科学态度和科学精神的养成，并在此基础上促进学生的未来生活中对STSE的关系、与生物学相关各种选择与决策进行深层次的理解，是生物科学素养的形成过程。论证式教学对学生情感、态度与价值观的影响体现在：

第一，科学史素材促进学生理解人类认知自然的活动及其成果的精神。论证式教学所提供的材料，尤其是科学史材料，为学生积淀科学素养提供了丰富的课程资源。

第二，探究过程培养科学精神和科学态度。当学生参与科学主题的论证活动时，针对问题情境评估所需的信息，然后提出合理的主张，充分体验尊重科学、重视技术的理性精神和实事求是、尊重规律的严谨态度。

第三，思维过程引发多维度的情感体验。在面对多种证据时，学生必须运用批判能力来进行判断。这个思维过程使学生的求实精神、实证精神、探索精神、理性精神、创新精神、怀疑精神、独立精神和原理精神得到彰显。

此外，在此基础上，学生有可能进一步形成奋发向上、开拓创新的进取意识、敢于坚持科学思想的勇气和不断探求真理的意识。

三、传统课堂中有效促进情感、态度与价值观目标达成的论证式教学策略

论证式教学对学生情感、态度与价值观的影响是积极的。在教学过程中有效促进“情感、态度与价值观”目标达成，可采取以下几种论证式教学策略：

第一，充分挖掘科学史素材的情感因素。高中生物所涉及的内容包含了众多的科学史实。例如，细胞学说的发现、光合作用的探究历程、酶的发现及酶本质的探索、促胰液素的发现、孟德尔的豌豆杂交实验、摩尔根的果蝇杂交实验、达尔文自然选择学说的提出、林德曼的赛达伯格湖的能量流动定量分析、植物生长素的发现及植物向光性原因的探究……这些科学史实蕴含的不仅是科学的方法，还有科学家的科学精神和科学态度。这些相关内容在论证式教学的材料呈现上要有所体现，甚至要有意突出。

第二，让学生学会换位思考。让学生从一定的社会情境出发，通过“角色扮演”体验不同社会角色的情感、态度与价值观。例如，在讨论“转基因生物的安全性”问题的时候，可以让不同的学生扮演不同的角色，包括政府卫生部门的官员、农业部门的官员、进行转基因实验的生物学家、科普作家、普通公众、媒体记者等，让这些角色分别就自己的立场与观点提出自己的论证。在此过程中，学生不仅对这一问题有着更深入的思考，而且也会有非常深刻情感体验。

第三，思维的引导促进情感的提升。论证式教学中，当学生在论证自己观点时，教师应要求其他学生注意倾听并合理地提出问题:“这位同学的理由是否有科学依据？其中的逻辑关系是否清楚？这位同学所提出的理由充分吗？得到的结论是否具有普适性？有没有例外？是否需要加上限制的条件？……”在论证过程中，通过问题引导学生独立地进行思考、比较、分析、判断，进一部形成自己的观点、看法，并勇于表达自己的观点或提出质疑、反驳等。这个过程引领的不仅仅是学生的思维，还包括其中涉及的质疑精神、问题意识、理性精神、怀疑精神、独立精神等多个维度的情感因素。

四、翻转课堂背景下论证式教学策略的组织和实施

翻转课堂的研究方兴未艾，尤其是以微课为主导的翻转课堂，因形式活泼、生动、直观，更易为学生所接受，成为研究的热点。对高中生物教学而言，微课视频难以呈现教师与学生、学生与学生互动探究的部分，因此，制作微课的难点之一是在微课中落实探究理念。更加艰难的是，情感、态度与价值观目标在微课视频中的落实存在交流不足、体验不够的问题也难以解决。论证式教学的独特价值也许是解决这些问题的途径之一。关键是，如何将传统课堂中有效促进情感、态度与价值观目标达成的论证式教学策略转化为以微课为主导的翻转课堂背景下的论证式教学策略。笔者认为可以从以下三个方面进行尝试：

第一，微课素材的选择及呈现上，要注重科学史实的情感因素的呈现。一般地说，微课设计往往以知识为主导，重在知识的理解和应用。从论证式教学的视角看，微课中不仅要呈现知识，更重要的是要呈现知识的获得及发展脉络，科学史就是重要的课程资源。这些课程资源应用时应突出其中包含的科学方法、科学态度和科学精神。

第二，运用多个渠道提高论证式教学的互动性。微课作为学生学习新知的主阵地，应肩负起实现三维目标的重任，而不是仅仅指向知识目标。这就要求教师在进行微课设计时，要增强信息传递的互动性和交互性。在微课设计中，应避免直接讲授，可以多提问引导论证，也可要求学生进行一些简单的纸笔活动参与论证过程，甚至可以设计一些论证活动要求学生在微信群或Q Q群中进行论证。

第三，完成作业的过程中重视论证式思维的训练。翻转课堂不仅仅是课前的学习，还包括课堂完成作业。这些作业的设计中，不仅要关注知识目标，还应设计一部分论证式的开放性问题，引导学生勇于表达自己的观点或提出质疑、反驳。

综上所述，在高中生物教学中，通过对论证式教学精心设计，能有效帮助学生认识生物科学的价值，使学生乐于学习生物科学，帮助学生养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。有关论证式教学从传统课堂走向翻转课堂的诸多问题，还有待进一步深入探索。

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验)[M].北京：人民教育出版社.2003

[2]许桂芬.在论证式教学中如何引导质疑和辩驳[J].生物学通报.2014.(07)

本文为2015年福建教育学院基础教育研究重点课题“基于科学史高中生物论证式教学的课堂实践与理论建构”（课题编号JYZD-2015003）及福建省教育科学“十二五”规划2015年度课题立项“高中生物传统课堂和翻转课堂两种教学模式的比较研究”（立项批准号：FJJK15-506）阶段性成果。