论证式教学策略在概念教学中的应用

陈珊珊 王威

摘  要：我国生物新课程标准中的内容要求罗列了各模块的大概念和重要概念，形成了生物课程的内容框架，课程应围绕学科的核心概念进行教学。本文通过文献法对图尔敏提出的论证式模式进行了介绍，根据实际情况修改提出了本文采用的论证模式。以“光合作用的原理”教学为例，通过提出问题、作出猜想、提出质疑、论据支持、得出结论的论证式教学，使学生形成科学概念。

关键词：核心概念;论证式教学;光合作用的原理

1 前言

我国教育部2017年颁布了《普通高中生物学课程标准（2017年版）》，课标中的内容要求部分罗列了各模块的大概念和重要概念，形成了生物课程的内容框架。在课程性质中明确提出：““基于生物学学科核心素养的概念教学实施是落实生物学学科核心素养的关键，会直接影响核心素养中科学思维、科学探究的落实，也会间接影响生命观念和社会责任的达成”。通过阅读文献，发现论证式教学正是一种可以用于概念教学的教学方法。生物学概念教学以帮助学生纠正前概念，消除错误概念，建立科学概念为根本任务。[]

2 论证式教学的简介

论证模式（TAP）于1958年图尔敏首次提出，该模式包括资料、主张、理由、支持、反例与限定条件6个限定因素[]，核心概念是指位于学科中心得概念性知识，包括对重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分。[]美国课程专家埃里克森认为课程应该围绕各学科的核心概念进行教学，具体事实应该作为铺垫来帮助学生发展对更为根本的知识结构进行深层次理解，从而培养和发展学生的思维能力。[]笔者在阅读了相关文獻后，主要参考了许桂芬在众多论证式教学中采用的论证式教学模式，对Toulmin提出的论证模式做出了一定程度的修改，得到如图2所示的论证模式，论证模式。

3 “光合作用的原理”的论证式教学案例

“光合作用的原理”选自人教版高中生物必修一第五章第4节第二课时的内容，包含有大量科学史的内容，生物科学史不仅隐含丰富的科学试验方法和科学观点，而且具有很高的情感教育价值。科学的发展往往是一个“肯定、否定、肯定”的循环过程，特定阶段得出的科学论证往往需要经受后来者的质疑，这与论证式教学不谋而合。

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中涉及“光合作用的原理”的内容要求是：

大概念：细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖。

重要概念：细胞的功能绝大多数基于化学反应，这些反应发生在细胞的特定区域。

次位概念：说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。

基于以上内容要求，结合现阶段我国众多学者倡导的论证模式作为设计思路，将“光合作用的原理”分为四个核心问题，引导学生在分析和体验科学家探究过合作用的历程，逐步形成科学概念。

3.1 光合作用反应方程式的确定

教师提出问题：光合作用作为一种生化反应，我们在化学上学到，一种反应是需要反应物，在一定条件下产生生成物的。那么，光合作用的反应方程式是怎样的呢？

教师提供资料1：1771年，英国科学家普利斯特利通过实验发现，两个密闭的玻璃罩内分别放有点燃的蜡烛和活小鼠，一段时间后，放有点燃的蜡烛的玻璃罩内，点燃的蜡烛熄灭，空气变得浑浊，放有活小鼠的玻璃罩内，小鼠死亡。将两个透明玻璃罩中放入绿色植物，点燃的蜡烛不熄灭，小鼠不死亡。

学生提出猜想：光合作用会消耗二氧化碳，产生氧气。

教师提出质疑：资料是否为假说提供了充分的论证支持？

教师提供资料2：1804年，瑞士人N.T.De Saussure通过定量实验证明：植物所产生的有机物和所放出的总量比消耗的CO2多，进而证实光合作用还有水参与反应。

教师提供资料3：1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验，结果发现，普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。

教师提供资料4：1864年J.V.Sachs发现照光叶片遇碘会变蓝，证明光合作用形成碳水化合物（淀粉）。

学生得出结论：光合作用的反应方程式为水和二氧化碳在光、叶绿体、相关的酶存在的条件下，生成氧气和碳水化合物的过程。

3.2 鲁宾和卡门探明氧气的来源

论证式教学过程不做文字赘述，具体内容如图2所示。

3.3光反应机制

论证式教学过程不做文字赘述，

3.4 暗反应过程

论证式教学过程不做文字赘述，具体内容如图3所示。

4 小结

概念的形成是从外部的、比较具体的非本质特征到内部的、比较抽象的本质特征的不断深化的过程。遵循这个规律，教师可运用足够的客观事实性资料，采用论证式教学策略进行概念教学。就短期而言，论证式教学不仅能够改变教师对概念的教学方式，提高中学生物教师论证式教学的能力，更能够改变中学生对生物学概念的学习方式和理解能力，使生物学概念的学习过程更有意义，从而优化课堂教学，提高教学效率。从长远来看，采用论证式教学策略进行生物概念教学，对于深化学生对科学本质的理解，培养富有批判性思维的高素养公民也是课标中明确提出的要提高学生的科学思维，具有重要的意义。