贯穿式情境在论证式教学中的应用

孙蕾

摘要基于课程标准的要求和生物学科学的思维规律，在初中生物学“生物进化的原因”教学实践中，创设古长颈鹿进化的情境，并提出核心问题“古长颈鹿为什么会进化出现代长颈鹿和霍加狓”？为解决这一核心问题，以古长颈鹿的进化为主线，设计贯穿课堂的系列教学活动。在贯穿式情境中通过应用图尔敏论证模式，开展论证式教学，引导学生像科学家达尔文一样提出主张，为主张进行支持或辩驳，从而学会支持、评价和修正主张的方法技能，发展科学思维，认同生物进化的观点，初步形成进化与适应观。

关键词 贯穿式情境 论证式教学 科学思维 进化与适应观

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出：生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，是在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格和关键能力。可见，创设恰当的教学情境对发展生物学学科核心素养是非常必要的。下面尝试利用图尔敏论证模式——TAP模式（图1），结合贯穿式情境开展教学，以古长颈鹿的进化为主线，通过解决核心问题“古长颈鹿为什么会进化出现代长颈鹿和霍加狓”，来实现本节课的学习目标。

1教材分析和设计思路

“生物进化的原因”选自人教版《生物学》八年级下册第七单元第三章第三节。本节课是在学生学习地球上生命起源和生物大致进化历程之后，进一步探究生物进化的原因。《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称《课程标准》）对本节课的具体要求是：认同生物进化的观点，同时帮助学生构建重要概念：生物的遗传变异和环境因素的共同作用，导致了生物的进化（以下简称本节重要概念）。

此外，著名生物学家达尔文将著作《物种起源》描述为一项长期的论证项目，他制作了大量动植物标本作为证据，经过严谨地推理和论证，总结提炼为自然选择学说。因此，改传统讨论式课堂为论证式教学迫在眉睫。从学情上看，初二的学生虽然知道达尔文的著作《物种起源》，也具备一些如遗传、变异和适者生存等有关生物进化的前概念，但是对自然选择学说知之甚少，而生物进化的学习对逻辑思维要求较高，因此学生对生物进化的原因比较难理解。讨论等传统方式缺乏论证过程，严谨性低，不利于学生科学思维培养，也不利于学生构建本节的重要概念。而科学论证是一个包括许多复杂的认识策略和技能的社会性过程，需要利用自然界的证据，在推理的基础上构建、质疑和评判主张。

教师创设古长颈鹿进化的贯穿式情境，采用自主学习和小组合作论证的方式，有利于帮助学生依据图尔敏论证模式，“以科学家的思维方式”掌握生物学概念，形成科学的思维方式。

2教学目标

1通过分析霍加狓与长颈鹿的进化，构建重要概

念：生物的遗传变异和环境因素的共同作用，导致了生物的进化、认同自然选择学说。

2根据事实和证据，能够通过一定的逻辑方法论证自己的主张，培养科学思维能力。

3通过分析珍稀动物霍加狓进化的原因，形成关爱野生动物的生命、爱护环境的美好品质。

3教学过程

3.1创设情境，感受概念

教师播放英国动物园诞生珍稀动物霍加狓的视频，并描述霍加狓的外形：霍加狓是一种大型哺乳动物。新出生的小霍加狓十分呆萌可爱，外貌怪异，身上有许多动物的特征，其后部有黑白交替的条纹，使它看上去非常像一匹斑马。教师提出问题：小霍加狓十分孤单，请观察霍加狓的外貌特点，帮助霍加狓找亲戚。牛、驴、斑马、长颈鹿哪一个与它的亲缘关系近？学生讨论后，回答：长颈鹿。

教师追问：霍加狓与长颈鹿有共同的祖先是古长颈鹿，有亲缘关系。为什么相同祖先的后代却存在明显的差异？教师提出问题，引发学生的认知冲突，使学生初步感知概念，并鼓励学生积极思考后提出问题。例如，现代长颈鹿为什么有长脖子？霍加狓为什么没有长脖子？

3.2科学论证、建构概念

教师引导学生思考：现代长颈鹿和霍加狓在外貌上有诸多差异，在颈部长度差异显著，现代长颈鹿的脖子可长达2m，霍加狓的颈与古长颈鹿差不多。古长颈鹿为什么会进化出两种颈长差异显著的生物？学生分小组像科学家达尔文一样开展论证活动，构建本节的重要概念，实现本节的学习目标。

3.2.1论证1：生物为了生存进行生存斗争

教师创设情境，提供资料：野生长颈鹿、大象等生物有很强的繁殖能力，达尔文曾以大象为例研究生物的繁殖能力。如果一头雌象一生产仔6头，每头活到100岁，而且都能进行繁殖的话。那么750年后，一对象的后代就可达1900万头。一只家蝇一次产卵1000个左右，每10天产生一代，按全部成活来计算，一对家蝇在一年中产生的后代可以覆盖整个地球。并提出问题：古长颈鹿的繁殖能力非常强，地球上物种内的个体数能保持稳定，地球为什么未曾被古长颈鹿等生物全部占领？

为解决“地球为什么没有被古长颈鹿等生物全部占领？”，教师引导学生根据学历案和教材中的相关资料，论证“个体间存在生存斗争，古长颈鹿无法过度繁殖”这一主张。注意提示学生：依托图尔敏论证模式，使用证据构建论證。教师整理、综合全班的证据和推理，完成图2。

学生小组经过推理，提出主张：生物有过度繁殖的倾向。证据是大象和果蝇都有过度繁殖的现象，因此推测一对家蝇在一年中产生的后代可以覆盖整个地球，750年后，一对大象的后代就可达1900万头。部分学生提出质疑：地球上资源是有限的，物种内的个体数保持稳定，因为尽管生物有过度繁殖的倾向，但地球上生物赖以生存的食物和空间等资源是有限的。学生小组完善修改主张，并得出新的主张：个体间存在生存斗争，导致古长颈鹿无法过度繁殖。所以地球未曾被古长颈鹿等生物全部占领。

3.2.2论证2：自然选择是生物进化的原因

教师提供资料：古长颈鹿有过度繁殖的倾向。生物都有遗传和变异的特性，古长颈鹿后代有颈长一些的和颈短一些的，颈的长短是可以遗传的，为生物进化提供了原材料。部分古长颈鹿迁到稀树草原生活，生存的环境条件发生变化，稀树草原的树木多为伞形，树叶集中在上层。古长颈鹿以树叶为主食，稀树草原树木短缺，古长颈鹿需要竞争树叶当食物，才能获得生存的机会。由于地球上资源是有限的，那么，古长颈鹿怎么通过生存斗争进化出具有长颈标志的现代长颈鹿呢？长颈鹿颈的长短是可以遗传的，什么样的个体能在生存斗争中取得胜利？生存斗争胜利的个体会获得哪些福利？

教师挑选不同身高的学生扮演不同颈长的长颈鹿。在黑板上用贴纸贴上树叶，学生捕食树叶获得食物。吃到树叶的长颈鹿生存下来，吃不到或者数量少的被淘汰。学生扮演长颈鹿，演绎生物进化的过程，通过角色扮演的游戏，学生真实感受生物为争夺食物而进行激烈的生存斗争，体会长颈鹿的长颈优势。逐渐认同生物进化的观点：可遗传的变异是生物进化的原材料，生存斗争是生物进化的动力，经过激烈的生存斗争适者生存，不适者被淘汰。

接着，教师播放在纳米比亚埃托沙国家公园视频：长颈鹿正在为争夺配偶而奋力搏斗，它们的脖子纠缠在一起，看起来就像是在非洲平原上跳舞一般。尽管这些长颈鹿看起来彼此十分友好，激烈的争斗有的时候会引发死亡。并提出问题：雄性长颈鹿进行打斗，它们在争夺什么？生存斗争胜利的个体会获得哪些福利？古长颈鹿怎样进化出具有长颈标志的现代长颈鹿？

学生小组利用给出的资料，结合教材寻找证据、科学推理：什么样的长颈鹿能在斗争中取得胜利？教师提示学生：使用证据构建论证，最后推理论证“古长颈鹿怎样通过生存斗争进化成现代长颈鹿”。教师整理和综合全班的证据，最后引导学生得出推论，分析生物进化的原因，最终构建出本节的核心概念。

对问题“古长颈鹿怎样通过生存斗争进化成现代长颈鹿”，首先，学生小组提出主张1：具有有利变异的个体，生存的机会多。证据1：古长颈鹿后代存在变异，部分变异是可遗传的。证据2：古长颈鹿中有利变异的个体容易留下后代。因为颈长一些的长颈鹿吃到树叶获得生存，并容易留下后代。紧接着，部分学生对主张1提出质疑：原鸡只经过一代的驯养不能进化出新类型，新品种肉鸡的培育需要经过千年逐代的积累。学生小组完善修改主张1，重新得出主张2：具有有利变异的个体逐代积累，不断进化才能出现代长颈鹿（新类型），全班学生根据图尔敏论证模式，合作论证得出结论（图3）。最后，教师引导学生分析古长颈鹿进化成长颈的现代长颈鹿的原因：生物的遗传变异是生物进化的内因，环境因素是生物进化的外因。在此基础上，学生自主构建本节重要概念：生物的遗传变异和环境因素的共用作用，导致了生物的进化。自然选择是生物进化的原因。

3.3聚焦问题、深化概念

教师展示资料：全球的霍加狓数量可能只有约30000只，目前被列为了濒危物种。霍加狓原本生活在非洲刚果境内的森林之中，由于长期的内战且它们大多生活在密林，人们极少在野外发现活的霍加狓极难，所以对野生霍加狓群知之甚少。生活在热带雨林中霍加狓并不缺乏食物，没有进化为现代长颈鹿的长脖子。霍加狓为什么没有进化出长脖子？

教师引导学生应用达尔文的生物进化理论解释霍加狓进化的原因。教师追问：霍加狓与现代长颈鹿两种生物进化的环境条件有什么不同，对生物进化有影响吗？谈谈如何保护霍加狓等珍稀动物。

4教学反思

教师设置问题情境，引导学生科学推理论证。学生依据证据进行支持或质疑，得出：长颈的长颈鹿是有利的变异，容易生存下来并将有利变异遗传给下一代，经过逐代积累，颈长的特征越来越显著，古长颈鹿通过自然选择进化成长颈的现代长颈鹿。学生经过这个过程，初步形成生物适应环境的生物进化观，构建出本节的重要概念，认同自然选择是生物进化的原因，同时理解自然选择学说的内容。教师引导学生比较分析霍加狓与现代长颈鹿的进化的差异，使学生理解自然选择的方向不同导致生物进化的方向不同，帮助学生形成生物适应环境的生物进化观。解决核心问题“古长颈鹿为什么会进化出现代长颈鹿和霍加狓？”既是对导入情境的呼应，又是对学生核心概念的掌握情况评价，从而达到深化本节核心概念的目的。

贯穿式情境具有很多优点，其中最显著的一点是防止情境破碎化，便于持续地吸引学生注意力，利于学生思维的连续性。为构建本文的重要概念，教师创设古长颈鹿进化的贯穿式情境，提出核心问题“古长颈鹿为什么会进化出现代长颈鹿和霍加狓”。教师围绕核心问题以“情境—问题—活动”为主线开展概念教学，帮助学生在适宜情境中实现“问题-概念-素养”的进阶。教师创设贯穿式情境，使学生经历类似科学家达尔文的论证过程，引导学生学会逐步通过资料提出主张，进行推理，促进学生应用论证方法解决实际问题，形成生物适应环境的生物进化观，从而提升了学生的生物学学科核心素养。

參考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：16-17.

[3]许桂芬“.细胞核：系统的控制中心一节论证式教学尝试[J].生物学通报，2014，49（2）：33.

[4]谭永平.试论中学生物学教材和教学中的情境创设[J].中学生物教学，2019，（6）：8-10.

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