融合图尔敏理论的SSI教学在高中生物学中的研究

摘 要：新课程改革要求学生能够结合所学知识，通过质疑、推理、论证、归纳等科学思维方法对社会议题进行分析和评价，从而形成科学的思维方法和认知体系。本文以“分析垃圾食品的成瘾机制”为例，开展融合图尔敏理论的SSI教学

探究，旨在引导学生将知识向能力转化的过程中，深刻体会到承担社会责任的重要性，形成珍爱生命、爱惜身体的生命观念。

关键词：社会性科学议题；图尔敏理论；生命健康

文章编号：1003-7586（2024）07-0033-04 中图分类号：G63391 文献标识码：B

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）要求学生能够树立主人翁意识，运用批判性思维和论证视角参与社会议题，以适应社会生活并实现终身发展。然而，在实际教学过程中存在知识和能力与素养之间割裂、教学内容陈旧冗杂、教学方法脱离实情且针对性不足的现象，最终导致教学结果与预期目标存在较大差异。因此知识的传授应具备灵活多样、与时俱进的特征。笔者融合图尔敏理论的SSI教学，以“分析垃圾食品的成瘾机制”为主线设计教学案例，开展创新实践。本文内容指向学生核心素养的发展，贴合社会发展的前沿需求。

1 SSI与图尔敏理论的关系

社会性科学议题（SocioScientific Issues，简称SSI）是指具有话题性和争议性的社会议题，主要包括社会、政治、经济、科技以及文化领域。在生物学方面可表现为对克隆技术问题、食品安全问题、转基因产品问题等热点的争议性研究。［1］这些问题都属于需要基于一定科学思维方法分析的社会科学性议题。

图尔敏理论是由英国哲学家图尔敏（S. Toulmin）提出的一种论证模式，包括根据（Groullds）、正当理由（Warrant）、主张（Claim）、支援（Backing）、反驳（Rebuttal）、限定条件（Qualifiers）六个相互关联的要素。根据是供论证者分析的既定事实；主张是指论证者能够从资料中提取关键信息，经整理、归纳总结的观点；正当理由是论证者由资料形成主张的依据；支援则是对根据的支持性陈述，进一步深化了主张；反驳是质疑主张提出的反例；限定条件则是对论证范围和强度做出的限制，是修正、完善主张的关键路径。［2］由此可见，将图尔敏理论融入教学设计，可以满足参与解决社会性科学议题的教学要求。

2 融合图尔敏理论的SSI教学模式

SSI教学是以分析社会性科学议题为主线的教学模式，要求学生通过剖析情境资料提出相应的科学议题，不断寻找证据，运用推理、批判、归纳等科学思维解决议题，进而构建正确的价值体系，发展生物学学科核心素养。

两者具有融合教学的基础，故本文提出融合图尔敏理论的SSI教学模式如图1所示。

融合图尔敏理论的SSI教学模式是以发展生物学学科核心素养为目标，包括情境设置、提出议题、主张构建等关键步骤。其中，情境设置是指教师通过多渠道筛选高质量的社会科学性议题，且议题应具有一定科学性、趣味性、适用性；提出议题是以情境分析为出发点提出核心问题，是贯穿整个课堂教学的主线，在提出议题时，教师应考虑学生的接受程度以及教学目标的完成情况；主张构建应是正确、完整、有依据的过程，需要根据资料经过不断地联系、论证、质疑、归纳等思维过程获得结论或者观点。这种教学模式通过引入巧妙的社会性科学议题，引导学生运用图尔敏理论相关的要求进行思考，在达成学习目标的同时完成对知识的深度认知，实现能力和素养的双重提升。

3 融合图尔敏理论的SSI教学案例

3.1 教学内容的确定

长期食用垃圾食品导致的上瘾，主要表现为在长期反复食用垃圾食品的过程中，机体对其产生的心理性

依赖和生理性依赖，这种机制与毒品和兴奋剂对神经系统的影响相似。该社会性科学议题适用于人教版普通高中教科书《生物学·选择性必修 1· 稳态与调节》（以下简称“教材”）第2章第3节“神经冲动的产生和传导”相关内容。

《课程标准》要求学生认识到神经冲动从产生到传导再到机体的行为反应是一个连贯的过程。本教学研究依据《课程标准》和议题的达成要求，设置相应的教学目标，以议题解决为导向，分析垃圾食品的成瘾机制并使学生从中认识到长期食用垃圾食品的危害。

3.2 教学目标

（1）能够阐明神经冲动的产生机制以及在神经纤维上的传导过程。

（2）能够说明神经冲动在突触结构处的转变和传递过程。

（3）能够从成瘾机制出发，认识到垃圾食品的危害，养成健康的饮食习惯。

3.3 学情分析及微调查设计

从议题本身出发，“分析人对垃圾食品的成瘾机制”议题是与社会紧密联系的生物学热点话题。因此，如何引导学生解决该议题具有一定的难度。从教材出发，学生此前已经学习了神经调节的基本内容，了解了反射弧的结构组成，具备开展该学习的知识基础。从经验出发，学生对于议题内容有一定的生活体验，通常具有自己偏好的垃圾食品，大部分都曾有“上瘾”的经历。因此，依据2016年正式修订的《耶鲁食物成瘾量表设计微调查表格》［3］，教师可以通过微调查从学生角度提前了解其对议题的关注程度，包括对议题是否有自己的思考，基于什么方向思考等。微调查一般控制在1～10个问题，应贴合学生自身经验和教学目标进行设计。关于此节内容的微调查设计如表1所示。

3.4 教学过程

3.4.1 情境设置，引出议题

情境的设置应从社会的关注情况和学生的认识情况出发，议题是基于情境顺势而生的，是对情境内容的总结，也是课堂要解决的核心任务。

教师展示垃圾食品的主要种类、主要特征以及长期食用的危害。同时，教师展示真实的调查报告和微调查数据，其中《澳大利亚联邦科学与工业研究组织调查报告》调查了4万人在食品选择的种类、质量、食用频率等方面的具体情况。结果显示，人均每日对垃圾食品的食用量约为专家建议的3倍，表现为“嗜食成瘾”现象。而微调查数据显示，在调查总体为300人的样本中，有79%的学生食用过6～10种的垃圾食品，55%的学生每周频繁食用垃圾食品，且98%的学生有频繁地食用同种垃圾食品的情况。此外，几乎所有学生都有过自主控制食用垃圾食品的经历，但是大多以失败告终，他们认为失败的原因可能与神经系统或者遗传因素有关。

教师展现科学议题：垃圾食品会给身体带来危害，尽管大多数人都有过自我克制食用垃圾食品的经历，但是最终仍难以戒除。请分析食用垃圾食品的成瘾机制是什么？

设计意图：教师首先通过垃圾食品的相关话题，引起

学生对自身经历的共鸣；接着展示真实的调查报告和微调查数据，引导学生快速回归情境问题，引发其深度思考，认识到自己角色的重要性，发挥其主人翁意识；最后，利用学生的高涨情绪引出议题，进行深入探讨。

3.4.2 资料分析，提出主张

教师引导学生从资料出发，合理推导出主张。然后，教师根据要求拆解议题，提出核心问题：一、垃圾食品中的致瘾成分是什么？二、该成分的作用路径是怎样的？

资料一：垃圾食品成瘾的根本原因是食物里面含有糖、脂肪、盐及咖啡因等成分。这些物质赋予了垃圾食品极佳的口感风味，从而促进人体的进食欲望。生活中常接触的垃圾食品有薯片、蛋糕、可乐、淀粉肠等。

资料二：研究者发现，当人体摄入糖分时， Ⅱ型味觉受体细胞会识别糖分，并通过钙稳态调节蛋白释放ATP，进而激活支配味蕾的神经产生兴奋，兴奋沿神经纤维传导至大脑皮层释放多巴胺，进而获得愉悦感，最终产生兴奋状态。［4］

主张：当机体受到食物中致瘾成分的刺激时，产生的兴奋沿神经纤维传导刺激大脑皮层释放大量多巴胺，进而获得愉悦感，导致产生再次进食的欲望和行为。

设计意图：通过对资料的分析，引导学生总结出议题的答案。基于初步的主张，教师追问：如何证明食物中

致瘾成分的刺激可以引起多巴胺的释放，即得出该主张的依据是什么？通过连续的追问，学生挖掘主张背后蕴藏的教材内容，从而支撑主张并深度延伸主张（见图2）。

3.4.3 完善主张、升华议题

主张需要在推理、质疑、论证的过程中不断深化。反驳是从多元化的角度对主张进行修正，是对主张实现迁移和应用的先行认知，可以增强主张的准确性和科学性。

反驳：教师引导学生根据已有的体验深度思考“为什么对垃圾食品的上瘾会伴随暴饮暴食？为什么吃得多了还有“腻”的体验，并想去尝试新的食物？”

限定：有研究者在研究中发现，进食会促进多巴胺的分泌，并且通常会导致伴随新食物的摄入。但是当反复进食同种食物后，多巴胺的分泌会逐渐减少。［5］此外，研究者还发现，当人体进食后，乙酰胆碱会延缓释放，它是一种与饱腹感有关的神经递质，会延迟机体的饱腹感觉，导致机体过量进食。［6］因此，随着机体对食物耐受度的增加，机体需要通过更多进食或者新食物的刺激才能获得同样的愉悦感。

完善主张：机体通过摄入垃圾食品刺激多巴胺分泌，进而增加了愉悦感。当再次进食时，由于乙酰胆碱的延迟释放，推迟了饱腹感的形成，导致进食量加大。随着进食次数增加，人体逐渐建立耐受度，因此会渴求更多的进食量或者新食物的刺激来获取愉悦感，进而陷入恶性循环，最终导致上瘾（见图3）。

升华议题：学生通过分析垃圾食品的致瘾机制思考避免成瘾的办法。教师由本质入手，引导学生深刻意识到垃圾食品的危害，培育其科学思维的同时养成良好的饮食习惯，形成爱惜生命的生命观念。

4 结语

笔者通过将图尔敏理论融合进社会性科学议题，以《课程标准》为具体指导，根据两者的优点构建具有可行性的教学模式。从总体要求来看，该教学模式将社会热点话题引入课堂教学，其目的是为了实现学生更好地适应社会生活并终身发展的教育要求。从学生角度来看，学生通过不断分析、质疑、推理、归纳等思维过程解决以议题为核心的驱动任务，发挥主人翁意识的同时培养了学生的生物学学科核心素养；从教师角度来看，该模式身边发生的社会生活为教学题材，将题材和教材结合，成为促进知识内化和提升核心素养的有效路径。

参考文献

［1］ 马丽，虞驰.高中社会性科学议题的教学设计与实践——以“禁止生物武器”一课为例［J］.生物学通报，2023，58（12）：50-54．

［2］ 黄裕花.基于图尔敏论证模式的初中生物学批判性思维教学策略［J］.中学生物教学，2021（26）：34-36．

［3］ GEARHARDT AN， CORBIN WR， BROWNELL KD. Development of theYale Food Addiction Scale Version 2.0 ［J］. Psychol Addict Behav， 2016， 30（1）：113-121．

［4］ 张文博，覃凯华，贾雨鑫，等.甜味觉信息的产生、传递与调控机制［J］.神经解剖学杂志，2021，37（2）：215-220．

［5］AVENA N M，BOCARSLY M E，HOEBEL B G. Animal models of sugar and fat bingeing：relation ship to food addiction and increased body weight［J］. Methads in mdlecular biology（Clifton，N.J.），2012（829）：351-365.

［6］ 周圆媛，伏天雨，钟灵毓，等.食物成瘾的研究进展［J］.中国食物与营养，2022，28（2）：44-51．