周慶 吳新堯

摘要 介紹了如何將CER論證模型運(yùn)用于生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些做法，并嘗試建立了CER二次論證模型。

關(guān)鍵詞 CER論證論證式教學(xué) 生物學(xué)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)C633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

1 引言

探究性學(xué)習(xí)是一種能體現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)性的學(xué)習(xí)方式，通俗地說(shuō)就是讓學(xué)生自己思考做什么以及如何做，而不是接受現(xiàn)成的“科學(xué)真理”。學(xué)生有時(shí)雖經(jīng)歷了科學(xué)探究過(guò)程，卻不等同于已經(jīng)內(nèi)化科學(xué)的思維方式。因此，在生物學(xué)教學(xué)中，教師可創(chuàng)設(shè)科學(xué)研究情境，以問(wèn)題引導(dǎo)思維，激發(fā)學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行抽絲剝繭式的分析，提出可能、合理的猜想，并給出多方面需求證據(jù)以支持解釋猜想，這有利于發(fā)展學(xué)生的生命觀念和科學(xué)思維素養(yǎng)，培植以理性懷疑為內(nèi)核的科學(xué)精神。

現(xiàn)行的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要是向?qū)W生傳授各類實(shí)驗(yàn)的操作技能及實(shí)驗(yàn)原理，操作性目標(biāo)較為突出，而思維性目標(biāo)的達(dá)成則較為欠缺。在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，既有利于提高學(xué)生知識(shí)技能的遷移運(yùn)用能力，也對(duì)學(xué)生內(nèi)化科學(xué)探究思維，提升思維品質(zhì)有著關(guān)鍵作用。

2 CER論證模型

論證是用一個(gè)或者一些真實(shí)的命題來(lái)確定另一命題真實(shí)性的思維過(guò)程。將論證運(yùn)用于教學(xué)，可加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，凸顯學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生學(xué)會(huì)像科學(xué)家一樣去思考和研究生物學(xué)問(wèn)題。論證都是由論題、論據(jù)和論證方式三個(gè)要素組成。近幾年部分教師在教學(xué)中采用的論證方式主要是圖爾敏論述式模型，該模型包括主張、數(shù)據(jù)、依據(jù)、支持、限定條件和反例6個(gè)功能要素，其中前三項(xiàng)是基本要素。在圖爾敏論證模型的基礎(chǔ)上，為便于廣大師生實(shí)際操作，2006年麥克尼爾提出了CER論證模型（圖1）。該模型包含主張、證據(jù)和推理3個(gè)要素，相對(duì)簡(jiǎn)單明了，適合初學(xué)者運(yùn)用。

2.1 主張?jiān)从谡J(rèn)知，完善于認(rèn)知

主張是對(duì)某一現(xiàn)象的解釋或觀點(diǎn)，在認(rèn)識(shí)事物的過(guò)程中該主張可能會(huì)逐步修正或強(qiáng)化。在進(jìn)行生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)前，基于一定的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，學(xué)生形成了具有個(gè)體差異性的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。因此在實(shí)驗(yàn)實(shí)施前，學(xué)生便會(huì)有自己的主張（猜想），而隨著實(shí)驗(yàn)結(jié)果的呈現(xiàn)，這一主張可能得到強(qiáng)化，也可能被推翻并形成新的主張。例如，在“探究使楓葉呈現(xiàn)紅色的色素分布位置”時(shí)，學(xué)生便會(huì)主要形成兩種觀點(diǎn)：①分布于葉綠體，由于葉綠素分解而呈現(xiàn)出了類胡蘿卜素的顏色;②分布于液泡。

2.2 廣泛搜集證據(jù)，奠定主張基礎(chǔ)

證據(jù)是支持主張的、關(guān)于自然界的信息。在生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中常用的證據(jù)常分為兩類：一類是學(xué)生自己直接動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作或調(diào)查的結(jié)果，屬于一手?jǐn)?shù)據(jù);另一類是實(shí)驗(yàn)所采用的參考文獻(xiàn)等，屬于二手?jǐn)?shù)據(jù)。

在開展“調(diào)查紅綠色盲的遺傳方式”這一活動(dòng)時(shí)，學(xué)生會(huì)搜集到許多證據(jù)，包括：①本校有的色盲學(xué)生的雙親表現(xiàn)均為正常;②《溫州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)》顯示，我省某少數(shù)民族調(diào)查結(jié)果為男性發(fā)病率為4.7%，女性發(fā)病率0.4%;③本校女生紅綠色盲的家庭中，其父親均為色盲;④網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)顯示，母親為紅綠色盲，其兒子均為色盲;⑤本校高三年級(jí)色盲調(diào)查結(jié)果顯示，男生發(fā)病率為5.6%，女生發(fā)病率0.3%。其中證據(jù)②、④即為二手?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)于這類證據(jù)如果有條件可進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保證據(jù)的可信度，同時(shí)盡可能引用權(quán)威證據(jù)。

2.3 縝密邏輯推理，發(fā)展科學(xué)思維

推理是解釋證據(jù)如何支持主張的過(guò)程。通過(guò)推理，可以使證據(jù)和主張之間建立邏輯聯(lián)系。在初次接觸該模型時(shí)，教師可適當(dāng)提供一些表達(dá)的例句和范式，促進(jìn)學(xué)生闡釋自己的推理。在生物學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋和推理環(huán)節(jié)是比較有難度的部分，是對(duì)學(xué)生之前所學(xué)理論知識(shí)的綜合考量，可有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)知，發(fā)展科學(xué)思維。在推理過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)邏輯鏈斷裂情況。這時(shí)，教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或搜證以補(bǔ)全缺失環(huán)節(jié)。

在實(shí)施創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)“探究種子萌發(fā)過(guò)程中有機(jī)物含量變化規(guī)律”時(shí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)得到的諸多證據(jù)會(huì)提出很多問(wèn)題。例如，有機(jī)物含量的變化應(yīng)該選擇什么指標(biāo)？有機(jī)物含量的變化是什么引起的？為什么蠶豆種子鮮重增加，而干重減少？針對(duì)前兩個(gè)問(wèn)題，絕大部分學(xué)生結(jié)合細(xì)胞呼吸的知識(shí)可以順利對(duì)現(xiàn)象予以解釋，從而強(qiáng)化自己的主張。但是，為什么花生種子在萌發(fā)初期鮮重和干重均會(huì)增加？這一問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)讓許多學(xué)生的邏輯鏈斷裂，此時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生借助媒體資源或高等學(xué)校教材進(jìn)一步搜證。通過(guò)搜證，學(xué)生聯(lián)系己學(xué)知識(shí)，提出了有機(jī)物種類轉(zhuǎn)化、大分子水解等新的推斷。這一系列指向證據(jù)的提問(wèn)有助于學(xué)生理解現(xiàn)象背后所蘊(yùn)含的生物學(xué)原理，同時(shí)通過(guò)縝密地推理，也又有助于學(xué)生充分理解細(xì)胞呼吸的概念和意義。

3 基于CER的二次論證模型運(yùn)用示例

在學(xué)習(xí)“物質(zhì)出入細(xì)胞的方式”一節(jié)時(shí)，由于“質(zhì)壁分離及復(fù)原”知識(shí)點(diǎn)的重要性，所有生物教師都會(huì)強(qiáng)調(diào)：植物細(xì)胞在一定濃度的KN03溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離并自動(dòng)復(fù)原。那么，什么原因?qū)е轮参锛?xì)胞質(zhì)壁自動(dòng)復(fù)原了呢？在讓學(xué)生提出主張前，教師先播放視頻，展示紫色洋蔥鱗片葉在20%的KN03溶液中發(fā)生質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原的實(shí)驗(yàn)情況。通過(guò)展示，使學(xué)生確信在KN03溶液中可發(fā)生質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原。如此操作的意圖是讓學(xué)生明白，主張的提出不是臆想的過(guò)程，也是必須基于一定的科學(xué)事實(shí)和證據(jù)。同時(shí)，所采用的證據(jù)也要經(jīng)得起檢驗(yàn)。

究竟是什么原因引起了質(zhì)壁分離后發(fā)生自動(dòng)復(fù)原？基于學(xué)生原有認(rèn)知，學(xué)生提出了自己的主張（圖2）。

針對(duì)學(xué)生普遍認(rèn)同的主張，教師可引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，讓學(xué)生想想還有沒(méi)有其他的可能性。經(jīng)過(guò)暢所欲言環(huán)節(jié)后，學(xué)生會(huì)提出一些新的主張：

①主要是通過(guò)吸收k+，導(dǎo)致質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原;

②主要是通過(guò)吸收N03，導(dǎo)致質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原;

③細(xì)胞內(nèi)大分子水解成小分子，導(dǎo)致質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。

面對(duì)這些新的主張，教師很難逐一搜證檢驗(yàn)，因此某些存在漏洞的主張可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)互相討論反駁予以淘汰?；趩我蛔兞吭瓌t和實(shí)驗(yàn)室條件，學(xué)生最終選擇了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的KN03溶液、NaN03溶液、KCI溶液、NaCI溶液等進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)KN03溶液和NaN03溶液均可引起質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原，而KCl溶液和NaCl溶液只能引起質(zhì)壁分離。由此提出新的主張，即“主要通過(guò)吸收硝酸鹽，導(dǎo)致質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原”。修正后的主張是否科學(xué)，有條件的話可進(jìn)一步檢驗(yàn)，以增強(qiáng)主張的說(shuō)服力。

需要指出的是，在生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新質(zhì)疑能力至關(guān)重要。因此，引導(dǎo)學(xué)生們多角度質(zhì)疑是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維和質(zhì)疑精神的關(guān)鍵。而與常規(guī)課堂中論證式教學(xué)最大的不同，便是在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可針對(duì)質(zhì)疑內(nèi)容進(jìn)行新一輪的實(shí)驗(yàn)搜證，而不是局限于教師給定文本證據(jù)（圖3）。

4 結(jié)語(yǔ)

生物學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)是為了運(yùn)用，而運(yùn)用又與創(chuàng)新和論證密切相關(guān)。因此，在生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中開展論證式教學(xué)有其必要性。同時(shí)，教師根據(jù)生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)際需要，運(yùn)用CER論證模型進(jìn)行二次乃至多次論證，也可有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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