鄭藝芳 李雪峰

（華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 廣東廣州 510631）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 版）》明確將科學(xué)思維作為生物學(xué)核心素養(yǎng)的要素，科學(xué)論證作為一種重要的科學(xué)思維方式，反映在論點(diǎn)提出、數(shù)據(jù)分析、證據(jù)權(quán)衡和邏輯推理等層面的能力上。在生物學(xué)課堂應(yīng)用科學(xué)論證教學(xué)，通過培養(yǎng)學(xué)生的論證技能，可讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何提出、支持、評(píng)價(jià)及修正主張，運(yùn)用證據(jù)支持自己的主張，為研究問題構(gòu)建合理的解釋。在論證的過程中，學(xué)生的思維能力得到提高，而且這種思維能力可運(yùn)用到其他任何情境中［1］。

支架式教學(xué)理論，源于維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，即為學(xué)習(xí)者構(gòu)建對(duì)知識(shí)的理解提供一種概念框架，這種概念框架是發(fā)展學(xué)習(xí)者對(duì)問題的進(jìn)一步理解所需要的，為此，事先就需要將復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解，以便把學(xué)習(xí)者的理解引入深入［2］。

支架式教學(xué)理論為教學(xué)中更好地融入科學(xué)論證提供新切入點(diǎn)，在論證教學(xué)中合理嵌入支架，為學(xué)生構(gòu)建論證提供強(qiáng)有力的支撐。本文以支架理論為基礎(chǔ)，提出“概念支架”和“論證支架”2 種類型的支架，通過教學(xué)實(shí)踐探討其對(duì)學(xué)生論證能力的影響，以期幫助學(xué)生跨越“最近發(fā)展區(qū)”，提高科學(xué)論證能力。支架與論證教學(xué)的具體關(guān)系如圖1。

圖1 支架與論證教學(xué)的關(guān)系

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究工具的設(shè)計(jì)

1.1.1 論證模式和論證任務(wù)類型的確定 論證模式采用圖爾敏論證的基本模式，包括主張、證據(jù)和推理3 個(gè)基本結(jié)構(gòu)要素。主張即針對(duì)研究問題的結(jié)論、猜測(cè)或解釋；證據(jù)即用于支持主張有效性或合理性的觀察或測(cè)量；推理即闡明證據(jù)為什么支持 主張［3］。

為了體現(xiàn)生物學(xué)科的特點(diǎn)，同時(shí)適合中學(xué)生完成，故以中學(xué)生物學(xué)課程內(nèi)容為書面論證任務(wù)設(shè)計(jì)的背景，即論證任務(wù)類型為學(xué)科性論證任務(wù)。此次研究過程涉及的課程內(nèi)容具體為人教版高中生物學(xué)必修2 第2 章第3 節(jié)，第3 章第4 節(jié)，第4章第2 節(jié)，第5 章第1～2 節(jié)。

1.1.2 支架類型的確定 支架理論認(rèn)為支架有2個(gè)互補(bǔ)機(jī)制：①幫助構(gòu)建問題解決任務(wù)；②使主題問題化。如果由于任務(wù)的復(fù)雜性或開放性而導(dǎo)致學(xué)生論證困難，支架可通過提供結(jié)構(gòu)化的工作空間幫助學(xué)生獲得提示，構(gòu)建論證［4］。

因此本研究提出“概念支架”和“論證支架”2種類型的支架。“概念支架”主要為知識(shí)內(nèi)容或操作步驟的提示（主要以問題的形式呈現(xiàn)），“論證支架”為論證結(jié)構(gòu)要素名稱的提示。

1.1.3 學(xué)科性論證任務(wù)的設(shè)計(jì) 依據(jù)支架的類型將學(xué)科性論證任務(wù)分為A，B，C 3 類，其中A 類論證任務(wù)：學(xué)生針對(duì)一個(gè)科學(xué)問題，按照要求提出主張，并用證據(jù)、推理支持它（該過程同時(shí)提供概念支架和論證支架）；B 類論證任務(wù)：論證過程僅提供概念支架；C 類論證任務(wù)：論證過程不提供支架。

以“基因?qū)π誀畹目刂啤币还?jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中的某個(gè)論證任務(wù)為例，圖2中呈現(xiàn)的是A 類學(xué)科性論證任務(wù)。

圖2 A 類學(xué)科性論證任務(wù)實(shí)例

1.2 研究對(duì)象 選取廣東省廣州市某中學(xué)的某平行班學(xué)生（共46 人）作為研究對(duì)象。

1.3 研究過程 在本次科學(xué)論證教學(xué)實(shí)踐中，以學(xué)案形式先后發(fā)放5 次學(xué)科性論證任務(wù)，每個(gè)學(xué)案都包括3 種類型的論證任務(wù)。5 個(gè)學(xué)案共包括5個(gè)A 類論證任務(wù)，6 個(gè)B 類論證任務(wù)，6 個(gè)C 類論證任務(wù)。

共發(fā)放230 份學(xué)案，回收206 份，其中有效學(xué)案為190 份。無效學(xué)案為僅填寫基本信息，未填寫任何與論證任務(wù)有關(guān)內(nèi)容的學(xué)案。最后利用SPSS 25.0 軟件對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 支架對(duì)學(xué)生論證能力的影響情況 本研究主要探討2 種類型的支架對(duì)提高學(xué)生書面論證能力所起的作用，結(jié)果見表1。學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分，具有顯著差異（P＜0.05）；B 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分，具有極顯著差異（P＜0.01）；但A 類論證任務(wù)得分與B 類論證任務(wù)得分無顯著差異（P＞0.05）。說明提供支架有助于學(xué)生構(gòu)建完整的論證，并且相較于論證支架而言，概念支架的作用更明顯。即在學(xué)科性論證任務(wù)中提供適當(dāng)?shù)闹Ъ埽绕涫歉拍钪Ъ?，以問題形式暗示學(xué)生思維的方向，從而能幫助學(xué)生表現(xiàn)出更高的論證能力。

表1 支架對(duì)論證能力的影響的多重比較分析結(jié)果（總體）

2.2 支架對(duì)論證各結(jié)構(gòu)要素的影響情況 為了進(jìn)一步衡量2 種類型的支架對(duì)論證各結(jié)構(gòu)要素的影響情況，從主張、證據(jù)和推理3 個(gè)基本要素再進(jìn)行分析，結(jié)果見表2～表4。

由表2可知，從“主張”這一結(jié)構(gòu)要素分析，學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分，具有極顯著差異（P＜0.01）；但A 類論證任務(wù)與B 類論證任務(wù)、B 類論證任務(wù)與C 類論證任務(wù)，得分均無顯著差異（P＞0.05）。說明同時(shí)提供2個(gè)支架有助于學(xué)生提出準(zhǔn)確科學(xué)的主張，而單獨(dú)提供概念支架/論證支架的作用效果則較不明顯。

表2 支架對(duì)“主張”的影響的多重比較分析結(jié)果

由表3可知，從“證據(jù)”這一結(jié)構(gòu)要素分析，學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分，具有極顯著差異（P＜0.01）；B 類論證任務(wù)的得分高于C 類論證任務(wù)得分，具有極顯著差異（P＜0.01）；但A 類論證任務(wù)得分與B 類論證任務(wù)得分無顯著差異（P＞0.05）。說明提供支架有助于學(xué)生從資料中提煉證據(jù)，且概念支架的作用更明顯。即提供概念支架時(shí)，學(xué)生能提煉出更完整、更準(zhǔn)確的證據(jù)支持自己的主張。

表3 支架對(duì)“證據(jù)”的影響的多重比較分析結(jié)果

由表4可知，從“推理”這一結(jié)構(gòu)要素分析，學(xué)生在A 類論證任務(wù)的得分低于C 類論證任務(wù)得分，具有顯著差異（P＜0.05）；也低于B 類論證任務(wù)得分，具有極顯著差異（P＜0.01）；而B 類論證任務(wù)得分高于C 類論證任務(wù)得分，具有極顯著差異（P＜0.01）。說明提供概念支架對(duì)學(xué)生進(jìn)行推理有一定的幫助，提供論證支架反而不助于學(xué)生進(jìn)行推理；但學(xué)生在3 類論證任務(wù)的推理得分都很低，也說明推理是論證中最難的環(huán)節(jié)。

表4 支架對(duì)“推理”的影響的多重比較分析結(jié)果

3 討論

綜上，在科學(xué)論證教學(xué)中合理嵌入支架，能幫助學(xué)生構(gòu)建更完整、科學(xué)的論證。在教學(xué)初期，學(xué)生對(duì)論證的模式、方法等都較為陌生，而支架能為學(xué)生提供概念、元認(rèn)知、程序和策略等方面的支持［6］。例如，通過提供論證支架暗示論證的隱形框架，提供結(jié)構(gòu)化的空間，從而幫助學(xué)生構(gòu)建完整的論證結(jié)構(gòu)；同時(shí)通過提供概念支架，為論證指引方向，降低任務(wù)／問題的復(fù)雜性，利于學(xué)生抓住科學(xué)問題的核心，從而更好地完善論證的內(nèi)容。

相較于論證支架，概念支架的作用會(huì)更明顯。Belland 等［7］的研究則發(fā)現(xiàn)論證支架對(duì)于成績差的學(xué)生有更顯著的影響，而對(duì)于成績好的學(xué)生則影響頗微。對(duì)于促進(jìn)學(xué)生理解的支架，需要建立在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)中；而學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)因個(gè)體而異，若支架對(duì)于某些學(xué)生造成了冗余效應(yīng)，則無法促進(jìn)其達(dá)到更高水平。概念支架是依據(jù)特定的論證任務(wù)而設(shè)計(jì)，而論證支架僅為論證結(jié)構(gòu)要素的暗示，可能更容易在后期產(chǎn)生冗余效應(yīng)導(dǎo)致作用較小。

從論證的基本結(jié)構(gòu)要素分析，提供支架對(duì)于學(xué)生提煉證據(jù)的幫助最為明顯，尤其是概念支架；同時(shí)提供2 種支架對(duì)學(xué)生提出主張的幫助更為明顯；推理是最難的環(huán)節(jié)，概念支架對(duì)學(xué)生進(jìn)行推理具有一定的幫助，論證支架對(duì)學(xué)生進(jìn)行推理的促進(jìn)作用不大。Gotwals 等［8］的研究也發(fā)現(xiàn)提供支架在支持學(xué)生提煉證據(jù)時(shí)發(fā)揮了最大的作用，但在推理部分沒有發(fā)揮太大作用。在特定的論證任務(wù)中，論證支架可提醒學(xué)生提出證據(jù)，概念支架可暗示學(xué)生如何提煉證據(jù)，需要提出多少證據(jù)等，從而促進(jìn)學(xué)生提供更恰當(dāng)、充分的證據(jù)。推理是為什么證據(jù)支持主張的邏輯，通常包括科學(xué)原則。如果學(xué)生不理解科學(xué)原則，則無法將其運(yùn)用在論證中。雖然學(xué)生有時(shí)會(huì)將主張和證據(jù)聯(lián)系起來，但他們不太能闡明建立這種聯(lián)系的科學(xué)原則。這可能與學(xué)生很少在與科學(xué)有關(guān)的日常生活中使用規(guī)范性的科學(xué)原則有關(guān)。

由此可見，論證教學(xué)中，提供支架可幫助學(xué)生穿越“最近發(fā)展區(qū)”，更好地發(fā)展論證能力，尤其能提高學(xué)生提煉證據(jù)的能力；并且概念支架的作用效果更好。