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设计“可见的学习”:基于主张表的论证式教学研究

2023-07-17季忠云

中小学班主任 2023年12期
关键词:中学生物学

季忠云

[摘要] 教师应当以循证的意识变革课堂教学,让学生的学习过程得以看见。基于主张表的论证式教学暴露了学生學习思维,导航了教学评价的设置。研究以初中生物学“植物的生殖”第1课时为案例,设计了探寻精卵产生场所、探究精卵结合过程和探秘受精之后发育三个论证环节,尝试应用“主张表”引导学生基于证据进行科学论证,将隐藏于头脑中的论证过程外显于“主张表”,以提升学生的科学思维品质。

[关键词] 可见的学习;主张表;论证式教学;中学生物学;植物的生殖

“可见的学习”是哈蒂率先提出并阐释的,其通过国际教学循证研究的元分析,发现改善课堂教学的重要途径是让学生的学习变得可见,进而基于学生学习过程的可见,给予他们可见的教学过程,从而让教与学变得更为清晰。而在科学教育中,通常会将论证式教学引入课堂,带领学生经历评价资料、提出主张、为主张进行辩驳等建构概念的过程,从而促进教与学过程的可见。《义务教育生物学课程标准(2022年版)》提出的科学思维培养核心也是基于证据进行论证。参考经典的图尔敏论证模式而简化的“主张表”策略,旨在引导学生将论证的内隐过程外显出来。教师可以借鉴“主张表”,搭建论证的脚手架,在课堂中逐步渗透论证思想,引导学生进行科学论证,培养科学论证意识,增强学生获取证据的能力和基于证据与逻辑发表见解的科学态度。

一、主张表的论证式教学设计基本理据

(一)论证式教学“主张表”促进学习思维的暴露

主张表可以帮助学生更清晰地看到自己所掌握的科学证据,并运用自身的知识和技能对证据资料进行归纳分析、梳理比较,充分外显自身的推理过程,有助于学生将过去已经学习的知识和技能与新的学习内容联系起来。而且,主张表中所提出的各类问题可以引导学生用适当的方式描述自己对学习内容的理解,促进学生在认知上实现从“知道”到“学会”的跨越。实际上,学生将自我主张根据推理过程表述且罗列出来的时候,便充分暴露了自身的学习过程。学习过程中思维的逻辑起点、运用方式与推理表述均可以详细表征出来,为创造“可见的学习”提供有利条件。与此同时,主张表也为学生提供了一个良好的学习起点,帮助学生在这个过程中,将自己已有的知识体系与新知识之间进行联结和整合,从而形成一种新的学习思路。而这个过程对于学生而言,就是在其已有的知识体系中寻找各种线索,将各种要素联系起来进行整合和重组;对于教师而言,则充分展示了学生在课堂上的具体学习过程,据此可以有效地引导学生进行论证和交流,形成合理、有效的观点或学科观念。

(二)论证式教学“主张表”提供教学评价的导航

教师对学生学习情况的评价,不能仅仅关注知识学习结果,更要关注学生对知识的理解和运用程度。因为学习内容的组织、思维方式的运用、解决方案的创生,以及解决方案是否具有创造性、合理性和可行性等问题,都是学生对知识运用能力和思维能力的体现。在论证式教学中,教师可以依据学生完成主张表的显性结果予以评价,以促进学生论证能力的发展。学生主张的表述是否准确、依循的资料来源是否恰当、推理的过程是否清晰合理等均可以作为教师的评价依据。可见,主张表作为一种教学评价工具,能够促使教师在课堂上更加关注学生对学习内容的内在思考与逻辑反思。此外,依据学生在主张表中的作答,教师就可以明确分析出学生在解决问题过程中的困难,并予以针对性引导、解答。教师了解到学生提出问题时遇到了哪些困难和障碍,提供了相应的指导,这让教学过程变得对学生可见。综上所述,论证式教学“主张表”提供教学评价的导航,而这种评价的导航正是基于主张表将评价过程可视化,才会反馈、驱动学生学习,从而进一步激发学生自主思考、独立探究,形成对知识内容的深度理解。

二、主张表的论证式教学设计“可见的学习”教学实例

(一)梳理概念体系,明确论证要点

“植物的生殖”是苏科版《生物学》八年级上册第19章第1节内容,包含植物的有性生殖和无性生殖两方面,第1课时主要学习植物的有性生殖,对应新课标“植物的生活”学习主题下的概念体系。大概念:植物有自己的生命周期,可以制造有机物,直接或间接地为其他生物提供食物,参与生物圈中的水循环,并维持碳氧平衡;重要概念: 绿色开花植物的生命周期包括种子萌发、生长、开花、结果与死亡等阶段;次位概念:花中最重要的结构是雄蕊和雌蕊,雄蕊产生的精子与雌蕊产生的卵细胞相结合形成受精卵,花经过传粉和受精后形成果实和种子。其中“花中最重要的结构是雄蕊和雌蕊”为初一学生已掌握的前概念,本节课只需复习唤醒记忆即可,将重点对“雄蕊产生精子与雌蕊产生卵细胞”“精卵结合形成受精卵”“传粉和受精后形成果实和种子”三方面分别进行科学论证,在完成论证的基础上,引导学生归纳形成植物的有性生殖概念。

(二)收集整理资料,提供证据来源

雄蕊和雌蕊的内部结构、受精过程及果实种子的形成这些内容比较抽象,学生无法直观感知,理解起来非常困难。在传统的教学中,教师常采用播放动态视频或展示图片的方式进行教学,但该方式显然不利于科学知识的主动获取、科学思维的有效提升及探究实践的深入开展。论证式教学可引导学生通过实验观察、资料分析等活动主动获取证据,基于证据展开论证、质疑和修正,注重知识获取和思维发展的有效融合。教师凭借对概念体系的理解,可设计探寻精卵产生场所、探究精卵结合过程、探秘受精之后发育三个论证环节,通过实践活动和资料探究,为论证提供证据来源(如表1)。

(三)推理论证主张,修正完善结论

1.环节一:探寻精卵产生场所

复习完花的基本结构后,教师设疑:雄蕊和雌蕊是花的最重要结构,那么精子和卵细胞是由雄蕊和雌蕊的哪个部位而产生的?教师引导学生观察比较含苞待放、盛开之下和即将凋谢三种状态的百合花雌蕊和雄蕊的差异,各学习小组内部讨论并填写了主张表,如其中一个学习小组提供了以下主张表(如表2)。

教师补充小组提出的新证据:百合花粉的临时装片和百合的子房。学生用显微镜观察花粉临时装片,发现一个百合花粉中含两个精子;用刀片纵剖或横剖百合子房,发现子房内纵向排列许多胚珠。

其他学习小组对主张表内容进行评价,对所展示的主张表提出以下质疑:①解剖子房仅观察到胚珠,卵细胞没有看见,如何证明卵细胞在子房(或者胚珠)内呢?②该环节只观察了百合花,其他花的结构也类似吗?展示小组针对这些质疑进行修正:针对质疑①,可进一步用显微镜观察胚珠的内部结构;针对质疑②,可以选用多种植物的花进行实验观察。

此时,教师适时介入:因学生显微镜放大倍数小,观察胚珠有一定难度,提供科学工作者在电子显微镜下观察到的胚珠内部图,以及其他植物体的花中精卵位置。综合以上意见,学生完善主张,得出最后结论:一个花粉含有两个精子,胚珠内含有一个卵细胞和两个极核。

2.环节二:探究精卵结合过程

教师提问:花粉内精子要和子房内卵细胞结合,谁牵线搭桥充当“月老”?学生回答有虫媒和风媒两种类型。继续追问:借助风力扩散和昆虫接触,花粉落到雌蕊柱头上,但和子房内的卵细胞还是有空间距离,并没有真正相遇,谁会主动穿越柱头?有学生联想到动物世界的求偶现象,推论可能是花粉。如何验证呢?教师提示能否模拟自然状态授粉后,观察花粉的变化,学生立即想到人工授粉后通过显微镜进行观察。学习小组观察人工授粉后的花粉,并和环节一中百合的花粉进行对比,填写主张表(如表3)。

该实验操作简单,现象明显,没有其他小组提出质疑。教师告知学生花粉萌发长出的细管叫花粉管。花粉管往哪里生长?花粉中的两个精子又去向哪里?教师展示不同时期花粉管萌发的荧光显微图、精子和卵细胞融合的过程显微图、精子和极核融合的过程显微图。学生分析图片资料后,填写主张表(如表4)。

此处资料比较清晰,没有其他小组提出质疑。学生得出最后結论:花粉在雌蕊柱头刺激下萌发出花粉管,通过花柱到达子房内胚珠,其中一个精子和卵细胞结合形成受精卵,一个精子与两个极核融合形成受精极核。教师归纳提升:科学家研究发现,绿色开花植物(被子植物)的受精过程都与此类似,不仅有精子与卵细胞的结合,还有精子和极核的结合,因而称为双受精作用。

3.环节三:探秘受精之后发育

教师提供授粉后不同时期的百合子房及成熟的果实,学生观察后推论:子房体积不断膨大形成果实。子房的各结构分别发育成果实的什么结构?子房内的胚珠又会如何发育?教师继续提供黄瓜、金桔、番茄等果实实物和对应子房切面图(真实子房切面太小,学生很难观察),以及拟南芥种子发育不同时期的胚囊显微图作为新的证据。学习小组通过实验观察和资料分析后,填写主张表(如表5)。

其他学习小组对主张表内容进行评价,对所展示的主张表提出以下质疑:子房和果实各结构的对应关系,是通过比较空间位置后推测出来的,并没有确凿的实证证据。展示小组进行辩驳,观察并比较子房和果实结构,也是一种收集证据的方法,应该可以认可。此时,教师可拓展介绍植物发育解剖学——通过解剖植物不同生长时期的组织、器官,追溯发育规律和过程。师生通过论证得出结论:双受精后,子房壁发育成果皮,珠被发育成种皮,胚珠发育形成了种子,受精卵发育成种子中的胚,受精极核发育成胚乳。由此,植物从开花、传粉、受精到结果构成了绿色开花植物的有性生殖过程。

[参考文献]

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[6]吴军,马影,张俊辉.麻风树花粉管荧光染色及生长过程的研究[J].种子,2020,39(01).

[7]丁建庭,申家恒,李伟,等.水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察[J].植物学报,2009,44(04).

[8]丁奕然,张鹏.聚焦强有力知识 构建初中生物学学科体系——解读《义务教育生物学课程标准(2022年版)》 [J].课程教学研究,2022(09).

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