崔小亮

論證式教學(xué)是探究式教學(xué)發(fā)展的新圖景。在科學(xué)教學(xué)中實(shí)施論證式教學(xué)，有利于扭轉(zhuǎn)探究式教學(xué)“形式化”的趨勢(shì)，使探究式教學(xué)成為融合知識(shí)學(xué)習(xí)、思維發(fā)展、科學(xué)本質(zhì)觀深化的學(xué)習(xí)過(guò)程。本文以“細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大”作為案例，論述論證式教學(xué)的一般過(guò)程與論述模型，讓學(xué)生經(jīng)歷類(lèi)似科學(xué)家的評(píng)價(jià)資料、提出主張、為主張進(jìn)行辯駁等過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式。

論證式教學(xué)解析

從語(yǔ)義上講，“論證”（argumenf）源自拉丁文“argumentum”，其本意是“使……清晰”（to put into clear light）。而漢語(yǔ)詞典對(duì)“論證”的解釋有下列義項(xiàng)：引用論據(jù)來(lái)證明論點(diǎn)的過(guò)程和方法；論述和證明；理論的根據(jù)。由此可見(jiàn)，從基本含義上講，論證指的是引用證據(jù)來(lái)說(shuō)明事理，使其變得更清晰。進(jìn)一步明晰不同領(lǐng)域中有關(guān)“論證”的主要觀點(diǎn)：從邏輯學(xué)領(lǐng)域來(lái)看，布萊克波恩（s.Blackburn）認(rèn)為論證是形式邏輯，需關(guān)注前提、推理形式、結(jié)論之間的相關(guān)性；從自然科學(xué)領(lǐng)域來(lái)看，希斯蒙都（S.Sismondo）認(rèn)為論證是基于證據(jù)說(shuō)服同行或者其他人的一種活動(dòng)；從認(rèn)知心理學(xué)上來(lái)看，庫(kù)恩（D.Kuhn）認(rèn)為論證是認(rèn)知過(guò)程，各種不同的觀點(diǎn)相互“交鋒”，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，促進(jìn)思維的發(fā)展。綜上可以看出：論題是論證得以產(chǎn)生的基本前提，證據(jù)是進(jìn)行論證的依據(jù)，思維的共享、交鋒是論證的核心環(huán)節(jié)，達(dá)成較為可接受的結(jié)論是論證的目的。

論證式教學(xué)非常注重證據(jù)，期待學(xué)生以提供理由的方式來(lái)互動(dòng)交流，捍衛(wèi)或批駁某個(gè)立場(chǎng)或觀點(diǎn)，是一種充滿(mǎn)“理性”的教學(xué)方式；與“形式化”的探究式教學(xué)相比，論證式教學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)是獲取證據(jù)的重要途徑，關(guān)注學(xué)生基于證據(jù)的論證，注重知識(shí)獲取和思維發(fā)展的有效融合。論證式教學(xué)的一般模式，如下圖的表框中所示。論證式教學(xué)策略在《細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大》一課中的應(yīng)用示例。從生活實(shí)例中提出論證的主張，從表框中關(guān)于細(xì)胞大小的數(shù)據(jù)引入，引導(dǎo)學(xué)生提出“細(xì)胞為什么這么??？”這一個(gè)問(wèn)題，從而得出“細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大”這一個(gè)所需論證的主張。

利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，物理模型來(lái)作為“細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的”這一主張的論據(jù)。課本“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸關(guān)系”的模擬實(shí)驗(yàn)，完成表框中數(shù)據(jù)填寫(xiě)；利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析整理，結(jié)果如表格中曲線展示。引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：細(xì)胞太大，相對(duì)表面積太小，與外界物質(zhì)交換的效率低，影響細(xì)胞的生存，因此，細(xì)胞不宜太大。利用數(shù)學(xué)上的邏輯推理來(lái)支持所提出的主張。教師提供球體的表面積與體積公式讓學(xué)生來(lái)推導(dǎo)，設(shè)球體r為半徑，則球體的表面積計(jì)算公式：S=4πr2，球的體積計(jì)算公式：V=（4/3）πr3，由數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)可知：球體相對(duì)表面積的為3/r，從而得出細(xì)胞的半徑越大，相對(duì)表面積越小的結(jié)論，進(jìn)一步支持了所提出的主張。

質(zhì)疑，提出反例

除了運(yùn)用物理模型和數(shù)學(xué)模型對(duì)細(xì)胞表面積與體積之比和細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸效率的關(guān)系進(jìn)行主張的支持外，在問(wèn)題的論證過(guò)程中，除了正向論證主張，還可從反面實(shí)例來(lái)論證。

反例①：高等動(dòng)植物細(xì)胞的直徑大約為幾十微米。但也有例外，如卵細(xì)胞就特別大：鴕鳥(niǎo)卵細(xì)胞直徑為5cm，雞卵細(xì)胞2cm-3cm，人卵細(xì)胞200um。卵細(xì)胞為什么比較大呢？學(xué)生討論，教師總結(jié)：卵細(xì)胞的卵黃中貯存了大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。卵裂初期所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由卵黃提供，不是靠細(xì)胞外物質(zhì)的輸入；細(xì)胞的表面積與體積之比限制細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸，而卵細(xì)胞內(nèi)部?jī)?chǔ)存了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不受相對(duì)表面積的限制，就可以長(zhǎng)得比較大。反例②：原生動(dòng)物眼蟲(chóng)、變形蟲(chóng)的細(xì)胞長(zhǎng)的比較大，難道它們細(xì)胞的生長(zhǎng)不受細(xì)胞表面積與體積比的限制嗎？教師提示：這些原生動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)有個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)是伸縮泡。它的存在可以調(diào)節(jié)原生動(dòng)物水份的收集，兼有排泄的作用；它的伸縮，可以起到調(diào)節(jié)細(xì)胞表面積與體積比的作用。

從上面內(nèi)容看出，某些細(xì)胞可以長(zhǎng)的比較大，是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中自然選擇的結(jié)果。有些細(xì)胞由于處在特定的發(fā)育時(shí)期，自身代謝比較緩慢，部分地解除了相對(duì)表面積對(duì)細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸效率的限制。某些動(dòng)物進(jìn)化出特殊的結(jié)構(gòu)（如伸縮泡），從而減少相對(duì)表面積對(duì)細(xì)胞代謝的影響；因此，細(xì)胞要長(zhǎng)的很大，就需要其他物質(zhì)和特化結(jié)構(gòu)來(lái)補(bǔ)償細(xì)胞變大所帶來(lái)的負(fù)面影響。

總結(jié)與反思

本文教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)根據(jù)著名的Toulmin論證模型的六個(gè)成分：資料：為學(xué)生提供必修的材料和信息；主張：試圖論證的結(jié)論；理由：材料與主張的橋梁，是論證的證據(jù)；支持；反例；限定條件。這六個(gè)要素的基礎(chǔ)上展開(kāi)的，想通過(guò)這種形式的教學(xué)模式使個(gè)體超越自己的認(rèn)識(shí)，看到那些與自己不同的理解，使學(xué)生理解更加豐富和全面，就必須通過(guò)師生之間，學(xué)生之間充分的論證交流，使自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的“根”挖得更深，思維過(guò)程暴露得更充分。因此，論證式教學(xué)更重視證據(jù)的解釋、評(píng)價(jià)等教學(xué)環(huán)節(jié)，注重個(gè)體的主體性認(rèn)識(shí)的形成，達(dá)成較為合理的結(jié)論，深化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

（作者單位：福建省廈門(mén)第一中學(xué)）