基于新版ADI模型的探究活動(dòng)策略

平原

摘? ? 要：新版ADI模型將科學(xué)論證融入學(xué)生探究科學(xué)規(guī)律的過(guò)程中，通過(guò)論證過(guò)程推動(dòng)教學(xué)開展，有利于促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。教師應(yīng)結(jié)合高中生物教學(xué)的實(shí)際情況，對(duì)教學(xué)的個(gè)別階段進(jìn)行拆分或順序調(diào)整，形成論證式的探究活動(dòng)路徑。教師還應(yīng)創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的情境，引導(dǎo)學(xué)生明確活動(dòng)任務(wù)，分組設(shè)計(jì)活動(dòng)方案并組間互評(píng);提供技能方法指導(dǎo)，讓學(xué)生收集科學(xué)證據(jù);主持論證會(huì)議，讓學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)論證的過(guò)程后，修正論證主張，撰寫活動(dòng)報(bào)告。

關(guān)鍵詞：新版ADI模型;科學(xué)論證;探究活動(dòng);論證式教學(xué)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提倡基于科學(xué)事實(shí)和證據(jù)開展教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)與證據(jù)的意識(shí)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，倡導(dǎo)以探究為特點(diǎn)的主動(dòng)學(xué)習(xí)?？茖W(xué)論證圍繞某一科學(xué)問(wèn)題收集證據(jù)，并對(duì)證據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析和評(píng)價(jià)，充分體現(xiàn)了科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)要求。實(shí)施論證式教學(xué)，能有效提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

滬科版普通高中教科書《生物學(xué)》（以下簡(jiǎn)稱“滬科版教材”）中共有16個(gè)探究活動(dòng)，其價(jià)值不應(yīng)局限于依據(jù)教材提供的活動(dòng)內(nèi)容支持相關(guān)科學(xué)概念的建構(gòu)，還應(yīng)該成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，使其形成社會(huì)責(zé)任的重要平臺(tái)。

一、新版ADI模型

ADI模型（the Argument-Driven Inquiry，簡(jiǎn)稱ADI）是一種滲透式教學(xué)模型，即在教學(xué)中并不教授論證的方法，而是將論證作為一種教學(xué)工具，在教師的主持下，用于支持教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。原版ADI模型最早于2008年提出，隨后在與美國(guó)新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)（NGSS）框架所要求的活動(dòng)目標(biāo)整合后，形成了新版ADI模型。新版ADI模型將科學(xué)論證融入學(xué)生探究科學(xué)規(guī)律的過(guò)程中，以論證過(guò)程推動(dòng)教學(xué)開展，有利于促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，其教學(xué)階段如圖1[1]。

二、基于新版ADI模型的探究活動(dòng)策略

結(jié)合高中教學(xué)的實(shí)際情況，教師對(duì)新版ADI模型教學(xué)階段中的個(gè)別階段進(jìn)行拆分或順序調(diào)整，即可形成基于新版ADI模型的論證式探究活動(dòng)路徑。需要注意的是，教師必須在確保核心素養(yǎng)培育意蘊(yùn)的前提下，使整個(gè)活動(dòng)過(guò)程更適應(yīng)高中生的學(xué)習(xí)特征，更符合探究活動(dòng)的特點(diǎn)，便于在教學(xué)實(shí)踐中操作。新版ADI模型以往多應(yīng)用于概念和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，下面以滬科版教材必修2第四章中的探究活動(dòng)“人類遺傳病的調(diào)查分析和預(yù)防宣傳”為例，探討將新版ADI模型引入探究活動(dòng)教學(xué)的策略。

（一）活動(dòng)目標(biāo)

（1）在活動(dòng)中經(jīng)歷人類遺傳病分析的過(guò)程，了解常見(jiàn)的人類遺傳病發(fā)病率、臨床表現(xiàn)、典型家系、診斷過(guò)程等，掌握調(diào)查人類遺傳病的初步方法。

（2）設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，進(jìn)行社區(qū)遺傳病家系調(diào)查或利用在線數(shù)據(jù)庫(kù)檢索文獻(xiàn)資料，收集科學(xué)證據(jù)，提高科學(xué)實(shí)踐和社會(huì)交流能力。

（3）分析科學(xué)證據(jù)，提出主張，參加論證會(huì)議，經(jīng)歷科學(xué)論證過(guò)程，訓(xùn)練分析推理能力，培養(yǎng)邏輯性思維、批判性思維。

（4）制作人類遺傳病科普展板或宣傳冊(cè)，在校園或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科普宣傳，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

（二）學(xué)生情況

參加活動(dòng)前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了人類遺傳病的類型、分析方法和預(yù)防措施等知識(shí)，然而遺傳病發(fā)病率低，因此學(xué)生普遍缺乏直接經(jīng)驗(yàn)以及必要的遺傳病調(diào)查資源。高一學(xué)生具有較強(qiáng)的求知欲、一定的思辨能力和團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)，但是大部分學(xué)生的思維和語(yǔ)言較為生活化，科學(xué)表達(dá)能力和基于證據(jù)的分析推理能力不足。

（三）活動(dòng)過(guò)程

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，組建活動(dòng)小組

情境認(rèn)知理論認(rèn)為：個(gè)體的學(xué)習(xí)過(guò)程是在情境中參與活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的認(rèn)知活動(dòng)。因此，學(xué)生核心素養(yǎng)的培育需要在特定的情境中進(jìn)行，而貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的情境往往更有吸引力，能吸引學(xué)生深度參與探究活動(dòng)，幫助學(xué)生明確活動(dòng)任務(wù)?；顒?dòng)小組的建構(gòu)是論證式探究活動(dòng)順利開展的基礎(chǔ)，因此，在用真實(shí)情境引出活動(dòng)任務(wù)后，教師應(yīng)根據(jù)活動(dòng)內(nèi)容確定每個(gè)小組的人數(shù)，詳細(xì)介紹活動(dòng)任務(wù)，并要求各小組確定負(fù)責(zé)人和任務(wù)分工。

如在這個(gè)探究活動(dòng)中，筆者事先在課前分析學(xué)生的思維能力、表達(dá)能力等方面的特點(diǎn)，然后將學(xué)生按5人分組，每組由一名組織能力較強(qiáng)的學(xué)生擔(dān)任組長(zhǎng)，并使組內(nèi)學(xué)生特點(diǎn)各異，各組整體水平基本相似。課堂上，筆者在引入環(huán)節(jié)出示來(lái)自媒體報(bào)道的情境“學(xué)霸父母智障娃”。

長(zhǎng)沙的李女士夫婦都是博士，可他們卻有一個(gè)說(shuō)不出的苦惱。因?yàn)槔钆堪l(fā)現(xiàn)兒子逐漸出現(xiàn)語(yǔ)言障礙、智力低下等癥狀，經(jīng)醫(yī)學(xué)檢查，其子最終被診斷為脆性X染色體綜合征。

筆者引導(dǎo)學(xué)生了解遺傳病雖然發(fā)病率低，但實(shí)實(shí)在在地存在于我們的身邊，它給患者及其家庭帶來(lái)了巨大的痛苦，激發(fā)學(xué)生的探究意愿和社會(huì)責(zé)任感，然后公布活動(dòng)任務(wù)。

以遺傳病防治者的身份，進(jìn)行一次常見(jiàn)人類遺傳病的調(diào)查，與組內(nèi)成員一起論證遺傳病的類型、診斷和預(yù)防方法。

2.設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，進(jìn)行組間互評(píng)

讓學(xué)生經(jīng)歷活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程，可以提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力。教師應(yīng)賦予學(xué)生評(píng)價(jià)的權(quán)利，并要求學(xué)生以組間方案互評(píng)的形式，評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過(guò)程及結(jié)果。這樣，既能發(fā)揮學(xué)生在探究活動(dòng)中的主體地位，培育其批判性思維意識(shí)，又能引導(dǎo)學(xué)生在評(píng)價(jià)中遷移應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和方法，發(fā)現(xiàn)自身的問(wèn)題和不足。此外，進(jìn)行評(píng)價(jià)需要工具的支持，教師要根據(jù)探究活動(dòng)的特點(diǎn)，預(yù)先準(zhǔn)備評(píng)價(jià)單供學(xué)生使用。

針對(duì)這個(gè)探究活動(dòng)，筆者先讓學(xué)生設(shè)計(jì)初步的遺傳病調(diào)查方案，方案的內(nèi)容主要包括：小組成員、調(diào)查對(duì)象、調(diào)查方法、調(diào)查項(xiàng)目、成員分工、時(shí)間安排等。課堂上，經(jīng)過(guò)討論后，各小組逐步形成了兩類方案：（1）在學(xué)?；蛏鐓^(qū)尋找身邊的遺傳病人作為先證者開展遺傳病家系調(diào)查;（2）利用在線數(shù)據(jù)庫(kù)檢索遺傳病資料。筆者根據(jù)方案的科學(xué)性、可行性、寫作水平三項(xiàng)指標(biāo)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，讓各小組之間互相評(píng)分，重點(diǎn)評(píng)價(jià)方案中的調(diào)查方法、調(diào)查內(nèi)容和時(shí)間安排，并鼓勵(lì)學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，以評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)習(xí)，反思并修正自己的方案。

3.指導(dǎo)技能方法，收集科學(xué)證據(jù)

在科學(xué)數(shù)據(jù)的收集和分析的過(guò)程中，學(xué)生可訓(xùn)練邏輯性思維，提高社會(huì)交流能力。教師應(yīng)先從科學(xué)性、可行性角度，對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的活動(dòng)方案進(jìn)行評(píng)估，以保證后續(xù)環(huán)節(jié)的有效開展。然后，教師對(duì)活動(dòng)方案中涉及的超出高中生能力范圍的技能，如證據(jù)收集途徑、調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì)、野外安全注意事項(xiàng)等，提供具體的方法指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生按活動(dòng)方案收集資料、推理解釋資料、建構(gòu)科學(xué)證據(jù)，并提出初步主張。

在這個(gè)探究活動(dòng)中，對(duì)于選擇“在學(xué)?；蛏鐓^(qū)開展遺傳病調(diào)查”的小組，筆者先對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，如患病人數(shù)、臨床表現(xiàn)、典型家系、診斷過(guò)程等，提示學(xué)生調(diào)查前必須征得被調(diào)查者的同意，簽訂《知情同意書》，論證時(shí)要注意保護(hù)患者的隱私。對(duì)于選擇“利用在線數(shù)據(jù)庫(kù)檢索遺傳病資料”的小組，筆者則提供檢索途徑，如在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(kù)（OMIM）等，指導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選并提取所需的關(guān)鍵信息。筆者要求兩類小組均要遷移運(yùn)用已學(xué)的遺傳病知識(shí)，分析遺傳病的遺傳方式、發(fā)病率、診斷和預(yù)防措施，以收集的信息作為證據(jù)，以分析結(jié)論作為主張，制作PPT，準(zhǔn)備參加論證會(huì)議。

4.召開論證會(huì)議，經(jīng)歷科學(xué)論證

論證會(huì)議模擬科學(xué)研究中的口頭論證過(guò)程，是探究活動(dòng)的核心階段。在論證會(huì)議上，學(xué)生經(jīng)歷與其他同學(xué)的認(rèn)知沖突，在辯論和問(wèn)題解決的過(guò)程中提高了邏輯性思維、批判性思維和科學(xué)語(yǔ)言表達(dá)能力等，了解了科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，加深了對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，進(jìn)而逐步形成像科學(xué)家那樣思考的習(xí)慣。

在教師的組織下召開論證會(huì)議。各小組依次作報(bào)告，以多媒體展示收集的信息，分別分析該遺傳病的遺傳方式、診斷和預(yù)防措施等。報(bào)告結(jié)束后，其他小組可提問(wèn)進(jìn)行質(zhì)疑，由報(bào)告人和其小組成員討論后作出科學(xué)的回應(yīng)。必須注意：所有的質(zhì)疑和回應(yīng)均應(yīng)基于證據(jù)和科學(xué)理論展開。教師作為主持人，不僅應(yīng)關(guān)注會(huì)議進(jìn)程，避免出現(xiàn)無(wú)科學(xué)依據(jù)的評(píng)判，還要在會(huì)議中間選取部分小組的觀點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)，以引領(lǐng)會(huì)議的方向。

5.修正論證主張，撰寫活動(dòng)報(bào)告

論證會(huì)議結(jié)束后，學(xué)生根據(jù)其他小組提出的質(zhì)疑，反思自己的推理分析過(guò)程，修正初步主張，形成最終結(jié)論，培養(yǎng)反思習(xí)慣。學(xué)生分小組撰寫活動(dòng)報(bào)告，重新審視活動(dòng)過(guò)程，所作報(bào)告應(yīng)重點(diǎn)呈現(xiàn)論證過(guò)程，將口頭論證轉(zhuǎn)化為文字，提高科學(xué)表達(dá)能力。

針對(duì)這個(gè)探究活動(dòng)任務(wù)，各小組從組內(nèi)學(xué)生提出的質(zhì)疑出發(fā)，對(duì)存在科學(xué)性錯(cuò)誤的的結(jié)論進(jìn)行修正。教師分發(fā)遺傳病調(diào)查報(bào)告單，報(bào)告單上的內(nèi)容可包括：臨床癥狀、區(qū)域發(fā)病率、遺傳系譜圖、診斷方法和診斷過(guò)程、遺傳病類型和致病原因分析、預(yù)防措施建議等，為學(xué)生撰寫報(bào)告提供思路。學(xué)生分小組完成調(diào)查報(bào)告，交由教師評(píng)價(jià)，然后制作該遺傳病的科普展板或撰寫公眾號(hào)文章，在校園、社區(qū)或網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行科普宣傳。

三、總結(jié)與思考

（一）新版ADI模型適用于高中生物學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)的組織

新版ADI模型通過(guò)科學(xué)論證推動(dòng)探究活動(dòng)的實(shí)施，具體的活動(dòng)過(guò)程涉及邏輯推理和批判思考，可以作為對(duì)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)培育的有效工具。完成一個(gè)基于新版ADI模型的探究活動(dòng)約需2個(gè)課時(shí)，第1課時(shí)用于任務(wù)發(fā)布、方法設(shè)計(jì)和活動(dòng)方法指導(dǎo)，第2課時(shí)召開論證會(huì)議。教師在課前組織活動(dòng)小組，學(xué)生在課外完成資料收集和分析并撰寫活動(dòng)報(bào)告。滬科版教材中適用新版ADI模型的科學(xué)探究活動(dòng)如表1所示。教師可根據(jù)教學(xué)計(jì)劃，在每分冊(cè)中選取1～2個(gè)活動(dòng)，基于新版ADI模型的探究活動(dòng)策略實(shí)施教學(xué)。

（二）小組建構(gòu)和論證會(huì)議是論證式探究活動(dòng)的關(guān)鍵階段

新版ADI模型重視小組合作設(shè)計(jì)方案和實(shí)施活動(dòng)的過(guò)程，活動(dòng)小組的建構(gòu)則是后續(xù)各階段活動(dòng)順利實(shí)施的基礎(chǔ)。不少教師并未意識(shí)到小組建構(gòu)對(duì)于小組合作學(xué)習(xí)的重要性，建構(gòu)小組較為隨意，如按教室座位建構(gòu)、按學(xué)生意愿自由組合形成、在課前臨時(shí)組建等現(xiàn)象，在教學(xué)實(shí)踐中屢見(jiàn)不鮮，這就導(dǎo)致合作學(xué)習(xí)未能充分發(fā)揮效果。因此，在開展論證式探究活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)在分析學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)力、能動(dòng)性、思維能力、表達(dá)能力的基礎(chǔ)上，以“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”為基本原則建構(gòu)小組[2]。組內(nèi)異質(zhì)有利于組員在活動(dòng)的各個(gè)階段分工合作，能充分發(fā)揮每個(gè)組員的特長(zhǎng)和能動(dòng)性，避免小組學(xué)習(xí)“個(gè)人化”。而小組間思維能力和表達(dá)能力差異過(guò)大，則容易導(dǎo)致組間論證無(wú)法有效開展，因此，組間同質(zhì)是論證會(huì)議發(fā)揮積極作用的保障。小組人數(shù)應(yīng)根據(jù)活動(dòng)內(nèi)容靈活調(diào)整，如選擇性必修2的探究活動(dòng)為野外活動(dòng)，工作量較大，小組人數(shù)以7～8人為宜，而其他活動(dòng)每組4～5人即可。

論證會(huì)議是具體落實(shí)科學(xué)論證的階段。各小組提出主張，分享收集的證據(jù)，像專家一樣思考并回應(yīng)其他小組的質(zhì)疑。論證會(huì)議需要在有多媒體、電子白板等條件的教學(xué)場(chǎng)所舉行。在舉行前，教師須介紹活動(dòng)規(guī)則，如論證會(huì)議流程、會(huì)議禮儀等，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、質(zhì)疑、提問(wèn)。在會(huì)議進(jìn)行的過(guò)程中，教師要仔細(xì)觀察學(xué)生的反應(yīng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)思想游離于會(huì)議場(chǎng)域、未積極反饋的學(xué)生，并使其將注意力轉(zhuǎn)回會(huì)議上，確保更多的學(xué)生參與論證過(guò)程，使會(huì)議順利且有效地進(jìn)行。

（三）論證式探究活動(dòng)的開展需要教師提供教學(xué)支架

高中生尚未開始接受正規(guī)的科研訓(xùn)練，缺乏科研經(jīng)驗(yàn)，因此，論證式探究活動(dòng)的多個(gè)階段，都需要教師以活動(dòng)引導(dǎo)者和協(xié)調(diào)者的身份提供必要的教學(xué)支架。如組間互評(píng)階段，教師應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易用的評(píng)價(jià)量規(guī);方法指導(dǎo)階段，在學(xué)生互評(píng)后，教師仍應(yīng)對(duì)方案的科學(xué)性、可行性等進(jìn)行評(píng)估，并提供收集證據(jù)的方法和途徑，以降低學(xué)生收集證據(jù)的難度。此外，新版ADI模型是一種滲透式論證式教學(xué)模型，本身并不包括論證方法的教學(xué)，所以在初次召開論證會(huì)議前，教師須對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)論證方法的指導(dǎo)，突出證據(jù)、推理、主張和反駁的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)利用科學(xué)證據(jù)支持或反駁對(duì)方的主張，避免學(xué)生間出現(xiàn)情緒化的評(píng)判。最后，在撰寫報(bào)告階段，教師如發(fā)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)表達(dá)能力尚不足，可先提供表單式的報(bào)告模板，讓學(xué)生逐步過(guò)渡到撰寫論文式的探究報(bào)告。

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