基于深度学习的高中生物学论证式教学实践的研究

摘要：以“被动运输”第一课时为例，用说课的形式阐述如何应用CER论证式教学引导学生不断的寻找证据来证明自己的主张，围绕着学习主题，学生全身心的参与、体验、思考、分析、评价课堂。以此来提升学生的科学思维。

关键词：被动运输；CER论证式教学；科学思维

引言：科学思维指的是学生能采用严谨求真的、实证性的逻辑思维方式应对各种问题。培养学生的科学思维，有助于提升他们解决问题的能力以及帮助他们形成科学的世界观。随着高考改革，显然传统的教学模式已经不能满足对学生科学思维能力的培养。改变传统课堂迫在眉睫，论证式教学也逐渐出现在更多的课堂。国际上论证式教学已然成熟，我国起步较晚，2010年才有学者介绍“论证式教学的概念”。目前论证式教学模型有很多，比如Toulmin论证模型、CER论证模型、图尔敏论证模型等。在本说课课例中采用的是刘恩山教授的CER论证模型。从提出问题寻找证据支持主张、修正主张的过程中体验科学探究的一般思路。

主要过程如下：

一、教材分析

教材内容及地位：《被动运输》是人教版生物学必修一第四章第一节的内容，本课时内容既是《细胞膜结构和功能》的知识延续，又是被动运输概念形成的关键，还可以帮助学生理解“结构与功能相适应”这一核心概念，从而帮助他们建构结构与功能观。

课标要求：新课标里对本课时的要求是阐明质膜具有选择透过性，是位于大概念和重要概念下的次位概念。

教材内容及处理：在内容编排上，教材以渗透装置导入，引入到动物细胞的实例，再进行植物细胞吸水和失水的探究。在以往实际教学过程中我们发现，学生难以将渗透装置过渡到动物实例中，所以我们进行了顺序的调整。由植物探究引入渗透装置进行解释，再类比动物细胞，更符合学生的认知规律。

二、学情分析

本课时授课对象是高一的学生，他们已经学习过细胞膜的结构组成及功能，且具备显微镜操作能力和一定的类比和分析推理能力。不足之处在于对“吸水和失水”缺乏分子与细胞层面的理性思考以及探究实验的设计、分析能力不足。

三、目标重难点

因此，我的教学目标如下：重点达成科学探究、生命观念、科学思维核心素养目标

科学探究、生命观念：

通过探究“植物细胞的吸水和失水”，说明水分子进出植物细胞的原理，并能迁移至渗透装置和动物细胞，最终认同原生质层、细胞膜相当于半透膜。

科学思维、社会责任

基于探究实验，体验科学探究的一般过程，提高设计实验、动手操作能力，并能应用本节知识解决生活中的实际问题。

我的教学重点是水进出细胞的原理，探究植物细胞的吸水和失水实验是重点也是难点。

四、教学策略

在日常教学过程中，学生主要存在以下的困难：

1.处于被动状态，探究欲望不强

2.探究实验易做成验证实验（也就是教师先把探究实验的步骤讲完，学生去复制实验）

3.对于抽象内容的原理难以理解和解释。

因此我们采用CER论证模型教学法引导学生通过实验寻找证据逐步得出核心概念。

CER论证模型

首先通过宏观证据：洋葱变软，提出问题并做出主张：细胞在高浓度下失水，在低浓度下吸水。再根据微观证据：质壁分离现象，修正主张：细胞在高浓度下失水，在低浓度下吸水，水通过原生质层进出细胞。最后通过渗透装置模拟和卵壳膜实验继续修正主张得出核心概念：原生质层、动物细胞膜相当于一层半透膜。

五、教学过程

本课时的教学过程可分为“体验”“探究”“模拟”“类比”四个环节。

基于学生处于被动状态，探索欲望不强的特点，我们创设真实情境导入激发学生的求知欲，让学生用手触摸被蔗糖溶液腌制过的洋葱鳞片叶。用实物让学生从宏观上体验植物的失水现象，引导学生透过宏观现象思考微观本质做出主张，即细胞在高浓度溶液中会失水（变软），在低浓度溶液中会吸水（恢复）。从而将学生由观察器官层面带入到观察细胞层面。

紧接着进行植物的吸水失水微观实验。该实验是高中生物学的第一个探究实验，但极易做成验证实验，所以在学生已经做出主张的情况下我们让学生小组合作自主设计实验。同时考虑到学生探究实验设计能力不足，我们用两个问题提示关键点降低了设计难度。紧接着是进行实验，随后后分析实验结果：通过质壁分离和质壁分离复原现象发现细胞确实会在高浓度下失水，在低浓度下吸水，而且水是通过原生质层进出细胞的来修正主张。

水是怎样进出细胞得到呢？考虑到微观观察有限，难以解释水进出细胞的原理，我们体外模拟，用渗透装置模拟细胞微观来“放大”现象并通过动画深入分析，在此过程中理解水进出植物细胞的原理且认同原生质层相当于一层半透膜。

再类比到动物细胞，让学会观察我们做的一个创新实验：用醋酸浸泡鸡蛋去除蛋壳，获得仅剩卵壳膜包裹的鸡蛋，称初始重量56克，再将其放入高浓度盐水中一点时间后取出擦干称重53克，再将其放入清水中，一段时间后称量59克。由实验得出水进出动物细胞的原理且动物细胞膜也相当于一层半透膜。

小结：最后一次修正主张：原生质层、动物细胞膜相当于一层半透膜。

最后通过课后延伸让学生应用本节知识解决生产、生活中的实际问题，来提升社会责任。

六、板书设计

略

参考文献：

[1]吴佳静，姚焱.论证式教学法在中学生物学实验课中的应用——以“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”一课为例［J］.中学生物教学，2022（8）

[2]李纪聪.论证探究式教学模型在高中生物教学中的应用［J］.福建教育研究，2022（10）

[3]黄彩湄.在高中生物学课堂中实施论证式教学的策略研究［J］.中小学教材教学，2022（3）.

本文系文山州教育科研“十四五”规划2024年度课题“基于深度学习的高中生物学论证式教学实践的研究”的研究成果（课题立项批准号：文教体发〔2024〕9 号）