高中生物论证式教学对提高学生科学探究能力的实践研究

摘要

自2003年课程改革以来，探究式教学模式已经成为了一线教师和教育研究工作者关注的焦点，越来越多的探究活动引入到课堂中。但是在具体实施过程探究教学如同“照方抓药”，有着探究教学的“名”，却无探究教学的“实”。2017年《普通高中生物学课程标准》将科学探究任务更加明确化，原有的探究教学存在的问题亟待解决。论证式教学将科学领域的论证引入课堂，让学生通过与科学家相似的论证过程理解科学概念和科学本质，并促进其思维发展。本研究旨在研究论证式教学应用于高中生物教学中是否有利于提高学生的科学探究能力。 本研究以重庆市合川实验中学高一年级的两个平行班作为研究对象进行实证研究。首先，以学生第一个月考试的生物成绩为前测成绩，通过探究实验“馒头在口腔中的变化”（见附录B）对学生进行科学探究能力前测，并利用评价学生科学探究能力的PTA量表（见附录A）作为评分标准。其中提出问题能力、猜想与假设能力、制定实验方案的能力、解释与形成结论的能力，反思与评价能力和书面表达能力这几个科学探究子能力以书面测评的方式进行评价；将实验操作与观察能力、口头表达与交流能力以观察学生活动的形式进行评价；再把书面测评和观察活动评价结合起来得出科学探究能力前测成绩。然后在实验班利用论证式教学，对照班讲授式教学法。进行一学期的研究之后，以期末生物成绩为后测生物成绩，并通过探究实验“影响酶活性的条件”（见附录C），用与前测相同的方法进行科学探究能力后测。对学生前后测的生物成绩、科学探究能力成绩及样本符合正态分布各项子能力用配对样本t检验进行纵向比较，用独立样本t检验进行横向比较；对样本不符合正态分布的各项子能力成绩用两个独立样本的非参数检验进行横向比较，用两个相关样本的非参数检验进行纵向比较。 前测结果表明两个班的生物成绩、科学探究能力及其各项子能力没有显著差异。而实验后实验班生物成绩和科学探究能力明显高于对照班，且就科学探究子能力而言，除实验操作与观察现象能力以外的其他各项子能力均明显高于对照班。 综上所述，在高中生物教学中，论证式教学与传统的讲授式教学相比更有利于学生的科学探究能力总成绩和生物学成绩的提高，有利于科学探究子能力中除了实验操作与观察外的各项子能力的提高。

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 中学生物学科学探究教学中存在的问题

1.1.2 新课标提出的新要求

1.2 科学论证与科学探究的关系

1.3 问题的提出

1.4 研究意义

1.4.1 理论意义

1.4.2 实践意义

2 文献综述

2.1 相关概念

2.1.1 论证

2.1.2 科学论证

2.1.3 论证式教学

2.1.4 讲授式教学

2.2 理论基础

2.2.1 认知主义学习理论

2.2.2建构主义学习理论

2.2.3 逻辑学基础

2.3 国内外相关研究

2.3.1 国外相关研究

2.3.2 国内相关研究

3 论证式教学模型与教学案例

3.1 图尔敏（Toulmin）的论证模式

3.2 论证式教学模型的建构

3.3 论证式教学基本流程

3.4 教学案例——以生物膜“流动镶嵌模型”为例

3.4.1 基于论证式教学模式的教学设计

3.4.2 基于传统讲授式教学模式的教学设计

3.4.3 两种教学设计的比较

4 论证式教学的实践研究

4.1 研究内容与目的

4.2 研究对象

4.3 研究方法

4.4 研究工具

4.4.1评价工具

4.4.2 数据分析工具

4.5 研究过程

4.5.1 前测内容选取与实施

4.5.2 后测内容选取与实施

5 论证式教学在高中生物教学中实践研究的结果分析

5.1 学生科学探究能力及各项子能力的比较分析

5.1.1 科学探究能力总体分析

5.1.2 科学探究子能力的分析

5.1.3 小结

5.2 学生生物成绩的比较分析

5.3 结论

5.3.1 论证式教学在高中生物教学中实施是可行的

5.3.2 论证式教学有利于科学探究能力的提高

5.3.3 论证式教学有利于生物成绩的提高

6 反思与展望

6.1 对本实践的反思

6.2 教学建议

6.3 研究展望

参考文献

附录A 评价科学探究能力的PTA量表

附录B 实验前科学探究能力测试方案

附录C 实验后科学探究能力测试方案

致谢

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