將科學(xué)論證融入科學(xué)教學(xué)：ADI科學(xué)論證教學(xué)模型簡(jiǎn)介

高瀟怡 劉文莉

科學(xué)論證教學(xué)是將論證引入科學(xué)課堂，使學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的論證過(guò)程，從而促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)概念與科學(xué)本質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。當(dāng)下， “科學(xué)是一種知識(shí)體系”這種樸素科學(xué)觀已經(jīng)發(fā)展為“科學(xué)是基于證據(jù)的思想、解釋與辯護(hù)”[1]的新時(shí)代科學(xué)觀。由此，科學(xué)教育不應(yīng)只是科學(xué)事實(shí)的傳授與技能的訓(xùn)練，更應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與論證能力?？茖W(xué)論證在科學(xué)教學(xué)中的重要性日益凸顯，如何將科學(xué)論證融入科學(xué)教學(xué)成為新一輪科學(xué)教育改革關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

科學(xué)論證在科學(xué)教學(xué)中的價(jià)值

促進(jìn)學(xué)生深入理解科學(xué)本質(zhì)科學(xué)理論是在不斷質(zhì)疑中形成和發(fā)展的，這一過(guò)程促使科學(xué)家建構(gòu)概念、評(píng)價(jià)其他理論、解釋文本、形成論證并評(píng)估理論的可能性[2]?？茖W(xué)論證教學(xué)模擬科學(xué)家的科學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，以及理解科學(xué)知識(shí)具有暫時(shí)性、科學(xué)方法具有多樣性等特征，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建科學(xué)知識(shí)與科學(xué)概念科學(xué)論證是一種邏輯話語(yǔ)實(shí)踐，旨在理清觀點(diǎn)和證據(jù)之間的關(guān)系（Duschl，2007）。在科學(xué)論證教學(xué)中，學(xué)生能自主構(gòu)建對(duì)科學(xué)概念的獨(dú)特理解并進(jìn)一步內(nèi)化、精致化。通過(guò)論證，學(xué)生以話語(yǔ)實(shí)踐的方式將思維外顯化并接受公眾評(píng)價(jià)，從而進(jìn)一步加深理解。同時(shí)，在論證過(guò)程中，學(xué)生需反思他人的觀點(diǎn)與論證過(guò)程，將他人的觀點(diǎn)、理論、詮釋納入已有的知識(shí)體系中，從而掌握科學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)深層次的反思性學(xué)習(xí)。

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維科學(xué)論證需要學(xué)生利用證據(jù)論證觀點(diǎn)，評(píng)估觀點(diǎn)的形成過(guò)程，以及理解并參與科學(xué)知識(shí)的傳播、論證過(guò)程[3]。這不僅需要學(xué)生綜合運(yùn)用分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等高階思維，同時(shí)也能發(fā)展學(xué)生的批判性思維，提高學(xué)生的元認(rèn)知能力，實(shí)現(xiàn)自我覺(jué)察、反省、評(píng)價(jià)與調(diào)節(jié)。

提高學(xué)生的溝通與表達(dá)能力科學(xué)論證作為一種話語(yǔ)實(shí)踐具備討論與辯論的社會(huì)屬性[4]，學(xué)生需將內(nèi)隱的思維以口頭語(yǔ)言或書面語(yǔ)言方式外顯化，這一過(guò)程能充分鍛煉學(xué)生清楚、有條理的表達(dá)能力。此外，論證并不在于輸贏而是共同協(xié)商達(dá)成一致，因此在反駁與捍衛(wèi)觀點(diǎn)的同時(shí)，也能培養(yǎng)學(xué)生的有效溝通能力。

ADI科學(xué)論證教學(xué)模型

探究教學(xué)是科學(xué)教學(xué)中最常用的方法，科學(xué)論證的發(fā)展促使科學(xué)探究教學(xué)從“內(nèi)容過(guò)程…‘發(fā)現(xiàn)探究”走向“證據(jù)解釋”[5]。ADI論證教學(xué)模型使以“證據(jù)解釋”為取向的教學(xué)模型，將論證教學(xué)與科學(xué)探究學(xué)習(xí)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，借助科學(xué)論證推動(dòng)科學(xué)教學(xué)的開(kāi)展，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)探究數(shù)據(jù)的論證、解釋、反思參與科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。該模型的實(shí)施階段和步驟如圖1所示。

階段1：確定任務(wù)和問(wèn)題教師設(shè)計(jì)情境，激發(fā)學(xué)生興趣并產(chǎn)生問(wèn)題意識(shí);教師協(xié)助學(xué)生確定探究問(wèn)題與任務(wù)。

階段2：設(shè)計(jì)方案并收集數(shù)據(jù)學(xué)生組成小組，圍繞階段1所提出的問(wèn)題設(shè)計(jì)探究計(jì)劃。在本階段，學(xué)生經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)、方法選擇、數(shù)據(jù)收集過(guò)程，模擬科學(xué)家的實(shí)踐活動(dòng)。

階段3：分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步論證學(xué)生提出一個(gè)由觀點(diǎn)、證據(jù)和推理組成的論點(diǎn)并與同學(xué)分享討論。證據(jù)可以是多種形式，可以是觀測(cè)的數(shù)值（溫度、質(zhì)量等），也可以是對(duì)情況的描述、推斷。但需要對(duì)證據(jù)進(jìn)行推理解釋，如觀測(cè)數(shù)值隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組之間的差異等。此階段是模型的關(guān)鍵步驟。

階段4：論證分享環(huán)節(jié)各小組分享論證，其他組的成員對(duì)觀點(diǎn)的合理性、有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)，營(yíng)造真實(shí)的科學(xué)論證環(huán)境。在分享過(guò)程中，小組成員輪流到其他小組觀摩，同時(shí)本小組留1名組員為其他觀摩小組解釋本組的論證過(guò)程。

階段5：反思性研討給學(xué)生充足的時(shí)間對(duì)論點(diǎn)、論據(jù)及論證的方式進(jìn)行反思，為學(xué)生提供發(fā)揮潛力的空間，使其體驗(yàn)到科學(xué)實(shí)踐的真實(shí)性。

階段6：撰寫個(gè)人調(diào)查報(bào)告整合書面論證形式，鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生思考學(xué)到了什么，如何學(xué)到的，以及為什么得出這樣的觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告涉及3個(gè)問(wèn)題：①你想做什么？為什么想這么做？②你做了什么？為什么這么做？③你的觀點(diǎn)是什么？在呈現(xiàn)形式方面，鼓勵(lì)學(xué)生以表格、圖表的形式清晰呈現(xiàn)，并在制作表格的過(guò)程中梳理想法。學(xué)生在寫作時(shí)需要與同伴討論材料的意義，增強(qiáng)對(duì)材料的提煉與理解。

階段7：雙盲評(píng)議學(xué)生完成調(diào)查報(bào)告后上交給教師，教師隱去作者信息后，分發(fā)給3個(gè)不同的小組，由其他小組對(duì)調(diào)查報(bào)告質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出改進(jìn)意見(jiàn)。此環(huán)節(jié)旨在為學(xué)生提供更多的反饋意見(jiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生思考、制訂、使用適當(dāng)?shù)恼撟C評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力。

階段8：修改并最終提交報(bào)告教師將已評(píng)價(jià)的調(diào)查報(bào)告返還給對(duì)應(yīng)學(xué)生，由他們繼續(xù)修改，完成后提交給教師評(píng)分，直至合格。此環(huán)節(jié)旨在通過(guò)迭代過(guò)程，提高學(xué)生的書面論證技巧，加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解。

研究表明，ADI科學(xué)論證教學(xué)模型在促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)、參與科學(xué)實(shí)踐、提高科學(xué)論證能力（ Osborne，2015）方面具有顯著效果，是科學(xué)教學(xué)的新圖景。ADI科學(xué)論證教學(xué)模型以論證驅(qū)動(dòng)探究，既保留了科學(xué)探究教學(xué)對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，同時(shí)促使學(xué)生借助口頭論證和書面論證對(duì)探究所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、推理、解釋，以構(gòu)建個(gè)體的獨(dú)特理解，契合了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀、批判性思維，以及對(duì)科學(xué)社會(huì)問(wèn)題的理解等當(dāng)下科學(xué)教育導(dǎo)向的科學(xué)教育目標(biāo)。

應(yīng)用ADI科學(xué)論證教學(xué)模型需要注意的問(wèn)題

教學(xué)內(nèi)容的選擇 并非所有的科學(xué)內(nèi)容均適用ADI科學(xué)論證教學(xué)模型。首先，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有可論證性且具有論證價(jià)值。例如，圍繞科學(xué)概念與原理形成的議題就可以作為論證內(nèi)容。這類議題往往是學(xué)生模棱兩可的，在日常生活、學(xué)習(xí)中容易產(chǎn)生錯(cuò)誤概念。通過(guò)論證可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變，加深對(duì)科學(xué)概念和原理的理解。其次，ADI科學(xué)論證教學(xué)模型整合科學(xué)論證與科學(xué)探究，因此教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)考慮到科學(xué)探究教學(xué)的要求，保證教學(xué)內(nèi)容具有探究的必要性與可能性。

問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)適宜的問(wèn)題情境是有效開(kāi)展科學(xué)論證教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一。問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有真實(shí)性，即與學(xué)生的日常生活建立聯(lián)系，貼近學(xué)生生活的情境更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。其次，問(wèn)題情境設(shè)計(jì)應(yīng)暴露學(xué)生的前概念，幫助教師掌握學(xué)情，精準(zhǔn)抓住學(xué)生學(xué)習(xí)的生長(zhǎng)點(diǎn)。第三，問(wèn)題情境應(yīng)使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，學(xué)習(xí)的發(fā)生源于解決認(rèn)知沖突或消除認(rèn)知心理的不平衡。在這種認(rèn)知沖突的驅(qū)動(dòng)下，激發(fā)學(xué)生的求知欲，推動(dòng)科學(xué)論證教學(xué)的順利進(jìn)行。

論證教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)論證的發(fā)生需要有一個(gè)自由、安全的論證環(huán)境，良好的論證環(huán)境和氛圍下學(xué)生才更容易勇于表達(dá)想法。教師應(yīng)該明確課堂中學(xué)生與教師的身份，學(xué)生是課堂中合理的知識(shí)觀點(diǎn)的生成者.課堂環(huán)境建設(shè)應(yīng)以學(xué)生為中心，構(gòu)建學(xué)生有紀(jì)律、有自主權(quán)、自我負(fù)責(zé)的課堂環(huán)境。其次，教師扮演支持學(xué)生的角色，鼓勵(lì)學(xué)生反思自身理解、想法、立場(chǎng)的變化過(guò)程。第三，教師要努力構(gòu)建課堂學(xué)習(xí)共同體，使學(xué)生在小組解決問(wèn)題的過(guò)程中完成使用數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)項(xiàng)目、撰寫報(bào)告等活動(dòng)，在良好的生生、師生互動(dòng)中促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)。

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