将科学论证融入科学教学：ADI科学论证教学模型简介

高潇怡 刘文莉

科学论证教学是将论证引入科学课堂，使学生经历类似科学家的论证过程，从而促进学生理解科学概念与科学本质，发展学生的科学思维。当下， “科学是一种知识体系”这种朴素科学观已经发展为“科学是基于证据的思想、解释与辩护”[1]的新时代科学观。由此，科学教育不应只是科学事实的传授与技能的训练，更应重视培养学生的批判性思维与论证能力。科学论证在科学教学中的重要性日益凸显，如何将科学论证融入科学教学成为新一轮科学教育改革关注的热点问题之一。

科學论证在科学教学中的价值

促进学生深入理解科学本质科学理论是在不断质疑中形成和发展的，这一过程促使科学家建构概念、评价其他理论、解释文本、形成论证并评估理论的可能性[2]。科学论证教学模拟科学家的科学实践，使学生体会科学知识的产生过程，以及理解科学知识具有暂时性、科学方法具有多样性等特征，加深对科学本质的理解。

促进学生构建科学知识与科学概念科学论证是一种逻辑话语实践，旨在理清观点和证据之间的关系（Duschl，2007）。在科学论证教学中，学生能自主构建对科学概念的独特理解并进一步内化、精致化。通过论证，学生以话语实践的方式将思维外显化并接受公众评价，从而进一步加深理解。同时，在论证过程中，学生需反思他人的观点与论证过程，将他人的观点、理论、诠释纳入已有的知识体系中，从而掌握科学知识，实现深层次的反思性学习。

培养学生的科学思维科学论证需要学生利用证据论证观点，评估观点的形成过程，以及理解并参与科学知识的传播、论证过程[3]。这不仅需要学生综合运用分析、评价、创造等高阶思维，同时也能发展学生的批判性思维，提高学生的元认知能力，实现自我觉察、反省、评价与调节。

提高学生的沟通与表达能力科学论证作为一种话语实践具备讨论与辩论的社会属性[4]，学生需将内隐的思维以口头语言或书面语言方式外显化，这一过程能充分锻炼学生清楚、有条理的表达能力。此外，论证并不在于输赢而是共同协商达成一致，因此在反驳与捍卫观点的同时，也能培养学生的有效沟通能力。

ADI科学论证教学模型

探究教学是科学教学中最常用的方法，科学论证的发展促使科学探究教学从“内容过程…‘发现探究”走向“证据解释”[5]。ADI论证教学模型使以“证据解释”为取向的教学模型，将论证教学与科学探究学习进行了有机结合，借助科学论证推动科学教学的开展，引导学生通过对探究数据的论证、解释、反思参与科学实践活动。该模型的实施阶段和步骤如图1所示。

阶段1：确定任务和问题教师设计情境，激发学生兴趣并产生问题意识;教师协助学生确定探究问题与任务。

阶段2：设计方案并收集数据学生组成小组，围绕阶段1所提出的问题设计探究计划。在本阶段，学生经历方案设计、方法选择、数据收集过程，模拟科学家的实践活动。

阶段3：分析数据并进行初步论证学生提出一个由观点、证据和推理组成的论点并与同学分享讨论。证据可以是多种形式，可以是观测的数值（温度、质量等），也可以是对情况的描述、推断。但需要对证据进行推理解释，如观测数值随时间的变化趋势，对照组与实验组之间的差异等。此阶段是模型的关键步骤。

阶段4：论证分享环节各小组分享论证，其他组的成员对观点的合理性、有效性进行评价，营造真实的科学论证环境。在分享过程中，小组成员轮流到其他小组观摩，同时本小组留1名组员为其他观摩小组解释本组的论证过程。

阶段5：反思性研讨给学生充足的时间对论点、论据及论证的方式进行反思，为学生提供发挥潜力的空间，使其体验到科学实践的真实性。

阶段6：撰写个人调查报告整合书面论证形式，鼓励每个学生思考学到了什么，如何学到的，以及为什么得出这样的观点。实验报告涉及3个问题：①你想做什么？为什么想这么做？②你做了什么？为什么这么做？③你的观点是什么？在呈现形式方面，鼓励学生以表格、图表的形式清晰呈现，并在制作表格的过程中梳理想法。学生在写作时需要与同伴讨论材料的意义，增强对材料的提炼与理解。

阶段7：双盲评议学生完成调查报告后上交给教师，教师隐去作者信息后，分发给3个不同的小组，由其他小组对调查报告质量进行评价并提出改进意见。此环节旨在为学生提供更多的反馈意见，鼓励学生思考、制订、使用适当的论证评价标准，并培养学生的元认知能力。

阶段8：修改并最终提交报告教师将已评价的调查报告返还给对应学生，由他们继续修改，完成后提交给教师评分，直至合格。此环节旨在通过迭代过程，提高学生的书面论证技巧，加深学生对内容的理解。

研究表明，ADI科学论证教学模型在促进学生理解科学知识、参与科学实践、提高科学论证能力（ Osborne，2015）方面具有显著效果，是科学教学的新图景。ADI科学论证教学模型以论证驱动探究，既保留了科学探究教学对学生探究能力的培养，同时促使学生借助口头论证和书面论证对探究所得的数据进行分析、推理、解释，以构建个体的独特理解，契合了培养学生科学本质观、批判性思维，以及对科学社会问题的理解等当下科学教育导向的科学教育目标。

应用ADI科学论证教学模型需要注意的问题

教学内容的选择 并非所有的科学内容均适用ADI科学论证教学模型。首先，教学内容应具有可论证性且具有论证价值。例如，围绕科学概念与原理形成的议题就可以作为论证内容。这类议题往往是学生模棱两可的，在日常生活、学习中容易产生错误概念。通过论证可以实现学生的概念转变，加深对科学概念和原理的理解。其次，ADI科学论证教学模型整合科学论证与科学探究，因此教学内容也应考虑到科学探究教学的要求，保证教学内容具有探究的必要性与可能性。

问题情境的设计创设适宜的问题情境是有效开展科学论证教学的重要环节之一。问题情境的设计应该具有真实性，即与学生的日常生活建立联系，贴近学生生活的情境更能调动学生的学习积极性与主动性。其次，问题情境设计应暴露学生的前概念，帮助教师掌握学情，精准抓住学生学习的生长点。第三，问题情境应使学生产生认知冲突，学习的发生源于解决认知冲突或消除认知心理的不平衡。在这种认知冲突的驱动下，激发学生的求知欲，推动科学论证教学的顺利进行。

论证教学环境的创设论证的发生需要有一个自由、安全的论证环境，良好的论证环境和氛围下学生才更容易勇于表达想法。教师应该明确课堂中学生与教师的身份，学生是课堂中合理的知识观点的生成者.课堂环境建设应以学生为中心，构建学生有纪律、有自主权、自我负责的课堂环境。其次，教师扮演支持学生的角色，鼓励学生反思自身理解、想法、立场的变化过程。第三，教师要努力构建课堂学习共同体，使学生在小组解决问题的过程中完成使用数据、设计项目、撰写报告等活动，在良好的生生、师生互动中促进学生的科学学习。

参考文献

[1]李雁冰.科学探究、科學素养与科学教育[J].全球教育展望，2008，37（12）：14

[2]潘瑶珍.基于论证的科学教育[J].全球教育展望，2010，39 （06）：84

[3] Duschl R.The assessment of argumentation and explanation[M]. Therole of moral reasoning on socioscientific issues and discourse in sclenceeducation. Springer， Dordrecht， 2003： 139-161

[4]Ad d riz-Bravo A.Revisiting school scientific argumentation from theperspective of the history and philosophy of science[M]. Internationalhandbook of research in history， philosophy and science teaching.Springer， Dordrecht. 2014： 1443-1472

[5]任红艳.科学教育中论证教学的缺失与回归[J1.教育研究与实验，2018 （04）：57-61

[6]Sampson V.Grooms J.Walker J P.ArgumentDriven Inquiry as away to help students leam how to participate in scientific argumentationand craft written arguments： An exploratory study[J].Science Education，2011，95（2）：217-257