基于IRF模型的高中物理课堂师生论证话语分析

张元　管彤彤　彭朝阳

摘    要：论证话语是科学论证的表达方式之一，也是高中物理课堂的重要组成部分。基于IRF课堂话语模型对四节中青赛课堂进行转录、编码，采用序贯分析法探索师生论证话语之间的交互关系。研究发现，教师的开放性提问有利于激发学生的高水平论证回答；针对学生低水平的回答，则需要教师采取追问等策略引导学生进行论证。针对学生整体论证水平不高、课堂缺乏反驳要素等问题，研究提出“加强理论学习，规范实践过程”“挖掘实验资源，拓宽学科视野”“设置开放问题，鼓励质疑批判”“营造良好氛围，提升整体水平”等建议。

关键词：高中物理；课堂话语；科学论证；IRF模型；序贯分析

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2024）5-0007-5

科学论证是科学家运用分析综合、推理论证等方法解决实际问题的一种重要的科学思维方式［1］。美国学者乔纳森·奥斯本首先将科学论证与科学教育联系起来，他认为论证是科学的核心实践，论证教学有利于促进学生的科学推理和概念理解［2］。随着美国《新一代科学教育标准》的颁布，科学论证逐渐成为国际科学教育的重要内容，论证话语也成为围绕科学论证形成的四大研究热点领域之一［3］。将视线聚焦国内，2018年张军朋教授开始挖掘科学论证的内涵［4］，此时的研究仍然缺乏对一线课堂的关注。直到《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出，科学论证是科学思维素养中的重要因素，是学生通过物理学习需要形成的关键能力［1］，我国对于科学教育课堂中科学论证的研究才逐步展开。学者们的视角更多聚焦在教师的课堂论证话语［5］，针对物理课堂师生交互性论证话语的研究与实践亟待探索和尝试。

深入研究高中物理课堂中师生论证话语的交互关系，完善科学论证教学，不仅有助于教师丰富教学手段，提升教学效率，而且有利于学生锻炼科学思维，提高科学素养。本文选取“第十四届全国中学物理青年教师教学大赛”（以下简称“中青赛”）中获得一等奖的四节优质课，并基于IRF（启动-回应-反馈）课堂话语模型，使用序贯分析法对这四节课的师生论证话语进行转录、编码，以统计量化的视角解析四节课中师生论证话语的交互关系，以期为课堂师生论证话语的深入研究提供参考。

1    概念界定

1.1    论证

论证是指学习群体有不同的观点和主张时，个体用推理和证据来证明主张的合理性，通过沟通和对话使个体的主张最终协调的过程。根据交互方式，论证可以分为单向论证和多向论证：单向论证即个人的独白，类似于讲授法这一教学模式；多向论证是持有不同观点的个体相互辩驳与说服的论证方式。根据表达方式，论证可以分为口语论证和书写论证［6］。由于高中物理课堂以师生互动为主要载体，故本文选择多向口语论证进行研究。

1.2    话语分析

话语分析最初是一门聚焦于语言学本身的学科，二十世纪八十年代，学者们开始在课堂中进行话语分析，语言作为构成课堂的重要要素开始进入越来越多教育领域研究者的视野。日常的课堂教学活动中能够产生出大量生动鲜活的语言材料，通过话语分析，这些语料为我们揭示教学情况、指导教学实践提供了重要参照。

IRF课堂话语结构是话语分析对课堂教学最重要的贡献之一，由启动、回应和反馈组成，其结构本质就是课堂师生言语互动中重复出现的模式，反映了课堂话语相比于日常会话的特异性。尽管课堂教学的研究重点正经历着从关注教师，到关注学生，再到关注教与学联系的转变，同时具备序列向度和选择向度的IRF框架仍然是课堂中主导的话语模式［7］。结合现有文献中的研究框架［8］，笔者最终确定了如表1所示的编码框架。

2    研究对象与方法

2.1    研究对象

中青赛是中国物理学会举办的一项全国性中学物理教学交流活动，参赛作品经过层层选拔，获奖作品代表了中学物理课堂教学的优质水平。笔者从中青赛中就“摩擦力”和“动量守恒定律”两大主题各选取了两节课进行研究分析。四节课均获大赛一等奖，每节课的时长约为40分钟。

2.2    研究方法与数据处理

本研究采用序贯分析方法（Sequential Analysis Method）研究高中物理课堂中师生论证话语的交互顺序，以及双方的相互作用。笔者对四节课进行转录和编码后，将编码数据输入序贯分析统计软件顺序查询器（Generalized Sequential Querier，简称GSEQ）进行进一步分析。笔者主要读取的数据有累计次数（n）和转换概率（p）。累计次数（n）是指给定事件（Given event）之后发生目标事件（Target event）的次数；转换概率（p）是指某一目标事件发生在给定事件之后的可能性，其数值越大，说明给定事件之后发生目标事件的可能性越大。

3    研究结果与讨论

笔者将四节课的师生论证话语序贯分析结果进行了汇总，并将其分为两个部分研究。一方面，研究“启动-回应”对话过程中的规律，探索针对教师不同的提问话语类型，学生会做出哪些不同的论证话语回应。另一方面，研究“回应-反馈”对话过程中的规律，探索面对学生不同水平的论证话语回答，教师会以何种方式进行话语反馈。

3.1    学生对教师不同类型提问的回应

表2展现了面对教师不同的提问话语类型，学生所出现的不同论证话语的回应情况。由表2可知，教师提问话语的类型会影响学生论证话语的水平。教师共计6次提出引导问题，学生做出简单回答4次，转换概率（p）为0.66；教师共计24次提出经验问题，学生做出简单回答21次，转换概率（p）为0.87，说明在教师的引导问题和经验问题之后学生更可能做出简单回答。当教师提出开放问题后，学生进行详细阐释和累积性阐释的转化概率（p）分别为0.48和0.42，这说明学生的详细阐释和累积性阐释发生在教师提出开放问题之后的可能性较大。

表3列举了课堂实录中I-R过程的互动片段。结合实际情境可以更加直观地发现，当教师提出引导问题和经验问题之后，学生往往会用论证水平较低的简单回答进行回应。但这并不能说明引导问题和经验问题对于论证教学毫无作用。引导问题可以串联课堂的不同板块，增强课堂的整体性。经验问题有助于帮助学生夯实基础知识，同时落实加强物理教学与生活实际相联系的课程理念［1］。当教师提出开放问题，让学生进行分析和推测时，学生更可能采用论证水平较高的话语进行回答，包括详细阐释和累积性阐释。由此可见，教师提问的类型确实会在很大程度上影响学生回答话语的论证水平。

3.2    教师对学生不同类型回应的反馈

针对学生不同论证水平的回答，教师出现不同反馈的累计次数（n）和转换概率（p）如表4所示。由表4可知，教师主要针对学生的详细阐释进行总结反馈。教师的强调反馈和建模反馈总体较少，教师的强调反馈更容易由学生的累积性阐释引发，建模反馈更容易由学生的详细阐释引发。追问在教师针对学生不同论证水平回答的不同反馈中的转换概率（p）都比较高，尤其是针对简单回答，高达0.57。教师的质疑反馈出现在学生的简单回答和详细阐释之后的次数更多。

表5为课堂实录中R-F过程的互动片段。回顾对话可以发现，学生在做出简单回答时，往往观察不够细致，思考不够缜密，使得教师无法得到想要的答案，这就使得教师采取质疑和追问的策略来引导学生继续观察和思考。当学生详细阐释后，教师通常以总结进行反馈，以此帮助学生构筑知识体系。当学生进行累积性阐释后，证据和推理往往比较多，此时教师选择重要内容进行强调反馈，更有利于学生掌握重点知识。教师的建模反馈更多地出现在学生进行详细阐释之后，此时学生已经进行了部分论证，但受到知识和能力的限制，无法完整地进行论证，教师此时提供建模反馈如同给学生搭建了一个脚手架，协助学生完整地完成论证过程。

4    结论与建议

根据分析结果可知，教师提问话语类型与学生回答论证话语水平有显著相关性，开放问题有利于引导学生进行高水平论证回答。学生回答论证话语水平与教师反馈话语也存在紧密联系，教师要根据学生不同论证水平的回答采取适当的反馈策略以达到构建知识体系的目的。此外，学生整体的论证话语水平不高，对教师的回应以简单回答为主，缺乏基于证据和推理的论证回答。最后，课堂之中缺少“不和谐”的声音。在这四节课中，学生蕴含反驳和自我反驳的探究性阐释仅出现两次。学生倾向于接受他人的观点，缺乏基于自己思考论证的质疑和反驳。

为提升教师的论证教学水平，提高学生的科学论证能力，本研究提出以下建议：

第一，加强理论学习，规范实践过程。有研究指出，教师普遍认为科学论证能力十分重要，但缺乏清晰的理论认识［9］。因此，教师应当加强对于科学论证的理论学习，制订合适的论证教学策略，在实践中规范自己的论证过程。此外，教师需要向学生系统介绍科学论证的结构与方法，并且做出标准的论证示范，使学生在一次次实践中提升科学论证能力。

第二，挖掘实验资源，拓宽学科视野。在上文的研究中我们可以发现学生的高水平论证回答多是解决实验中的实际问题，由此可见实验是进行科学论证教学的温床。中学物理课程中的各类实验资源应当得到充分挖掘，教师可以依托实验引导学生进行论证。同时，有学者发现跨学科的教学更利于锻炼科学论证能力［10］。因此，教师要拓宽自己的学科视野，丰富自己多学科的知识背景，积极探索多学科融合的探究主题，在跨学科项目式教学中达到教学相长的效果。

第三，设置开放问题，鼓励质疑批判。教师应当多提出一些开放性问题和结构不良问题，发散学生的思维，引导学生通过推理来论证自己的观点。同时，鼓励学生从不同角度思考问题，发出“不同的声音”，有理有据地对教师和其他同学的观点进行质疑和批判。此外，可以适当地设置一些“陷阱”，或是对学生进行“误导”，以此造成学生前后的认知冲突，锻炼学生在论证过程中进行反驳和自我反驳的能力。

第四，营造良好氛围，提升整体水平。学生的学习动力和表达欲望在一个积极包容的情感氛围中能够得到更好地激发，教师作为课堂的主导者，是营造课堂情感氛围的关键［11］。因此，教师要学会与学生共情，多对学生进行表扬和鼓励，从而充分调动学生进行论证的积极性。此外，在学生进行回答后，教师可以让其他学生进行补充或者评价，让更多的学生参与到论证过程中来，以此提升班级整体的论证话语水平。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］Driver R，Newton P，Osborne J.Establishing the norms of scientific argumentation in classrooms［J］.Science education，2000，84（3）：287-312.

［3］郭玉英，姚建欣，彭征.美国《新一代科学教育标准》述评［J］.课程·教材·教法，2013，33（8）：118-127.

［4］郑颖，梁平，张军朋.高中物理科学论证能力的内涵及其认知表现层次［J］.物理教师，2018，39（5）：6-9.

［5］邓浩仪，曾永顺，黄朝阳，等.高中物理青年教师的课堂论证话语分析［J］.物理教学，2022，44（10）：9-12.

［6］Sampson V，Grooms J，Walker J P.Argument‐Driven Inquiry as a way to help students learn how to participate in scientific argumentation and craft written arguments：An exploratory study［J］.Science Education，2011，95（2）：217-257.

［7］黄山.IRF课堂话语结构刍议：发现、争论与再思考［J］.全球教育展望，2018，47（5）：15-24.

［8］徐昳，俞嘉燕，任红艳.化学课堂内学生论证话语的序贯分析［J］.化学教学，2021（4）：26-31.

［9］张春丽，陈颖.关于高中物理实施“科学论证教学”的调研与思考［J］.物理教师，2018，39（5）：1-5.

［10］Erduran S，Guilfoyle L，Park W，et al.Argumentation and interdisciplinarity：reflections from the Oxford Argumentation in Religion and Science Project［J］. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research，2019，1（1）： 1-10.

［11］冯秀梅，夏敏.青年教师优质课教学行为及发展特征——基于“全国中学物理青年教师教学大赛”同课异构课的分析［J］.华南师范大学学报（社会科学版），2022（3）：66-77，206.

（栏目编辑    赵保钢）

收稿日期：2024-01-04

基金项目：云南师范大学研究生科研创新基金项目“人工智能视域下物理教师课堂教学行为分析”（YJSJJ23-B80）。

作者简介：张元（2001-），男，硕士研究生，主要从事物理课程与教学研究。

*通信作者：彭朝阳（1971-），男，教授，主要从事物理课程与教学和天体物理研究。