如何通過論證圖提高學生的非形式推理能力

【摘要】論證圖是一種采用2維圖形和非文字技術表示觀點之間關系的推理表征形式。當前，國外學者開發出了一些輔助學生建構論證圖的論證軟件，教育實踐表明，這種軟件不僅能幫助學生在問題解決過程中進行高質量的非形式推理，而且通過非形式推理課程，在軟件的幫助下進行長期的問題解決練習，還能提高學生的非形式推理能力。本文旨在介紹論證圖的基本結構、論證軟件的原理、非形式推理課程的內容，如何將論證軟件應用于集體討論中。

【關鍵詞】非形式推理，論證圖，論證軟件

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097（2007）06—0064—04

非形式推理(informal reasoning)是指對結構不良的、以自然語言表述的、沒有固定答案的、需要進行歸納(而不是演繹)問題的推理，個體通過非形式推理形成態度和觀點，非形式推理包括對某一命題或決策的因果、利弊、正反兩面的推理[1]。人們日常生活和教學中的大部分推理都屬于非形式推理，非形式推理是批判性思維的核心內容，學生對復雜問題的論證源于非形式推理[2，3] 。由于學生的非形式推理是一個動態的認知過程，因此大多數研究都根據論證的結構來衡量非形式推理的質量，把論證看成是非形式推理的語言。

培養學生的非形式推理能力具有非常重要的意義。首先，非形式推理是人們日常生活中的主要推理形式，當關于某一問題的信息很難獲得，或者問題的結果是開放式的、有爭議的、復雜的、結構不良的，或者需要找到支持某一觀點的證據時都需要個體采用非形式推理[2]。其次，雖然一些個體非常善于非形式推理，但是非形式推理的平均水平卻很低。Kuhn發現大部分個體不能用恰當的證據來支持自己的觀點，不能進行辯論和反駁[4]。Graf提出即使一些受過高等教育的人，非形式推理能力也較低[5]。這說明一般的教育方式并不能有效地提高學生的非形式推理能力。第三，培養學生的非形式推理能力，有助于提高學生的科學探索能力。科學研究是對未知的探索，從這方面來看，非形式推理比形式推理與科學研究有更多的相似之處。雖然科學研究的結果是采用形式推理語言和邏輯語言來表征的，但科學研究結果本身源于非形式推理。因此，探索和開發培養學生非形式推理能力的方式和課程是非常重要的。

軟件輔助的非形式推理課程是國外一些學校培養學生非形式推理能力的課程模式之一，該課程通過教師的指導，學生在計算機軟件的幫助下建構某些有爭議問題的論證圖，進行有針對性的推理練習，來提高學生的非形式推理能力。

一、什么是論證圖

論證圖(argument map)是一種采用2維圖形和非文字技術表示觀點之間關系的推理表征形式，如圖1為最簡單的論證圖。其中白色的方框表示需要論證的觀點，下面的第一個灰色框表示支持(或反對)這一觀點的理由，第二個灰色的框表示支持(或反對)這一理由的證據。箭頭表示證據對觀點的支持(或反對)關系。也有其他形式的論證圖，但其核心都是用圖形來表示觀點之間的支持或反對關系。關于論證圖的應用，最早可以追溯到法律領域，Wigmore(1913)用論證圖表征和分析法律訴訟中證據的結構；在哲學領域，Toulmin(1958)提出用簡單的圖形框架來幫助學生了解日常推理的本質；在心理學領域，Scriven(1976)提出用論證圖來表征推理的結構，即將多個基本的論證圖單元組成樹型的論證圖(如圖2)，來幫助學生掌握非形式推理的結構，對問題進行有效的論證，并對推理結果進行評估。

在計算機未普及之前，用紙筆來建構和修改論證圖非常麻煩，所以論證圖一直未被廣泛推廣。隨著計算機在教育和生活領域的普及，一些學者開發出了輔助學生建構論證圖的軟件，例如Belvedere[6]，reason!able[7]和Athena[8]等，其中reason!able軟件的界面，及應用該軟件建構出的論證圖見圖2。

Cho等人通過教育研究發現，在集體討論中，應用Belvedere軟件的學生所給出的觀點和證據數量要顯著多于未應用該軟件的學生。Gelder等人開發出Reason! able軟件，試圖通過這個軟件來幫助學生掌握非形式推理的結構和對推理結果的評估方法，經過一學期的訓練，學生的非形式推理能力有了顯著提高[9]，而且經過一年后再進行測驗，學生的非形式推理能力仍保持在訓練后水平[7]。可見，在論證軟件的幫助下，學生能對問題進行更好的論證，使用論證軟件進行長時間的論證練習，能提高學生的非形式推理能力。當前，在澳大利亞已經有30多所學校在多個年級和多種課程中使用reason!albe軟件[10]。

二、論證軟件的原理

論證圖的特點以及軟件所提供的一些功能是論證軟件成功的主要原因。論證圖是論證軟件的核心，具有以下特點：

(1)論證圖是一種有效的論證呈現方式。由于論證圖是采用圖形和箭頭來表征論證的各部分結構，與書面報告的形式相比，論證各部分之間的關系更加清晰、明了，使學生能及時發現推理中所存在的問題，如某個證據是否真正支持該觀點，是否還有其他的有力證據等。(2)論證圖能減少我方偏差(myside bias)對問題解決的影響。我方偏差是指個體在非形式推理過程中，所建構出的支持自己當前觀點的證據要比支持反對觀點的證據多的一種傾向，即個體在非形式推理過程中不能全面的考慮支持相反觀點的證據，不能進行無偏見的推理[11]。論證圖要求個體主動考慮支持和反對某一觀點的論據， 這能使個體在解決問題的時候能更加全面的考慮到相關因素。(3)由于論證圖是一種清晰的圖形組合，與通過文字或語言形式表達的推理結果比較，能使多個個體快速了解論證的各部分關系，形成相同的問題表征，有利于個體之間對推理結果進行交流和比較，同時通過觀看學生建構的論證圖也能使教師清晰地了解學生的推理過程，及時給學生進行指導和反饋。(4)非形式推理的核心是論證的形成和評估，論證圖的結構特點有利于個體了解到論據的可接受性，觀點與論據的相關程度等因素，及時發現自己在推理過程中所存在的問題，從而能對推理結果的合理性進行有效的評估。

用論證軟件構建和呈現論證圖進一步加強了論證圖的上述功能，這是因為：(1)reason!able等軟件為學生進行論證的建構和評估提供了方便、簡單的環境，學生能非常容易的對論證圖進行修改、補充和重構等。(2)這些論證軟件都是根據抑制理論設計出來，即軟件中的一些功能使學生直接進行非形式推理的重要操作，使推理的結果符合高質量非形式推理的要求，例如，reason!able軟件要求學生給出支持和反對某一觀點的兩類證據，而且該軟件還有“建議”功能，提示學生應該進行的下一步操作。(3)一些論證軟件還為學生提供了對論證進行評估的一般原則，幫助學生對推理結果的合理性進行評估。例如，reason!able軟件在幫助學生建構出論證圖后，提供了一些評估原則和建議，如提示學生考慮某一觀點是常識，個人意見，還是由專家提出的。(4) 論證軟件中還包括一些已經由專家建構好的論證圖。為學生建構的論證圖提供模板和反饋，幫助學生發現自己在論證過程中的錯誤和問題。

由于論證圖的特點和軟件所提供的功能，使論證軟件能幫助學生更好地解決復雜問題，同時通過長期的練習能提高學生的非形式推理能力。這是因為在論證軟件的幫助下，如何進行高質量的非形式推理已經成為學生的一種程序性知識。當在解決復雜問題的時候，學生能脫離論證軟件的幫助，獨立進行相應的推理活動。

三、軟件輔助的非形式推理課程

由于論證軟件對提高學生的非形式推理能力具有重要意義，一些研究者試圖將論證軟件與非形式推理課程結合起來，促進學生非形式推理能力的發展[7，12]。這種軟件輔助的非形式推理課程分為兩部分，第一部分為理論課程，講授與非形式推理和論證圖有關的概念和技巧，包括高質量非形式推理的特點，與論證結構和策略有關的知識，以及論證圖的原理，如何使用論證軟件等。第二部分通過教師的指導，學生在論證軟件的幫助下建構某些復雜問題的論證圖，進行有針對性的論證練習。由于非形式推理是一種思維技能，需要通過有針對性的練習來得到提高。這種練習必須具有以下特征：(1)練習的目的是為了提高非形式推理水平；(2)在某一固定時間內按時集中練習；(3)練習是為了提高非形式推理的水平而設計的；(4)反復練習直至達到某一預定水平；(5)為了能使學生逐漸掌握更復雜的非形式推理技巧，要將練習的內容劃分等級；(6) 教師要確定練習的方式并進行專門的監督和指導。為了能顯著的提高學生的非形式推理水平，要保證學生有足夠的練習時間。Anderson提出至少需要100小時以上的練習時間，個體的某項技能才能有顯著的提高[13]。因此在Gelder的教育實驗中，要求學生在12周內，每周利用大約10小時的時間應用論證軟件進行非形式推理練習[14]，練習結束后并要求學生寫出推理報告，敘述自己的推理過程，并對自己的推理過程進行評估。

可見，在這種課程中，論證圖是主要的教學輔助工具，通過論證軟件進行的練習是課程的核心，教師對學生推理過程的指導和反饋是課程的重要組成部分，學生是學習的管理者，自主控制學習的進程、努力程度和精力投入。為了能使學生掌握非形式推理的一般原則和技巧，并使學生的非形式推理能力能遷移到不同的領域中，在課程中學生學習和練習的復雜問題來源較為廣泛，不拘泥某一方面，包括一般的哲學、經濟、社會、科技和日常問題等。

四、論證軟件在集體討論中的應用

在集體討論中，論證軟件可以作為一種論證建構工具，將討論的內容實時呈現出來。在論證軟件幫助下的集體討論可以分為以下幾個步驟進行：首先，確立需要討論的觀點；其次，通過集體討論找出支持和反對這一觀點的所有證據，并通過論證圖實時呈現出來；接下來，回顧整個論證圖，尋找雙方能達到理性共識的部分；最后，打印并分發論證圖，使更多的人對問題的論證過程有清晰地了解。例如，Gelder采用reason!ble軟件幫助某公司澄清并減少了員工對工作輪換制還是一人一崗位問題的爭論[14]，Cho等人也用Belvedere軟件幫助學生對金融方面的問題進行討論[6]。

與傳統的集體討論方式相比，在論證軟件幫助下的討論具有以下特點：論證圖擴大了討論者對問題的知覺，能進一步了解支持和反對某一問題的諸多證據，能考慮更多的與問題相關的因素，而且能很容易的回顧整個討論過程；論證圖能使所有討論者都清晰的、明確的了解論證的結構，使參與討論的個體建構出相同的問題表征；論證圖能提高個體討論的積極性，當個體所提出的觀點成為論證圖的一部分后，能使討論者意識到自己的參與者身份；論證圖能通過去個性化(depersonalizing)來幫助討論雙方達成共識，即當討論雙方在論證圖的幫助下進行討論時，雙方所針對的是某個問題，而不再是提出該觀點的某個人，從而使雙方能更客觀的進行思考。

五、論證圖對我國教育的啟示

非形式推理是對開放式的、有爭議的、復雜的、結構不良問題的主要推理方式，對這種問題的思考、辯論和反駁都需要非形式推理，因此培養學生的非形式推理能力是非常重要的。國外的一些研究表明，在論證圖基礎上開發出來的論證軟件可作為培養學生的非形式推理能力有效工具，論證軟件不僅能幫助學生在問題解決過程中進行高質量的非形式推理，獲得非形式推理技巧，而且在論證軟件的輔助下進行長期的問題解決練習，還能提高學生的非形式推理能力。因此，可以嘗試將論證軟件引入到我國的課堂教育中來，進一步檢驗和探索論證軟件在學生非形式推理能力培養過程中的重要作用。

但軟件輔助的非形式推理課程還存在著一定的缺陷，為了使非形式推理能力能遷移到不同問題領域中去，學生學習和練習的內容比較廣泛，缺乏一定的針對性，因此需要將論證軟件與特定的課程內容結合起來，如政治、地理、歷史、生物等課程，來幫助教師和學生解決在這些課程中所遇到有一定爭議性、需要論證、討論來澄清并解決的難題。社會性科學問題課程(socio-scientific issue curriculum)是國外新興的科學教育模式，培養學生的非形式推理能力和信息評估能力，增強對科學本質的理解，促進學生道德觀念的發展和對科學知識的學習。在我國也可嘗試開設社會性科學問題課程，然后應用論證軟件幫助學生練習和鞏固在課程中所學到的非形式推理技巧和社會性科學問題知識。一些研究初步證明論證軟件可以作為集體討論的論證建構和呈現工具，但仍需要進行深入的探索和驗證，進一步的研究可以在班級討論中進行，一方面探討論證軟件是否能對班級討論起到促進作用，一方面為論證軟件在非教育領域的應用打下基礎。

因此，當前的研究的重點是一方面積極探索論證軟件在我國教育領域中的開發和應用，如何與我國學校課程相結合促進我國學生非形式推理能力的發展，另一方面，當前國外開發出的論證軟件還較為簡單，例如，除了reason!able軟件具有較為簡單的論證評估功能外，其他一些軟件還不具備這一功能，因此開發出功能更加強大的論證軟件也是非常必要的。

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How to Improve Students’ Informal Reasoning Ability Through Argument Map

Zhang Li1， Zhang Qi1，2

1 Department of Psychology， Liaoning Normal University， Dalian， 116029

2 Institute of Developmental Psychology， Beijing Normal University， Beijing， 100875

Abstract: An argument map is a presentation of reasoning in which the evidential relationships among claims are made wholly explicit using graphical or other non-verbal techniques. Nowadays， foreign researchers developed some argument software to help students drawing the argument maps， the education practice showed that this kind of software not only can help the students doing high quality informal reasoning， but can improve students’ informal reasoning ability. The aim of this paper was to introduce the basic structure of argument map、principle of argument software、the contents of informal reasoning curriculum and how to imply argument software in group discussion.

Keywords: Informal Reasoning， Argument Map， Argument Software