以TAP模式的課堂設計促學生論證能力提升

鄒艷梅

摘 要：TAP模式下的規律課、實驗課、科學史與現代技術拓展課以提升學生的論證能力為主旨，在課堂中，學生不僅能學到知識，還能學到科學的論證方法，大大豐富了物理學科應有的教育功能。

關鍵詞：TAP模式;推理;論證;物理

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-06-03 文章編號：1674-120X（2019）33-0114-02

“科學的本質不在于已經認識到的真理，更在于探索真理。科學本身不是知識，而是產生知識的社會活動，是一種科學生產。”[1]培養學生的論證能力本身是一種科學實踐，是對學生學習方式的引領;培養學生的論證能力有利于提高學生在學習中的主體地位，讓學生從被動的知識容納者轉變成主動的知識建構者，也為將來學生成為社會的主體打下基礎，讓學生學會在與科學相關的社會問題中通過論證做出決策、展開爭論、進行批判進而實現創新。這對社會的發展、民主與和諧有著長遠的意義。

一、物理論證能力

論證能力是一種以科學知識為中介，根據收集到的資料提出主張和進行推理，反思自己和別人論點的不足以提出反論點，同時能反駁他人的質疑與批判，為自己辯護的高級思維能力。[2]物理論證能力則是以物理學科知識為中介，根據已有公認正確的知識或從物理實驗中獲取的現象及數據提出自己的主張，進行推理，反思自己和別人論點的不足以提出反論點，同時能反駁他人的質疑與批判，對自己的主張做出限定，為自己的主張辯護的高級思維能力。

二、當前物理課堂在論證能力培養上的不足

傳統物理課堂中我們多數教師在教學中忽視知識的生成過程，不重視對學生的思維進行顯性化、程式化引導。教育部2003年頒布的《普通高中物理課程標準（實驗）》中提出了物理教學的三維目標“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”，之后，“探究式學習”作為實現前述三維目標的首選學習模式被廣泛實踐。教學形式的革新雖十分喜人，但明顯內部動力不足。教學過程中也有論證環節，但大多數教師只注重論證的形式，忽視論證的效果;論證活動仍以教師為主，減少了學生通過論證活動發展科學思維的機會;教師在課堂上未能采用有效的策略引導學生開展論證活動。[3]

三、TAP論證模式及其指導的課堂實踐

（一）TAP論證模式簡介

在進行論證時，為了得到別人的認同，我們需要什么樣的說理程序呢？圖爾敏提出的論證模式（TAP論證模式）是當今進行論證的一個基本模型，也是公認最完備、最科學的模式。該模式包含以下六個要素：資料，即論證主張的基礎;主張，即論題;正當理由，即推理規則或說理方式;支持，即已有被公認的通則，在物理中比如公式、定理、定律等;限制條件，指結論成立對應的前提;反駁及反例。（見圖1）

要運用好圖爾敏TAP論證模式，教師需要向學生交代一個完整的論證所包含的要素，進行一個完整的論證要遵循的程序。之后，教師可以在論證程序的指引下帶領學生經歷具體的論證，教學生識別論點、論據和說理的方法，同時從學生的立論能力、舉證能力和說理能力三個方面對其進行強化訓練，以實現對學生論證能力的培養。

（二）依照TAP模式設計教學流程

比如在“研究洛倫茲力”這一節，可以以論證的方式展開，陰極射線管中陰極射線的運動軌跡在磁場作用下變得彎曲，演示實驗之后引導學生提出論題。

論題：運動電荷在磁場中受到力的作用。

請學生對該論題從資料到論題進行論證。

資料：陰極射線的軌跡在磁場中發生彎曲。

正當理由：陰極射線是運動的電子，其軌跡發生彎曲一定是因為受到了力的作用，因為彎曲時只有磁場介入，所以就是磁場對運動電荷產生了力的作用。

發動小組討論，在已學過的知識中尋找證據支持。

支援：前面所學可知，磁場對電流有力的作用叫作安培力，而電流是由于電荷的定向移動形成的，所以安培力應該是磁場對運動電荷作用力的宏觀表現。

問：只要電荷在磁場中運動，都會受到力的作用嗎？以此啟動反駁。

反駁：當電荷的運動方向與磁場方向平行時是不受磁場力的。

當然，反駁的前提在于學生對安培力的深刻的認識，源于學生的知識儲備及其掌握知識的牢固程度，也有賴于學生的質疑精神。另外也要注意，在利用規律解決問題時，學生由于無視規律的適用范圍，亂套一通是造成錯誤結論的一大緣由。

至此，我們完成了對洛倫茲力前期的完整認識。在論證模式引導下的學習比直接鋪陳羅列知識有效許多，學生不僅深層次地理解了一種新的力、該力產生的條件及其和安培力的關系，還了解了一個完整的論證需要經歷的步驟，這為其思考其他的問題、學習其他的知識做了方法上的儲備。

（三）在TAP模式下還原物理學史中的論證過程

除了專門設計TAP模式下的教學流程之外，在物理學史中也蘊藏著大量的經典論證實例。教育重演論指出，學習者學習科學的過程與人類研究科學的過程存在一定的相似性，可以說是對人類研究科學過程的“重演”。[4]許多物理結論的得出都有科學家艱辛的勞動，教師要善于發現物理結論背后的時光隧道，當我們將時光隧道呈現給學生的時候，一個個完美的論證流程也就隨之浮現。

“1820年9月11日，安培在科學學會的每周例會上聽到報告說，幾個月前，H.奧斯特在哥本哈根發現：一根通電導線會對磁針發生影響。安培在奧斯特實驗的基礎上，深入研究，僅僅花了一個多星期，就提出：磁鐵能用通電導線來代替;通電螺線管周圍的磁場與條形磁鐵相似。1822年安培宣布了著名的公式——安培定律。

以上是關于“安培力”發現的一段介紹，我們可以據此抽取出安培最初的論證脈絡。（見圖2） 安培圍繞這一基本觀點做了大量實驗并對結論進行了說明和發散思考，得出電流在磁場中的受力和電流之間的受力規律。

（四）用TAP模式強化實驗課中的論證環節

實驗課在訓練論證程序上具有更大的優勢，因為學生能從實驗中直接獲取“資料”，再借助已有的“證據”支持，得到“合理”的結論。上一輪課改倡導的探究式教學過于強調探究的八個環節及其中的“進行實驗”一步，對搜集數據、分析數據、討論交流則匆匆帶過，導致“探究”有形無神，與課改的初衷相去甚遠。事實上，高中學生面對的許多實驗屬于“驗證型實驗”，實驗原理、步驟和注意事項通過“識記”即可達成學習目標，最重要的其實是后期的分析論證，通過分析論證能夠更好地實現對步驟的重新審視和對方案的優化創新。

教師在“表達和交流”環節要展示論證的要素和步驟，讓學生結合實驗原理對獲取的實驗現象及結論進行解釋，接受來自別人的反駁，修正自己的結論，反思實驗中的紕漏或對實驗做創新型改進。

（五）以TAP模式指導學生對社會化議題做辯論

為拓展學生在論題選擇上的視野，我們可以另外就“科學史與物理前沿”等話題展開論證。比如，在“磁場”章末小結可組織如下小辯論。論題：科技的進步建立在少數核心人物的貢獻之上。依據實際情況，我的學生最后形成了三種立場。

小組1：科技進步建立在少數核心人物的貢獻上，在理論物理中如牛頓、愛因斯坦和普朗克，在實際應用中如比爾·蓋茨、喬布斯和馬化騰。支持該觀點的這組學生，依次對自己的觀點進行論證并接受來自其他小組成員的反駁。

小組2：科技進步是由群體智慧推動的，即便牛頓也是站在伽利略、笛卡爾、胡克等人的肩膀上。勞倫斯發明回旋加速器促進了原子物理的發展，但也是基于前人對洛倫茲力的研究，而且至回旋加速器發明之后，物理學進入了大規模的集體研究，儀器設備越來越復雜，一項研究工作需要越來越多的人協同完成。

小組3：科技進步是由少數核心人物帶領群體一起推動的，該觀點具有騎墻的意味，因其籠統，所以全面。但學生也可以結合物理和社會生活實際對此加以辯論。

因為說理能力是論證能力的核心，在不違背大是大非原則的前提下，越是有爭議的論題對學生的說理能力的培養越是有幫助。

四、培養學生論證能力的意義和困惑

物理作為自然科學的重要組成部分，承載著傳播自然科學知識、傳授思考問題的方法、培養學生邏輯思維能力的功能。物理教師要以物理課堂為主陣地，以物理知識為載體，讓學生在掌握知識的同時掌握知識的方法。比如論證方法，它能讓學生的思維邏輯性更強，思考更有層次、更有序，就像給學生的大腦裝上了理性的翅膀，意義非凡。論證能力主要包含三個要素：立論能力、舉證能力和說理能力。立論即個人主張，個人主張又分客觀和主觀，對科學原理和問題中規定性的主張，學生一般較難提出個人觀點，這會限制學生立論能力的發展，所以在訓練前期需要一定量的知識儲備。

參考文獻：

[1]劉大椿，張林先.科學的哲學反思：從辯護到審度的轉換[J].教學與研究，2010（2）：5-12.

[2]韓葵葵.中學生的科學論證能力[D].西安：陜西師范大學，2016.

[3]張艷香，魏 昕.促進學生物理論證能力發展的策略研究[J].課程·教材·教法，2016，36（3）：122-127.

[4]王 全，母小勇.“科學史——探索”教學模式的“重演”論基礎[J].課程·教材·教法，2008（7）：62-66.