將科學論證融入科學教學：ADI科學論證教學模型簡介

高瀟怡 劉文莉

科學論證教學是將論證引入科學課堂，使學生經歷類似科學家的論證過程，從而促進學生理解科學概念與科學本質，發展學生的科學思維。當下， “科學是一種知識體系”這種樸素科學觀已經發展為“科學是基于證據的思想、解釋與辯護”[1]的新時代科學觀。由此，科學教育不應只是科學事實的傳授與技能的訓練，更應重視培養學生的批判性思維與論證能力?？茖W論證在科學教學中的重要性日益凸顯，如何將科學論證融入科學教學成為新一輪科學教育改革關注的熱點問題之一。

科學論證在科學教學中的價值

促進學生深入理解科學本質科學理論是在不斷質疑中形成和發展的，這一過程促使科學家建構概念、評價其他理論、解釋文本、形成論證并評估理論的可能性[2]?？茖W論證教學模擬科學家的科學實踐，使學生體會科學知識的產生過程，以及理解科學知識具有暫時性、科學方法具有多樣性等特征，加深對科學本質的理解。

促進學生構建科學知識與科學概念科學論證是一種邏輯話語實踐，旨在理清觀點和證據之間的關系（Duschl，2007）。在科學論證教學中，學生能自主構建對科學概念的獨特理解并進一步內化、精致化。通過論證，學生以話語實踐的方式將思維外顯化并接受公眾評價，從而進一步加深理解。同時，在論證過程中，學生需反思他人的觀點與論證過程，將他人的觀點、理論、詮釋納入已有的知識體系中，從而掌握科學知識，實現深層次的反思性學習。

培養學生的科學思維科學論證需要學生利用證據論證觀點，評估觀點的形成過程，以及理解并參與科學知識的傳播、論證過程[3]。這不僅需要學生綜合運用分析、評價、創造等高階思維，同時也能發展學生的批判性思維，提高學生的元認知能力，實現自我覺察、反省、評價與調節。

提高學生的溝通與表達能力科學論證作為一種話語實踐具備討論與辯論的社會屬性[4]，學生需將內隱的思維以口頭語言或書面語言方式外顯化，這一過程能充分鍛煉學生清楚、有條理的表達能力。此外，論證并不在于輸贏而是共同協商達成一致，因此在反駁與捍衛觀點的同時，也能培養學生的有效溝通能力。

ADI科學論證教學模型

探究教學是科學教學中最常用的方法，科學論證的發展促使科學探究教學從“內容過程…‘發現探究”走向“證據解釋”[5]。ADI論證教學模型使以“證據解釋”為取向的教學模型，將論證教學與科學探究學習進行了有機結合，借助科學論證推動科學教學的開展，引導學生通過對探究數據的論證、解釋、反思參與科學實踐活動。該模型的實施階段和步驟如圖1所示。

階段1：確定任務和問題教師設計情境，激發學生興趣并產生問題意識;教師協助學生確定探究問題與任務。

階段2：設計方案并收集數據學生組成小組，圍繞階段1所提出的問題設計探究計劃。在本階段，學生經歷方案設計、方法選擇、數據收集過程，模擬科學家的實踐活動。

階段3：分析數據并進行初步論證學生提出一個由觀點、證據和推理組成的論點并與同學分享討論。證據可以是多種形式，可以是觀測的數值（溫度、質量等），也可以是對情況的描述、推斷。但需要對證據進行推理解釋，如觀測數值隨時間的變化趨勢，對照組與實驗組之間的差異等。此階段是模型的關鍵步驟。

階段4：論證分享環節各小組分享論證，其他組的成員對觀點的合理性、有效性進行評價，營造真實的科學論證環境。在分享過程中，小組成員輪流到其他小組觀摩，同時本小組留1名組員為其他觀摩小組解釋本組的論證過程。

階段5：反思性研討給學生充足的時間對論點、論據及論證的方式進行反思，為學生提供發揮潛力的空間，使其體驗到科學實踐的真實性。

階段6：撰寫個人調查報告整合書面論證形式，鼓勵每個學生思考學到了什么，如何學到的，以及為什么得出這樣的觀點。實驗報告涉及3個問題：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你的觀點是什么？在呈現形式方面，鼓勵學生以表格、圖表的形式清晰呈現，并在制作表格的過程中梳理想法。學生在寫作時需要與同伴討論材料的意義，增強對材料的提煉與理解。

階段7：雙盲評議學生完成調查報告后上交給教師，教師隱去作者信息后，分發給3個不同的小組，由其他小組對調查報告質量進行評價并提出改進意見。此環節旨在為學生提供更多的反饋意見，鼓勵學生思考、制訂、使用適當的論證評價標準，并培養學生的元認知能力。

階段8：修改并最終提交報告教師將已評價的調查報告返還給對應學生，由他們繼續修改，完成后提交給教師評分，直至合格。此環節旨在通過迭代過程，提高學生的書面論證技巧，加深學生對內容的理解。

研究表明，ADI科學論證教學模型在促進學生理解科學知識、參與科學實踐、提高科學論證能力（ Osborne，2015）方面具有顯著效果，是科學教學的新圖景。ADI科學論證教學模型以論證驅動探究，既保留了科學探究教學對學生探究能力的培養，同時促使學生借助口頭論證和書面論證對探究所得的數據進行分析、推理、解釋，以構建個體的獨特理解，契合了培養學生科學本質觀、批判性思維，以及對科學社會問題的理解等當下科學教育導向的科學教育目標。

應用ADI科學論證教學模型需要注意的問題

教學內容的選擇 并非所有的科學內容均適用ADI科學論證教學模型。首先，教學內容應具有可論證性且具有論證價值。例如，圍繞科學概念與原理形成的議題就可以作為論證內容。這類議題往往是學生模棱兩可的，在日常生活、學習中容易產生錯誤概念。通過論證可以實現學生的概念轉變，加深對科學概念和原理的理解。其次，ADI科學論證教學模型整合科學論證與科學探究，因此教學內容也應考慮到科學探究教學的要求，保證教學內容具有探究的必要性與可能性。

問題情境的設計創設適宜的問題情境是有效開展科學論證教學的重要環節之一。問題情境的設計應該具有真實性，即與學生的日常生活建立聯系，貼近學生生活的情境更能調動學生的學習積極性與主動性。其次，問題情境設計應暴露學生的前概念，幫助教師掌握學情，精準抓住學生學習的生長點。第三，問題情境應使學生產生認知沖突，學習的發生源于解決認知沖突或消除認知心理的不平衡。在這種認知沖突的驅動下，激發學生的求知欲，推動科學論證教學的順利進行。

論證教學環境的創設論證的發生需要有一個自由、安全的論證環境，良好的論證環境和氛圍下學生才更容易勇于表達想法。教師應該明確課堂中學生與教師的身份，學生是課堂中合理的知識觀點的生成者.課堂環境建設應以學生為中心，構建學生有紀律、有自主權、自我負責的課堂環境。其次，教師扮演支持學生的角色，鼓勵學生反思自身理解、想法、立場的變化過程。第三，教師要努力構建課堂學習共同體，使學生在小組解決問題的過程中完成使用數據、設計項目、撰寫報告等活動，在良好的生生、師生互動中促進學生的科學學習。

參考文獻

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[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

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[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