基于“论证”的教学过程模式及其应用策略研究*

●　　唐小俊

基于“论证”的教学过程模式及其应用策略研究*

●唐小俊

“论证”是由“资料”推论而产生“主张”，同时说明推论过程与理由，并且在“主张”受到质疑时能够对自己的理由和依据做出合理性的辩护的一种活动。将“论证”引入科学学习，可以培养学生的“论证能力”与科学探究能力，可以使学生经历类似科学家的理论选择与问题解决方案论证的过程，由此进一步促进对科学产生的过程，以及科学概念和科学本质的理解，促进对问题解决中的判断与决策等深层次能力的提升。本文基于图尔敏的“论证”图式结合科学教学的特点，建构了“三阶段六步骤”的论证式教学模式，在此基础上初步探索了应用该教学模式可能的教学策略。

论证；科学学习；论证式教学模式；教学策略

近年来，“论证”对于科学学习的意义越来越受到理论与实践领域的重视。在美国新近出版的 《K-12科学教育框架》（2011）中，“科学论证”成为了此次构建科学教育框架的重要内容，而培养与提高学生的“论证能力”也作为美国科学教育改革追求的新目标之一。与之呼应，在理论界，关于论证对于科学学习的意义、论证引入课堂教学的可能也成为了教学理论研究的热点。基于此，本文在对论证及论证式教学进行理论分析的基础上，初步建构该教学的一般模式及在课堂教学实践领域应用的可能策略。

一、论证及其对于科学学习的意义

论证活动在科学发现的历程中扮演着重要的角色。一方面，论证是科学哲学的中心，近代科学哲学中的核心观点认为知识实际上是社会建构的，知识是在公共情境下的一种论证过程，而论证的功能在于建立科学家的想象、猜测与可获得的证据之间的一种连接。科学的关键活动在于以最有说服力的证据来支持自己提出的各种解释和理论。另一方面，从知识社会学的角度而言，论证又是科学知识合法化、公共化的必要过程。科学知识必须被各种科学权威机构核对和检验后才能成为公共知识，而一种合理的、可被“学术共同体”以及公众广泛接受的论证过程正是这些科学知识合法化的基础。Drive等人曾提出在科学知识建立的过程中，论证会发生在四个层次。首先是科学家对于实验设计或资料的诠释，他们会在自己的大脑中进行思考论证；其次，研究小组进行意见交换时，为了说服其他成员接受自己的观点，也会有论证的发生；接下来，科学家将研究结果发表在研讨会或是期刊上，必须通过论证来说服科学共同体中的人接受；最后，当研究结果公布在一般大众的面前成为公共知识的时候，科学家更需要运用论证来获得公众的接受[1]。Newton等人将论证称之为科学的语言，他们认为科学是一个以实验为基础的社会知识构建的过程。在这个过程中科学家通过观察、收集证据并从中推理演绎出结论。虽然观察并收集证据与资料非常重要，但从资料出发得到结论这个论证的过程也十分重要。[2]

由此可见，在科学的探索与发现过程中，“论证”不仅作为一种重要的“科学语言”，而且作为科学知识建构的一种重要过程，若将其引入科学学习，可以让学生经历类似科学家的理论选择与问题解决方案论证的过程，由此促进对科学产生的过程，以及科学概念和科学本质的理解，促进对问题解决中的判断与决策深层次能力的提升。概括而言，论证对于科学学习的意义主要体现在四个方面。

第一，可以引导学生的进一步探究。传统的以“验证”为核心的科学探究在教学实践中往往只是学生按照教师与教材既定的程序验证的过程，由此造成了科学探究的机械化与形式化。而将论证引入科学探究的过程，学生围绕“论证”活动，可以让他们经历假设与猜想、形成观点、以各种方式收集所需要的资料、经受“学习共同体”的质疑、对自己观点的反思与辩护等一系列过程。这一过程可以引导学生将当前探究的科学主题与内容不断地深入化，并形成持续不断的共同参与的探究学习。

第二，促进“科学语言”的表达和对科学概念的理解。学生在论证的过程中，必须借助于“精致化”的科学语言来交流与表达出自己的想法、自己推论的理由与过程，以及用科学的语言来为自己的观点进行辩护。此外，学生在论证的过程中，还必须将日常生活中直观的、朴素的、零散的科学经验进行概括、整理，使之形成有条理、有内在逻辑的科学概念。因此，论证活动可以让“缄默性”的学生个体经验转化为显性的可以言说与符号化的知识，促进学生对各种科学与技术符号、科学与技术术语以及科学技术概念的深层次理解，促进科学语言的交流与表达。

第三，培养学生的批判思维能力与判断能力。批判思维能力与判断能力一直是科学发现的重要品质，也一直作为科学教育的重要目标。由于论证活动要让学生面对多种证据与各种可能的结论，如何形成合理的主张，需要他们具有判断、决策与选择的能力，同时论证的过程也让学生面对“学习共同体”的各种质疑，他们必须运用批判思维对自己的观点进行重新检视并进行必要的修正、反驳与辩护，这一过程能够很好地培养与提高他们的批判思维能力与判断决策能力。

第四，可以培养学生的科学与技术本质观，理解科学技术与人们日常生活世界的关系。理解科学与技术的本质，理解科学技术对我们生活世界的影响是现代科学教育的一个重要目标。论证式教学可以“再现”科学知识产生的过程，“再现”社会与科学技术之间互动与选择的过程。这可以促进学生对科学知识的相对真理性、可错性、社会建构性等本质特征有更加深刻的体验，对科学技术与社会之间相互影响、相互选择的关系会有更加深刻的理解。

二、基于“论证”的教学过程模式

将论证引入教育与教学领域，并为论证式教学奠定重要理论基础的是图尔敏 （Toulmin）的 “论证图式”。图尔敏认为一个明确而清晰的论证是由资料推论而产生的主张，同时论证还包括此推论的过程及其理由。图尔敏的论证图式通常被称之为TAP模型，该论证模型包括6个基本的论证因子：（1）主张（claim），即在论证中试图证明和维护的正当结论；（2）数据和资料（data），包括一系列已经确认的基本原理、基本事实等等，是任何推论开始时所必须的信息和材料；（3）理由和依据（warrant），回答推论的过程，即从这些数据与信息出发为什么会有这样的主张和结论；（4）支持（backing），是指一般人都可以接受的原理、理论、定律或法则，其对理由和依据做出合理性的辩护；（5）条件限制（qualifier），是指主张成立的限制情况；（6）反驳（rebuttal），是指主张不能成立的情况，与第五条的条件限制相关联，表达的是主张之所以不成立是因为或除非有某种条件限制。[3]由此可知，“论证”实际上是由“资料”推论而产生“主张”，同时说明推论过程与理由，并且在“主张”受到质疑时能够对自己的理由和依据做出合理性辩护的一种活动。

基于图尔敏的论证图式，结合科学教学的特征，可以建构“三阶段六步骤”论证式教学过程的一般模式（见图1）：

图1基于“论证”的“三阶段六步骤”教学模式流程

上述基于“论证”的教学过程模式分为三个阶段六个步骤，其中的问题情境设置与支架引导二个步骤主要由教师来完成，是教学过程模式的第一阶段。而后面的“形成主张——质疑反驳——辩护”三个步骤则主要由学生（个体或小组）来完成，构成该教学模式的第二个阶段。最后阶段的“达成共识”则由教师和全体学生共同完成。在该模式中，如果学生对自己主张的质疑与反驳不能做出合理与充分的辩护，则不会达成共识，该学生（小组学生）必须回到最初的搜集资料与动手操作阶段寻找与探究新的证据，修正自己的主张或重新进行辩护。

上述教学过程模式内在地体现了一种崭新的知识观与教学观。如果说传统的基于“验证”的科学教学可以简化为“猜想——验证”模式，那么基于“论证”的科学教学则可以简化为“猜想——反驳”模式。前者体现的知识观是一种确定性的、静态的知识观，后者则是一种社会建构论的知识观；前者的教学目标与评价的标准是“正确与否”，以及与猜想是否相符合，追求的是一种确定性，而后者的目标与评价的标准是“谁更合理”以及谁的论据更有说服力，追求的是一种观点和理论方案的最优化。

三、论证式教学过程模式的应用策略

基于论证的教学过程模式其要点在于可以使学生建立想象、猜测与可获得的证据之间的一种有效连接。因此，“在教学活动进行的过程中，教师必须有效的安排学习活动与内容，运用恰当的教学策略鼓励学生发表意见提出主张、适时引导论证进行的方向并使之持续从而最后完成；而学生则必须提出自己的想法与主张、与同学进行讨论沟通、甚至在全班讨论时说服大家接受自己的观点。”[4]具体来说，可以运用情境设置、支架引导、方案竞争以及角色扮演等策略来展开论证教学。

（一）论证空间设置策略

基于论证的教学过程模式的起点是问题情境的设置，然而，并不是所有的问题情境都可以作为论证教学的起点。问题情境必须具有有助于论证活动展开的空间，如果探究的问题指向唯一可能的答案，则论证式探究不会产生，因此，教师首先要为学生选取具有可论证性的探究主题。Duschl与Osborne就曾指出在进行论证教学时，教师必须提供给学生两种重要的情境:“一是问题的情境，二是交谈的情境”[5]。所谓问题的情境是指教师提供给学生讨论的主题并非只有单一的答案，而是具有多种可能的解释或替代性概念。以技术学科的教学为例，教师给学生的讨论主题可能包括技术设计的可能方案，优化的可能性以及种种技术决策。实际上，一种技术设计往往具有多种方案，因此技术设计作为一种常见的问题情境不仅能引起学生讨论科学与技术理论，更能在论证中对技术设计的过程（如权衡、优化与决策）、技术的本质以及技术的方法有着更为深刻的理解。另外，社会性科学与技术议题（SSI）也是易于学生开展论证活动的问题情境，由于科学技术的发展对于社会的影响往往具有双面性，因此这样的议题通常没有绝对正确的答案，而是充满了科学技术的判断、决策与选择。同时这样的议题也提供了广阔的可供论证的空间，并由此促进学生更好地理解技术对于个人生活、经济、社会、环境以及伦理道德等方面影响的深层次理解。例如:需不需要建设核工厂、人工智能或者是基因工程对未来世界的影响等主题。

论证空间的设置也包括“交谈情境”的设置，交谈情境设置一方面是指为了顺利地展开论证教学，教师必须创造一种民主、宽容、规范的课堂气氛与课堂文化，从而为论证活动的展开提供良好的心理空间与氛围。另一方面则是指教师在论证活动展开前对具体论证过程提出的要求，并在民主的氛围下所制定的课堂基本规则与基本秩序，如发言的规则、质疑的规则、辩论的规则以及达成共识的规则等等，这是保证论证教学有序展开的前提与保证。

（二）支架引导策略

对于学生而言，论证式教学不仅需要他们具有良好的收集、整理、表征各种信息和资料的能力，而且需要他们也具有良好的“论证能力”。Kuhn曾将“论证能力”分为五种基本的层次类型：（1）能提出具有因果关系的理论，并用适当的方式表达出来；（2）能提供可以支持理论或方案的证据；（3）能以相异理论或方案来修正与完善自己提出的理论，当面对他人质疑时，能够感觉到自身理论或方案的缺陷并及时提出曾经考虑过的另一种可能性的理论或方案进行解释或说明，在论辩的过程中，面对多种理论或方案，能够说出选择此理论而非彼理论与方案的原因和理由；（4）能够提出合理的论点来反驳他人的质疑，并能提供一系列为自己理论与方案辩护的证据；（5）能够针对他人的反驳再次进行反驳。[6]

论证能力的提高需要一个过程，因此，在最初的时候，教师应该能为学生提供必要的“支架”，用来引导论证的展开。论证式教学中的“支架”通常包括为进行论证学生准备的“主张表”和为其他作为听众角色的学生所准备的 “提问表”。主张表可以参考图尔敏TAP论证模式中的论证因子来进行设计，其最基本的内容包括：你的主张（观点、方案）是什么？你的理由和证据是什么？你遭到的质疑是什么？你为自己的主张进一步辩护什么？等等。论证“主张表”可以为参与论证的学生或小组提供一个论证展开的基本框架，这一方面可以保证论证活动顺利有序地展开，另一方面也可以让学生记录下自己论证的过程，为进一步评价和反思提供基本的依据。

提问表的功能主要是为处于听众角色的学生或小组提供参与论证活动的支架，其不仅有助于讨论内容紧紧围绕整个论证活动的主轴来展开，而且还有助于论证过程中学生之间达成深层次的交流与理解。提问表的设计根据不同的教学主题有不同的侧重点，但通常包括像“你为何有这样的主张和观点？”，“有没有其他可能的主张和观点？”，“是什么理由和证据让你这样思考？”，“你希望什么样的结果发生？”，“你发现的新结果和你的预测是否一致？”，“你打算如何修正你的主张和观点？”等等。

（三）方案竞争策略

对于科学实验、工程设计或者科学与技术决策来说，往往存在着多种方案。换句话说，科技决策往往是一种不断地权衡与优化的过程。在这一过程中设计者与决策者为了证明自己的方案可行并且更为合理，必须要进行论证。因此，在教学过程中教师可以用“同主题，多方案”形成“方案竞争”的课堂情境，让学生分组进行设计，之后让每个小组的代表对自己的设计思路、设计过程以及设计的原理、功能进行进一步的论证，并接受全班同学的质疑、批判与讨论，最后在教师的引导下，评定出最为合理的方案。“方案竞争”策略使学生在面对各种观点是否可靠、各种方案是否可行以及设计是否还有进一步优化的空间等等问题时，必须进行分析判断。方案竞争策略体现了论证式教学的目标与评价标准并不是指向唯一的正确与否，而是“谁更加合理”以及谁的论据更有说服力，追求的是一种观点和理论方案的最优化。该教学策略的应用不仅能够在论证活动展开的过程中培养学生的科学语言表达、科学与工程思维、技术表达能力等许多高层次的思考能力，而且还可以让学生在此过程中体验科学技术的本质。

（四）角色扮演策略

以往的课堂教学中，并非没有“论证”的存在，只是这种论证往往成为教师一个人的独白或者是教科书上现成的演绎。作为科学技术知识建构主体的学生反而被排除在了科学论证的过程之外。由此，造成了科学概念、技术原理的学习成为一种被动接受的过程，而一些所谓的科学实验设计以及技术试验无非只是按照教师与教材既定的程序验证的过程。

基于“论证”的教学必须让学生成为论证活动的主体，在特定主题的教学中可以用“角色扮演”策略展开论证式教学。“角色扮演”策略旨在让学生通过角色的扮演，身临其境地感受与体验自己作为科技的决策者、科技的发现与发明者、科技产品的消费者以及科技影响的评论者等角色。该策略不仅可以让学生完整地经历从主张、观点、方案的提出到接受“公众”质疑并进行辩护这一论证过程，而且可以调动学生的情感体验，让学生做到“动手——动脑——动情”三者之间的结合，从而在真正意义上保证始终以学生作为学习“主体”。比如：在讨论“转基因食品”问题的时候，可以让不同的学生扮演不同的角色，包括政府卫生部门的官员、转基因专家、公众、媒体等，其中有赞同的声音，也有反对的声音，教学过程中让这些角色分别就自己的立场与观点提供自己的论证。在此过程中学生不仅对这一议题有着更深刻的理解与思考，而且也会有非常深刻的科技决策与选择的情感体验，从而深化他们对科学技术选择与决策论证过程的理解。

[1]Drive R.（2000）.establishing the norms of scientific argumentation in classroom.Science education，84，287-312.

[2]Newton P.（1999）.The place of argumentation in the pedagogy of school science.International Journal of Science Education，21（5）.

[3]Erduran S..Simon S.，Osborne J..Tapping into argumentation: Developments in the application of Toulmin’s argument pattern for studying science discourse.Science Education，2004，88（6）:915-930.

[4]潘瑶珍.科学教育中的论证教学[J].全球教育展望，2011，（2）.

[5]Duschl R.A.，Osborne J.Supporting and promoting argument at ion discourse in science education.Studies in science education.2002，（38）.

[6]Kuhn D.（1991）.The skills of argument.New York:Cambridge University Press.

（责任编辑：孙宽宁）

*本文系教育部人文社会科学研究青年基金项目“社会学视角下教育改革代价问题的认识及应对”（项目批准号：14YJC880067）研究成果之一。

唐小俊/南京晓庄学院教师教育学院副教授，教育学博士，硕士生导师，美国佛罗里达大学教育学院访问学者