小学科学课堂师生互动论证话语研究

摘 要 教师课堂话语是引导学生进行科学论证的重要途径，也是促进学生建构科学知识的重要方式。通过四位教师的教学视频分析专家教师和新入职教师课堂中师生互动话语和科学论证的关系，研究发现新入职教师和专家教师的科学课堂都侧重探究活动，师生论证话语互动频数是不相上下，不同类型论证话语分布大致相似。但专家教师科学论证话语结构更为完整，论证话语引导质量更高，能更加有效地引导学生进行高层次的科学论证。

关键词 小学科学教师;小学科学课堂;科学论证;话语分析

中图分类号 G623.9

文献标识码 A

文章编号 2095-5995（2021）10-0079-04

一、问题的提出

科学论证作为科学核心素养中小学科学思维的重要组成部分，已经逐渐成为科学实践最重要的特征[1]。科学论证是个人引用数据或资料来支持自己或反驳他人论点的过程。科学论证能力以科学知识为中介，积极面对问题，对所获得的数据资源进行解释说明[2]。2012年美国颁布的《新一代科学教育标准》（The Next Generation Science Standards）中將科学教育的方向由科学探究转向科学实践，并将科学论证作为科学实践要素用于指导科学课堂教学[3]。这反映出基于科学论证的教学，已经成为发展学生核心素养的一种重要科学实践。许多研究已经从多个方面证实师生话语与学生论证之间有着必要联系，特别是教师的提问和反馈对推动学生的科学论证能力发展有着重要作用[4]。Ford认为课堂科学论证首先应具有对话性，在备择观点之间进行对话互动，同时也强调论证的结构性，在证据和观点之间建立逻辑联系[5]。

在我国教师教育振兴行动的背景下，教师教育越来越受到重视。2017年发布的《义务教育小学科学课程标准》中对小学科学教师的专业性提出了更高的要求。小学科学教师除了要达到《小学教师专业标准（试行）》中应该具备的标准外，还应该达到科学学科特殊要求，如具备科学论证思维教学能力。而新入职的科学教师科学论证教学能力培养的关键则在于专家科学教师的示范和对新入职教师科学课堂中论证教学细节的挖掘和学习。因此，本研究通过分析对比新入职教师和专家教师科学课堂中的师生科学论证互动话语的关系，研究两种课堂中师生在互动背景下具有完整含义的论证话语情况比较，以期对科学教师专业发展的培养有借鉴意义。

二、研究的过程

（一）样本选择

本研究的研究对象为4位小学科学教师的教学视频。专家教师A、B长期从事一线小学科学教学，有丰富的教学经验，分别是浙江省舟山市和浙江省宁波市的市级特级名师。两位教师的教学视频皆为浙江省优质课。而另外两位教师a、b则为新入职小学科学教师，并无太多教学经验，两位新入职教师的教学视频为他们教育实习期间录制的示范课。专家教师A和新手教师a教学视频主题均为“声音的产生”，授课时长分别是41分钟6秒、42分钟14秒，专家教师B和新手教师b教学视频的主题均为“运动和摩擦力”，授课时长分别是41分钟3秒、39分钟9秒。

（二）数据收集方法

本次研究采用视频分析法，通过四位教师的教学视频分析专家教师和新入职教师课堂中师生互动话语和科学论证的关系。在编码过程中，笔者对教学环节进行了粗略划分，选取符合论证活动的师生对话片段转为文本，然后逐句编码，同时使用两位编码者对课堂话语进行编码，尽可能在保持编码的一致性的前提下进行统计分析。

三、数据分析

（一）编码方案

本研究根据Furtak等人的循证推理框架来拟定编码。该框架（Evidence-BasedReasoning，简称EBR框架）关注课堂中话语互动的论证结构、论证质量及教师对论证的贡献，对学生在课堂中的论证能力表现拟定评价框架[6]。同时研究参考Osborne等人的研究，对课堂的话语进行片段划分，选取符合论证的整段对话进行编码，并选取感兴趣的片段进行分析[7]。在论证过程中，由于教师需要组织教学活动、转换话轮（一个说话人在另一个说话人开始讲话之前说出的所有内容）等，会出现一些与论证无关的话题，学生也会出现一些与论证无关的回答，因此，笔者参考邵发仙等人的探究，将课堂中与论证无关的对话或无法推测意义的话语归入“其他”代码[8]。本研究中编制的师生论证话语编码一共12种，其中教师话语编码有7种。各话语编码的含义分别如下：推动观点（M2），指在教师的启发下推动学生形成观点;提供数据（M31），指教师为学生提供支持某个观点的某一特定实验的结果;提供证据（M32），指教师启发学生给出能够支持观点的理由;推动规则（M33），指教师启发学生给出能够支持观点的理由，主要指向让学生总结出规则;推动综合（M34），指教师启发学生回答出支持自己观点的理由，可能包含观点、证据和规则等多个要素;提供论证元素（p），指由教师首先提出论证元素;其他（T99），其他及与推理无关的话语。而学生话语编码有5种，各话语编码的含义分别如下：无支持（S0），只表达了观点或现象，没有过程或论证;现象论证（S1），描述某一特定实验的结果或个人经验，以支持某个观点;证据论证（S2），对现象或数据进行分析，从中提取有效证据支持自己的观点;规则论证（S3），用一种归纳概括的抽象关系来支持观点，描述的是一种更广泛的关系、原则、定律等;其他（S99），指学生的其他回答及与论证无关的回答。

一般情况下，一个话轮只包含一个意思，可以直接根据语境对事件进行编码。如果出现教师话轮很长，可能包含多个意思时，则根据上下文和学生的理解对话轮进行分析。在编码过程中，师生相同的话语在不同的情况下意义可能不同，研究者需根据语境判断师生话语的具体意义，然后再进行编码。

（二）小学科学课堂中的师生论证话语分析

不少研究者认为在论证过程中出现的证据、理由等论证元素越多，论证的结构越完整[9]。为更好地划分在科学课堂中的论证元素类型，笔者参考了图尔敏的论证模式（Toulmins Argument Framework，简称TAP），这一模式包含六个要素：主张、资料、正当理由、支援、限定词与反驳（见图1）[10]。其中资料是证明主张的基础，在科学课堂中，学生不仅需要充分利用数据资料来构建自己的主张，而且要能够在对话交流中，对他人的观点进行论证。本文基于TAP的教学模式对四位小学科学教师的课堂开展研究，关注论证元素数量的同时，更关注分析论证过程、教师不同的话语类型与学生的论证能力表现，尝试从师生的交互中分析论证的结构完整性。

1.小学科学课堂中的师生论证话语的频数分析

师生话语对学生科学论证能力的培养有较大的影响，具有某些特征的师生话语能促使学生参与到论证中，而另一些师生对话会抑制学生科学论证的发展[11][12]。教师A、B与a、b课堂中的论证话语频数统计结果如下：专家教师A的课堂中，教师的论证话语频数为114，学生的论证话语频数为110;专家教师B的课堂中，教师的论证话语频数为93，学生的论证话语频数为92;新入职教师a的课堂中，教师的论证话语频数为114，学生的论证话语频数为109;新入职教师b的课堂中，教师的论证话语频数为56，学生的论证话语频数为54。从中可知教师与学生论证对话的频数基本相同，且新入职教师a和专家教师A的话语互动频数不相上下。

但在课堂实境中，新入职教师a带领学生从听觉、视觉、触觉三个感官来观察实验现象，单纯地以“眼睛呢？”“耳朵呢？”“手呢？”启发学生推理的简单话语有22次。这类简单的话语指向单一，属于封闭式问题，因而学生也只从教师a询问的感官出发回答，答案也较为局限。而专家教师A在询问学生的触觉时，使用的话语是：“你的意思是看不出来它能动，但是你怎么知道的？”这属于开放式问题，没有明确的指向;询问学生的视觉时，A使用的话语是“你的意思是你看到它振动了，你观察到了？”这属于半开放式问题，以上两类问题给学生提供了一定的话语空间，能够启发学生做出不局限于现象的推理。此后，专家教师A进一步阐述或澄清学生的观点，然后进行追问，引发新一轮的回应的话语论证，这反映出其课堂具有较强的交互性。

此外，研究者根据课堂的实际情况，截取4位教师课堂中学生探究论证的片段个数及时长分别为：专家教师A课堂中的论证片段个数为6，探究环节个数为1，探究时长为260秒;专家教师B课堂中的论证片段个数为10，探究环节个数为2，探究时长为540秒;新入职教师a课堂中的论证片段个数为5，探究环节个数1，探究时长为506秒;新入职教师b课堂中的论证片段个数为10，探究环节个数2，探究时长为540秒。根据截取的论证片段数量，可以看出专家教师课堂中进行的论证对话较多，且都围绕同主题，这说明专家教师更倾向于将同一专题的探究活动细化为多个活动。而新入职教师的课堂没有将探究活动细化，整节课围绕一个探究环节开展，学生探究的时间较长，如教师b的课堂中学生探究占用了接近一半的课堂时间，探究环节结束后对探究结果进行推理论证的时间仅6分多钟。此外，笔者观察到，在两位新入职教师课堂中，学生用于探究的时间较长是由于大部分学生并没有掌握探究内容，教师花费了较多的时间进行探究活动的指导。而在专家教师B同主题的课堂中，因为专家B提前进行了多轮引导论证，学生对自己要进行的探究过程非常明确。由此可见，要促进学生科学论证能力的构建，需要教师提前进行反复引导论证，这样学生的证据推理思维才能够逐渐清晰。

2.小学科学课堂中师生论证话语的频率分析

研究表明，4位小学科学教师在课堂中的论证话语分布大致相似，且较为注重提供数据论证（M31）。新入职教师提供数据论证的话语比例分别为31.3%和28.81%，专家教师提供数据论证的话语比例分别为28.69%和44.33%。但新入职教师a和b的课堂中学生无支持论证（S0）的话语所占的比例较高，分别为68.21%和63.64%，专家教师A、B课堂中学生论证的话语分布比较均匀，其中现象论证话语多占比例较为突出，分别为34.75%和49.48%。这说明在专家教师的课堂中，学生能通过描述特定论据来支持自己的观点，并且证据意识较强。而新入职教师的课堂中学生论证时显得较为吃力。例如，教师a在学生完成关于发出声音的探究后询问学生“你是什么感觉？”这一语句指代不明，不能有效地引导学生形成观点，因此学生只回答了一个方面的论据。而且教师a在进行话语引导时，经常使用“对不对”这样的提问方式。这一问题实际上属于无效提问，会导致对话逐渐趋于教师的权威。可见，教师的论证话语水平，在一定程度上会影响学生论证水平的发展。

3.小学科学课堂中师生推动论证话语的有效性分析

教师能够有效推动论证的表现为能够引发学生进行更多的推动类型的话语论证，甚至更高层次的论证。研究表明，在专家教师A、B的课堂中，学生现象论证的话语比例（A为34.75%，B为49.48%）皆高于教师提供数据的话语比例（A为28.69%，B为44.33%），这说明学生能在教师论证话语的推动下，进行更高频率的话语论证，所以教师的推动论证话语是有效的。而在新入职教师a、b的课堂中，学生进行推动论证话语的比例（A为15.5%，B为20%）远远低于教师的推动论证话语比例（A为31.3%，B为28.81%），这说明新入职教师在推动学生论证时，往往容易因为经验不足、表达不准确等因素导致科学论证引导效果不佳。

同时研究表明，在专家A、B和新入职教师a、b课堂中推动规则话语所占比例分别为18.03%、13.4%和23.48%、10.17%;而学生的规则论证类话语所占比例分别为11.86%、6.19%、0.78%、6.19%。可見4位教师都致力于诱导学生进行规则论证，特别是专家教师在进行论证教学时，强调数据与证据并行，体现了完整的图尔敏论证教学模式，学生在这种模式下，证据意识逐渐加强。在特定的情境或前提下，专家教师有“概括支持观点的数据集，以描述两个变量之间的关系”的意识，因而对规则的论证也更加敏感，学生在专家教师课堂中的规则论证话语的比例也稍高于新入职教师的课堂。虽然高质量的话语引导能够促进学生论证水平的提高，但论证能力的培养是一个长期的、反复的过程，专家教师也不能在短期内让学生的论证水平明显提高。

四、结论与建议

（一）结论

第一，新入职教师和专家教师在科学课堂中的师生话语互动频数大致相同，但新入职教师启发学生数据推理的论证话语指向单一，大多是封闭式问题，学生没有适当的话语引导作支撑，论证话语较为局限。而专家教师更多地使用半开放式问题引导学生形成观点。这类问题给学生提供了一定的话语空间，能够启发学生做出不局限于现象的推理，激发学生论证话语类型的多元化发展。

第二，新入职教师和专家教师都较为重视探究活动，但是新入职教师课堂中探究时间较长，师生在探究过程中的互动话语频数较少。而专家教师进行同课题的教学设计时，更倾向于将同专题的探究活动细化为多个活动。这样的探究活动时间短，论证话语较多，易于学生对探究的内容形成比较清晰的概念。

第三，在新入职教师和专家教师的课堂中，不同类型论证话语分布大致相似，且新入职教师和专家教师都注重提供数据论证话语，但专家教师提供证据与推动综合论证话语的频数明显高于新入职教师。另外，在专家教师的课堂中，学生证据和规则的论证话语出现频率较高，因此可知专家教师提供的论证话语引导往往能够帮助学生达到预设高度的科学论证水平。

（二）建议

第一，科学教师要加强科学论证理论学习，提升科学论证素养。科学教师具有较高的的科学论证能力是提高学生科学论证能力的重要前提。科学教师对科学论证的理解是影响学生的科学论证发展的重要因素。所以新入职教师要具备扎实学科论证理论，同时应具有一些组织开展科学论证的实践经验。科学教师可以从科学探究理论、科学史等方面加强对科学论证理论的学习。

第二，科学教师要重视科学论证方法的教学实践，将科学探究和科学论证融合。科学探究是小学科学学科的核心概念，它是学生将科学探究能力与科学概念结合，从证据推理和批判性思考中提升科学理解的过程。科学论证是科学领域重要的一种思维，是科学探究最重要的特征。科学论证能帮助学生建构科学论点并促进学生科学理念的转化和运用。

第三，科学教师要鼓励学生进行合作论证学习，要科学评价学生的科学论证能力。科学合作论证强调沟通与讨论。在培养学生科学论证能力时，教师可以结合真实的科学探究和社会性科学议题，让学生从中提出科学论点，并合作论证他人的论点。合作论证有利于学生对自己与他人科学观点的反思，形成更具有合理性和科学性的论点，在探究中不断提升科学论证的水平。另外，在对学生进行科学论证能力评价时，要综合学生自我评价、同学评价与教师评价。教师评价要重点关注学生在科学论证过程中所表现出的归纳、演绎、类比等批判性思维能力。这样在进行科学论证的过程中，学生才能不断调整和更新自己的论点，逐渐深入地领悟科学本质，形成严谨客观的科学态度和科学精神。

（周小燕，岭南师范学院物理科学与技术学院，广东 湛江 524048）

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实习编辑：刘 源