不同類型化學(xué)教師論證教學(xué)的比較研究

任紅艷+魏亞玲

摘要：開展論證教學(xué)是當(dāng)前國際科學(xué)教育及其研究領(lǐng)域的一種新的發(fā)展趨勢(shì)，不同教師的論證意識(shí)及其在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的現(xiàn)狀分析亦將成為重要研究方向。以“電解質(zhì)”和“離子反應(yīng)”課堂教學(xué)內(nèi)容為例，以圖爾敏論證模型等為基礎(chǔ)，比較分析專家教師和新手教師在化學(xué)課堂教學(xué)中的論證水平現(xiàn)狀，以期為教師的專業(yè)化發(fā)展提供建議。

關(guān)鍵詞：論證教學(xué)；圖爾敏論證模型；專家和新手

文章編號(hào)：1005–6629（2017）5–0017–04 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 引言

論證教學(xué)實(shí)質(zhì)上就是將科學(xué)領(lǐng)域的論證引入課堂，使學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的論證過程，理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì)，并促進(jìn)思維發(fā)展的探究式教學(xué)模式[1]。論證教學(xué)是當(dāng)前國際科學(xué)教育及其研究領(lǐng)域的一種新的發(fā)展趨勢(shì)。國外相關(guān)研究已經(jīng)持續(xù)了十幾年，主要涉及論證與知識(shí)間關(guān)系、論證質(zhì)量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)、論證教學(xué)策略及其影響因素等[2～4]。國內(nèi)研究以綜述為主，實(shí)證性研究尚且不多，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中主動(dòng)開展論證式教學(xué)的案例更是極為鮮見[5～7]。但是，這并非意味著教學(xué)中即無“論證”。其實(shí)，不少優(yōu)秀教師的潛意識(shí)中仍充滿著“論證”的思想。自古以來的“知其然更要知其所以然”、“打破砂鍋問到底”乃至現(xiàn)今所提倡的培養(yǎng)學(xué)生問題解決與邏輯推理能力等，都是“論證教學(xué)”的基礎(chǔ)，是“潛在”的自發(fā)的論證教學(xué)。同時(shí)，“證據(jù)推理”將成為我國高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂中所提出的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一。因此，作為化學(xué)教師，能否積極主動(dòng)地開展論證教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)論證活動(dòng)，就顯得尤為重要。不同教師的論證意識(shí)及其在化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的現(xiàn)狀亦將成為重要研究方向。本文在已有研究基礎(chǔ)上，分析中學(xué)化學(xué)課堂的論證教學(xué)現(xiàn)狀，比較專家與新手教師在化學(xué)課堂教學(xué)中的論證水平的差異，以期為教師的專業(yè)化發(fā)展提出可行性建議。

2 研究模型與過程

2.1 論證評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

圖爾敏論證模型由主張、資料、根據(jù)、支援、限定詞和反駁六個(gè)要素組成[8]。該模型可有效分析論證的各個(gè)要素，并通過論證要素的數(shù)量和組合形式等進(jìn)行論證水平的定性和定量分析，是本研究論證評(píng)估的基本標(biāo)準(zhǔn)。

在圖爾敏論證模型中，主張是一個(gè)斷言或斷定，指試圖在論證中證明為正當(dāng)結(jié)論的術(shù)語；資料是主張的出發(fā)點(diǎn)，作為支持最初斷言的根據(jù)（在化學(xué)中常表現(xiàn)為化學(xué)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表和圖形等）；根據(jù)是更具一般性的證據(jù)，它為資料過渡到主張?zhí)峁皳?dān)?！?，是連接資料和主張的橋梁；支援是對(duì)根據(jù)的合理性加以說明；限定詞是對(duì)主張的限定；反駁是指對(duì)主張的合理性提出質(zhì)疑并進(jìn)行修正。這六個(gè)要素間的關(guān)系可用圖1表示。

2.2 研究過程

本研究對(duì)象是南京兩所重點(diǎn)中學(xué)的教師，選取高中《化學(xué)1》中“電解質(zhì)”和“離子反應(yīng)”作為研究的教學(xué)內(nèi)容，在不告知研究對(duì)象研究目的情況下，拍攝兩位專家教師（A1和A2）和兩位新手教師（B1和B2）的教學(xué)視頻。首先，把教學(xué)視頻進(jìn)行逐字逐句的文字轉(zhuǎn)錄，刪除離題的對(duì)話，挑選有用的文本，分離出指向研究目的的與主題有關(guān)的有意義片段。此處，“離題的對(duì)話”是指對(duì)話的目標(biāo)不是用于講解正在研究的教學(xué)內(nèi)容，是與主題無關(guān)的話語。例如，教師的開場(chǎng)白、各種語氣助詞、維持教學(xué)秩序等的言語被視為離題的對(duì)話。“片段”是指“事件之間相互作用的小的單元”。由于化學(xué)學(xué)科研究問題的解釋性特點(diǎn)，故所有切題的對(duì)話都被認(rèn)為是有意義的教學(xué)片段。

然后，研究者反復(fù)閱讀所篩選的有意義教學(xué)片段，結(jié)合化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，按照?qǐng)D爾敏論證模型中的六個(gè)要素進(jìn)行片段的編碼。具體的說，常將涉及到“所以、結(jié)果、那么”等詞匯的結(jié)論性語句作為論證的主張，如“所以NaOH溶液能夠?qū)щ姟本褪且粋€(gè)主張；將所呈現(xiàn)的各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)及其圖表等宏觀表征作為論證的資料，如溶液中的小燈泡變亮、展示的酸堿中和滴定的pH和電導(dǎo)率變化圖等；而將對(duì)資料的解釋（即所闡述的各種理由）作為論證的根據(jù)，本研究課例中多涉及對(duì)宏觀現(xiàn)象的微觀解釋，如溶液中自由移動(dòng)的離子產(chǎn)生了電流；支援則是對(duì)根據(jù)的進(jìn)一步解釋，即更深層次的，如溶液中有自由移動(dòng)的離子、離子帶電荷，電流的產(chǎn)生是因?yàn)殡姾傻亩ㄏ蛞苿?dòng)；限定詞則是對(duì)主張?zhí)岢龅囊恍┻m用條件和范圍；將不同于主張、資料、根據(jù)和支援的任何觀點(diǎn)都視為反駁，當(dāng)出現(xiàn)反駁時(shí)，通常會(huì)呈現(xiàn)“但是、可是、然而”等標(biāo)志性詞語。以教師A1的相關(guān)教學(xué)片段及其論證要素的分析為例，展示具體的編碼過程，如表1所示。

為了保證最終編碼的可靠性，在研究過程中，選擇三位熟悉圖爾敏論證模型的研究者對(duì)轉(zhuǎn)錄的文字分別進(jìn)行片段篩選及其編碼工作，并計(jì)算評(píng)分者信度（Kendall和諧系數(shù)為0.92），說明研究所采用的編碼具有較高的信度，可以作為進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)于個(gè)別有爭(zhēng)議的論證要素分配進(jìn)行重新討論，并取得最終一致的意見。

3 研究結(jié)果分析

根據(jù)三位編碼者的編碼情況，經(jīng)討論最終確定每位教師在不同課例中出現(xiàn)的論證要素。以此為基礎(chǔ)，從論證要素的數(shù)量和論證水平兩個(gè)視角比較分析不同類型教師的論證教學(xué)情況。

3.1論證要素的比較

將不同教師的論證要素的數(shù)量（見表2）進(jìn)行比較可見，兩類教師的課堂中都有論證，但是從論證要素的數(shù)量上來分析，專家教師在圖爾敏論證模型各個(gè)要素的數(shù)量上明顯多于新手教師。

首先，兩位專家教師在這兩節(jié)課中提出的主張數(shù)量比兩位新手教師提出的主張數(shù)量多。已有研究表明，在論證中提出的主張數(shù)量越多，則表明論證者對(duì)該課題的理解程度越深入、越透徹。其次，在資料和根據(jù)的數(shù)量上，專家教師和新手教師都為其提出的主張?zhí)峁┝艘欢ǖ馁Y料，并給出一定的根據(jù)支持以證明資料到主張的合理性，但是專家教師提供的資料和根據(jù)數(shù)量上都明顯多于新手教師。再有，在支援的數(shù)量上，雖然同資料、根據(jù)的數(shù)量相比，兩類教師給出的支援個(gè)數(shù)都有所減少，但是專家教師的仍明顯多于新手教師。專家教師為她們的根據(jù)提供了更深入的理由，對(duì)根據(jù)的可靠性給出了有力的支援，增強(qiáng)了根據(jù)的說服性。最后，專家教師在課堂中提出的反駁數(shù)量明顯多于新手教師。反駁的數(shù)量在一定程度上表明了論證的質(zhì)量，根據(jù)Erduran（2004）[9]所研究的，反駁的數(shù)量越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則論證的水平越高。因此，從論證各要素的數(shù)量上我們可以看出，專家教師的論證質(zhì)量明顯高于新手教師。

3.2 論證水平的比較

論證的質(zhì)量高低還可常用論證水平（六個(gè)論證要素的不同組合）進(jìn)行分析。根據(jù)Erduran（2004）[10]開發(fā)的評(píng)價(jià)框架，可將論證分為5個(gè)水平和對(duì)應(yīng)的分值（賦分?jǐn)?shù)值與水平相同），如表3所示。

表4是不同類型教師的課堂論證水平的數(shù)量和總分（將專家教師或新手教師在對(duì)應(yīng)論證水平上的數(shù)量乘以各水平賦予的相應(yīng)分值，即可求得不同類型教師在各論證水平上的總分）。以“電解質(zhì)”教學(xué)為例，可以發(fā)現(xiàn)專家教師在各論證水平上的得分都高于新手教師（尤其是在論證水平3、水平4和水平5上），且專家教師的論證水平分布亦比新手教師的論證水平分布更廣泛。

進(jìn)一步選取專家教師A1和新手教師B1在電解質(zhì)教學(xué)中“氯化鈉固體不導(dǎo)電”這一知識(shí)點(diǎn)的不同論證過程為例，分析不同教師論證水平的微觀差異（見表5）。在論證過程1中，教師A1的論證水平為4。她在提出“氯化鈉固體不導(dǎo)電”主張之后，緊接著通過導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察到固體氯化鈉中小燈泡不亮這一宏觀現(xiàn)象，為該主張?zhí)峁┝速Y料。為了證明資料與主張之間的聯(lián)系，她提出“因?yàn)槁然c固體中無自由移動(dòng)的離子”的解釋，即利用這個(gè)根據(jù)合理地將資料推理到主張。同時(shí)，為了增強(qiáng)論證的有效性和說服力，她給出了進(jìn)一步的證據(jù)，以證明根據(jù)的可靠性，她通過給出“因?yàn)殡x子不是自由移動(dòng)的，所以離子上帶的電荷不能夠定向移動(dòng)形成電流”這個(gè)理由，支援了根據(jù)，從而讓學(xué)生明白氯化鈉固體不導(dǎo)電的真正本質(zhì)原因。教師A1由可觀察的宏觀現(xiàn)象入手，逐步論證，層層深入到隱藏在宏觀現(xiàn)象背后的微觀原理，探究了概念的科學(xué)本質(zhì)。當(dāng)然，這種教學(xué)過程也是符合學(xué)生從具體形象思維入手、逐漸發(fā)展其抽象邏輯思維能力的認(rèn)知發(fā)展順序的，有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的邏輯思維能力。

在論證過程2中，教師B1的論證水平為2。她在提出“氯化鈉固體不導(dǎo)電”的主張之后，并沒有為該主張?zhí)峁┤魏蔚馁Y料支持，而是直接給出了微觀層面的理由，即根據(jù)“氯化鈉固體中無自由移動(dòng)的離子”，之后也沒有進(jìn)一步的證據(jù)以支援該根據(jù)。從概念的理解上來說，兩位教師都給出了“氯化鈉固體不導(dǎo)電”中最關(guān)鍵的理由，但是通過比較不難發(fā)現(xiàn)，專家教師A1的論證水平4比新手教師B1的論證水平2更具有說服力，更有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)這一概念的深度理解。

研究表明論證水平越高，即論證要素組合的種類越多，則論證結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，論證者的論證能力越強(qiáng)，論證水平越高，對(duì)論證內(nèi)容的理解也更全面透徹，越能深入科學(xué)概念的本質(zhì)。專家教師在論證水平的數(shù)量及其分布上都比新手教師更為廣泛，表明專家教師對(duì)于相關(guān)概念的理解更為透徹。專家教師更關(guān)注于根據(jù)、支援甚至反駁等推理性知識(shí)層面的內(nèi)容，而新手教師更關(guān)注于主張與資料等事實(shí)性知識(shí)層面的內(nèi)容。

當(dāng)然，如若更深層次地回溯分析其教學(xué)過程和內(nèi)容，不難發(fā)現(xiàn)無論是專家教師還是新手教師，其所對(duì)應(yīng)的各論證要素的呈現(xiàn)基礎(chǔ)還多是自發(fā)的，且論證要素的呈現(xiàn)方式亦多停留（或依賴）于以教師引導(dǎo)為主的集體問答或討論范式。作為專家教師，切不可僅僅滿足于對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)本體的扎實(shí)深入的理解與解讀，尚需要不斷關(guān)注并更新論證教學(xué)等相關(guān)理論，以其更為豐滿的實(shí)踐與理論的雙翼實(shí)現(xiàn)論證教學(xué)的理想訴求。

4 結(jié)論與建議

本文以圖爾敏論證模型為基礎(chǔ)，以“電解質(zhì)”和“離子反應(yīng)”教學(xué)為例，對(duì)專家和新手兩種不同類型的高中化學(xué)教師的課堂教學(xué)視頻進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄和編碼，從圖爾敏論證模型各要素的數(shù)量和論證水平等方面開展了對(duì)比研究。研究結(jié)果表明：專家型教師在圖爾敏論證模型各個(gè)要素的數(shù)量和論證水平上都明顯高于新手型教師。

論證是科學(xué)的重要組成部分，論證教學(xué)不僅可培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，亦可促進(jìn)教師的專業(yè)化發(fā)展。作為教師，首先需要理解學(xué)科知識(shí)并增強(qiáng)論證教學(xué)的意識(shí)。在化學(xué)教學(xué)過程中，教師不僅應(yīng)滿足于對(duì)學(xué)科知識(shí)本身的縱深理解，還要關(guān)注學(xué)科知識(shí)間的橫向聯(lián)系，更要思考學(xué)科知識(shí)的教學(xué)價(jià)值，為學(xué)科知識(shí)的呈現(xiàn)提供充足的證據(jù)和理由，從而引領(lǐng)學(xué)生真正理解科學(xué)概念的本質(zhì)。同時(shí)，在課堂中可多問一些“為什么？你的理由是什么？你為什么這么想？”等類型的問題，并給予學(xué)生充足的思考與討論時(shí)間，幫助其分辨主張和理由之間的差異，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)邏輯推理，體驗(yàn)并增強(qiáng)論證的意識(shí)。

另外，教師需要明確掌握論證教學(xué)基本模式、關(guān)鍵要素并選取適當(dāng)?shù)恼撟C教學(xué)策略，從潛在自發(fā)的論證教學(xué)走向主動(dòng)自覺的論證教學(xué)?；瘜W(xué)中的論證教學(xué)策略有很多。例如，可以設(shè)置兩難情境，讓學(xué)生在有兩種或多種選擇情況下進(jìn)行比較分析；可以從“宏觀-微觀-符號(hào)”三重表征入手，讓學(xué)生收集資料并對(duì)資料進(jìn)行整理分析；可以提供模型或搭建腳手架，將大（或復(fù)雜）問題分解為?。ɑ蚝?jiǎn)單）問題；可以組織“辯論”，讓學(xué)生就某一問題進(jìn)行討論，給出自己的看法，并對(duì)其他學(xué)生的主張?zhí)岢鲑|(zhì)疑，同時(shí)不斷修正其主張。呈現(xiàn)需要學(xué)生獨(dú)立思考的問題被認(rèn)為是有價(jià)值的教學(xué)策略，因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生有意義的學(xué)習(xí)。論證式教學(xué)的持續(xù)開展必定能在不同程度上提高教師和學(xué)生的論證素養(yǎng)。

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