探討論證教學模式在初中科學復習課中的運用

畢 波

（三門縣實驗學校 浙江臺州 317106）

美國科學教育研究者Newton、Driver等認為論證是科學的語言、科學的認知基礎，學習科學必須學習科學的認知方法。20世紀90年代美國首先在科學教育課程中倡導論證教學，將科學研究領域的論證方式引入課堂，讓學生對所得證據(jù)和主張進行解釋、權衡、辯護及評價，對過程和結果進行質疑與批判，即讓學生經(jīng)歷科學家評價資料、提出主張、為主張進行辯駁等構建理論知識的過程[1]?？梢娬撟C教學核心是解釋，或是對解釋的再解釋，最后在理論駁論的過程中，選擇最合理的解釋。

劉勁苓老師曾經(jīng)說過這樣一句話：“零散的知識如同散落的珍珠，需找到一條線把它穿成串?！睆土曊n就是要尋找這條線，幫助孩子們化零為整，將所學的知識系統(tǒng)化、結構化、條理化；幫助學生彌補和糾正認識上的缺陷與錯誤，從而對知識的理解更加準確、深刻；還要幫助學生產(chǎn)生“知新”，引導學生學會知識的運用和創(chuàng)新以及拓展思維的深度與廣度。

鑒于此，就產(chǎn)生了以下一些粗淺的看法和嘗試。本文就結合“酸堿鹽復習——溶液的溶質成分分析和物質的檢驗”一課，探討論證教學模式在初中科學復習課中的運用。

一、依據(jù)論證教學要素對本課進行剖析

首先就“酸堿鹽復習——溶液的溶質成分分析和物質的檢驗”一課的學習過程與論證教學的要素進行對應，見表1。

表1 本課論證教學要素與學習過程對應情況

對照論證教學要素分析可知：

1.本節(jié)課的目標：這節(jié)課的主要任務有兩個：反應后溶液的溶質成分分析維度有哪些；多種離子混合檢驗的基本原則是什么。

2.學生的原有認知水平：這節(jié)課是一節(jié)復習課，學生認知中已經(jīng)知道生石灰、純堿、食鹽以及水之間的相互反應；Cl-、OH-、CO32-三種離子的檢驗方法以及這三種離子的性質；有了猜想就要進行方案的設計、證據(jù)的收集等常規(guī)探究思路。

3.從猜想溶質成分中有三種可能開始，充分展示學生的“主張”，暴露學生的前概念。比如證明溶液中有Cl-、OH-、CO32-三種離子的方案設計，可以利用同屏技術采集學生想到的“正當理由”，然后進行論證，最后發(fā)現(xiàn)必須要先檢驗CO32-，并同時要除去CO32-。

4.當學生支援和反駁陷入“不憤不啟，不悱不發(fā)”時，即Cl-、OH-兩種離子哪者先檢驗的問題，這是學生原有認知里不具備的。這時，教師就要對學生的“正當理由”提供“支援”，取兩只相同的試管，分別放入適量的NaCl溶液和NaOH溶液，再分別滴加AgNO3溶液，觀察現(xiàn)象，學生自然會有“頓悟”。

二、論證教學模式在本節(jié)課中的具體做法

本節(jié)課中的主張是基本明確的，但是在解釋主張的正確性上是困難的，所以教學設計中對解釋的再解釋，是訓練學生科學思維，發(fā)生深度學習的絕佳科學論證材料，因此本節(jié)課就嘗試利用論證教學幫助學生更清晰地理解Cl-、OH-、CO32-三種離子的依次檢驗的先后順序。

（一）呈現(xiàn)資料，提出主張

本課的論證從學生的猜想開始（第一處論證）：

師：（拿出一些松花蛋外殼的包裹物）這是松花蛋外殼上的包裹物，這種包裹物能亂扔嗎？這還得從包裹物的原材料上說起，請看腌制松花蛋過程的視頻。

提問：腌制松花蛋時，用到的主要物質是泥土顆粒物（不溶于水）、生石灰、純堿、氯化鈉，然后將這些物質加入水中，攪拌混合形成這個包裹物，根據(jù)以上信息，你覺得包裹物可能有哪些可溶性物質？

生：根據(jù)生石灰、純堿、氯化鈉以及水之間的反應，進行自由主張，然后解釋根據(jù)，再反駁解釋，可得到以下三種主張：

小結：反應后的溶液成分可以從以下幾個維度去考慮：一定有可溶性生成物、不參加反應的原物質以及過量的反應物。

實踐評價：提出不定向的開放性問題，利用所掌握的知識進行推理假設，提出不同的主張，做出合理的解釋，根據(jù)證據(jù)科學的反駁，這一過程學生論證難度不大，舉手回答的同學很多，氣氛緊湊且活躍。

（二）解釋“正當理由”，反駁產(chǎn)生分歧

學生有了主張之后，就是實驗證據(jù)論證（第二處論證）：

師：如何通過實驗來驗證哪個主張正確？

生：設計方案，預測證據(jù)，解釋“正當理由”，若有異議（比如就有同學用紫色石蕊試液來區(qū)分NaOH和Na2CO3），則再反駁解釋，對方案進行完善。

小結：多種離子混合檢驗的基本原則1：根據(jù)離子間的特殊反應確定試劑同時防止其他共存離子的干擾。

活動：實驗操作，獲得證據(jù)。在濾液中滴加稀鹽酸，一開始無氣泡產(chǎn)生，過一會兒產(chǎn)生氣泡。主張2正確。

師：可見濾液中的溶質有NaCl、NaOH和Na2CO3。那么同學們能否設計實驗證明溶液中含有Cl -、OH -和CO32-三種離子。

生：完成方案設計

如何確定溶液中含有Cl -、OH -和CO32-？

實驗操作 預測實驗現(xiàn)象 結論

論證（此為第三處論證，指向深度學習的核心環(huán)節(jié)）：展示學生的方案，進行論證。學生通過激烈的反駁、支援、再反駁、再支援，得到CO32-要先于OH -檢驗并除去，因為Na2CO3溶液也呈堿性，會對OH -的檢驗造成干擾；CO32-也要先于Cl-檢驗并除去，因為檢驗Cl -只能用AgNO3溶液，而Ag2CO3和AgCl都是白色沉淀，而此時CO32-離子又不能除去，因此若先檢驗Cl -，則CO32-對Cl -的檢驗造成干擾；Cl -與OH -哪種離子先檢驗，產(chǎn)生了分歧，因為AgOH不存在，就意味著Ag+和OH-不反應嗎？

實踐評價：這一環(huán)節(jié)是本節(jié)課的核心，使學生真正發(fā)生指向深度學習的關鍵。在多次質疑和反思中，對自身邏輯推理過程中的漏洞加以彌補。同時在多次論證過程中自動生成“矛盾”的環(huán)節(jié)是很精妙的，是激發(fā)學生求知欲的最高境界。

（三）提供證據(jù)“支援”，重新建構知識

對學生而言，“正當理由”得不到完全支持的那種滋味，可以說是既痛又癢，此時，教師給予一定的新“支援”，是學生重新建構知識的最佳時機。

師：取兩支試管，分別放入適量NaOH溶液和Na2CO3溶液，再向兩支試管中滴加AgNO3溶液。

問：同學們觀察到了什么現(xiàn)象？

學生：NaOH溶液和Na2CO3溶液中滴加AgNO3溶液都出現(xiàn)了褐色沉淀。

追問：同學們有什么新的發(fā)現(xiàn)？

學生：原來如此。NaOH溶液和Na2CO3溶液一樣也會干擾Cl -的檢驗。所以Cl -、OH -和CO32-三種離子檢驗的先后順序為：1.加入過量的Ba(NO3)2溶液檢驗并除去CO32-。2.過濾，在濾液中加入過量的Fe(OH)3溶液檢驗并除去OH -。3.過濾，在濾液中滴加AgNO3溶液檢驗Cl -。

實踐評價：當學生遇到困惑，處于瓶頸時，教師及時適當?shù)狞c撥，的確給學生莫大的“支援”，使得學生有興趣繼續(xù)學下去，打破原有的不完整認知，重新建構嚴謹?shù)倪壿嬎季S。這樣的設計也使課堂高潮迭起、波瀾起伏，讓聽課者頓感暢快。

（四）概括總結，遷移內化

總結是對信息的再加工過程，是從具體抽象到方法，形成更高層次的知識結構的過程。是否會遷移是檢驗學生是否掌握、是否內化知識的最有效的標準，是對一節(jié)復習課是否有效的最直接評價。

師：今天這節(jié)課大家利用論證的方法圓滿地完成了溶液的溶質成分分析和多種混合離子的檢驗的復習內容。那么，對于多種混合離子的檢驗，同學們現(xiàn)在有什么看法？

小結：多種離子混合檢驗的基本原則：1.根據(jù)離子間的特殊反應確定試劑同時防止其他共存離子的干擾。2.離子檢驗要有一定順序。3.所加試劑不能帶入干擾離子，也不能除去未檢驗的離子。4.考慮每一步所加試劑的量。

實踐評價：有序性是教學的基本原則，“總結”是實現(xiàn)從無序到有序的重要策略。在前面的多次論證之后，學生獲得了諸多信息，這些信息是彌散的、無序的、不穩(wěn)定的，如果沒有適時的總結程，將不利于正確方法的建立，也不利于學生分析能力的提升。

三、探討論證教學模式對初三科學復習教學的啟示

（一）論證教學的設計要從學生的已有認知開始

復習課的論證過程實質就是要充分展現(xiàn)學生的原有認知，尤其是得到科學主張的正當理由。只有將學生的腦海中的“正當理由”充分暴露，才能利用論證教學的基本要素展開爭論，才能制造論證的分歧之處，從而產(chǎn)生解決問題的動力——我該怎樣證明我的“主張”[2]，為老師或同學的新“支援”提供契機。

（二）在多次論證的過程中發(fā)生深度學習

一節(jié)課中發(fā)生論證過程往往不止一次，只有在質疑和反思中，才能不斷對自己和他人的認知加以調整和修正，才能培養(yǎng)學生的利用科學的思維進行論證，促進學生學習科學的能力。同時，不同的論證過程有不一樣的教學功能，比如在第一次論證中，側重在主張和理由；第二次、第三次論證中側重于對解釋的再解釋，所以論證過程中并不一定要還原真實科學探究的每一步驟，但對一些重要環(huán)節(jié)進行充分論證，能夠讓學生經(jīng)歷有理有據(jù)的論證過程[3]，使每一位學生都有過真正的思考，從而發(fā)生真正的深度學習。

（三）教師始終是一個引導者

教師在學生的論證過程中，始終是一個引導者，延續(xù)并提升爭論的深度，絕不能是一個武斷的執(zhí)法者，把論證提前結束。例如引導學生以求是的態(tài)度參與爭論學習，圍繞主題積極發(fā)表自己的觀點，同時認真聆聽、批判性的思考每一位同學的發(fā)言等。讓學生在民主、寬松的課堂氣氛中暢所欲言，通過爭論的方式進行論證，再將論證的結論在全班交流，像科學家一樣在“質疑－爭論－修正”過程中獲得共識。

四、結束語

總之，在初中科學復習課中充分挖掘知識內在聯(lián)系，尋找指向核心的核心問題，選擇恰當?shù)恼撟C主題，利用論證教學模式，學生不僅只是對自然現(xiàn)象成因的解釋，還推動著認知向較高的層級發(fā)展[4]。