观察 | 将科学论证融入科学教学：ADI科学论证教学模型简介

科学理论是在不断质疑中形成和发展的，这一过程促使科学家建构概念、评价其他理论、解释文本、形成论证并评估理论的可能性。科学论证教学模拟科学家的科学实践，使学生体会科学知识的产生过程，以及理解科学知识具有暂时性、科学方法具有多样性等特征，加深对科学本质的理解。

促进学生构建科学知识与科学概念 

科学论证是一种逻辑话语实践，旨在理清观点和证据之间的关系。在科学论证教学中，学生能自主构建对科学概念的独特理解并进一步内化、精致化。通过论证，学生以话语实践的方式将思维外显化并接受公众评价，从而进一步加深理解。同时，在论证过程中，学生需反思他人的观点与论证过程，将他人的观点、理论、诠释纳入已有的知识体系中，从而掌握科学知识，实现深层次的反思性学习。

培养学生的科学思维 

科学论证需要学生利用证据论证观点，评估观点的形成过程，以及理解并参与科学知识的传播、论证过程。这不仅需要学生综合运用分析、评价、创造等高阶思维，同时也能发展学生的批判性思维，提高学生的元认知能力，实现自我觉察、反省、评价与调节。

提高学生的沟通与表达能力 

科学论证作为一种话语实践具备讨论与辩论的社会属性，学生需将内隐的思维以口头语言或书面语言方式外显化，这一过程能充分锻炼学生清楚、有条理的表达能力。此外，论证并不在于输赢而是共同协商达成一致，因此在反驳与捍卫观点的同时，也能培养学生的有效沟通能力。

探究教学是科学教学中最常用的方法，科学论证的发展促使科学探究教学从“内容—过程”“发现—探究”走向“证据—解释”。ADI论证教学模型是以“证据—解释”为取向的教学模型，将论证教学与科学探究学习进行了有机结合，借助科学论证推动科学教学的开展，引导学生通过对探究数据的论证、解释、反思参与科学实践活动。该模型的实施阶段和步骤如图1所示。

▲图1 ADI科学论证教学模型步骤

阶段1：确定任务和问题　教师设计情境，激发学生兴趣并产生问题意识；教师协助学生确定探究问题与任务。

阶段2：设计方案并收集数据　学生组成小组，围绕阶段1所提出的问题设计探究计划。在本阶段，学生经历方案设计、方法选择、数据收集过程，模拟科学家的实践活动。

阶段3：分析数据并进行初步论证　学生提出一个由观点、证据和推理组成的论点并与同学分享讨论。证据可以是多种形式，可以是观测的数值（温度、质量等），也可以是对情况的描述、推断。但需要对证据进行推理解释，如观测数值随时间的变化趋势，对照组与实验组之间的差异等。此阶段是模型的关键步骤。

阶段4：论证分享环节　各小组分享论证，其他组的成员对观点的合理性、有效性进行评价，营造真实的科学论证环境。在分享过程中，小组成员轮流到其他小组观摩，同时本小组留1名组员为其他观摩小组解释本组的论证过程。

阶段5：反思性研讨　给学生充足的时间对论点、论据及论证的方式进行反思，为学生提供发挥潜力的空间，使其体验到科学实践的真实性。

阶段6：撰写个人调查报告　整合书面论证形式，鼓励每个学生思考学到了什么，如何学到的，以及为什么得出这样的观点。实验报告涉及3个问题：①你想做什么？为什么想这么做？②你做了什么？为什么这么做？③你的观点是什么？在呈现形式方面，鼓励学生以表格、图表的形式清晰呈现，并在制作表格的过程中梳理想法。学生在写作时需要与同伴讨论材料的意义，增强对材料的提炼与理解。

阶段7：双盲评议　学生完成调查报告后上交给教师，教师隐去作者信息后，分发给3个不同的小组，由其他小组对调查报告质量进行评价并提出改进意见。此环节旨在为学生提供更多的反馈意见，鼓励学生思考、制订、使用适当的论证评价标准，并培养学生的元认知能力。

阶段8：修改并最终提交报告　教师将已评价的调查报告返还给对应学生，由他们继续修改，完成后提交给教师评分，直至合格。此环节旨在通过迭代过程，提高学生的书面论证技巧，加深学生对内容的理解。

教学内容的选择 

并非所有的科学内容均适用ADI科学论证教学模型。首先，教学内容应具有可论证性且具有论证价值。例如，围绕科学概念与原理形成的议题就可以作为论证内容。这类议题往往是学生模棱两可的，在日常生活、学习中容易产生错误概念。通过论证可以实现学生的概念转变，加深对科学概念和原理的理解。其次，ADI科学论证教学模型整合科学论证与科学探究，因此教学内容也应考虑到科学探究教学的要求，保证教学内容具有探究的必要性与可能性。

问题情境的设计 

创设适宜的问题情境是有效开展科学论证教学的重要环节之一。问题情境的设计应该具有真实性，即与学生的日常生活建立联系，贴近学生生活的情境更能调动学生的学习积极性与主动性。其次，问题情境设计应暴露学生的前概念，帮助教师掌握学情，精准抓住学生学习的生长点。第三，问题情境应使学生产生认知冲突，学习的发生源于解决认知冲突或消除认知心理的不平衡。在这种认知冲突的驱动下，激发学生的求知欲，推动科学论证教学的顺利进行。

论证教学环境的创设 

论证的发生需要有一个自由、安全的论证环境，良好的论证环境和氛围下学生才更容易勇于表达想法。教师应该明确课堂中学生与教师的身份，学生是课堂中合理的知识观点的生成者，课堂环境建设应以学生为中心，构建学生有纪律、有自主权、自我负责的课堂环境。其次，教师扮演支持学生的角色，鼓励学生反思自身理解、想法、立场的变化过程。第三，教师要努力构建课堂学习共同体，使学生在小组解决问题的过程中完成使用数据、设计项目、撰写报告等活动，在良好的生生、师生互动中促进学生的科学学习。

（本文原载于《中国科技教育》2020年第4期“观察”栏目，作者高潇怡、刘文莉，内容名有删减。）