科学论证融入科学教育论文

摘要：新版ADI模型将科学论证融入学生探究科学规律的过程中，通过论证过程推动教学开展，有利于促进学生核心素养的发展。教师应结合高中生物教学的实际情况，对教学的个别阶段进行拆分或顺序调整，形成论证式的探究活动路径。下面小编整理了一些《科学论证融入科学教育论文 (精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

科学论证融入科学教育论文 篇1：

不同类型化学教师论证教学的比较研究

摘要：开展论证教学是当前国际科学教育及其研究领域的一种新的发展趋势，不同教师的论证意识及其在化学教学实践中的现状分析亦将成为重要研究方向。以“电解质”和“离子反应”课堂教学内容为例，以图尔敏论证模型等为基础，比较分析专家教师和新手教师在化学课堂教学中的论证水平现状，以期为教师的专业化发展提供建议。

关键词：论证教学;图尔敏论证模型;专家和新手

1 引言

论证教学实质上就是将科学领域的论证引入课堂，使学生经历类似科学家的论证过程，理解科学概念和科学本质，并促进思维发展的探究式教学模式[1]。论证教学是当前国际科学教育及其研究领域的一种新的发展趋势。国外相关研究已经持续了十几年，主要涉及论证与知识间关系、论证质量评判标准、论证教学策略及其影响因素等[2～4]。国内研究以综述为主，实证性研究尚且不多，在中学化学教学实践中主动开展论证式教学的案例更是极为鲜见[5～7]。但是，这并非意味着教学中即无“论证”。其实，不少优秀教师的潜意识中仍充满着“论证”的思想。自古以来的“知其然更要知其所以然”、“打破砂锅问到底”乃至现今所提倡的培养学生问题解决与逻辑推理能力等，都是“论证教学”的基础，是“潜在”的自发的论证教学。同时，“证据推理”将成为我国高中化学课程标准修订中所提出的化学学科核心素养之一。因此，作为化学教师，能否积极主动地开展论证教学，加强学生的科学论证活动，就显得尤为重要。不同教师的论证意识及其在化学教学实践中的现状亦将成为重要研究方向。本文在已有研究基础上，分析中学化学课堂的论证教学现状，比较专家与新手教师在化学课堂教学中的论证水平的差异，以期为教师的专业化发展提出可行性建议。

2 研究模型与过程

2.1 论证评估标准

图尔敏论证模型由主张、资料、根据、支援、限定词和反驳六个要素组成[8]。该模型可有效分析论证的各个要素，并通过论证要素的数量和组合形式等进行论证水平的定性和定量分析，是本研究论证评估的基本标准。

在图尔敏论证模型中，主张是一个断言或断定，指试图在论证中证明为正当结论的术语;资料是主张的出发点，作为支持最初断言的根据(在化学中常表现为化学现象、实验数据、图表和图形等);根据是更具一般性的证据，它为资料过渡到主张提供“担保”，是连接资料和主张的桥梁;支援是对根据的合理性加以说明;限定词是对主张的限定;反驳是指对主张的合理性提出质疑并进行修正。这六个要素间的关系可用图1表示。

2.2 研究过程

本研究对象是南京两所重点中学的教师，选取高中《化学1》中“电解质”和“离子反应”作为研究的教学内容，在不告知研究对象研究目的情况下，拍摄两位专家教师(A1和A2)和两位新手教师(B1和B2)的教学视频。首先，把教学视频进行逐字逐句的文字转录，删除离题的对话，挑选有用的文本，分离出指向研究目的的与主题有关的有意义片段。此处，“离题的对话”是指对话的目标不是用于讲解正在研究的教学内容，是与主题无关的话语。例如，教师的开场白、各种语气助词、维持教学秩序等的言语被视为离题的对话。“片段”是指“事件之间相互作用的小的单元”。由于化学学科研究问题的解释性特点，故所有切题的对话都被认为是有意义的教学片段。

然后，研究者反复阅读所筛选的有意义教学片段，结合化学学科特点，按照图尔敏论证模型中的六个要素进行片段的编码。具体的说，常将涉及到“所以、结果、那么”等词汇的结论性语句作为论证的主张，如“所以NaOH溶液能够导电”就是一个主张;将所呈现的各种实验现象、数据及其图表等宏观表征作为论证的资料，如溶液中的小灯泡变亮、展示的酸碱中和滴定的pH和电导率变化图等;而将对资料的解释(即所阐述的各种理由)作为论证的根据，本研究课例中多涉及对宏观现象的微观解释，如溶液中自由移动的离子产生了电流;支援则是对根据的进一步解释，即更深层次的，如溶液中有自由移动的离子、离子带电荷，电流的产生是因为电荷的定向移动;限定词则是对主张提出的一些适用条件和范围;将不同于主张、资料、根据和支援的任何观点都视为反驳，当出现反驳时，通常会呈现“但是、可是、然而”等标志性词语。以教师A1的相关教学片段及其论证要素的分析为例，展示具体的编码过程，如表1所示。

为了保证最终编码的可靠性，在研究过程中，选择三位熟悉图尔敏论证模型的研究者对转录的文字分别进行片段筛选及其编码工作，并计算评分者信度(Kendall和谐系数为0.92)，说明研究所采用的编码具有较高的信度，可以作为进一步分析的基础。同时，对于个别有争议的论证要素分配进行重新讨论，并取得最终一致的意见。

3 研究结果分析

根据三位编码者的编码情况，经讨论最终确定每位教师在不同课例中出现的论证要素。以此为基础，从论证要素的数量和论证水平两个视角比较分析不同类型教师的论证教学情况。

3.1论证要素的比较

将不同教师的论证要素的数量(见表2)进行比较可见，两类教师的课堂中都有论证，但是从论证要素的数量上来分析，专家教师在图尔敏论证模型各个要素的数量上明显多于新手教师。

首先，两位专家教师在这两节课中提出的主张数量比两位新手教师提出的主张数量多。已有研究表明，在论证中提出的主张数量越多，则表明论证者对该课题的理解程度越深入、越透彻。其次，在资料和根据的数量上，专家教师和新手教师都为其提出的主张提供了一定的资料，并给出一定的根据支持以证明资料到主张的合理性，但是专家教师提供的资料和根据数量上都明显多于新手教师。再有，在支援的數量上，虽然同资料、根据的数量相比，两类教师给出的支援个数都有所减少，但是专家教师的仍明显多于新手教师。专家教师为她们的根据提供了更深入的理由，对根据的可靠性给出了有力的支援，增强了根据的说服性。最后，专家教师在课堂中提出的反驳数量明显多于新手教师。反驳的数量在一定程度上表明了论证的质量，根据Erduran(2004)[9]所研究的，反驳的数量越多，结构越复杂，则论证的水平越高。因此，从论证各要素的数量上我们可以看出，专家教师的论证质量明显高于新手教师。

3.2 论证水平的比较

论证的质量高低还可常用论证水平(六个论证要素的不同组合)进行分析。根据Erduran(2004)[10]开发的评价框架，可将论证分为5个水平和对应的分值(赋分数值与水平相同)，如表3所示。

表4是不同类型教师的课堂论证水平的数量和总分(将专家教师或新手教师在对应论证水平上的数量乘以各水平赋予的相应分值，即可求得不同类型教师在各论证水平上的总分)。以“电解质”教学为例，可以发现专家教师在各论证水平上的得分都高于新手教师(尤其是在论证水平3、水平4和水平5上)，且专家教师的论证水平分布亦比新手教师的论证水平分布更广泛。

进一步选取专家教师A1和新手教师B1在电解质教学中“氯化钠固体不导电”这一知识点的不同论证过程为例，分析不同教师论证水平的微观差异(见表5)。在论证过程1中，教师A1的论证水平为4。她在提出“氯化钠固体不导电”主张之后，紧接着通过导电实验，让学生观察到固体氯化钠中小灯泡不亮这一宏观现象，为该主张提供了资料。为了证明资料与主张之间的联系，她提出“因为氯化钠固体中无自由移动的离子”的解释，即利用这个根据合理地将资料推理到主张。同时，为了增强论证的有效性和说服力，她给出了进一步的证据，以证明根据的可靠性，她通过给出“因为离子不是自由移动的，所以离子上带的电荷不能够定向移动形成电流”这个理由，支援了根据，从而让学生明白氯化钠固体不导电的真正本质原因。教师A1由可观察的宏观现象入手，逐步论证，层层深入到隐藏在宏观现象背后的微观原理，探究了概念的科学本质。当然，这种教学过程也是符合学生从具体形象思维入手、逐渐发展其抽象逻辑思维能力的认知发展顺序的，有利于培养学生的分析问题和解决问题的逻辑思维能力。

在论证过程2中，教师B1的论证水平为2。她在提出“氯化钠固体不导电”的主张之后，并没有为该主张提供任何的资料支持，而是直接给出了微观层面的理由，即根据“氯化钠固体中无自由移动的离子”，之后也没有进一步的证据以支援该根据。从概念的理解上来说，两位教师都给出了“氯化钠固体不导电”中最关键的理由，但是通过比较不难发现，专家教师A1的论证水平4比新手教师B1的论证水平2更具有说服力，更有利于促进学生对这一概念的深度理解。

研究表明论证水平越高，即论证要素组合的种类越多，则论证结构越复杂，论证者的论证能力越强，论证水平越高，对论证内容的理解也更全面透彻，越能深入科学概念的本质。专家教师在论证水平的数量及其分布上都比新手教师更为广泛，表明专家教师对于相关概念的理解更为透彻。专家教师更关注于根据、支援甚至反驳等推理性知识层面的内容，而新手教师更关注于主张与资料等事实性知识层面的内容。

当然，如若更深层次地回溯分析其教学过程和内容，不难发现无论是专家教师还是新手教师，其所对应的各论证要素的呈现基础还多是自发的，且论证要素的呈现方式亦多停留(或依赖)于以教师引导为主的集体问答或讨论范式。作为专家教师，切不可仅仅满足于对化学学科知识本体的扎实深入的理解与解读，尚需要不断关注并更新论证教学等相关理论，以其更为丰满的实践与理论的双翼实现论证教学的理想诉求。

4 结论与建议

本文以图尔敏论证模型为基础，以“电解质”和“离子反应”教学为例，对专家和新手两种不同类型的高中化学教师的课堂教学视频进行了转录和编码，从图尔敏论证模型各要素的数量和论证水平等方面开展了对比研究。研究结果表明：专家型教师在图尔敏论证模型各个要素的数量和论证水平上都明显高于新手型教师。

论证是科学的重要组成部分，论证教学不仅可培养学生的化学学科素养，亦可促进教师的专业化发展。作为教师，首先需要理解学科知识并增强论证教学的意识。在化学教学过程中，教师不仅应满足于对学科知识本身的纵深理解，还要关注学科知识间的横向联系，更要思考学科知识的教学价值，为学科知识的呈现提供充足的证据和理由，从而引领学生真正理解科学概念的本质。同时，在课堂中可多问一些“为什么?你的理由是什么?你为什么这么想?”等类型的问题，并给予学生充足的思考与讨论时间，帮助其分辨主张和理由之间的差异，促进学生学会逻辑推理，体验并增强论证的意识。

另外，教师需要明确掌握论证教学基本模式、关键要素并选取适当的论证教学策略，从潜在自发的论证教学走向主动自觉的论证教学。化学中的论证教学策略有很多。例如，可以设置两难情境，让学生在有两种或多种选择情况下进行比较分析;可以从“宏观-微观-符号”三重表征入手，让学生收集资料并对资料进行整理分析;可以提供模型或搭建脚手架，将大(或复杂)问题分解为小(或简单)问题;可以组织“辩论”，让学生就某一问题进行讨论，给出自己的看法，并对其他学生的主张提出质疑，同时不断修正其主张。呈现需要学生独立思考的问题被认为是有价值的教学策略，因为它能够产生有意义的学习。论证式教学的持续开展必定能在不同程度上提高教师和学生的论证素养。

参考文献：

[1]王星乔，米广春.论证式教学：科学探究教学的新图景[J].中国教育学刊，2010，(10)：50～52.

[2] Cross D.， Taasoobshirazi G.， et al. Argumentation： a strategy for improving achievement and revealing scientific identities [J]. International Journal of Science Education， 2008， 30(6)： 837～861.

[3][9][10] Osborne J.， Eduran S.， et al. Enhancing the quality of argumentation in school science [J]. Journal of Research in Science Teaching， 2004， 41(10)： 869～897.

[4] Aufshnaiter C.， Endurane S.， Osborne J.， et al. Arguing to learn and learning to argue： case studies of how students’ argumentation relates to their scientific knowledge [J]. Journal of Research in Science Teaching， 2008， 45(1)： 101～131.

[5]何嘉媛，劉恩山.论证式教学策略的发展及其在理科教学中的作用[J].生物学通报，2012，47(5)：31～34.

[6][8]任红艳，李广洲.图尔敏论证模型在科学教育中的研究进展[J].外国中小学教育，2012，(9)：28～34.

[7]邓阳，王后雄.科学教育中融入科学论证的必要性分析——基于科学本体、科学学习和国际比较视角[J].外国中小学教育，2014，(3)：60～65.

作者：任红艳 魏亚玲

科学论证融入科学教育论文 篇2：

基于新版ADI模型的探究活动策略

摘 要：新版ADI模型将科学论证融入学生探究科学规律的过程中，通过论证过程推动教学开展，有利于促进学生核心素养的发展。教师应结合高中生物教学的实际情况，对教学的个别阶段进行拆分或顺序调整，形成论证式的探究活动路径。教师还应创设贴近学生生活经验的情境，引导学生明确活动任务，分组设计活动方案并组间互评;提供技能方法指导，让学生收集科学证据;主持论证会议，让学生在经历科学论证的过程后，修正论证主张，撰写活动报告。

关键词：新版ADI模型;科学论证;探究活动;论证式教学

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》提倡基于科学事实和证据开展教学，以培养学生尊重事实与证据的意识，崇尚严谨和务实的求知态度，倡导以探究为特点的主动学习。科学论证围绕某一科学问题收集证据，并对证据进行科学分析和评价，充分体现了科学思维和科学探究能力的培养要求。实施论证式教学，能有效提升学生的生物学核心素养。

沪科版普通高中教科书《生物学》(以下简称“沪科版教材”)中共有16个探究活动，其价值不应局限于依据教材提供的活动内容支持相关科学概念的建构，还应该成为培养学生科学思维和科学探究能力，使其形成社会责任的重要平台。

一、新版ADI模型

ADI模型(the Argument-Driven Inquiry，简称ADI)是一种渗透式教学模型，即在教学中并不教授论证的方法，而是将论证作为一种教学工具，在教师的主持下，用于支持教学目标的达成。原版ADI模型最早于2008年提出，随后在与美国新一代科学教育标准(NGSS)框架所要求的活动目标整合后，形成了新版ADI模型。新版ADI模型将科学论证融入学生探究科学规律的过程中，以论证过程推动教学开展，有利于促进学生核心素养的发展，其教学阶段如图1[1]。

二、基于新版ADI模型的探究活动策略

结合高中教学的实际情况，教师对新版ADI模型教学阶段中的个别阶段进行拆分或顺序调整，即可形成基于新版ADI模型的论证式探究活动路径。需要注意的是，教师必须在确保核心素养培育意蕴的前提下，使整个活动过程更适应高中生的学习特征，更符合探究活动的特点，便于在教学实践中操作。新版ADI模型以往多应用于概念和实验教学，下面以沪科版教材必修2第四章中的探究活动“人类遗传病的调查分析和预防宣传”为例，探讨将新版ADI模型引入探究活动教学的策略。

(一)活动目标

(1)在活动中经历人类遗传病分析的过程，了解常见的人类遗传病发病率、临床表现、典型家系、诊断过程等，掌握调查人类遗传病的初步方法。

(2)设计活动方案，进行社区遗传病家系调查或利用在线数据库检索文献资料，收集科学证据，提高科学实践和社会交流能力。

(3)分析科学证据，提出主张，参加论证会议，经历科学论证过程，训练分析推理能力，培养逻辑性思维、批判性思维。

(4)制作人类遗传病科普展板或宣传册，在校园或网络进行科普宣传，培养社会责任感。

(二)学生情况

参加活动前，学生已经学习了人类遗传病的类型、分析方法和预防措施等知识，然而遗传病发病率低，因此学生普遍缺乏直接经验以及必要的遗传病调查资源。高一学生具有较强的求知欲、一定的思辨能力和团队合作经验，但是大部分学生的思维和语言较为生活化，科学表达能力和基于证据的分析推理能力不足。

(三)活动过程

1.创设真实情境，组建活动小组

情境认知理论认为：个体的学习过程是在情境中参与活动实现的认知活动。因此，学生核心素养的培育需要在特定的情境中进行，而贴近学生生活经验的情境往往更有吸引力，能吸引学生深度参与探究活动，帮助学生明确活动任务。活动小组的建构是论证式探究活动顺利开展的基础，因此，在用真实情境引出活动任务后，教师应根据活动内容确定每个小组的人数，详细介绍活动任务，并要求各小组确定负责人和任务分工。

如在这个探究活动中，笔者事先在课前分析学生的思维能力、表达能力等方面的特点，然后将学生按5人分组，每组由一名组织能力较强的学生担任组长，并使组内学生特点各异，各组整体水平基本相似。课堂上，笔者在引入环节出示来自媒体报道的情境“学霸父母智障娃”。

长沙的李女士夫妇都是博士，可他们却有一个说不出的苦恼。因为李女士发现儿子逐渐出现语言障碍、智力低下等症状，经医学检查，其子最终被诊断为脆性X染色体综合征。

笔者引导学生了解遗传病虽然发病率低，但实实在在地存在于我们的身边，它給患者及其家庭带来了巨大的痛苦，激发学生的探究意愿和社会责任感，然后公布活动任务。

以遗传病防治者的身份，进行一次常见人类遗传病的调查，与组内成员一起论证遗传病的类型、诊断和预防方法。

2.设计活动方案，进行组间互评

让学生经历活动方案的设计过程，可以提高学生的科学实践能力。教师应赋予学生评价的权利，并要求学生以组间方案互评的形式，评价学习过程及结果。这样，既能发挥学生在探究活动中的主体地位，培育其批判性思维意识，又能引导学生在评价中迁移应用科学知识和方法，发现自身的问题和不足。此外，进行评价需要工具的支持，教师要根据探究活动的特点，预先准备评价单供学生使用。

针对这个探究活动，笔者先让学生设计初步的遗传病调查方案，方案的内容主要包括：小组成员、调查对象、调查方法、调查项目、成员分工、时间安排等。课堂上，经过讨论后，各小组逐步形成了两类方案：(1)在学校或社区寻找身边的遗传病人作为先证者开展遗传病家系调查;(2)利用在线数据库检索遗传病资料。笔者根据方案的科学性、可行性、写作水平三项指标设计评价标准，让各小组之间互相评分，重点评价方案中的调查方法、调查内容和时间安排，并鼓励学生取长补短，以评价促进学习，反思并修正自己的方案。

3.指导技能方法，收集科学证据

在科学数据的收集和分析的过程中，学生可训练逻辑性思维，提高社会交流能力。教师应先从科学性、可行性角度，对学生设计的活动方案进行评估，以保证后续环节的有效开展。然后，教师对活动方案中涉及的超出高中生能力范围的技能，如证据收集途径、调查问卷的设计、野外安全注意事项等，提供具体的方法指导，引导学生按活动方案收集资料、推理解释资料、建构科学证据，并提出初步主张。

在这个探究活动中，对于选择“在学校或社区开展遗传病调查”的小组，笔者先对调查问卷的设计进行指导，如患病人数、临床表现、典型家系、诊断过程等，提示学生调查前必须征得被调查者的同意，签订《知情同意书》，论证时要注意保护患者的隐私。对于选择“利用在线数据库检索遗传病资料”的小组，笔者则提供检索途径，如在线人类孟德尔遗传数据库(OMIM)等，指导学生从数据库中筛选并提取所需的关键信息。笔者要求两类小组均要迁移运用已学的遗传病知识，分析遗传病的遗传方式、发病率、诊断和预防措施，以收集的信息作为证据，以分析结论作为主张，制作PPT，准备参加论证会议。

4.召开论证会议，经历科学论证

论证会议模拟科学研究中的口头论证过程，是探究活动的核心阶段。在论证会议上，学生经历与其他同学的认知冲突，在辩论和问题解决的过程中提高了逻辑性思维、批判性思维和科学语言表达能力等，了解了科学知识的产生过程，加深了对科学本质的理解，进而逐步形成像科学家那样思考的习惯。

在教师的组织下召开论证会议。各小组依次作报告，以多媒体展示收集的信息，分别分析该遗传病的遗传方式、诊断和预防措施等。报告结束后，其他小组可提问进行质疑，由报告人和其小组成员讨论后作出科学的回应。必须注意：所有的质疑和回应均应基于证据和科学理论展开。教师作为主持人，不仅应关注会议进程，避免出现无科学依据的评判，还要在会议中间选取部分小组的观点进行总结和点评，以引领会议的方向。

5.修正论证主张，撰写活动报告

论证会议结束后，学生根据其他小组提出的质疑，反思自己的推理分析过程，修正初步主张，形成最终结论，培养反思习惯。学生分小组撰写活动报告，重新审视活动过程，所作报告应重点呈现论证过程，将口头论证转化为文字，提高科学表达能力。

针对这个探究活动任务，各小组从组内学生提出的质疑出发，对存在科学性错误的的结论进行修正。教师分发遗传病调查报告单，报告单上的内容可包括：临床症状、区域发病率、遗传系谱图、诊断方法和诊断过程、遗传病类型和致病原因分析、预防措施建议等，为学生撰写报告提供思路。学生分小组完成调查报告，交由教师评价，然后制作该遗传病的科普展板或撰写公众号文章，在校园、社区或网络空间进行科普宣传。

三、总结与思考

(一)新版ADI模型适用于高中生物学科学探究活动的组织

新版ADI模型通过科学论证推动探究活动的实施，具体的活动过程涉及逻辑推理和批判思考，可以作为对学生生物学核心素养培育的有效工具。完成一个基于新版ADI模型的探究活动约需2个课时，第1课时用于任务发布、方法设计和活动方法指导，第2课时召开论证会议。教师在课前组织活动小组，学生在课外完成资料收集和分析并撰写活动报告。沪科版教材中适用新版ADI模型的科学探究活动如表1所示。教师可根据教学计划，在每分册中选取1～2个活动，基于新版ADI模型的探究活动策略实施教学。

(二)小组建构和论证会议是论证式探究活动的关键阶段

新版ADI模型重视小组合作设计方案和实施活动的過程，活动小组的建构则是后续各阶段活动顺利实施的基础。不少教师并未意识到小组建构对于小组合作学习的重要性，建构小组较为随意，如按教室座位建构、按学生意愿自由组合形成、在课前临时组建等现象，在教学实践中屡见不鲜，这就导致合作学习未能充分发挥效果。因此，在开展论证式探究活动时，教师应在分析学生的领导力、能动性、思维能力、表达能力的基础上，以“组内异质，组间同质”为基本原则建构小组[2]。组内异质有利于组员在活动的各个阶段分工合作，能充分发挥每个组员的特长和能动性，避免小组学习“个人化”。而小组间思维能力和表达能力差异过大，则容易导致组间论证无法有效开展，因此，组间同质是论证会议发挥积极作用的保障。小组人数应根据活动内容灵活调整，如选择性必修2的探究活动为野外活动，工作量较大，小组人数以7～8人为宜，而其他活动每组4～5人即可。

论证会议是具体落实科学论证的阶段。各小组提出主张，分享收集的证据，像专家一样思考并回应其他小组的质疑。论证会议需要在有多媒体、电子白板等条件的教学场所举行。在举行前，教师须介绍活动规则，如论证会议流程、会议礼仪等，鼓励学生积极思考、质疑、提问。在会议进行的过程中，教师要仔细观察学生的反应，及时发现思想游离于会议场域、未积极反馈的学生，并使其将注意力转回会议上，确保更多的学生参与论证过程，使会议顺利且有效地进行。

(三)论证式探究活动的开展需要教师提供教学支架

高中生尚未开始接受正规的科研训练，缺乏科研经验，因此，论证式探究活动的多个阶段，都需要教师以活动引导者和协调者的身份提供必要的教学支架。如组间互评阶段，教师应设计简便易用的评价量规;方法指导阶段，在学生互评后，教师仍应对方案的科学性、可行性等进行评估，并提供收集证据的方法和途径，以降低学生收集证据的难度。此外，新版ADI模型是一种渗透式论证式教学模型，本身并不包括论证方法的教学，所以在初次召开论证会议前，教师须对学生进行科学论证方法的指导，突出证据、推理、主张和反驳的关系，强调学生应利用科学证据支持或反驳对方的主张，避免学生间出现情绪化的评判。最后，在撰写报告阶段，教师如发现学生科学表达能力尚不足，可先提供表单式的报告模板，让学生逐步过渡到撰写论文式的探究报告。

参考文献：

[1]弭乐，郭玉英.渗透式导向的两种科学论证教学模型述评[J].全球教育展望，2017(6)：60-69.

[2]程伟.小组学习的实践误区及常态回归[J].中国教育学刊，2015(10)：59-62.

作者：平原

科学论证融入科学教育论文 篇3：

ADI教学模式在高中物理教学的实践研究

摘 要：论证——探究式教学模型(argument-driveninquiry，ADI)是将科学论证融入科学探究活动中的一种教学模式。ADI教学模式有利于教师通过指导学生进行实验设计——收集数据——展开论证——撰写研究报告等学习实践，切实提高学生科学论证和推理探究的能力。将ADI教学模式应用于高中物理课堂，有利于深化学生对高中物理抽象性知识点的论证探究学习，从而培养学生探索科学、探究真理的精神，并提升其科学探究能力。

关键词：ADI教学模式;高中物理;论证;探究

引言：《普通高中物理新课程标准》明确指出学生的培养目标和核心素养为通过多样化的教学方式，帮助学生培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。可见，培养学生的论证探究能力是高中物理学科的核心素养之一。

ADI教学模基于构建主义理论和认知学习主义理论之上发展而成，将科学探究活动与教学实践相结合，旨在通过引导学生参与到论证和探究的过程中，从根本上改变传统课堂上教师单一输出教学，学生被动学习的教学模式，从本质上推动学生发散性思维的发展和推理探究能力的提升，从而培养学生的科学精神。基于此，本文将ADI教学模式，应用到高中物理课堂教学实践中，结合鲁教版高中物理教材内容，对如何在高中物理教学中应用ADI教学进行探索，旨在为一线教育工作者培养学生论证能力提供新思路。

一、ADI教学模式的内涵和步骤

(一)ADI教学模式的内涵

论证是科学的语言，是解决科学观点冲突最重要的途径。20世纪之初，国外教育工作者便关注学生探究和论证能力的培养。在论证式教学过程中，学生需要像科学家一样通过资料收集和整理，提出主张，通过实验、设计等手段进行探究，对观点进行论证，并最终形成报告，这就是ADI教学的最初雏形。直到2008年，Sampson等人在建构主义理论和认知学习理论基础上，发展ADI教学模型，其理论思想是知识不是从教学者身上简单的迁移到学习者身上，而是以浸入式的形式进行教学，将学生作为主体，由教师引导学生参与到科学论证的探究过程中，通过学生自己提出主张，并为自己的主张进行论证和辨析。

(二)ADI教学模式的内涵

在此后的几年里，Sampson团队为了让ADI教学模型更加适应美国K-12科学教育框架提出的八项目标，对ADI教学模式进行改进，将其分为八个教学步骤。

ADI教学模式在各阶段教学内容应遵循上述八个步骤：首先教师确定探究的现象或问题，开展“工具对话”，并对学生参与论证可利用的手头工具进行说明;其次，学生以小组合作的形式，对资料进行收集;第三，在资料和信息分析基础上，对论证所需要的实验进行设计，初步进行论证，在此过程中教师应进行记录，引导学生剔除无效信息;第四，论证是重要环节，小组之间依附于材料和证据，对观点进行论证和反驳;第五，教师带领同学进行讨论总结，对于证据不足的应返回第二步骤进行证据收集整理和论证;第六，通过书面的形式完成报告，报告中应包括要研究的主题，在此过程中你做了什么，你的观点是什么，你如何得出观点等内容;第七，小组之间隐去姓名，相互验证观点，在此过程中教师作为裁判官应对学生强调客观性和公平性;第八，形成完整报告。

二、ADI教学模式应用于高中物理教学的意义

物理学是一门基于实验——论证——探究的科学，在物理知识的网络构架中，学习者通过理解物理基本概念和规律，实验验证，推理探究，形成总结的学习过程，形成对物理知识关键点的理解。因此，培养学习者的论证和探究能力，是学好物理学科的关键基础。

在目前的高中物理教学中，由于高考应试压力的影响，教师在教学过程中更加侧重对知识点和考点的讲解，甚至在一些概念的梳理上，强调死记硬背，缺乏探究和论证，高中物理学科的科学精神和生命力正在慢慢消退。因此，将ADI教学模式应用到高中物理教学中，其论证——探究的教学过程不仅有利于促进学生真正从兴趣出发，以主体身份参与到学习过程中来，并通过创建观点，收集数据支持观点，以促进自身论证探究和批判性思维能力的发展，同时小组讨论也促进学生和团体之间的协作、沟通、交流，报告总结提升学生总结归纳和书写能力。可见，ADI教学应用于高中物理教学中，有利于真正发挥物理作为科学学科中论证与探究的科学精神，从而内在培养学生的探究能力。

三、ADI教学模式在高中物理学科的教学案例设计

(一)案例选择

“楞次定律”是继牛顿三大定律、动能定理、能量守恒定律之后的又一个重要规律，是力学与电学的融合，该课程也蕴含了抽象与概括、分析与综合、推理与论证等最基本的科学思维方法，是很具探究价值的教学内容。同时也由于其抽象性，“楞次定律”既是高中物理教学重点，也是难点。本文以鲁教版高中物理选修3-2教材中第二章《楞次定律和自感现象》单元教学为例，对ADI教学模式如何在高中物理课堂进行教学应用进行探索。

(二)教学目标

1.理解“楞次定律”的内容;

2.理解“楞次定律”和能量守恒相符合;

3.通過实验探索，培养学生的论证——探究能力;

4.能够用“楞次定律”解释生活中的一些有关现象。

(三)教学设计

该教学案例将ADI教学模式中论证——探究的思路贯穿到教学中，通过提出任务—收集资料—初步论证——论证会议—反思讨论—撰写报告—双盲评议——形成报告的环节进行教学案例设计，旨在从科学论证的视角培养学生批判性思维能力和深度学习能力，契合新课程标注对人才的培养要求。

1.提出任务，开展“工具对话”

教师引入生活情境和实验情境，通过强磁铁和装载用漆包线顺时针缠绕线圈的小车进行演示实验，在小车漆包线两侧安装红、蓝发光二极管(红、蓝发光二极管在线圈两侧并联安装形成闭合电路，磁铁的插入和拔出类似于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动)。当强磁铁插入线圈时，红灯亮起;当强磁铁抽离线圈时，蓝灯亮起，通过磁铁插入线圈和拔出线圈生动直观地演绎了“来拒去留”的现象。由此引发单元需要论证的任务：楞次定律。同时，教师应引导学生从以下几个方面进行探究：

问题一：红、蓝二极管为何交替发光?

问题二：感应电流方向的改变遵循怎样的规律?

问题三：磁铁和线圈的相互作用说明线圈周围存在什么物质?从何而来?

问题四：尝试从对上述问题的探讨中寻觅线索，解答感应磁场的方向的改变遵循着怎么样的变化规律?

2.收集资料，为论证奠定数据基础

带着问题，教师引导学生开始观察生活中关于电流感应的现象，以便作为资料基础。

3.动手探究，进行初步论证

关于感应电流方向的实验探究，制定合理的实验方案并科学实验，探究过程中应要求学生做好实验记录。

4.论证会议，初步形成论证结果

学生在教师所布置的任务的驅动下，对实验结果进行讨论，得到判断方案的感应电流方向的结论。学生通过讨论对结论进行归纳和延伸：无论是导体棒切割磁感线、磁铁插入还是拔出螺线管、开关通断，这些都可以概括成闭合回路磁通量的变化这个一般性因素。经过概括，结论具有了一般性，即感应电流直接是由磁通量的变化而产生的，但学生仍无法找到二者之间的某种确定的对应关系。

5.反思讨论，对主张进行验证深化

反思讨论的过程旨在让学生在实验中经历与科学家发现规律相类似的科学探究过程，以培养其内在的探究和论证精神。在学生通过实验已经验证了感应电流和磁通量变化之间关系后，教师引导学生进行论证，即感应电流的方向与原磁场的方向，以及磁通量之间的变化关系呢如何?为了确立之间的关系，教师引导学生通过实验中增加“感应电流的磁场”作为中介，来描述感应电流的方向与磁通量变化之间的的关系。学生在增加变量后，并记录实验结果，最终探究发现：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。

6.撰写报告

在实验和讨论之后，教师应要求学生以小组为单位撰写报告记录，将实验数据和论据以书面的形式展现，这期间即培养了学生的写作能力，同时也提升了学生归纳总结的能力。同时，绘制楞次定律思维导图加深理解和记忆。

7.双盲评议

在报告完成之后，教师隐去小组姓名，让不同小组之间对报告进行评审，通过指出报告中论据不精确或证据不足之处，引导学生在以后的报告中提升严谨性和科学性，培养学生严谨学习的科学精神。

8.形成报告

学生修改报告并上交。

(四)教学评价

通过上述教学案例的设计和实施结果可见，在ADI教学模式下，学生一改往日被动灌输的学习模式，他们自行收集分析数据、探究关系、归纳规律、表述结论，在整个学习过程中实现了知识点的向上迁移和深度学习。教师在教学过程中可发现，ADI教学模式将学生从定律的学习转变为定律的探究与思索，学生学习兴趣显著提升。该教学模式综合了培养学生逻辑推理、验证探究、协作表达等深度学习能力，同时也让学生感受到楞次定律从无到有的曲折的探究过程，学生亲历探究过程后更能体会现今物理规律、概念等得来得不易。

结束语

ADI教学模式应用于高中物理等理科教学过程中，有利于激发学生的探究欲望，促进学生探究性学习能力的发展，是推动我国教育改革和形成学生核心素养的有效教学手段。

教师在高中物理教学过程中，应注意ADI教学模式的应用应注重在引导学生论证——探究过程中，应引导学生开展实验设计和推理演绎，通过对现象的观察，实验数据的记录和汇总，自我反思，总结出规律，并进行验证，这也是科学发展的一般路径。只有让学生以主体地位参与到论证过程中，才能更好地培养学生质疑和批判的精神，学习证据的收集和应用，并以此来验证或推翻主张，做到学习的有理有据。

参考文献

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作者：郭志坚