科學論證教學是將論證引入科學課堂，使學生經歷類似科學家的論證過程，從而促進學生理解科學概念與科學本質，發展學生的科學思維。科學教育不應只是科學事實的傳授與技能的訓練，更應重視培養學生的批判性思維與論證能力。科學論證在科學教學中的重要性日益凸顯，如何將科學論證融入科學教學成為新一輪科學教育改革關注的熱點問題之一。
科學論證在科學教學中的價值
促進學生深入理解科學本質
科學理論是在不斷質疑中形成和發展的，這一過程促使科學家建構概念、評價其他理論、解釋文本、形成論證並評估理論的可能性。科學論證教學模擬科學家的科學實踐，使學生體會科學知識的產生過程，以及理解科學知識具有暫時性、科學方法具有多樣性等特徵，加深對科學本質的理解。
促進學生構建科學知識與科學概念
科學論證是一種邏輯話語實踐，旨在理清觀點和證據之間的關係。在科學論證教學中，學生能自主構建對科學概念的獨特理解並進一步內化、精緻化。通過論證，學生以話語實踐的方式將思維外顯化並接受公眾評價，從而進一步加深理解。同時，在論證過程中，學生需反思他人的觀點與論證過程，將他人的觀點、理論、詮釋納入已有的知識體系中，從而掌握科學知識，實現深層次的反思性學習。
培養學生的科學思維
科學論證需要學生利用證據論證觀點，評估觀點的形成過程，以及理解並參與科學知識的傳播、論證過程。這不僅需要學生綜合運用分析、評價、創造等高階思維，同時也能發展學生的批判性思維，提高學生的元認知能力，實現自我覺察、反省、評價與調節。
提高學生的溝通與表達能力
科學論證作為一種話語實踐具備討論與辯論的社會屬性，學生需將內隱的思維以口頭語言或書面語言方式外顯化，這一過程能充分鍛鍊學生清楚、有條理的表達能力。此外，論證並不在於輸贏而是共同協商達成一致，因此在反駁與捍衛觀點的同時，也能培養學生的有效溝通能力。
ADI科學論證教學模型
探究教學是科學教學中最常用的方法，科學論證的發展促使科學探究教學從「內容—過程」「發現—探究」走向「證據—解釋」。ADI論證教學模型是以「證據—解釋」為取向的教學模型，將論證教學與科學探究學習進行了有機結合，藉助科學論證推動科學教學的開展，引導學生通過對探究數據的論證、解釋、反思參與科學實踐活動。該模型的實施階段和步驟如圖1所示。
▲圖1 ADI科學論證教學模型步驟
階段1：確定任務和問題 教師設計情境，激發學生興趣並產生問題意識；教師協助學生確定探究問題與任務。
階段2：設計方案並收集數據 學生組成小組，圍繞階段1所提出的問題設計探究計劃。在本階段，學生經歷方案設計、方法選擇、數據收集過程，模擬科學家的實踐活動。
階段3：分析數據並進行初步論證 學生提出一個由觀點、證據和推理組成的論點並與同學分享討論。證據可以是多種形式，可以是觀測的數值（溫度、質量等），也可以是對情況的描述、推斷。但需要對證據進行推理解釋，如觀測數值隨時間的變化趨勢，對照組與實驗組之間的差異等。此階段是模型的關鍵步驟。
階段4：論證分享環節 各小組分享論證，其他組的成員對觀點的合理性、有效性進行評價，營造真實的科學論證環境。在分享過程中，小組成員輪流到其他小組觀摩，同時本小組留1名組員為其他觀摩小組解釋本組的論證過程。
階段5：反思性研討 給學生充足的時間對論點、論據及論證的方式進行反思，為學生提供發揮潛力的空間，使其體驗到科學實踐的真實性。
階段6：撰寫個人調查報告 整合書面論證形式，鼓勵每個學生思考學到了什麼，如何學到的，以及為什麼得出這樣的觀點。實驗報告涉及3個問題：①你想做什麼？為什麼想這麼做？②你做了什麼？為什麼這麼做？③你的觀點是什麼？在呈現形式方面，鼓勵學生以表格、圖表的形式清晰呈現，並在製作表格的過程中梳理想法。學生在寫作時需要與同伴討論材料的意義，增強對材料的提煉與理解。
階段7：雙盲評議 學生完成調查報告後上交給教師，教師隱去作者信息後，分發給3個不同的小組，由其他小組對調查報告質量進行評價並提出改進意見。此環節旨在為學生提供更多的反饋意見，鼓勵學生思考、制訂、使用適當的論證評價標準，並培養學生的元認知能力。
階段8：修改並最終提交報告 教師將已評價的調查報告返還給對應學生，由他們繼續修改，完成後提交給教師評分，直至合格。此環節旨在通過迭代過程，提高學生的書面論證技巧，加深學生對內容的理解。
應用ADI科學論證教學模型需要注意的問題
教學內容的選擇
並非所有的科學內容均適用ADI科學論證教學模型。首先，教學內容應具有可論證性且具有論證價值。例如，圍繞科學概念與原理形成的議題就可以作為論證內容。這類議題往往是學生模稜兩可的，在日常生活、學習中容易產生錯誤概念。通過論證可以實現學生的概念轉變，加深對科學概念和原理的理解。其次，ADI科學論證教學模型整合科學論證與科學探究，因此教學內容也應考慮到科學探究教學的要求，保證教學內容具有探究的必要性與可能性。
問題情境的設計
創設適宜的問題情境是有效開展科學論證教學的重要環節之一。問題情境的設計應該具有真實性，即與學生的日常生活建立聯繫，貼近學生生活的情境更能調動學生的學習積極性與主動性。其次，問題情境設計應暴露學生的前概念，幫助教師掌握學情，精準抓住學生學習的生長點。第三，問題情境應使學生產生認知衝突，學習的發生源於解決認知衝突或消除認知心理的不平衡。在這種認知衝突的驅動下，激發學生的求知慾，推動科學論證教學的順利進行。
論證教學環境的創設
論證的發生需要有一個自由、安全的論證環境，良好的論證環境和氛圍下學生才更容易勇於表達想法。教師應該明確課堂中學生與教師的身份，學生是課堂中合理的知識觀點的生成者，課堂環境建設應以學生為中心，構建學生有紀律、有自主權、自我負責的課堂環境。其次，教師扮演支持學生的角色，鼓勵學生反思自身理解、想法、立場的變化過程。第三，教師要努力構建課堂學習共同體，使學生在小組解決問題的過程中完成使用數據、設計項目、撰寫報告等活動，在良好的生生、師生互動中促進學生的科學學習。
（本文原載於《中國科技教育》2020年第4期「觀察」欄目，作者高瀟怡、劉文莉，內容名有刪減。）
原標題：《觀察 | 將科學論證融入科學教學：ADI科學論證教學模型簡介》
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