不同类型化学教师论证教学的比较研究
文章编号：1005?C6629（2017）5?C0017?C04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
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?盗可希?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。
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