以化学论证探究式教学赋能拔尖创新人才培养

［摘要］ 论证探究式教学作为科学论证教学的主要方式，能够以主题对话激发探究欲望、以方案论证促进团队合作、以探究提炼强化批判求证、以开放评议鼓励创新实践，对于赋能拔尖创新人才的培养具有重要意义。以高中化学论证探究式教学为例，通过引入真实情境促进多组对话、开放探究路线强化多样实践、介入技术资源助推多方论证和选取领域视角实施多元评估等策略，为拔尖创新人才的培养赋能。

［关键词］ 论证探究式教学；拔尖创新人才；高中化学；学科实践

作为侧重于促进学生自主学习、提升其批判性思维、实践应用和合作交流的一种教学模式，论证探究式（Argument-Driven Inquiry，ADI）教学被验证在提升学生学习成效、培养学生核心素养和促进跨文化教育等方面具有显著优势。ADI教学的基本流程可分为以下8个阶段。

阶段1：确定任务和问题。教师创设情境，激发学生兴趣，同时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，尝试用科学家的思维来开展实践活动。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，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ADI教学中的关键步骤。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。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。教师给学生充足的时间对论点、论据及论证的方式进行反思，使学生体验到科学实践的真实性、思辨性。阶段6：撰写个人调查报

告。学生以书面论证形式将ADI教学过程中学到了什么、如何学到的，以及为什么得出这样的观点加以整合，撰写成调查报告。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。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。

在这一系列过程中，学生将通过实践探究、合作讨论和书面表达等方式，深入了解问题背后的原理，从而培养批判性思维和科学素养。与此同时，中小学科学教育不仅需要为学生打下坚实的学科基础，更是培养未来拔尖创新人才的基石。下面，本文就ADI教学赋能拔尖创新人才的培养展开理论探讨与实践阐释。

一、ADI教学赋能拔尖创新人才培养的基本理据

1.以主题对话激发探究欲望

ADI教学强调学生在真实科学问题中的积极参与，通过提出观点、支持论据和进行辩论等方式来激发学生的批判性思维和对话意识。在课堂教学和实验中，学生不仅学习科学知识，还培养解决问题的各项技能。这种教学模式让学生积极参与话题讨论，激发他们的探究兴趣和求知欲，从而激活内在的学习动力。可见，ADI教学模式的重要特点在于引导学生通过自己的探究和实践来理解科学，而非被动接受知识。实则，拔尖创新人才的首要特质便是具备强烈的求知欲。这种渴望知识的内在驱动力驱使他们不断追求新的想法、挑战和解决新的问题。求知欲激励他们持续学习和探索未知科学领域，最终创造出前所未有的解决方案和形成创新思维。实际上，ADI教学鼓励学生质疑、思考和合作，提倡他们自主发现更深层次的学习意义。透过对真实问题的探究，学生不仅获得了知识，还形成了解决现实问题的能力。这种教学方法使得学生对科学产生浓厚兴趣，增强了他们主动探索知识的意愿。因此，ADI教学模式并未止步于传授知识，而是一种引导学生自主探索和主动学习的有效方法，为他们开启了探索科学世界的大门。

2.以方案论证促进团队合作

在ADI教学中，学生并不是单打独斗，而是需要协作沟通，通过团队合作来实现共同目标。通过方案论证，学生可以集思广益，从不同角度思考和解决遇到的问题，最终形成更加完善和具有创新性的解决方案。与此同时，在培养拔尖创新人才的过程中，其团队合作能力被视为一种至关重要的品质。拔尖创新人才不仅需要具备卓越的个人能力，更需要懂得如何与他人合作、协调和共同努力。团队合作能力不仅体现在个人的交流技巧和合作精神上，更体现在如何有效地整合团队资源、协调团队成员之间的关系，以及达成共同目标的能力上。而ADI教学提倡的团队合作模式不仅仅是为了完成任务，更重要的是培养学生的团队精神和合作意识，在相互协作中学会倾听、包容尊重和争论反思，从而营造出积极高效且和谐向上的团队氛围。由此可见，ADI教学可以成为培养学生综合能力的一种途径。通过实际操作和实践反思，学生在项目活动中不断地探索和尝试，从失败中汲取经验教训，逐渐提升自己的能力素养。此外，ADI教学也给予学生充分的自主空间和创造性发挥的机会，激发他们的创新潜力和创造力，为未来的拔尖创新人才的培养奠定坚实基础。

3.以探究提炼强化批判求证

通过探究实践、提炼观点和集体审议等环节阶段，ADI教学可以激发学生的创新潜能。一方面，ADI教学注重学生的自主探究，强调对信息和知识进行提炼和整合，帮助学生将大量数据转化为实际可行的解决方案，加深他们对问题及其科学本质的理解，促进他们逻辑思维和创造性思维能力的发展。另一方面，ADI教学强化学生的批判性思维，要求他们审视并评估所得结论和解决方案，反思质疑并寻找改进的方向，这利于培养他们的问题解决能力，激发他们持续探索的热情。拔尖创新人才正需要具备批判求证能力，以应对信息过载和提高决策准确性。这种能力有助于筛选真实信息、激发创造力，并促进独立思考和自主学习。通过质疑现有知识，他们会积极寻找创新点和突破口，从而成为在竞争激烈的环境中脱颖而出的领导型人才。实际上，蕴含在ADI教学过程中的求证导引，鼓励学生通过实验、验证和反复推敲来确认假设或解决方案，有助于培养学生的科学精神和实践能力。这种方法不仅可以让学生在实践中学习，还能够塑造他们严谨的思考方式和勇于尝试的学习品质。此外，通过实验验证或资料论证等方式不断地调整解决方案，学生也能够体会到科学研究的复杂性、递进性和探索性，从而养成批判求证的耐心和毅力。这正是拔尖创新人才所应具备的勇往直前的意志与品质。

4.以开放评议鼓励创新实践

ADI教学强调通过引导学生进行实验、验证和反复推敲来激发他们的创新精神和实践能力。在这一过程中，开放评议起着至关重要的作用。开放评议不仅是一种交流方式，更是激励学生进行创新实践的学习机制。通过开放评议，学生可以分享他们的独特观点、想法和实验成果，并与同学及老师进行深入的讨论与交流。这种开放的交流环境为学生提供了展示自己想法的舞台，鼓励他们勇于提出不同的或新颖的见解。当学生的观点受到质疑或挑战时，他们将自觉主动地寻找更好的解决方案，这就促进了他们的创新思维和实践能力的发展。实际上，拔尖创新人才必须具备突出的创新与实践能力。创新是指他们具备独特的思维方式，能够不断提出新颖的观点、想法和解决方案；实践能力则是指他们能够将这些创新理念转化为现实行动，并实际应用于各种领域。在开放评议的过程中，学生会接触到来自不同视角的意见和建议，这有助于他们拓展思维边界，能动地接受并借鉴他人的观点，从而激发出更具创意和深度的想法。通过积极参与开放评议，学生不仅获得对问题更全面的理解，还能够培养团队合作能力和批判性思维，这些都是创新实践所必需的素质。

二、ADI教学赋能拔尖创新人才培养的实践策略

1.引入真实情境，促进多组对话

引入真实情境意味着将化学知识与实际生活场景相结合，让学生在解决现实问题的过程中理解和运用化学概念。通过真实情境的引入，学生能够更好地认识到化学学科的现实应用意义，激发学习的兴趣和动力。教师可以选择与学生日常生活密切相关的话题，如环境保护、食品安全等，以此激发学生的思考和创造力。这样的情境引入必然会促进学习者之间的合作互动，通过话题探究的分组讨论和交流，学生分享各自的想法和观点，从而拓展思维的广度和深度。而且，这种互动能够深化学生的知识理解，并培养他们的表达能力和批判性思维。同时，学生在团队合作中也能学会尊重他人观点、协商解决问题，培养团队意识和领导才能。

例如，以“为什么酸雨对环境会造成危害”这一现实问题作为研究主题，引导学生展开思考与探究。在具体教学过程中，教师先让学生自发探究，组成小组设计实验方案，包括测量水样的pH、模拟酸雨形成过程等。在实验中，学生需要应用化学知识和技能，提出假设并进行验证，进而小组成员之间共同整理实验结果，展开讨论。通过比较各组成果、分析其差异与共性，引导全体学生共同探讨酸雨对环境造成危害的机制。多组讨论激发了学生之间的交流与合作，培养了他们的创新思维和实践能力。最后，结合实验数据和讨论成果，学生提出观点并加以解释，形成有据可依的论证基础。这一过程，不仅使学生获得化学知识，更培养了他们的批判性思维、创新意识和团队合作精神。通过解决现实问题的探究过程，学生积累了实践经验，深化了对科学原理的理解。这一教学过程，促使学生突破个体认知局限，培养解决问题的必备技能，为未来拔尖创新人才的培养奠定坚实基础。

2.开放探究路线，强化多样实践

在ADI教学中，开放探究路线旨在激发学生的主动性和创造力。首先，教师需要设置一个引人入胜的探究问题，促使学生积极思考和提出假设，从而引发他们对化学现象的好奇心。随后，学生将依据假设设计实验方案。学生可以自由选择材料、实验方法和步骤，培养科研方案的设计能力，同时也锻炼自身的团队合作与沟通能力。进入实验和观察阶段后，学生需要参与操作实验，记录数据并观察现象。而在数据分析和结论推断环节，学生应积极参与数据处理、结果分析和结论推断的过程。通过比较、验证和讨论实验结果，总结其中规律，培养批判性思维和逻辑推理能力。最后，学生要撰写研究报告，呈现整个实验过程和最终的结论，并努力提升学术写作能力。

例如，通过开放探究路线，让学生探究“酸碱中和反应的速率”。有的小组选择了实验探究法，他们决定通过进行酸碱中和反应实验来验证产物的形成，通过观察实验中的颜色变化等现象，实际感受该反应过程中化学物质的变化，以加深对酸碱中和反应的理解。有的小组选择了文献调研法，他们通过查阅相关资料，了解酸碱中和反应的原理和应用；同时，讨论不同反应条件下的影响因素，探讨产物结构和反应机制。通过文献调研，他们可以从理论角度深入分析酸碱中和反应，并将理论知识与实际的实验结果进行对比。而有的小组则选择了模拟计算法，他们利用数字软件模拟酸碱中和反应的过程，分析反应生成物的结构和特性。通过这种多样化的探究方案设计，学生在实践过程中积极参与，体验化学知识的乐趣，培养了实验操作能力、文献阅读能力和科学计算能力。同时，他们也锻炼了团队合作能力和创新思维，有效提升了综合素质和科学素养。该教学过程，鲜明地指向培养学生独立思考和解决问题的能力，为他们理解科学研究的范式、深化科学探究的多元认知打下了坚实基础。

3.介入技术资源，助推多方论证

介入技术资源的教学方式包括利用多媒体课件、在线实验平台及虚拟实验室等信息技术工具。一方面，教师可以利用多媒体课件呈现生动、直观的化学实验过程和原理，激发学生的兴趣和好奇心。在观看学习这些视频、动画等的过程中，学生可以更加真切、深刻地体验到化学反应的发生和规律，从而进一步学习探索。另一方面，利用在线实验平台和虚拟实验室进行探究式学习也是一种有效的策略。通过这些技术工具，学生可以进行仿真实验，浸入式探索化学知识，培养实验设计和数据处理的能力。在ADI教学中，通过引入技术资源能促进生生之间、师生之间，以及学生与学习资料之间的互动交流，多方合作论证。学生通过在线讨论、团队协作等方式，分享学习成果并互相启发，从不同角度展开思考和分析，最终达成综合性结论。

以“醛和酮的区分”为主题的探究案例，可以通过虚拟实验模拟软件来进行。通过利用虚拟实验模拟软件，学生能够获得更具有互动性和探索性的学习体验。首先，在实验阶段，学生通过虚拟实验平台进行不同醛和酮的模拟操作，添加碘仿试剂和氨水等，观察其反应情况。这种实验既安全又有效，帮助学生理解化合物之间的特性差异，并激发他们的探究兴趣。接着，在讨论阶段，学生借助在线小组平台分享实验结果，并展开对其背后原理的探讨。与此同时，教师也可以在线辅导学生，促进他们之间的思想交流和互动。这种多方参与的合作环境，有助于加深学生对醛和酮特性的理解，培养他们的批判性思维和团队协作能力。最后，在总结阶段，学生通过多媒体工具展示实验报告和结论成果，分享他们的研究发现。整个教学过程，实验、讨论和总结这三个环节紧密联系，层层深入，通过多方合作论证，帮助学生构建系统且全面的有机化学知识体系，为未来拔尖创新人才所应具备的信息技术应用、审辨思维与合作能力奠定坚实基础。