落实科学论证的探究性实验教学设计

摘   要：科学论证能力是学生应具备的关键能力。基于论证式教学对“探究加速度与力、质量的关系”进行教学创新设计，教师从真实情境出发，以问题链的方式引导学生提出论题、寻找证据、阐释主张、辩证主张、获得结论，使学生在科学论证过程中深化对知识的理解、提高科学论证能力，达到发展学生科学思维的目的。

关键词：论证式教学；科学思维；科学论证

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2022）10-0031-5

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》将科学论证列入物理学科核心素养“科学思维”层面的主要要素之一，并在课程目标中要求学生通过高中物理课程的学习，应具有使用科学证据的意识和评估证据的能力，能运用证据对研究问题进行描述、解释和预测[1]。因此，如何在教学中落实科学论证促进学生思维发展，是值得重视和研究的问题。

1    论证式教学

科学论证是以证据为基础，借助证据和逻辑推理获得的理论依据支持自己的主张、反驳他人观点的科学活动[2]。目前应用较广泛的是图尔敏的TAP论证模式，此模式提供了论证过程的基本范式，如图1所示[3]。它包含依据、主张、理由三个基本要素和支援、反驳、限定词三个补充要素。其中，依据是支持主张的数据、事实和证据；主张是我们想要证明和确定的结论；理由是连接依据和主张的普遍性原则和规律。而支援是对理由进一步支持的陈述；限定词是用来表明主张成立的范围及条件；反驳是对资料、理由反驳的事实和观点。

论证式教学是将科学论证活动引入课堂教学，落实科学论证促进思维发展的一条行之有效的途径。2010年王星乔和米广春提出论证式教学模式的操作程序（图2）[4]。根据此程序并结合科学探究的要素，在探究性实验教学中，教师可根据教学目标创设情境引入论题，学生在情境和已有经验的基础上提出猜想和进行验证猜想的实验设计，然后开展实验收集证据，并基于证据与理由阐述和解释主张。若各小组意见一致且教师认为达到预期的学习目标可直接进入获得结论阶段[4]。若存在不同主张，教师应引导学生辩证主张，在辩证过程中需要重新分析资料或收集额外证据来进一步支持理由。待大家达成一致主张且教师认为达到预期学习目标时，可进入获得结论阶段。

2    “探究加速度与力、质量的关系”的论证式教学思路

“探究加速度与力、质量的关系”是新课标明确提出的学生必做实验，也是学生对力与运动认识的延续和学习牛顿第二定律的基础。如果在本实验教学中融合科学论证与科学探究，学生不仅能正确辨析所得的实验结果、深化对实验结论的理解，还能促进科学论证等能力的提高。那么，教师该如何引导学生开展科学论证，提高科学论证能力，发展科学思维？为了有效解决此问题，我们尝试基于论证式教学程序对“探究加速度与力、质量的关系”进行教学创新设计，教学设计思路如图3所示。

3    落实科学论证促思维发展的教学创新设计

3.1    创设情境，引入论题

4    结束语

科学论证过程，学生基于对证据的理解阐释主张有助于他们超越自我认识，提高评估证据的能力。其次，学生运用证据和科学推理获得的理由能促进批判性思维的发展。科学推理能力和科学论证能力的培养也能从中落地而生。因此，探究性实验教学中，教师在关注学生科学观念的形成、科学探究能力提高的同时，还要注重科学论证等科学思维的发展。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]胡红杏.科学论证的本质、价值及教学策略[J].当代教育与文化，2021，13（2）：42-49.

[3]汪明.图尔敏论证模型与物理教学的实践[J].物理教师，2020，41（12）：9-12.

[4]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.

[5]王贤勇.在实验探究中培养物理实践能力——以探究“加速度与力、质量的关系”为例[J].中学物理教学参考，2019，48（16）：50-51.

[6]周家盛.基于核心素养的学生分组实验教学设计与思考——以“实验：探究加速度与力、质量的关系”为例[J].物理之友，2020，36（10）：32-34.

（栏目编辑    邓   磊）