国外对科学课堂中开展有效争论的现状及其启示，本文主要内容关键词为：启示论文,堂中论文,现状论文,国外论文,科学课论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
在过去的20多年里，美国经历了一场科学教育的改革，在这场教改的影响下，科学教育从以往的对科学知识的掌握转移到提高全体学生的科学素养上来。在教育界，科学素养似乎还没有一个准确的界定。在美国的国家科学教育标准中，主要是将科学素养定位在以下几个方面：（1）学生具备运用科学知识的能力；（2）能使用科学方法思考社会和个人的相关问题；（3）能根据科学的过程和原理做出决策，并能合理的辩述科学问题。
为了实现《美国国家科学教育标准》的要求，现今的教学思想是使用发现教学、进行合理猜想、学生动手实践以及实验方法的多样化等方式来让学生主动参与到探究学习中。[1]
长久以来，美国的主流教育思想认为，进行科学探究是培养学生科学素养的重要途径。如何开展课堂的探究活动，如何培养学生的探究技能，这些问题一直困扰着广大教师。随着教育研究的发展，有研究者认为科学素养中学生开展争论的技能值得我们关注。学生能根据现象作出判断，在争论的过程中运用相关证据支持自己的观点，是学生具备科学素养的一种表现。
在科学课堂教学中嵌入“科学争论”能促进学生对知识进行内部建构，提高学生的推理能力，加深学生对科学概念的理解，这种“争论”在科学教学中的教育价值受到了许多研究者的肯定，他们的相关研究成果，对我国的科学教育理念及课程开展形式都具有十分重要的借鉴意义。
二、有关“争论教学”的基本观点
1.“争论”的定义
“争论教学”作为科学教学中的一种新的科学探究形式，如何界定“争论”是相关研究开展的关键。法国哲学家巴什拉（1940年）曾经将“争论”定义为当两个人的观点产生抵触时，两者期望去理解对方，把寻求真相作为争论的最终目的，而非产生共鸣。后来图尔明（1958年）发展了这个定义，使得这个定义与科学探究的结合得更为紧密。
图尔明认为争论分为4个基本要素：（1）个人观点：针对有关现象能做出明确的判断，提出个人观点；（2）掌握情况：掌握相关现象的基本情况；（3）支撑证据：能支持某观点的合理理由；（4）证伪：能对所提观点举出反例。[2]
而今大部分的研究者都以图尔明的观点作为基本的研究模型。
根据上述定义可以认为，争论教学是研究者们对科学探究开展形式的思考。在这种观点的指导下，争论在探究中的地位得到了重视和提升，也为科学探究的开展开辟了新的道路。
2.“有效争论”的基本条件与等级划分
“争论”是日常生活中经常发生的活动，它能有多种分类的方式，如可分为“自然产生的争论和非自然产生的争论”、“科学争论和非科学争论”、“口头争论和非口头争论”、“有意义的争论和无意义的争论”。究竟什么样的“争论”才能激发学生的学习兴趣，增长学生的科学知识呢？
为了进一步研究“争论”在科学教学中的使用及教育价值，需要对课堂的“有效争论”进行界定。布莱尔和约翰逊认为“有效的争论”必须包含以下3个基本条件：（1）可接受性，有关的假设是否是可以接受的；（2）相关性，这些假设是否与结论紧密相关；（3）充分性，是否为结论提供了充分的支持。[3]这3个基本条件也为界定“有效争论”的等级提供了指导。
英国伦敦大学的乔纳森·阿斯勒是“争论教学”的代表人物之一，他将“有效争论”分为了以下5个等级。
等级1：争论中只包含简单的论点，如两个并列的观点，或者是一个正观点一个反观点。
等级2：争论中论点的论据由相关数据、正当理由和理论支持组成，但是不包括任何反例。
等级3：争论具有一系列的论点，论据中除了包含相关数据和正当理由的支持之外，还包含了说服力较弱的反面例子。
等级4：争论中包含的论点，有一些清晰的正面观点和反面观点，但有一些观点并不是这么必要。
等级5：能在原有的争论中产生一个能被正反论证的新的争论。[4]
这5个等级的划分是对课堂中的“争论”进行分析的基本依据，同时也是教师评价学生“争论”技能等级的依据。在许多相关的实证研究中，都以此作为标准，来对“有效争论”的开展进行深入的剖析。这种将“争论”等级的具体化，也对学生“争论”技能的提高具有指导意义。
三、关于“争论教学”的教学环境
“争论教学”的开展形式有别于传统的课堂模式。首先，在课堂氛围的营造上就有所不同。传统的课堂是以教师为中心开展的，教师是知识的权威，也是课堂教学的主导者，学生没有太多的自主空间，也不需要思考除了知识结论以外的问题。在“争论教学”相关理论的指导下，要求课堂的氛围是平等、自由的，教师作为课堂当中一个特殊的角色，成了一场知识学习运动的组织者。
课堂需要营造一种自由发言的气氛，与传统课堂相比，课堂多了许多师生的对话交流以及生生的对话交流，学生在课堂进行发言时没有过多说错话的思想负担，并能激发使得观点多样化的思想意识。
从教学开展形式来看，不同的教育研究者有不同的看法。乔纳森·阿斯勒等主流研究者认为，“争论教学”可以渗透在日常的科学教学中，让学生针对科学问题展开争论，通过提出观点、罗列证据、举出反例第一系列的过程，实现学生知识的内部建构，加深学生对科学概念的理解。在课堂中可以以小组讨论的形式开展活动，学生可以组成学习的共同体，通过相互交流，对彼此的知识结构产生影响，在以寻求真相的目的引导下，完成共同学习的任务。
研究者Driver认为，也可以让学生在学习中具有更大的自主性，让学生自己挑选感兴趣的题目，然后展开调查，进行争论。这种形式更有利于激发学生的学习兴趣。
研究者Miika Marttunen甚至认为“有效争论”可以在网络环境下实现。让学生分为若干个讨论小组在网络环境下，相互讨论。学生可以以匿名的方式参与讨论，也能自由参加到不同的讨论组当中。采取这种形式的主要目的，是为了消除学生在公开场合发表观点的心理负担，使课堂具有更自由的讨论空间。[4][5]
有效的科学“争论”并不是单靠教学形式就能实现的，其对教师也提出了相关的要求。这里不妨总结为以下几点。
（1）教师须成功地营造平等、自由的课堂氛围，这是争论成功开展的重要保障。教师需要放弃自己在课堂中的主导权，在课堂中扮演的是一个引导者、组织者、倾听者的角色，而不是知识的“权威”。
（2）在语言上，要注意用语，鼓励学生积极发言，以促进课堂“争论”的开展。
（3）教师还应强调一些争论中的批判性的言论。
根据Driver的观点，批判性的元素能更有利于促进“争论”的开展，也能促进更好的对话交流的产生。[4][5][6]
四、与“争论教学”有关的实证性研究简介
1.相关研究的主题及方法
“争论”在科学教学中的应用得到了越来越多研究者的关注，这不仅仅是由于与“争论教学”相关的理论日趋成熟，也由于它得到了一系列实证研究的支持。相关的实证研究覆盖了许多方面的内容，研究的主题主要围绕以下几个方面：“如何在课堂中建立有效的争论”、“争论教学应在何种教学环境下进行”、“学生的哪些能力、技能在争论的过程中被加强，这种教学形式的教育价值又是什么”等等。从这些研究主题中可以发现，相关的研究主要是聚焦在“争论”的实现和效果上。研究者们正致力于建立一个有效的模式，来使“争论”的教学形式变得更加规范，因此相关的研究仍有待进一步的细化。
目前，“争论教学”的相关研究采用的方法尚比较单一，主要是采用案例分析的方法，大多是指定一些预设的课题，收集科学课堂中的录像或者录音材料，对科学课堂中的师生对话及生生对话的内容进行分析，有效争论的等级划分就是一个分析的依据。就分析而言，其量化程度还较低，主要以质的分析为主。
2.具有代表性的实验研究
在众多的研究中，具有代表意义的研究之一就是美国衣阿华州立大学的布莱恩（Martin Brian）的研究。他收集了13年级的科学课堂的录音资料，该部分学生的科学课是由一名有16年教学经验的教师负责的。该教师针对一些课题，坚持使用“争论”的方法开展教学，布莱恩对相关的课题进行了两年的跟踪研究。他的研究发现，两年间，在教师的指导下，学生在课堂上的发言越来越多，在课堂上的对话中，被界定为“有效争论”的对话比率越来越大。教师的角色也在这个过程中发生动态的变化，由课堂的主导者逐渐变成了聆听者和知识的指导者。在课堂教学中嵌入了这种“争论”，能有效地提高学生进行调查设计、做出判断及提供依据的能力。
在该项研究中，布莱恩总结了在科学课堂实现“有效争论”的以下3个要点。
（1）教师要扮演能提出批评性建议的角色，来促进课堂中的“争论”。
（2）要适时变化提问的模式和步骤，使得课堂中的“争论”更加活跃。
（3）要促使学生积极参与发言，才能锻炼学生“争论”的技能。
这个理论的主流研究者乔纳森·阿斯勒也开展过一个类似的研究。他设立了135个特定的对立事件，在43个讨论小组及23个课堂中开展讨论，收集了这些讨论过程的录音材料，并根据其对“有效争论”的分级进行划分研究。他的研究对“争论”做出了更细致的分析，其得出的结论也比布莱恩的研究显得更为深刻。乔纳森·阿斯勒总结了3点：（1）“有效争论”等级的划分能帮助研究者评价每个学生对“争论”结果的贡献。（2）学生能够达到的“有效争论”的等级并不取决于学生的知识水平，而是与学生对生活的体验和感悟有关。对生活有深刻感悟的学生往往能达到比一般学生更高的“争论”等级。（3）课堂中通过“争论”并不能直接让学生获取新的知识，但是能有效地提高学生进行科学“争论”的技能，同时让教育工作者更重视学生对生活的体验。
3.其他的研究结论
除了上述具有代表性的实验研究外，其他的相关研究也得出了一些很有价值的结论。布莱梅大学的Von Aufschnaiter从研究中指出了以下几点。
（1）学生参与“争论”的最基本原因是由于他们在“争论”的主题中，找到一些他们了解的信息。
（2）学生对“争论”主题的理解程度是由学生本身的知识水平决定的。
（3）“争论”能帮助学生巩固他们对知识的理解。
（4）“争论”并不能直接使学生获取新的知识，但是它可以为学生提供机会，促进学生进行思考，此外还能使学生思考一些他们已经获取的知识，然后对这些知识进行重新建构。
此结论与阿勒斯的结论有承接关系，即“争论”教学没有直接为学生带来新的知识，但是它能促使学生对相关概念有更深入的了解，也锻炼了学生进行科学“争论”的能力。[7]
五、借鉴与启示
随着教育改革的深化，研究者都致力于寻找更合适的教学方法来提高学生的科学素养。于是，如何有效地开展科学探究成了教育工作者思考的核心问题。“争论教学”主要是在探究教学的大环境下的一种新的教学形式，思考着教师应在科学教学中所扮演的角色。教师不再是课堂中的“权威”，而是一个聆听者，一个提出批判性言论的主导者。研究者们都希望通过促进学生在课堂上的“有效争论”，来使得学生对科学的概念产生更深刻的理解，同时锻炼学生进行科学“争论”的能力。
1.科学探究的开展形式
我国自课程改革以来，“科学探究”在物理课堂教学中的地位被提到了一个新的高度，并将其分成7个要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，评估，交流与合作。根据这7个要素，中学物理教师们纷纷通过加入课堂演示实验、随堂实验等来迎合“科学探究”的热潮。但笔者认为，对科学探究的这种理解是狭隘的。课堂实验是进行探究的一种形式，而不是唯一的形式，真正的探究应该聚焦在学生对某个问题进行思考、自我建构，从而获取知识的过程。
国外的研究者将“探究”看作一个更广泛的概念。在课堂中让学生进行有效的科学“争论”，也是开展科学探究的一种方式。“争论”既可以是物理课堂中对核心问题展开的一系列争论，也可以是对某一问题展开的讨论，只要对这个问题进行的“争论”是有效的，引起了学生们的深入思考，学生们就能从中体验探究的过程。相比起实验教学，在课堂中引入“争论”显然是能给学生更大的思考空间，并能激励学生在公开场合表达自己的科学观点。
由此可见，在物理课堂中，教师可引导学生围绕教学的重点、难点或某些问题，展开科学“争论”，由此可以来深化课堂中的科学探究，使得物理课堂开展的方式更为丰富，更加高效。
2.科学“争论”与课堂小组讨论的异同
上述国外科学“争论”的相关观点、形式等与我国当前物理课堂教学中的小组讨论，从表面上看有相似之处：（1）争论与讨论都是围绕一个或几个核心问题展开的，这些问题都是学生需要掌握或值得思考的问题。（2）体现了以教师为主导、学生为主体的教学思想。讨论、交流的氛围中，学生能主动、平等地参与争论。（3）在争论和讨论中，都让学生形成学习共同体，在学习过程中体验倾听、思辨，从而提高学生思考科学问题的能力。
然而，这里所说科学的“争论”与课堂小组讨论也是存在许多差别的，主要表现在以下几点。
（1）课堂小组讨论是进行科学“争论”的一种形式。“争论”指的是为寻求问题的最佳答案所展开的讨论，其开展的形式是多种多样的。正如上面提及的，教师可以适当加入到学生的“争论”之中，教师可以扮演提出批判性意见的角色，从而促使学生更激烈、有效的“争论”。又如，“争论”可以在整个班级中展开，能集中更多学生的争论意见，甚至在技术条件允许的范围内，在网络中匿名展开。由此可见，科学的“争论”涵盖了更多形式的讨论。
（2）两者对学生的要求有所不同。在课堂小组讨论中，学生主要是根据教师的要求来完成讨论，这种要求并没有被规范化，其目标往往是得出某个结论。而科学“争论”不同，它要求学生除了需要得出某个结论外，还需要对阐述的观点提供证据、素材等，这些证据、素材需要包括证明和证伪，显然要求要高于小组讨论，同时学生“争论”的任务也更为具体。
（3）“争论”的主题主要是科学问题，而小组讨论则没有强调一定是针对科学问题展开的。小组讨论的主题可以是哲学问题，也是可以是历史性问题。显然，“争论”对科学课堂而言更具有针对性。
总之，科学“争论”对课堂小组讨论具有指导的作用，如何发挥教师在此过程中的作用，学生的“争论”技能如何进行评价等问题，都为小组讨论的改进指引了方向。要将小组讨论更好地运用到物理课堂教学中，就需要将小组讨论的形式，对学生的要求具体化，以保证其有效地开展。
3.科学争论的具体化
从教学研究的角度来看，科学“争论”不仅在国外受到了研究者们的追捧，在中国，也有运用过“争论”的形式来施教科学课的。我国的研究者主要是针对课堂小组讨论来展开相关研究的，在教学策略、教育价值上提出自己的观点，这些研究主要还停留在理论层面上，至今并没有相关的实证研究。此外，我国的教研工作者鲜有将学生的科学能力具体化，在我国的有关期刊上几乎还未出现有关于“争论教学”的相关文献，对于课堂中涉及的科学能力也停留在模糊的认识阶段，并没有对各种不同的技能加以区分和明确。显然，科学课堂中的“争论”与日常生活中的争论有所不同，我国的学者未能将有关概念具体化，即使在课堂上开展了科学的“争论”也难以进行深入的研究，尚未能形成一些有参考意义和推广意义的相关理论。
而国外的研究者，则将科学能力中的“争论”技能独立出来，不仅把其概念具体化，还将有效的“争论”分成了不同的等级，从而有针对性地对“争论”技能的培养策略进行了研究。这样，对学生“争论”技能进行培养的可操作性，便大大被提高了
综上所述，有效的“争论”能使学生对物理概念进行更深入的思考，深化对物理概念的理解，同时还要求学生用言语表达出来，有助于学生科学素养的提高。开展“科学争论”是科学课堂教学中的一种新的教学观点，无论是在科学课堂的形式上，还是教育研究的开展上，对我们都有借鉴和参考的价值。