李 燕 陳曉君 鮑賢清②

一、 基于證據(jù)的論證及其意義

(一) 什么是“基于證據(jù)的論證”

2013年，美國新科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了科學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)以學(xué)科核心概念為主線，實(shí)現(xiàn)科學(xué)與工程的實(shí)踐、跨學(xué)科概念和學(xué)科核心概念三者之間的緊密整合。學(xué)科核心概念是各門學(xué)科中非常重要的關(guān)鍵性概念，它們能為理解或研究更復(fù)雜的概念和解決問題提供工具與支持?？鐚W(xué)科概念是指那些能應(yīng)用于所有科學(xué)與工程領(lǐng)域的通用概念[1]?！翱茖W(xué)與工程的實(shí)踐”作為其中的一個維度，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的途徑，也是將三個維度緊緊纏繞在一起的方式。

常見的科學(xué)與工程實(shí)踐通常被分為8類，分別是：1.提出科學(xué)問題，定義工程學(xué)問題；2.發(fā)展和使用模型；3.計(jì)劃和實(shí)施調(diào)查；4.分析解讀數(shù)據(jù)；5.使用數(shù)學(xué)和計(jì)算思維；6.解釋科學(xué)，設(shè)計(jì)工程解決方案；7.參與基于證據(jù)的論證；8.獲取評價交流信息[2]。

“基于證據(jù)的論證”指對于新理論和現(xiàn)象的解釋、對技術(shù)問題的新解決辦法或是對數(shù)據(jù)的新解讀，科學(xué)家和工程師理應(yīng)使用推理和論證使他們的結(jié)論有意義。而這些推理和論證都是基于假定的演繹，對現(xiàn)有模式的一般性總結(jié)歸納，或者對最好的可能解釋的推斷[3]?？偟膩碚f，“基于證據(jù)的論證”中的“證據(jù)”無論在科學(xué)還是工程范疇，更偏向于實(shí)證，即來源于自然觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在本文中，“證據(jù)”主要聚焦在博物館環(huán)境中，學(xué)生通過觀察展品、展板文字等得到一手或二手證據(jù)。而筆者主要從“論證”這一角度出發(fā)，從更微觀的層面探討科技博物館教育活動開發(fā)中的教學(xué)設(shè)計(jì)。

(二) 基于證據(jù)的論證的教育意義

1. 促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)概念的理解與建構(gòu)

論證既是一種實(shí)踐形式，也是一種表達(dá)形式，是對觀察到、收集到的證據(jù)的表達(dá)。有研究者指出，對知識的討論，包括解釋和論證，是表達(dá)概念理解的有效途徑[4]。

博物館有其獨(dú)有的學(xué)習(xí)模型，該模型涉及物理情境和社會情境。在經(jīng)過設(shè)計(jì)的博物館內(nèi)，學(xué)習(xí)可以被場館設(shè)計(jì)激發(fā)，也可以發(fā)生在與展品的交互中，甚至可以發(fā)生在與同行人的交談中。這也是非正式學(xué)習(xí)的一個特點(diǎn)，采取論證的實(shí)踐，能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者交談的發(fā)生，從而提高學(xué)習(xí)者的博物館學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)科學(xué)是一個建構(gòu)知識的過程，在論證的一次次推進(jìn)迭代中，學(xué)習(xí)者能夠自我發(fā)展內(nèi)化科學(xué)概念，加深對科學(xué)知識的理解。

2. 促進(jìn)學(xué)生對實(shí)踐方法和過程的認(rèn)識

論證作為科學(xué)探究的一種重要實(shí)踐方式，需要論證者不斷從證據(jù)出發(fā)分析并得出結(jié)論，這也是一種探究過程。1996年版的美國科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出“提倡學(xué)生進(jìn)行探究”[5]；而2013版則采用了“科學(xué)和工程的實(shí)踐”，是對探究二字的改進(jìn)，但從本質(zhì)來說，基于證據(jù)的論證也是探究。學(xué)生獲取證據(jù)、分析證據(jù)、得出論證結(jié)果的過程是一個完整的探究過程。

論證作為科學(xué)探究的一種重要實(shí)踐方式，不只是基于邏輯實(shí)證主義的科學(xué)探究、以證據(jù)為基礎(chǔ)的認(rèn)識活動，論證者還應(yīng)該關(guān)注構(gòu)建科學(xué)主張時的理論依據(jù)以及在構(gòu)建社會特征時運(yùn)用大量辯證策略和言語行為。科學(xué)探究也不是固定程式的，面對靈活多樣且有爭議的科學(xué)問題，學(xué)習(xí)活動需要倡導(dǎo)基于證據(jù)和理由的多樣化主張之間的爭辯，從而體現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的社會建構(gòu)特征和人在科學(xué)研究過程中的主體地位?？茖W(xué)探究更不是結(jié)果定向的，論證主張多樣化，個體進(jìn)行不同主張的構(gòu)建和相互爭辯，論證參與者便可在科學(xué)研究的過程中擴(kuò)大思維空間和認(rèn)知角度，參與主張的爭辯，體會科學(xué)論證的過程屬性[6]。

論證作為評價科學(xué)解釋、科學(xué)結(jié)論或工程設(shè)計(jì)是否合理的方法之一，將“科學(xué)和工程的實(shí)踐”中的“計(jì)劃和實(shí)施調(diào)查”“發(fā)展和使用模型”“分析解讀數(shù)據(jù)”“使用數(shù)學(xué)和計(jì)算思維”“解釋科學(xué)，設(shè)計(jì)工程解決方案”這幾種實(shí)踐互相串聯(lián)。論證作為中間紐帶，通過這幾種實(shí)踐將真實(shí)可見的世界與虛擬的方法論世界緊緊聯(lián)系在一起，促進(jìn)學(xué)生理解方法掌握實(shí)踐[2]。

3. 促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高

2016年，美國國家科學(xué)院將科學(xué)素養(yǎng)定義為：“不僅是科學(xué)知識的基本常識，更包括對科學(xué)過程和實(shí)踐的理解，對科學(xué)和科學(xué)家工作的熟悉程度，對科學(xué)產(chǎn)品的衡量和評價能力，以及對科學(xué)價值進(jìn)行公民決策的能力。”[3]庫恩(Kuhn)將論證定義為提出觀點(diǎn)，以證據(jù)支持觀點(diǎn)，評估觀點(diǎn)或科學(xué)產(chǎn)品并改進(jìn)的過程[7]，這與科學(xué)素養(yǎng)提倡的經(jīng)歷科學(xué)過程，參與科學(xué)實(shí)踐的要求不謀而合。如果能將科學(xué)論證應(yīng)用于非正式學(xué)習(xí)的科學(xué)教育，能有效提升學(xué)習(xí)者的科學(xué)素養(yǎng)，也體現(xiàn)了以實(shí)證為核心的科學(xué)認(rèn)識論、方法論和價值觀。

二、 基于證據(jù)的論證教學(xué)設(shè)計(jì)

(一) 國內(nèi)外論證式教學(xué)策略應(yīng)用于課堂中的研究

圖爾敏(Toulmin)為論證設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)化的模型，其中共涉及到資料、理由、反例、限制、主張多個元素，并將他們按照一定的結(jié)構(gòu)用箭頭來表示。最基本的論證結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 TAP論證模式[8]

林鈺芳在其論文中參考圖爾敏的論證模式和靳知勤等人的論證細(xì)格腳手架，以“破除流言”為教學(xué)主題讓學(xué)生進(jìn)行自我論證，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的論證能力得到提高，批判思考意識由于時間關(guān)系并無改進(jìn)[9,10]。除了TAP論證教學(xué)模式外，還有研究者維克多等將論證整合到學(xué)生探究過程中，形成了有七個教學(xué)環(huán)節(jié)的論證探究式教學(xué)(ADI)，分別是教師確認(rèn)任務(wù)、產(chǎn)生數(shù)據(jù)、短暫論證、論證分享會、撰寫報(bào)告、論文評審、修改論文。參照該教學(xué)模式，研究者設(shè)置了十五個教學(xué)活動并進(jìn)行實(shí)證研究，得出采用論證式探究教學(xué)的學(xué)生能更好利用證據(jù)解釋自然現(xiàn)象，且顯示出更積極的科學(xué)態(tài)度[11]。而有研究者以論證為核心，建立了科學(xué)課堂中的論證模型(見圖2)，該模型由6個階段構(gòu)成循環(huán)的體系圍繞構(gòu)成，每個階段都在學(xué)生參與論證的實(shí)踐中有獨(dú)特的目的[12]。教師可以使用多輪循環(huán)來加深學(xué)生對科學(xué)核心思想的理解，直到學(xué)生對知識的理解滿意為止。

圖2 科學(xué)課堂論證模型

而研究者喬治(George Z.)則從概念轉(zhuǎn)變的角度運(yùn)用論證教學(xué)策略來創(chuàng)建模型(見圖3)，主要是通過論證創(chuàng)造認(rèn)知沖突，從教師和學(xué)生的角度來建立科學(xué)觀念，并從比較兩者科學(xué)概念和教學(xué)過程中學(xué)生的元認(rèn)知來評估教學(xué)效果。

圖3 將論證用于概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)模型[13]

從這兩個教學(xué)模型來看，在科學(xué)課堂上運(yùn)用論證，須有先前知識也就是學(xué)生原有論點(diǎn)的展示，最重要的環(huán)節(jié)就是學(xué)生自己的探究。這種探究可能是學(xué)生將自己獲得的新信息和原有觀點(diǎn)對照，也可能是新觀點(diǎn)和教師觀點(diǎn)的沖突，再通過論證獲得修正的科學(xué)觀念。最后的環(huán)節(jié)則是將新獲得的科學(xué)觀念進(jìn)行展示或者運(yùn)用。而作為論證發(fā)起點(diǎn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，則可以是提出邏輯問題[14],讓學(xué)生進(jìn)行資料搜集并加以論證的教學(xué)過程，如有可能還可以進(jìn)行辯論；或者讓學(xué)生進(jìn)行自我論證，解釋科學(xué)現(xiàn)象或破除謠言，如林鈺芳在其論文中就以綜藝節(jié)目《流言追追追》中的問題“可樂除鐵銹？”為核心問題，探究醋酸對于氧化鐵之影響[10]。

(二) 將論證應(yīng)用于博物館教學(xué)活動的教學(xué)流程

參考論證應(yīng)用于課堂中的教學(xué)模型及相關(guān)研究，筆者提出將論證應(yīng)用于科技博物館教育活動的教學(xué)流程。該流程一共有6個環(huán)節(jié)(見圖4)。

圖4 論證加入科技博物館教育活動的教學(xué)流程

1. 展示問題情境，提出/形成問題。即確定一個要研究的問題，此環(huán)節(jié)在博物館或課堂內(nèi)進(jìn)行皆可。問題的形成可以是教師提出，也可以是由學(xué)生來發(fā)現(xiàn)。教師可利用館內(nèi)的模型、標(biāo)本、視頻、圖文介紹等資料引發(fā)學(xué)生思考，引出研究問題；也可以在課堂內(nèi)用多媒體資料來提出科學(xué)問題或者以解釋科學(xué)現(xiàn)象的形式提出問題；在日常的學(xué)習(xí)中，也可將生活中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行提取和明確，轉(zhuǎn)化為研究問題。

2. 科學(xué)調(diào)查，實(shí)驗(yàn)探究，搜集證據(jù)。即根據(jù)確定的研究問題，尋找支持論點(diǎn)的證據(jù)。在博物館內(nèi)，實(shí)物展品模型、展板文字及交互視頻中的文字、數(shù)字、影像等都是事實(shí)論證，包括從展品、模型標(biāo)簽內(nèi)容中提煉出的地區(qū)、年份、數(shù)量等。學(xué)生將觀察到的證據(jù)采用筆記、海報(bào)等形式記錄下來。如果條件允許，學(xué)生還可以采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量、編制實(shí)驗(yàn)手冊等方式收集證據(jù)。學(xué)生在博物館的科學(xué)調(diào)查中，真實(shí)地觀察接觸展品以尋找論證所用的證據(jù)，可以大大的加深對論據(jù)的理解。此外，對于科學(xué)或工程中需要的探究，也可根據(jù)需要回?；蛟陴^內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究得出證據(jù)。

3. 初步論證，得出主張。通過科學(xué)調(diào)查，學(xué)生收集到很多信息，在初步論證的環(huán)節(jié)，學(xué)生需要做到：(1)區(qū)分證據(jù)和理由；(2)構(gòu)建有證據(jù)支撐的論證。教師可以引導(dǎo)學(xué)生采用圖爾敏的TAP論證模式，并將其轉(zhuǎn)譯成更易于理解的“因?yàn)開_________,__________,所以?！睘榱朔奖銓W(xué)生理解，可在學(xué)生學(xué)習(xí)單上將整個論證的部分標(biāo)為“結(jié)論”，學(xué)生只需將對應(yīng)的證據(jù)和理由填在劃線處即可。但在此之前，學(xué)生要弄清楚這三者的區(qū)別。在區(qū)分三者的環(huán)節(jié)中，需要學(xué)生辨別證據(jù)、理由的真?zhèn)?。假如沒有為學(xué)生提供像TAP這樣的腳手架，也可以采用多個問題的形式提醒學(xué)生建立有證據(jù)的論點(diǎn)，比如先提出問題：對于…… 你是怎么認(rèn)為的？接著提出問題：為什么你這樣認(rèn)為的？(你是如何得出這個結(jié)論的？)第一個問題先讓學(xué)生得出結(jié)論，第二個問題再讓學(xué)生回溯相關(guān)理由和證據(jù)。(3)在初步論證的階段，學(xué)生的論證結(jié)果正確與否并不重要，更重要的是學(xué)生能將證據(jù)、理由以及結(jié)論三者區(qū)分開來并構(gòu)建出基于證據(jù)和理由的論證，形成解釋。

4. 分享觀點(diǎn)，多人/集體論證。活動的這個階段可以在博物館中，也可在課堂中進(jìn)行。在這一階段，需要闡明論點(diǎn)，擺出論據(jù)，常用的方法有：(1)設(shè)計(jì)制作海報(bào)，這種方法既是記錄調(diào)查過程又是呈現(xiàn)觀點(diǎn)的一種方式，將論證思維可視化。(2)舉例法，即在學(xué)生論證自己觀點(diǎn)時，通過擺出事實(shí)、例子來支持論點(diǎn)，注意在舉例時讓學(xué)生舉出基于觀察的事實(shí)，與所說明的問題內(nèi)容一致，不能似是而非；所舉例子要盡量典型、有影響力和有代表性，以增強(qiáng)說明的效果。要通俗易懂，深入淺出，讓人感覺到有可信度，更能說明事物的特征。(3)辯論，這是論證式教學(xué)中常見的一種教學(xué)策略。辯論作為分享觀點(diǎn)的一種呈現(xiàn)方式，不僅在科學(xué)課堂中使用，在博物館內(nèi)同樣適用。在收集證據(jù)完成論證得出結(jié)論之后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行辯論。辯論除了可以考察學(xué)生語言組織能力之外，更能反映學(xué)生的邏輯能力——可依據(jù)學(xué)生舉出的論據(jù)是否充分有力進(jìn)行判斷。(4)設(shè)置對立觀點(diǎn)，當(dāng)學(xué)生難以找到對立的辯論觀點(diǎn)或雙方不存在對立情況時可使用。教師們需要抓住學(xué)生在分享觀點(diǎn)中的不同論點(diǎn)，設(shè)置對立觀點(diǎn)，讓學(xué)生辯論；當(dāng)學(xué)生們論點(diǎn)統(tǒng)一時，教師可故意就其論點(diǎn)設(shè)置對立觀點(diǎn)，引起學(xué)生與教師的辯論。(5)回答教師/同學(xué)的問題，這也是一種分享觀點(diǎn)的形式。如果學(xué)生難以構(gòu)建論點(diǎn)，可以使用以下句式“我的論點(diǎn)是______因?yàn)開_____ (證據(jù)、理由)?！眮硪龑?dǎo)學(xué)生的思考。教師也可通過詢問的方式引導(dǎo)學(xué)生。如在探究人體呼吸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時，教師可提問：能解釋一下你的模型如何工作嗎？請向我展示你的模型中支持論點(diǎn)的證據(jù)；你能解釋為什么把吸管連接到氣球嗎？你的模型使用什么證據(jù)來解釋肺與胸部之間的關(guān)系[12]?在這個環(huán)節(jié)，學(xué)生可以就他人提出的質(zhì)疑及建議進(jìn)行記錄、整理歸納，為修改完善做準(zhǔn)備。

不管是制作海報(bào)、辯論還是設(shè)置對立觀點(diǎn)，目的都是讓學(xué)生找出他人論證中的問題，提出質(zhì)疑并進(jìn)行討論。論證中出現(xiàn)的問題可能是沒有正確的證據(jù)、理由，從而無法得出正確的結(jié)論；也可能有證據(jù)和理由錯誤，結(jié)論卻正確的情況，學(xué)生需要對其證據(jù)和理由進(jìn)行反復(fù)推敲。而證據(jù)和理由正確，但是結(jié)論卻出現(xiàn)錯誤的情況更考驗(yàn)學(xué)生的論證能力，學(xué)生之間可能需要通過舉例等其他方式來說明。

5. 收集反饋，重新驗(yàn)證，修正主張。在發(fā)現(xiàn)自己論證中出現(xiàn)的問題后，針對他人提出的質(zhì)疑進(jìn)行論證的修改。主要方法是通過列出論點(diǎn)及設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及劣勢，局限性的評估和分析進(jìn)行客觀的評價，要舍棄一些原有的論證要素，增添或替換新的論證要素，最終達(dá)到修改結(jié)論的目的。對于科學(xué)問題就是改進(jìn)論點(diǎn)及論據(jù)；而對于工程學(xué)就是改進(jìn)原先的設(shè)計(jì)。工程學(xué)中所使用的標(biāo)準(zhǔn)往往與科學(xué)不同。例如，工程師可能會使用成本效益分析，風(fēng)險分析，美學(xué)吸引力或市場接受預(yù)測等方面來進(jìn)行分析方案，通過將幾種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對照比較，進(jìn)行迭代性的基于證據(jù)的論證，使工程設(shè)計(jì)不斷完善，找出最佳的解決方案[2]。在達(dá)成最終方案和設(shè)計(jì)之前，還需要測試原型，考慮成本、美學(xué)設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)性等方面是否符合設(shè)計(jì)的預(yù)期。測試原型可以使學(xué)生找到存在的問題，對設(shè)計(jì)方案不斷改進(jìn)。

6. 形成最終論證。在這個階段，教師給學(xué)生一些提示或指導(dǎo)，如果對論證的結(jié)論還有其他的觀點(diǎn)，也可再進(jìn)行一輪分享論證、收集反饋修改結(jié)論的過程，直到學(xué)生形成最終論證。

本文所構(gòu)建的論證加入科技博物館教育活動的教學(xué)流程后，與前述教學(xué)模式有以下不同之處。

首先，以學(xué)習(xí)單為基礎(chǔ)的博物館學(xué)習(xí)過程沒有過多的教師參與，學(xué)生論證較為自由，更愿意表達(dá)自己的想法?？敌檎J(rèn)為：開展課堂科學(xué)辯論需要轉(zhuǎn)換師生角色，不應(yīng)出現(xiàn)教師完全掌控話語權(quán)，決定發(fā)言人和發(fā)言起止時間，整個討論未見學(xué)生間的互動，觀念分歧被忽略，討論成了宣告正確答案前的“過程”[15]。同時，黎瓊在其論文中提出：在開展論證的教學(xué)活動時應(yīng)保證交談情境，教師需要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個具有濃厚氛圍、平等對話平臺和安全有效性的辨證情境，促使學(xué)生論證的產(chǎn)生和推進(jìn)[16]。因此，博物館這個環(huán)境能在更大范圍內(nèi)促進(jìn)學(xué)生的相互論證，加深論證過程中對實(shí)際證據(jù)的理解。

其次，在科技博物館的調(diào)查過程中，學(xué)生可以充分利用博物館的資源，如博物館的實(shí)物標(biāo)本，這是學(xué)生獲得的一手論據(jù)。還有博物館內(nèi)的展板文字，通過閱讀專業(yè)人士對展品的解讀來獲得二手論據(jù)。這些數(shù)據(jù)和資料，都需要學(xué)生仔細(xì)觀察、主動探究來獲得，而不是將論證過程需要的數(shù)據(jù)和資料通通放在學(xué)生面前，只需要把數(shù)據(jù)資料主張?zhí)顚懙较鄳?yīng)位置即可。在這個過程中，學(xué)生需要對獲得的數(shù)據(jù)和資料加以篩選辨別，這在本質(zhì)上也是一種論證。

第三，此流程更多地鼓勵同伴之間進(jìn)行論證辯駁，此特征在下文的活動案例分析中有所提及。如同伴之間確實(shí)無沖突的論證，即資料和數(shù)據(jù)、理由、主張全部相同，再由教師提出不同的論證過程。學(xué)生之間出現(xiàn)的辯駁都是在論證過程中不斷發(fā)展的，并且可以借助其他工具將歷次論證過程記錄下來，從而掌握學(xué)生對科學(xué)概念的理解變化。

這6個過程環(huán)環(huán)相扣，相互滲透。在博物館教育活動的設(shè)計(jì)中，可根據(jù)自身場館需求，因地制宜地選擇性使用以上各個過程，積極調(diào)動學(xué)生的參與度，充分利用博物館的資源優(yōu)勢，讓學(xué)生在科學(xué)與工程的實(shí)踐中體會基于證據(jù)的論證實(shí)踐。

三、 基于證據(jù)的論證教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施

(一) 基于證據(jù)的論證教學(xué)活動設(shè)計(jì)

下文將主要對教育活動案例中的學(xué)習(xí)單和論證過程中的對話來進(jìn)行質(zhì)性分析，研究學(xué)生在此活動過程中是否達(dá)到了既定的教學(xué)目標(biāo)?！罢撟C”這一實(shí)踐方式貫穿于此博物館教育活動開發(fā)的全程[17]，活動將按照上述模型進(jìn)行，并將活動劃分為參觀前、入館參觀以及參觀后的三個階段進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，選取了上海市小學(xué)自然教材中的“昆蟲外形”“蝴蝶與飛蛾的辨別”知識點(diǎn)，以“小小昆蟲學(xué)家”為主線進(jìn)行串聯(lián)。所選知識點(diǎn)為本單元重點(diǎn)知識，且昆蟲和蝴蝶的辨別是教學(xué)難點(diǎn)。針對這一教學(xué)內(nèi)容，本活動選取上海昆蟲博物館為活動場地。該博物館以昆蟲為主題，共兩層，第一層為昆蟲的歷史、分類與相關(guān)標(biāo)本，第二層為常見昆蟲介紹及相應(yīng)標(biāo)本，館內(nèi)實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備可以滿足活動需要。本次教育活動目標(biāo)如下。

? 知識與技能：通過觀察昆蟲博物館內(nèi)展品，熟悉昆蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)并能判斷常見昆蟲種類。了解蝴蝶與蛾的區(qū)別，并判定標(biāo)本的類別。

? 過程與方法：學(xué)會運(yùn)用論證的方法來判斷昆蟲種類。

? 情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)“基于證據(jù)的論證”科學(xué)探究精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)昆蟲知識的興趣。

在參觀博物館前引入課題，完成教學(xué)流程中的“展示問題情境”。在到館參觀時以學(xué)習(xí)單為腳手架，引導(dǎo)學(xué)生參觀學(xué)習(xí)。學(xué)生需要觀察館內(nèi)展品，并依據(jù)學(xué)習(xí)單中的指引進(jìn)行相應(yīng)操作：如對昆蟲標(biāo)本的觀察描繪、填寫列表尋找蝴蝶與蛾的區(qū)別等。由學(xué)生自己分析，自我論證得出結(jié)論。參觀后的活動內(nèi)容主要是以多種方式鼓勵學(xué)生多人論證，修改論證以及在教師的引導(dǎo)下最終得到相對正確的論證，完成后兩個教學(xué)環(huán)節(jié)。

(二) 教學(xué)活動實(shí)施

多數(shù)學(xué)生在參觀前并未接觸過論證教學(xué)模式，因此為他們講授并指導(dǎo)他們練習(xí)TAP論證模式非常重要。學(xué)生使用專為課堂論證設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)單進(jìn)行論證練習(xí)。首先要分清論證的各個要素，隨后按照TAP模式將這些要素填入合適的位置，并最終得出結(jié)論。具體的活動實(shí)施過程參見表1。

表1 采用論證教學(xué)策略的博物館教育活動設(shè)計(jì)

在入館參觀教學(xué)階段，學(xué)生依據(jù)館內(nèi)學(xué)習(xí)單開展科學(xué)調(diào)查。學(xué)習(xí)單首先向?qū)W生提出問題：圖片中的生物是蝴蝶還是蛾？學(xué)生在博物館內(nèi)進(jìn)行證據(jù)搜集，如觀察館內(nèi)展品標(biāo)本、繪制標(biāo)本、列表比較，隨后完成自我論證和填寫學(xué)習(xí)單。在這兩個環(huán)節(jié)中，學(xué)生雖處于自我論證的階段，但由于參觀是以小組合作方式進(jìn)行，小組成員之間也產(chǎn)生了論證過程。

參觀結(jié)束后，教師將學(xué)生在博物館中使用的學(xué)習(xí)單回收。可以發(fā)現(xiàn)：對于學(xué)習(xí)單上的第一個問題“圖中生物是否是昆蟲？”學(xué)生均能正確回答：是昆蟲。而對另一核心問題“圖中生物是蝶還是蛾？”則答案不一致。教師根據(jù)論證過程盡可能地將學(xué)生按照四種類別進(jìn)行異質(zhì)分組，以激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑行為。這四個類別是：圖中生物不是昆蟲，圖中生物是蝴蝶，圖中生物是蛾，未完成作答。

分組完成后，教師介紹小組論證規(guī)則以保證論證有序進(jìn)行，并發(fā)給每組一張大海報(bào)紙。小組每位學(xué)生將自己的論證過程及結(jié)論寫在海報(bào)紙的四個角上。學(xué)生可以先就自己的論證進(jìn)行闡述，后由小組同伴提出質(zhì)疑的方式完成小組論證。組員逐個進(jìn)行，最終得出統(tǒng)一的結(jié)論并寫在海報(bào)中央。至此，學(xué)生完成了從個人自我論證到小組多人論證的環(huán)節(jié)。下一環(huán)節(jié)由教師請各小組上臺分享論證，教師就其中的核心問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全班的多人論證，隨后講解其中的科學(xué)知識并回顧整個教育活動的內(nèi)容，形成最終論點(diǎn)。以上論證均由學(xué)生依據(jù)搜集到的證據(jù)進(jìn)行。學(xué)生能夠通過觀察圖片信息得到論證的證據(jù)，并將之前館內(nèi)習(xí)得知識作為論證結(jié)構(gòu)中的資料進(jìn)行論證，得出結(jié)論。在小組論證過程中，也有學(xué)生就論證中的證據(jù)提出質(zhì)疑，如：圖中生物的觸角到底是什么形狀，這就需要教師提供的資料盡量準(zhǔn)確。

以參加本活動的某學(xué)生小組為例，四名組員中有兩名認(rèn)為圖中生物是蝴蝶，而另外兩名則認(rèn)為圖中生物是蛾。這都是他們在博物館中觀察蝴蝶與蛾，總結(jié)二者區(qū)別之后得出的結(jié)論。他們的判定理由包括：二者的口器、翅膀大小、觸角形狀和活動時間。這些理由也與他們在學(xué)習(xí)單中填寫的蝴蝶與蛾區(qū)別表格中的內(nèi)容一致。他們試圖運(yùn)用在博物館內(nèi)獲得的二手證據(jù)進(jìn)行論證。下面摘錄部分小組論證對話。

生1：蝴蝶(的觸角)是從粗到細(xì)，蛾是從細(xì)到粗，所以是蛾。(從觸角判定)

生2：你看這邊(指翅膀)肯定是蛾。

生1：對啊，肯定是蛾，蝴蝶有長這個樣子的嗎？

生2：蝴蝶的身體是瘦的。(從身子大小提出質(zhì)疑)

生3：那它是蛾啊，那我要改了。(學(xué)生改變想法)

生1：因?yàn)楹泻缥娇谄鳎?，所以它是蝴蝶?從口器判定)

生2：這個我承認(rèn)。

生1：因?yàn)樗某岚蛐?，蝴蝶的翅膀是大的，所以是蛾?通過翅膀大小判斷)

生3：因?yàn)楹某岚蚴谴蟮模|角是棒狀的，在白天活動，蛾的話，翅膀小，在夜間活動，所以是蛾。(通過翅膀大小，觸角形狀，活動時間多方面判斷)

生1：蛾沒有虹吸式口器。

生3：蛾有虹吸式口器，應(yīng)該是蛾呀。

生1：蛾沒有虹吸式口器。(由口器引發(fā)的討論)

生2：那有些有呢？

生3：我感覺應(yīng)該是(蛾)。

生1：那你怎么看出來它在夜間活動呢？(提出疑問)

生3：昆蟲博物館上面寫它在夜間活動呀(在昆蟲博物館中得到的信息)

生1：這道題是夜間還是白天??？(從題目中找尋證據(jù))

由這部分對話可以看出，學(xué)生能使用館內(nèi)獲得的二手資料進(jìn)行論證。如其中學(xué)生從博物館說明牌上直接獲得信息：蛾在夜間活動；而“蝴蝶的翅膀大，觸角是棒狀的”等信息也是他們在館內(nèi)觀察蝶蛾標(biāo)本獲得的一手資料，以及閱讀展板獲得的二手資料，并據(jù)此進(jìn)行多人論證。

此小組得出的統(tǒng)一結(jié)論是：圖中生物是蝴蝶，判定理由是作息時間。首先，這組學(xué)生不管是個人論證還是小組論證，都能夠使用TAP的論證模式。其次，他們論證中出現(xiàn)的資料大多有依據(jù)，得出的結(jié)論也是由證據(jù)得來。值得注意的是，學(xué)生在小組論證中為了表明圖中場景是白天，在圖中畫了太陽表示，同時用文字指出了翅膀大的特點(diǎn)。這樣的論證結(jié)果顯示：學(xué)生在論證的最終階段將生活習(xí)性作為區(qū)分蝴蝶與蛾的重要標(biāo)準(zhǔn)，而舍棄了觸角形狀這一判斷標(biāo)準(zhǔn)。雖然這個小組得出的最終結(jié)果有誤，但能看出學(xué)生想法在論證過程中的轉(zhuǎn)變。美中不足的是：這組學(xué)生均只采用一條證據(jù)來進(jìn)行論證，而未綜合多個證據(jù)進(jìn)行判定。

總而言之，從學(xué)生的論證圖示以及相應(yīng)對話可知，將“基于證據(jù)的論證”用于科技博物館的教學(xué)流程可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用論證來進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)，并使他們的科學(xué)知識有所提升，說明此教學(xué)流程是有效的。

四、 研究總結(jié)及展望

(一) 研究總結(jié)

本文結(jié)合“基于證據(jù)的論證”和課堂教學(xué)中的論證模型，構(gòu)建了“基于證據(jù)的論證”用于科技博物館的教學(xué)流程。以此流程為基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)并實(shí)踐了在昆蟲博物館開展以昆蟲知識為學(xué)習(xí)內(nèi)容的博物館教育活動。研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在這個學(xué)習(xí)過程中科學(xué)知識有所提升，并且能夠運(yùn)用論證來進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)，由此說明此流程的有效性。

(二) 研究展望

本研究構(gòu)建出的教學(xué)流程，只是以一個教育活動為例進(jìn)行驗(yàn)證。在教學(xué)內(nèi)容上，主要選取了“是蝴蝶還是蛾”這個核心論證問題，但論證式教學(xué)策略是否能擴(kuò)展到其他教學(xué)內(nèi)容？是否對其他非正式學(xué)習(xí)場景有效？還需進(jìn)一步論證，這也是后續(xù)研究首先考慮的方向。

本文所構(gòu)建的教學(xué)流程及相應(yīng)的博物館教育活動均側(cè)重“論證”這個微觀過程；而對于“證據(jù)”，即前文所提到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果這些廣義的科學(xué)實(shí)踐涉及較少。希望后續(xù)的研究能夠更側(cè)重“基于科學(xué)與工程實(shí)踐”的論證，使研究更加完善。