例谈科学教育中的“基于证据的辩论”

俞丽萍

美国国家研究理事会于2011年7月发布了《K-12年级科学教育框架：实践、交叉概念和核心概念》（以下简称“框架”），其中实践被放在科学教育的首位。“框架”还描述了学生在科学课堂上可以进行的八种科学实践活动：提出问题；建立和运用模型；设计并开展探索活动；分析并解释数据；运用数学及计算的思想方法；建立解释或设计解决方案；参与基于证据的辩论；获取、评价并交流信息。[1]“参与基于证据的辩论”（即论证）是科学实践的一种方式。我国生物课程标准中也明确指出“学会根据证据作出合理判断，听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护及作必要的反思和修改”。[2]在科学教育中开展论证活动能促进学生理解科学本质，提升学生的推理能力与批判反思能力。下面以生物课程中“你是否赞成取缔一次性筷子”为例，探讨如何进行基于证据的论证教学。

一、论证题材的选择

不是所有的科学内容都适用论证的方式。Duschl及Osborne指出，应选取那些并非只有单一解释的现象或主题作为学生开展论证活动的题材，即论题要具有争辩性，具有多元的观点，能挑战学生的原有立场，使学生经历冲突情境，通过争辩引发学生的自我反思，这样才能引起有效的论证。[3]通常有两类题材。

一类是迷思概念。在进行科学概念学习之前，学生都带着他们自己原有的概念来到课堂，不同学生的原有观念和经验各不相同，与科学概念更是有差别，这些差异性会导致学生之间的认知冲突，引发辩论与批驳，为论证活动的实施提供可能的“空间带”。例如所有的植物都是生产者吗？植物的呼吸作用只在晚上进行吗？这类题材具有多种可能的解释，通过辩论可以暴露学生的前概念，导致学生之间不同想法的多重“碰撞”，原有的想法与新证据之间的多重“对质”，最后达至理论与证据的协调，即促进前概念向科学概念的转化。

还有一类是社会性科学议题，是一些具有对立性论点或社会性两难的科技问题，例如转基因食品是否安全、要不要填湖造田、要不要克隆胚胎等。这类问题常会因为个人不同的经验、背景、文化、利益或所处环境不同而有不同的观点和解决方式，所以无法达成共识而产生争议或辩论。这类议题不但要运用科学知识，同时还要综合考虑政治、经济、道德、伦理、价值和情感等方面的因素，具有开放性、复杂性和争议性，因而提供了师生辩论的空间。对此类主题的论证可以增进学生的科学素养，培养有责任心和决策能力的未来公民，更能强化学生“自我判断与做决定的主体性”，而不会轻易地被专家或学者的言论牵着鼻子走。

一次性筷子是初中学生非常熟悉的生活用品，与初中生物课程中“生态资源环境”的内容相关。此论题与学生的生活背景以及所学课程内容密切相关，难易度适宜，符合学生的认知水平，能够引起学生的注意和兴趣，进而积极参与。解决方案涉及政府管理部门、餐馆老板、就餐者、筷子制作企业、环保人士等多方利益群体不同观点之间的冲突，适合学生进行论证。

二、“基于证据的辩论”实施策略

在进行论证教学之前，教师首先要教给学生有关论证的知识，可通过举例、小组讨论等方式使学生熟悉论证的基本组成。在Toulmin论证模式中，论证的基本组成包括：主张、理由、证据和反驳。“主张”是指根据收集的资料所形成的结论，“理由”是说明如何由资料推论至主张的过程与方式，“证据”是用来支持主张的实验数据、图表、具体事实或研究报告等，“反驳”是在某些条件或情况之下主张不成立而提出反对的理由或叙述。[4]

（一）创设两难情境

让学生了解所要论证主题的问题情境，并指出此议题的“两难”所在。教师可介绍一次性筷子的由来、优点与弊端以及取缔一次性筷子引发的争议，如一次性筷子在为人们带来方便、卫生的同时也浪费了木材资源、污染了环境等，引出辩论主题：“你是否赞成取缔一次性筷子？说出你的理由和证据。”

（二）角色扮演

将学生分成六组进行“角色扮演”，分别扮演环保团体、政府官员、林木种植户、筷子生产企业、餐馆老板、就餐者中的一个角色，学生从所扮演角色的角度收集查阅相关资料。角色扮演活动的主要目的在于促进学生多元思考，让学生设身处地体会不同角色对同一问题往往会持有不同的观点和立场。通过角色扮演还可以增加学生对于论题情境的融入，提升学生对于论证活动的参与度。

（三）科学探究与发表

学生从相应角色的角度查找了大量相关资料信息后，教师应教导学生区分信息中哪些是证据、哪些是观点，要求学生从证据出发形成自己对该事件的客观认识，根据证据作出合理判断，避免直接照搬他人的观点或受到已有观点的影响而导致偏见，这是培养学生批判性思维能力的重要方法。教师还要强调各种不同证据、理由说服效用的差异，比如个别人的经验经历或道听途说、权威人士的观点、常识、逻辑推理、科学实验证据的说服力按照排列顺序逐渐升高，从而使学生思考所用证据的可靠性、合理性，提高论证的可接受性和严密性。在学生发表观点时，教师应当主动询问学生的证据，让学生联系已收集的证据进行论证。

各角色小组选派一名代表在全班汇报其资料查找与分析结果，用证据和理由作本角色立场的发言。通过资料分析与结果汇报活动，增进学生对不同利益团体观点和立场的了解，有利于后续的论证活动，也有利于学生发散思维的培养。例如，从就餐者的角度看，有两种主张：一是“主张不取缔一次性筷子”，理由是“使用一次性筷子安全卫生，避免了疾病通过筷子交叉感染”，证据是“许多疾病如肝炎可以通过饮食传播，如果使用了肝炎病人用过的未经严格消毒的筷子就可能会传染上肝炎病毒”；二是“主张取缔一次性筷子”，理由是“使用一次性筷子不一定安全卫生”，证据是“有媒体报道有些企业生产筷子时用硫黄熏白，用双氧水泡，如果没有用水煮和用水洗干净，筷子中的残留物质对人体是有害的”。

（四）论证学习单写作

论证学习单的内容一般包括提出论点、证据的叙述、别人的反驳、提出支持性的论点几个方面。“论点”包含了主张和理由。“证据”是用以支持其理论的“实验数据、调查报告或观察的结果、事实、经验”等。在社会性科学议题的论证中，学生提出的能支持自己主张的测量数据、实验成果或具体实例、事实、经验、图像等都可以作为证据。“别人的反驳”是指与自己主张相反的论点。“支持性的论点”是指若被别人质疑自己的论点时该如何说服他人，也就是论证者针对论点所做的支持性论述，可以是对原来陈述的理由做更详细的说明，也可以补充新理由，还可以是对“别人的反驳”的“再反驳”。通过论证学习单写作可促使个体将零碎的想法进行整合，使观念更加明确、具体；还可使学生熟悉论证各要素的内容与论证的过程，提升学生对论证活动的掌握度，提高学生的论证能力。以下是两位学生的论证学习单。endprint

1.学生A的论证学习单

（1）我的主张是：同意取缔一次性筷子。

（2）我的理由是：①浪费木材资源，破坏森林； ②不卫生；③污染环境。

（3）我的证据是：①据国家林业局提供的数字，中国每年生产的一次性筷子数量高达5亿双左右，相当于砍伐380万棵树；②低劣加工的一次性筷子由于留存有用来“美白”的二氧化硫、双氧水、滑石粉等，危害人体呼吸道、胃肠道等；③使用后的一次性筷子没有得到充分利用，增加了垃圾量。

（4）别人可能会怎么反驳我：①种植速生杨树和生长快速的竹子来做筷子，这样森林就不会受到破坏；②购买符合国家安全标准、合格的一次性筷子；③将一次性筷子回收再利用。

（5）我将怎么说服别人支持我：①到目前为止，我国对一次性筷子仍没有出台具体的卫生检验的标准；②我国目前还没有建立规范流程回收一次性筷子，并进而加工为纸张或其他木制产品。

2.学生B的论证学习单

（1）我的主张是：反对取缔一次性筷子。

（2）我的理由是：①方便；②安全卫生；③成本低；④使种树的农民增加经济收入。

（3）我的证据是：①用完就扔，省去洗筷子的工夫；②如果使用了肝炎病人用过的未经严格消毒的筷子就可能会传染上肝炎病毒；③一双一次性筷子包括加工成本不会超过3分钱，而使用一般筷子，除了购买成本，还有清洁剂、水、电、人力等多项成本，远远超过购买一双一次性筷子的价钱；④如一棵杨树按照整棵卖掉最多只能卖几百元，如果制成一次性筷子，可以增加到上千元。

（4）别人可能会怎么反驳我：①一次性筷子不一定安全卫生，有的企业生产筷子时为使筷子美观用硫黄或双氧水泡，对人体是有害的；②政府相关部门下发文件要求餐饮企业严格消毒筷子。

（5）我将怎么说服别人支持我：选用正规厂家生产的符合国家卫生标准的一次性筷子。

（五）集体论证

论证学习单写作属于个体的内部论证过程，全班范围内的辩论则属于集体论证。通过辩论能引导学生主动表达观点，充分交流与评价证据，将证据与观点进行协调。在辩论时，要求学生注意倾听并尊重他人的意见，通过证据来支持捍卫自己的观点，同时又对他人证据的可靠性和观点的合理性进行主动质疑与挑战，因此能提升学生的推理能力与批判反思能力。本案例中可根据学生所持主张的不同分成两大组，分别是甲方“赞成取缔一次性筷子”和乙方“反对取缔一次性筷子”。各组先陈述自己的主张、理由和证据，然后两大组之间进行组间辩论，向对方组提出问题或质疑，同时又必须以证据回应对方组的质疑，做出相关的辩护及反驳。在这一阶段教师应当及时记录学生的观点、理由和证据（包括不同的、有冲突的），通过书面方式让学生对理由和证据物化，以利于学生间的质疑、评价和论证。[5]辩论结束后应要求学生针对别人的批判质疑重新检视、修正、完善自己的论证学习单，从而提高自己的论证能力。

三、论证教学中教师角色的转变

首先，要营造真诚、民主、平等的课堂讨论氛围。要改变传统课堂中教师绝对权威掌控一切的做法，就必须将更多的权力交给学生，给予学生自由表达想法的机会，使学生乐于与同伴进行交流。例如：耐心倾听学生的发言、不评价学生的想法、适时地赞美与鼓励学生的发言等。

其次，要打破“最终讨论的结果一定要达成统一共识”的思维习惯。有些科学议题的解决方案没有所谓的唯一标准答案，也就是说最后全班不一定有一致的意见。因此教师要允许多种观点并存，允许不同的学生表达不同的立场与意见。

最后，教师不能将自己对议题的意见灌输给学生或者影响学生。教师要促进学生提出自己的看法，提示学生注意自己论证的疏漏，利用提问激励学生思考，甚至扮演唱反调的角色，促使学生反思自己的言论从而不断完善自己的论证，并引导学生进一步提出反驳，以促进学生之间的对话。例如，“可是有人与你的观点相反，他认为……你如何去反驳他呢？你用什么证据去说服他？你的证据能支持你的主张，但有个漏洞……怎么去完善一下？”

参考文献：

[1] 王磊，黄鸣春，刘恩山.对美国新一代《科学教育标准》的前瞻性分析——基于2011年美国《科学教育的框架》和1996年《国家科学教育标准》的对比[J].全球教育展望，2012（6）：83-87.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3] DUSCHL R A， OSBORNE J. Supporting and promoting argumentation discourse in science education [J].Studies in Science Education， 2002： 38， 39-72.

[4] TOULMIN S E. The uses of argument[M]. Cambridge， UK： Cambridge University Press， 1958.

[5] 童海云.科学教学要重视集体论证[J].人民教育，2013（10）：41-44.endprint