在科学教育中,运用争论帮助学生学习科学知识、培育科学素养的教学方式得到了越来越多的认可。近三十年,争论教学的相关研究突飞猛进,为争论教学打下了较为坚实的研究基础。相应地,世界各国都在强调争论能力在科学学习中的重要性。在这样的国际背景和趋势下,本研究试图对科学教育中的争论教学展开基于中国本土的探索,了解师生在争论教学中的互动机制和过程。本研究采用自然观察和设计研究相结合的取径,聚焦三个研究问题:教师是如何参与到争论教学中的?学生是如何参与到争论教学中的?设计的争论教学和非设计的争论教学有什么不同?为此,研究通过视频录制、课堂观察、教师访谈等方式收集数据,遵循质的分析方法,综合运用互动分析、话语分析的方法对数据进行整理、编码和分析。研究结果表明,在教师层面,教师使用回音和留白的话语策略,保持科学话语的主导以及防止超前科学话语的出现,同时会让不同观点和可能性都出现在课堂中,通过以上过程教师完成了争论教学的控场和参与。在学生层面,学生主要是通过冒险的试探行为以及与教师的共谋与合作的方式参与争论。在话语策略上则是通过话轮的抢夺和转让、共同话语和地下生活两种方式参与到争论教学中。设计教学和非设计教学的比较结果显示,相较于非设计教学,设计教学中教师在教学上的建构、学生的知识权威地位、以及科学实践水平都更高,通过对结果的分析,本研究发现差别的产生主要与设计教学的情境和知识的不确定性相关。基于以上研究结果,本研究指出,教师在争论教学中展现了很多教学机智,学生在争论的情境中更能打开话语的边界,而设计教学中的情境更能学生提供广阔又规范的争论空间。据此,本研究提出,教育研究者和教师教育工作者应帮助教师进一步加深对争论教学的理解,并在课程设计方面为教师提供更多的支持。