论文部分内容阅读
摘 要：科学论证能力是培养学生批判性思维的重要载体.教师在初中物理课堂教学中，应当结合物理学科特点，紧紧围绕物理知识建构，以科学探究问题为引领，以图尔敏科学论证模型为支撑，引导学生开展严谨的科学论证活动，对学生进行批判性思维训练，以期发展学生批判性思维能力.
关键词：批判性思维;科学论证;图尔敏模型;物理教学
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）06-0009-03
作者简介：叶成林（1969-），男，江苏仪征人，本科，中学高级教师，研究方向：初中物理课堂教学与实验研究.
1 图尔敏模型
批判性思维是决定学生信念和行动而进行的合理的反思性思维[1].批判性思维是学生受用终身的能力与品格，是创造性思维的基础[2].培养学生批判性思维的重要载体是科学论证[1].科学论证的内涵是“利用证据建立科学理由以推理得出科学主张”[3].英国哲学家斯蒂芬·图尔敏在20世纪提出一个科学论证模型，以明晰、支撑学生的科学论证活动，规范学生的批判性思维路径，提高学生批判性思维能力.图尔敏模型包括6个论证元素：根据、断言、保证、支撑、辩驳、限定.其中，根据是用来论证的事实证据，断言是论证的结论，保证是连接证据和结论之间的普遍性原则，支撑是用来支持保证的陈述，辩驳是反驳和说明，限定是对论证结论限定的修饰词.
我国董毓博士也认为批判性思维的培养，根子在基础教育[4].在初中物理教学中培养初中生批判性思维，教师应围绕物理知识建构，积极倡导批判性思维教学，引导学生以图尔敏模型为支撑，紧紧围绕论证6要素，开展科学论证活动，以显化初中生在认识物理知识过程中内在的科学思维活动，促进初中生深刻理解物理知识的内涵及外延，掌握物理知识建构过程中蕴含的科学思想方法，在发展初中生批判性思维技能的同时，培养学生团结协作、严谨认真、实事求是的科学态度.
2 基于图尔敏模型的初中生物理科学论证能力提升策略
教师在初中物理教学中，应当以科学探究问题为引领，以图尔敏模型为科学论证模型，对初中生进行批判思维训练，培养学生理性思维，促进学生对物理知识的深度认知，发展学生科学探究能力.
2.1 基于物理情境，确认论证根据，明晰科学探究问题
问题，处于人类认知和生活的枢纽位置.学生能够提出科学探究的“好”问题，是启动科学探究的起点，是科学探究成败的关键[1].问题通常存在于情境中.初中学生抽象思维欠缺，形象思维仍占主导地位.而且，一个好的推理从根据开始，而最值得信赖的根据来源通常是基于真实物理情境直接观察的书面记录或经历者的记忆、个人证言[5].为让学生能从日常物理现象的观察中发现并提出有价值的科学探究问题，教师创设真实的物理情境十分重要.
笔者在进行“欧姆定律”的教学时，为了让学生基于直接观察到的物理现象，提出科学探究问题，并在此基础上猜想提出个人断言，笔者创设以下真实的物理情境.
情境1：将小灯泡、干电池、开关用导线连接，闭合开关，小灯泡发光.改变干电池的节数，观察到灯泡的亮度发生变化.
学生仔细观察并記录实验现象：干电池节数越多，小灯泡两端电压越大，灯泡越亮，即灯泡中的电流越大.
情境2：将滑动变阻器接入上述电路中，移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路中的电阻大小，观察到灯泡的亮度发生变化.
学生仔细观察并记录实验现象：干电池的节数不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电阻，滑动变阻器接入电路的电阻越小，灯泡越亮，即电路的电流越大.
教师引导，学生基于实验现象，提出探究问题：通过灯泡的电流大小与电压、电阻有什么关系？
教师引导，学生基于确认的根据（实验现象），猜想问题断言（结论）：通过灯泡的电流大小与灯泡两端的电压成正比，与灯泡的电阻成反比.
2.2 基于实证研究，得出普遍规律，为断言提供保证
学生能够提出问题仅是启动科学探究、进行批判性思维训练的第一步.西方学者认为，批判性思维更应看成问题的解决过程.学生在解决科学探究问题过程中发展批判性思维能力的关键在于科学探究实验方案的设计，实验证据的收集、分析、鉴别和评估，科学探究结论的推理及其评估，对其他的证据、解释和论证的考察，对其他解释、论证全面综合的判断等，通过以认识论为基础的批判性思维训练，以期学生更全面地理解和掌握所获得的物理知识，发展学生能力.
对于学生提出的断言，教师提出质疑：你根据什么理由得出上述断言？难道仅凭偶然的实验现象观察就能得出电流大小与电压、电阻大小之间的定量关系？我们要基于图尔敏论证模型，开展科学论证活动.精心设计实验方案，获取精确的实验数据，开展实证研究，在此基础上得出普遍规律，为断言（实验结论）的得出提供重要的保证.
2.2.1 基于合理论辩，设计实验方案
教师在设计“探究电流与电压、电阻关系”实验方案时，首先让学生明确实验所应采用的物理方法：“控制变量法”.教师引导学生总结初中物理学习以来运用这个方法进行物理实验设计的所有实验，在引领学生复习巩固所学物理知识同时，强化学生对控制变量法的理解，为本科学探究的实验设计奠定基础.
在此基础上，教师引导学生利用给予的实验器材：干电池、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线等，设计实验方案.在运用控制变量法进行实验电路设计时，学生通常会呈现如图1所示的实验方案.教师引导学生从可行性、便捷性、可操作性、安全性等方面出发对该方案进行分析、评估.讨论时教师鼓励学生大胆发表自己意见，为自己的实验设计方案的可行性提供证据，同时教育所有学生包容其他学生之间的不同建议，尊重别人的研究成果，注重自我反思，批判性地吸收别人好的建议，以完善自身方案设计，养成良好的批判性思维品德.
关键词：批判性思维;科学论证;图尔敏模型;物理教学
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）06-0009-03
作者简介：叶成林（1969-），男，江苏仪征人，本科，中学高级教师，研究方向：初中物理课堂教学与实验研究.
1 图尔敏模型
批判性思维是决定学生信念和行动而进行的合理的反思性思维[1].批判性思维是学生受用终身的能力与品格，是创造性思维的基础[2].培养学生批判性思维的重要载体是科学论证[1].科学论证的内涵是“利用证据建立科学理由以推理得出科学主张”[3].英国哲学家斯蒂芬·图尔敏在20世纪提出一个科学论证模型，以明晰、支撑学生的科学论证活动，规范学生的批判性思维路径，提高学生批判性思维能力.图尔敏模型包括6个论证元素：根据、断言、保证、支撑、辩驳、限定.其中，根据是用来论证的事实证据，断言是论证的结论，保证是连接证据和结论之间的普遍性原则，支撑是用来支持保证的陈述，辩驳是反驳和说明，限定是对论证结论限定的修饰词.
我国董毓博士也认为批判性思维的培养，根子在基础教育[4].在初中物理教学中培养初中生批判性思维，教师应围绕物理知识建构，积极倡导批判性思维教学，引导学生以图尔敏模型为支撑，紧紧围绕论证6要素，开展科学论证活动，以显化初中生在认识物理知识过程中内在的科学思维活动，促进初中生深刻理解物理知识的内涵及外延，掌握物理知识建构过程中蕴含的科学思想方法，在发展初中生批判性思维技能的同时，培养学生团结协作、严谨认真、实事求是的科学态度.
2 基于图尔敏模型的初中生物理科学论证能力提升策略
教师在初中物理教学中，应当以科学探究问题为引领，以图尔敏模型为科学论证模型，对初中生进行批判思维训练，培养学生理性思维，促进学生对物理知识的深度认知，发展学生科学探究能力.
2.1 基于物理情境，确认论证根据，明晰科学探究问题
问题，处于人类认知和生活的枢纽位置.学生能够提出科学探究的“好”问题，是启动科学探究的起点，是科学探究成败的关键[1].问题通常存在于情境中.初中学生抽象思维欠缺，形象思维仍占主导地位.而且，一个好的推理从根据开始，而最值得信赖的根据来源通常是基于真实物理情境直接观察的书面记录或经历者的记忆、个人证言[5].为让学生能从日常物理现象的观察中发现并提出有价值的科学探究问题，教师创设真实的物理情境十分重要.
笔者在进行“欧姆定律”的教学时，为了让学生基于直接观察到的物理现象，提出科学探究问题，并在此基础上猜想提出个人断言，笔者创设以下真实的物理情境.
情境1：将小灯泡、干电池、开关用导线连接，闭合开关，小灯泡发光.改变干电池的节数，观察到灯泡的亮度发生变化.
学生仔细观察并記录实验现象：干电池节数越多，小灯泡两端电压越大，灯泡越亮，即灯泡中的电流越大.
情境2：将滑动变阻器接入上述电路中，移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路中的电阻大小，观察到灯泡的亮度发生变化.
学生仔细观察并记录实验现象：干电池的节数不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电阻，滑动变阻器接入电路的电阻越小，灯泡越亮，即电路的电流越大.
教师引导，学生基于实验现象，提出探究问题：通过灯泡的电流大小与电压、电阻有什么关系？
教师引导，学生基于确认的根据（实验现象），猜想问题断言（结论）：通过灯泡的电流大小与灯泡两端的电压成正比，与灯泡的电阻成反比.
2.2 基于实证研究，得出普遍规律，为断言提供保证
学生能够提出问题仅是启动科学探究、进行批判性思维训练的第一步.西方学者认为，批判性思维更应看成问题的解决过程.学生在解决科学探究问题过程中发展批判性思维能力的关键在于科学探究实验方案的设计，实验证据的收集、分析、鉴别和评估，科学探究结论的推理及其评估，对其他的证据、解释和论证的考察，对其他解释、论证全面综合的判断等，通过以认识论为基础的批判性思维训练，以期学生更全面地理解和掌握所获得的物理知识，发展学生能力.
对于学生提出的断言，教师提出质疑：你根据什么理由得出上述断言？难道仅凭偶然的实验现象观察就能得出电流大小与电压、电阻大小之间的定量关系？我们要基于图尔敏论证模型，开展科学论证活动.精心设计实验方案，获取精确的实验数据，开展实证研究，在此基础上得出普遍规律，为断言（实验结论）的得出提供重要的保证.
2.2.1 基于合理论辩，设计实验方案
教师在设计“探究电流与电压、电阻关系”实验方案时，首先让学生明确实验所应采用的物理方法：“控制变量法”.教师引导学生总结初中物理学习以来运用这个方法进行物理实验设计的所有实验，在引领学生复习巩固所学物理知识同时，强化学生对控制变量法的理解，为本科学探究的实验设计奠定基础.
在此基础上，教师引导学生利用给予的实验器材：干电池、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线等，设计实验方案.在运用控制变量法进行实验电路设计时，学生通常会呈现如图1所示的实验方案.教师引导学生从可行性、便捷性、可操作性、安全性等方面出发对该方案进行分析、评估.讨论时教师鼓励学生大胆发表自己意见，为自己的实验设计方案的可行性提供证据，同时教育所有学生包容其他学生之间的不同建议，尊重别人的研究成果，注重自我反思，批判性地吸收别人好的建议，以完善自身方案设计，养成良好的批判性思维品德.