论文部分内容阅读
摘 要：TAP模式下的规律课、实验课、科学史与现代技术拓展课以提升学生的论证能力为主旨，在课堂中，学生不仅能学到知识，还能学到科学的论证方法，大大丰富了物理学科应有的教育功能。
关键词：TAP模式;推理;论证;物理
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2019-06-03 文章编号：1674-120X（2019）33-0114-02
“科学的本质不在于已经认识到的真理，更在于探索真理。科学本身不是知识，而是产生知识的社会活动，是一种科学生产。”[1]培养学生的论证能力本身是一种科学实践，是对学生学习方式的引领;培养学生的论证能力有利于提高学生在学习中的主体地位，让学生从被动的知识容纳者转变成主动的知识建构者，也为将来学生成为社会的主体打下基础，让学生学会在与科学相关的社会问题中通过论证做出决策、展开争论、进行批判进而实现创新。这对社会的发展、民主与和谐有着长遠的意义。
一、物理论证能力
论证能力是一种以科学知识为中介，根据收集到的资料提出主张和进行推理，反思自己和别人论点的不足以提出反论点，同时能反驳他人的质疑与批判，为自己辩护的高级思维能力。[2]物理论证能力则是以物理学科知识为中介，根据已有公认正确的知识或从物理实验中获取的现象及数据提出自己的主张，进行推理，反思自己和别人论点的不足以提出反论点，同时能反驳他人的质疑与批判，对自己的主张做出限定，为自己的主张辩护的高级思维能力。
二、当前物理课堂在论证能力培养上的不足
传统物理课堂中我们多数教师在教学中忽视知识的生成过程，不重视对学生的思维进行显性化、程式化引导。教育部2003年颁布的《普通高中物理课程标准（实验）》中提出了物理教学的三维目标“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”，之后，“探究式学习”作为实现前述三维目标的首选学习模式被广泛实践。教学形式的革新虽十分喜人，但明显内部动力不足。教学过程中也有论证环节，但大多数教师只注重论证的形式，忽视论证的效果;论证活动仍以教师为主，减少了学生通过论证活动发展科学思维的机会;教师在课堂上未能采用有效的策略引导学生开展论证活动。[3]
三、TAP论证模式及其指导的课堂实践
（一）TAP论证模式简介
在进行论证时，为了得到别人的认同，我们需要什么样的说理程序呢？图尔敏提出的论证模式（TAP论证模式）是当今进行论证的一个基本模型，也是公认最完备、最科学的模式。该模式包含以下六个要素：资料，即论证主张的基础;主张，即论题;正当理由，即推理规则或说理方式;支持，即已有被公认的通则，在物理中比如公式、定理、定律等;限制条件，指结论成立对应的前提;反驳及反例。（见图1）
要运用好图尔敏TAP论证模式，教师需要向学生交代一个完整的论证所包含的要素，进行一个完整的论证要遵循的程序。之后，教师可以在论证程序的指引下带领学生经历具体的论证，教学生识别论点、论据和说理的方法，同时从学生的立论能力、举证能力和说理能力三个方面对其进行强化训练，以实现对学生论证能力的培养。
（二）依照TAP模式设计教学流程
比如在“研究洛伦兹力”这一节，可以以论证的方式展开，阴极射线管中阴极射线的运动轨迹在磁场作用下变得弯曲，演示实验之后引导学生提出论题。
论题：运动电荷在磁场中受到力的作用。
请学生对该论题从资料到论题进行论证。
资料：阴极射线的轨迹在磁场中发生弯曲。
正当理由：阴极射线是运动的电子，其轨迹发生弯曲一定是因为受到了力的作用，因为弯曲时只有磁场介入，所以就是磁场对运动电荷产生了力的作用。
发动小组讨论，在已学过的知识中寻找证据支持。
支援：前面所学可知，磁场对电流有力的作用叫作安培力，而电流是由于电荷的定向移动形成的，所以安培力应该是磁场对运动电荷作用力的宏观表现。
问：只要电荷在磁场中运动，都会受到力的作用吗？以此启动反驳。
反驳：当电荷的运动方向与磁场方向平行时是不受磁场力的。
当然，反驳的前提在于学生对安培力的深刻的认识，源于学生的知识储备及其掌握知识的牢固程度，也有赖于学生的质疑精神。另外也要注意，在利用规律解决问题时，学生由于无视规律的适用范围，乱套一通是造成错误结论的一大缘由。
至此，我们完成了对洛伦兹力前期的完整认识。在论证模式引导下的学习比直接铺陈罗列知识有效许多，学生不仅深层次地理解了一种新的力、该力产生的条件及其和安培力的关系，还了解了一个完整的论证需要经历的步骤，这为其思考其他的问题、学习其他的知识做了方法上的储备。
（三）在TAP模式下还原物理学史中的论证过程
除了专门设计TAP模式下的教学流程之外，在物理学史中也蕴藏着大量的经典论证实例。教育重演论指出，学习者学习科学的过程与人类研究科学的过程存在一定的相似性，可以说是对人类研究科学过程的“重演”。[4]许多物理结论的得出都有科学家艰辛的劳动，教师要善于发现物理结论背后的时光隧道，当我们将时光隧道呈现给学生的时候，一个个完美的论证流程也就随之浮现。
“1820年9月11日，安培在科学学会的每周例会上听到报告说，几个月前，H.奥斯特在哥本哈根发现：一根通电导线会对磁针发生影响。安培在奥斯特实验的基础上，深入研究，仅仅花了一个多星期，就提出：磁铁能用通电导线来代替;通电螺线管周围的磁场与条形磁铁相似。1822年安培宣布了著名的公式——安培定律。
以上是关于“安培力”发现的一段介绍，我们可以据此抽取出安培最初的论证脉络。（见图2） 安培围绕这一基本观点做了大量实验并对结论进行了说明和发散思考，得出电流在磁场中的受力和电流之间的受力规律。 （四）用TAP模式强化实验课中的论证环节
实验课在训练论证程序上具有更大的优势，因为学生能从实验中直接获取“资料”，再借助已有的“证据”支持，得到“合理”的结论。上一轮课改倡导的探究式教学过于强调探究的八个环节及其中的“进行实验”一步，对搜集数据、分析数据、讨论交流则匆匆带过，导致“探究”有形无神，与课改的初衷相去甚远。事实上，高中学生面对的许多实验属于“验证型实验”，实验原理、步骤和注意事项通过“识记”即可达成学习目标，最重要的其实是后期的分析论证，通过分析論证能够更好地实现对步骤的重新审视和对方案的优化创新。
教师在“表达和交流”环节要展示论证的要素和步骤，让学生结合实验原理对获取的实验现象及结论进行解释，接受来自别人的反驳，修正自己的结论，反思实验中的纰漏或对实验做创新型改进。
（五）以TAP模式指导学生对社会化议题做辩论
为拓展学生在论题选择上的视野，我们可以另外就“科学史与物理前沿”等话题展开论证。比如，在“磁场”章末小结可组织如下小辩论。论题：科技的进步建立在少数核心人物的贡献之上。依据实际情况，我的学生最后形成了三种立场。
小组1：科技进步建立在少数核心人物的贡献上，在理论物理中如牛顿、爱因斯坦和普朗克，在实际应用中如比尔·盖茨、乔布斯和马化腾。支持该观点的这组学生，依次对自己的观点进行论证并接受来自其他小组成员的反驳。
小组2：科技进步是由群体智慧推动的，即便牛顿也是站在伽利略、笛卡尔、胡克等人的肩膀上。劳伦斯发明回旋加速器促进了原子物理的发展，但也是基于前人对洛伦兹力的研究，而且至回旋加速器发明之后，物理学进入了大规模的集体研究，仪器设备越来越复杂，一项研究工作需要越来越多的人协同完成。
小组3：科技进步是由少数核心人物带领群体一起推动的，该观点具有骑墙的意味，因其笼统，所以全面。但学生也可以结合物理和社会生活实际对此加以辩论。
因为说理能力是论证能力的核心，在不违背大是大非原则的前提下，越是有争议的论题对学生的说理能力的培养越是有帮助。
四、培养学生论证能力的意义和困惑
物理作为自然科学的重要组成部分，承载着传播自然科学知识、传授思考问题的方法、培养学生逻辑思维能力的功能。物理教师要以物理课堂为主阵地，以物理知识为载体，让学生在掌握知识的同时掌握知识的方法。比如论证方法，它能让学生的思维逻辑性更强，思考更有层次、更有序，就像给学生的大脑装上了理性的翅膀，意义非凡。论证能力主要包含三个要素：立论能力、举证能力和说理能力。立论即个人主张，个人主张又分客观和主观，对科学原理和问题中规定性的主张，学生一般较难提出个人观点，这会限制学生立论能力的发展，所以在训练前期需要一定量的知识储备。
参考文献：
[1]刘大椿，张林先.科学的哲学反思：从辩护到审度的转换[J].教学与研究，2010（2）：5-12.
[2]韩葵葵.中学生的科学论证能力[D].西安：陕西师范大学，2016.
[3]张艳香，魏 昕.促进学生物理论证能力发展的策略研究[J].课程·教材·教法，2016，36（3）：122-127.
[4]王 全，母小勇.“科学史——探索”教学模式的“重演”论基础[J].课程·教材·教法，2008（7）：62-66.
关键词：TAP模式;推理;论证;物理
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2019-06-03 文章编号：1674-120X（2019）33-0114-02
“科学的本质不在于已经认识到的真理，更在于探索真理。科学本身不是知识，而是产生知识的社会活动，是一种科学生产。”[1]培养学生的论证能力本身是一种科学实践，是对学生学习方式的引领;培养学生的论证能力有利于提高学生在学习中的主体地位，让学生从被动的知识容纳者转变成主动的知识建构者，也为将来学生成为社会的主体打下基础，让学生学会在与科学相关的社会问题中通过论证做出决策、展开争论、进行批判进而实现创新。这对社会的发展、民主与和谐有着长遠的意义。
一、物理论证能力
论证能力是一种以科学知识为中介，根据收集到的资料提出主张和进行推理，反思自己和别人论点的不足以提出反论点，同时能反驳他人的质疑与批判，为自己辩护的高级思维能力。[2]物理论证能力则是以物理学科知识为中介，根据已有公认正确的知识或从物理实验中获取的现象及数据提出自己的主张，进行推理，反思自己和别人论点的不足以提出反论点，同时能反驳他人的质疑与批判，对自己的主张做出限定，为自己的主张辩护的高级思维能力。
二、当前物理课堂在论证能力培养上的不足
传统物理课堂中我们多数教师在教学中忽视知识的生成过程，不重视对学生的思维进行显性化、程式化引导。教育部2003年颁布的《普通高中物理课程标准（实验）》中提出了物理教学的三维目标“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”，之后，“探究式学习”作为实现前述三维目标的首选学习模式被广泛实践。教学形式的革新虽十分喜人，但明显内部动力不足。教学过程中也有论证环节，但大多数教师只注重论证的形式，忽视论证的效果;论证活动仍以教师为主，减少了学生通过论证活动发展科学思维的机会;教师在课堂上未能采用有效的策略引导学生开展论证活动。[3]
三、TAP论证模式及其指导的课堂实践
（一）TAP论证模式简介
在进行论证时，为了得到别人的认同，我们需要什么样的说理程序呢？图尔敏提出的论证模式（TAP论证模式）是当今进行论证的一个基本模型，也是公认最完备、最科学的模式。该模式包含以下六个要素：资料，即论证主张的基础;主张，即论题;正当理由，即推理规则或说理方式;支持，即已有被公认的通则，在物理中比如公式、定理、定律等;限制条件，指结论成立对应的前提;反驳及反例。（见图1）
要运用好图尔敏TAP论证模式，教师需要向学生交代一个完整的论证所包含的要素，进行一个完整的论证要遵循的程序。之后，教师可以在论证程序的指引下带领学生经历具体的论证，教学生识别论点、论据和说理的方法，同时从学生的立论能力、举证能力和说理能力三个方面对其进行强化训练，以实现对学生论证能力的培养。
（二）依照TAP模式设计教学流程
比如在“研究洛伦兹力”这一节，可以以论证的方式展开，阴极射线管中阴极射线的运动轨迹在磁场作用下变得弯曲，演示实验之后引导学生提出论题。
论题：运动电荷在磁场中受到力的作用。
请学生对该论题从资料到论题进行论证。
资料：阴极射线的轨迹在磁场中发生弯曲。
正当理由：阴极射线是运动的电子，其轨迹发生弯曲一定是因为受到了力的作用，因为弯曲时只有磁场介入，所以就是磁场对运动电荷产生了力的作用。
发动小组讨论，在已学过的知识中寻找证据支持。
支援：前面所学可知，磁场对电流有力的作用叫作安培力，而电流是由于电荷的定向移动形成的，所以安培力应该是磁场对运动电荷作用力的宏观表现。
问：只要电荷在磁场中运动，都会受到力的作用吗？以此启动反驳。
反驳：当电荷的运动方向与磁场方向平行时是不受磁场力的。
当然，反驳的前提在于学生对安培力的深刻的认识，源于学生的知识储备及其掌握知识的牢固程度，也有赖于学生的质疑精神。另外也要注意，在利用规律解决问题时，学生由于无视规律的适用范围，乱套一通是造成错误结论的一大缘由。
至此，我们完成了对洛伦兹力前期的完整认识。在论证模式引导下的学习比直接铺陈罗列知识有效许多，学生不仅深层次地理解了一种新的力、该力产生的条件及其和安培力的关系，还了解了一个完整的论证需要经历的步骤，这为其思考其他的问题、学习其他的知识做了方法上的储备。
（三）在TAP模式下还原物理学史中的论证过程
除了专门设计TAP模式下的教学流程之外，在物理学史中也蕴藏着大量的经典论证实例。教育重演论指出，学习者学习科学的过程与人类研究科学的过程存在一定的相似性，可以说是对人类研究科学过程的“重演”。[4]许多物理结论的得出都有科学家艰辛的劳动，教师要善于发现物理结论背后的时光隧道，当我们将时光隧道呈现给学生的时候，一个个完美的论证流程也就随之浮现。
“1820年9月11日，安培在科学学会的每周例会上听到报告说，几个月前，H.奥斯特在哥本哈根发现：一根通电导线会对磁针发生影响。安培在奥斯特实验的基础上，深入研究，仅仅花了一个多星期，就提出：磁铁能用通电导线来代替;通电螺线管周围的磁场与条形磁铁相似。1822年安培宣布了著名的公式——安培定律。
以上是关于“安培力”发现的一段介绍，我们可以据此抽取出安培最初的论证脉络。（见图2） 安培围绕这一基本观点做了大量实验并对结论进行了说明和发散思考，得出电流在磁场中的受力和电流之间的受力规律。 （四）用TAP模式强化实验课中的论证环节
实验课在训练论证程序上具有更大的优势，因为学生能从实验中直接获取“资料”，再借助已有的“证据”支持，得到“合理”的结论。上一轮课改倡导的探究式教学过于强调探究的八个环节及其中的“进行实验”一步，对搜集数据、分析数据、讨论交流则匆匆带过，导致“探究”有形无神，与课改的初衷相去甚远。事实上，高中学生面对的许多实验属于“验证型实验”，实验原理、步骤和注意事项通过“识记”即可达成学习目标，最重要的其实是后期的分析论证，通过分析論证能够更好地实现对步骤的重新审视和对方案的优化创新。
教师在“表达和交流”环节要展示论证的要素和步骤，让学生结合实验原理对获取的实验现象及结论进行解释，接受来自别人的反驳，修正自己的结论，反思实验中的纰漏或对实验做创新型改进。
（五）以TAP模式指导学生对社会化议题做辩论
为拓展学生在论题选择上的视野，我们可以另外就“科学史与物理前沿”等话题展开论证。比如，在“磁场”章末小结可组织如下小辩论。论题：科技的进步建立在少数核心人物的贡献之上。依据实际情况，我的学生最后形成了三种立场。
小组1：科技进步建立在少数核心人物的贡献上，在理论物理中如牛顿、爱因斯坦和普朗克，在实际应用中如比尔·盖茨、乔布斯和马化腾。支持该观点的这组学生，依次对自己的观点进行论证并接受来自其他小组成员的反驳。
小组2：科技进步是由群体智慧推动的，即便牛顿也是站在伽利略、笛卡尔、胡克等人的肩膀上。劳伦斯发明回旋加速器促进了原子物理的发展，但也是基于前人对洛伦兹力的研究，而且至回旋加速器发明之后，物理学进入了大规模的集体研究，仪器设备越来越复杂，一项研究工作需要越来越多的人协同完成。
小组3：科技进步是由少数核心人物带领群体一起推动的，该观点具有骑墙的意味，因其笼统，所以全面。但学生也可以结合物理和社会生活实际对此加以辩论。
因为说理能力是论证能力的核心，在不违背大是大非原则的前提下，越是有争议的论题对学生的说理能力的培养越是有帮助。
四、培养学生论证能力的意义和困惑
物理作为自然科学的重要组成部分，承载着传播自然科学知识、传授思考问题的方法、培养学生逻辑思维能力的功能。物理教师要以物理课堂为主阵地，以物理知识为载体，让学生在掌握知识的同时掌握知识的方法。比如论证方法，它能让学生的思维逻辑性更强，思考更有层次、更有序，就像给学生的大脑装上了理性的翅膀，意义非凡。论证能力主要包含三个要素：立论能力、举证能力和说理能力。立论即个人主张，个人主张又分客观和主观，对科学原理和问题中规定性的主张，学生一般较难提出个人观点，这会限制学生立论能力的发展，所以在训练前期需要一定量的知识储备。
参考文献：
[1]刘大椿，张林先.科学的哲学反思：从辩护到审度的转换[J].教学与研究，2010（2）：5-12.
[2]韩葵葵.中学生的科学论证能力[D].西安：陕西师范大学，2016.
[3]张艳香，魏 昕.促进学生物理论证能力发展的策略研究[J].课程·教材·教法，2016，36（3）：122-127.
[4]王 全，母小勇.“科学史——探索”教学模式的“重演”论基础[J].课程·教材·教法，2008（7）：62-66.