小學科學課堂師生互動論證話語研究

摘 要 教師課堂話語是引導學生進行科學論證的重要途徑，也是促進學生建構科學知識的重要方式。通過四位教師的教學視頻分析專家教師和新入職教師課堂中師生互動話語和科學論證的關系，研究發現新入職教師和專家教師的科學課堂都側重探究活動，師生論證話語互動頻數是不相上下，不同類型論證話語分布大致相似。但專家教師科學論證話語結構更為完整，論證話語引導質量更高，能更加有效地引導學生進行高層次的科學論證。

關鍵詞 小學科學教師;小學科學課堂;科學論證;話語分析

中圖分類號 G623.9

文獻標識碼 A

文章編號 2095-5995（2021）10-0079-04

一、問題的提出

科學論證作為科學核心素養中小學科學思維的重要組成部分，已經逐漸成為科學實踐最重要的特征[1]。科學論證是個人引用數據或資料來支持自己或反駁他人論點的過程。科學論證能力以科學知識為中介，積極面對問題，對所獲得的數據資源進行解釋說明[2]。2012年美國頒布的《新一代科學教育標準》（The Next Generation Science Standards）中將科學教育的方向由科學探究轉向科學實踐，并將科學論證作為科學實踐要素用于指導科學課堂教學[3]。這反映出基于科學論證的教學，已經成為發展學生核心素養的一種重要科學實踐。許多研究已經從多個方面證實師生話語與學生論證之間有著必要聯系，特別是教師的提問和反饋對推動學生的科學論證能力發展有著重要作用[4]。Ford認為課堂科學論證首先應具有對話性，在備擇觀點之間進行對話互動，同時也強調論證的結構性，在證據和觀點之間建立邏輯聯系[5]。

在我國教師教育振興行動的背景下，教師教育越來越受到重視。2017年發布的《義務教育小學科學課程標準》中對小學科學教師的專業性提出了更高的要求。小學科學教師除了要達到《小學教師專業標準（試行）》中應該具備的標準外，還應該達到科學學科特殊要求，如具備科學論證思維教學能力。而新入職的科學教師科學論證教學能力培養的關鍵則在于專家科學教師的示范和對新入職教師科學課堂中論證教學細節的挖掘和學習。因此，本研究通過分析對比新入職教師和專家教師科學課堂中的師生科學論證互動話語的關系，研究兩種課堂中師生在互動背景下具有完整含義的論證話語情況比較，以期對科學教師專業發展的培養有借鑒意義。

二、研究的過程

（一）樣本選擇

本研究的研究對象為4位小學科學教師的教學視頻。專家教師A、B長期從事一線小學科學教學，有豐富的教學經驗，分別是浙江省舟山市和浙江省寧波市的市級特級名師。兩位教師的教學視頻皆為浙江省優質課。而另外兩位教師a、b則為新入職小學科學教師，并無太多教學經驗，兩位新入職教師的教學視頻為他們教育實習期間錄制的示范課。專家教師A和新手教師a教學視頻主題均為“聲音的產生”，授課時長分別是41分鐘6秒、42分鐘14秒，專家教師B和新手教師b教學視頻的主題均為“運動和摩擦力”，授課時長分別是41分鐘3秒、39分鐘9秒。

（二）數據收集方法

本次研究采用視頻分析法，通過四位教師的教學視頻分析專家教師和新入職教師課堂中師生互動話語和科學論證的關系。在編碼過程中，筆者對教學環節進行了粗略劃分，選取符合論證活動的師生對話片段轉為文本，然后逐句編碼，同時使用兩位編碼者對課堂話語進行編碼，盡可能在保持編碼的一致性的前提下進行統計分析。

三、數據分析

（一）編碼方案

本研究根據Furtak等人的循證推理框架來擬定編碼。該框架（Evidence-BasedReasoning，簡稱EBR框架）關注課堂中話語互動的論證結構、論證質量及教師對論證的貢獻，對學生在課堂中的論證能力表現擬定評價框架[6]。同時研究參考Osborne等人的研究，對課堂的話語進行片段劃分，選取符合論證的整段對話進行編碼，并選取感興趣的片段進行分析[7]。在論證過程中，由于教師需要組織教學活動、轉換話輪（一個說話人在另一個說話人開始講話之前說出的所有內容）等，會出現一些與論證無關的話題，學生也會出現一些與論證無關的回答，因此，筆者參考邵發仙等人的探究，將課堂中與論證無關的對話或無法推測意義的話語歸入“其他”代碼[8]。本研究中編制的師生論證話語編碼一共12種，其中教師話語編碼有7種。各話語編碼的含義分別如下：推動觀點（M2），指在教師的啟發下推動學生形成觀點;提供數據（M31），指教師為學生提供支持某個觀點的某一特定實驗的結果;提供證據（M32），指教師啟發學生給出能夠支持觀點的理由;推動規則（M33），指教師啟發學生給出能夠支持觀點的理由，主要指向讓學生總結出規則;推動綜合（M34），指教師啟發學生回答出支持自己觀點的理由，可能包含觀點、證據和規則等多個要素;提供論證元素（p），指由教師首先提出論證元素;其他（T99），其他及與推理無關的話語。而學生話語編碼有5種，各話語編碼的含義分別如下：無支持（S0），只表達了觀點或現象，沒有過程或論證;現象論證（S1），描述某一特定實驗的結果或個人經驗，以支持某個觀點;證據論證（S2），對現象或數據進行分析，從中提取有效證據支持自己的觀點;規則論證（S3），用一種歸納概括的抽象關系來支持觀點，描述的是一種更廣泛的關系、原則、定律等;其他（S99），指學生的其他回答及與論證無關的回答。

一般情況下，一個話輪只包含一個意思，可以直接根據語境對事件進行編碼。如果出現教師話輪很長，可能包含多個意思時，則根據上下文和學生的理解對話輪進行分析。在編碼過程中，師生相同的話語在不同的情況下意義可能不同，研究者需根據語境判斷師生話語的具體意義，然后再進行編碼。

（二）小學科學課堂中的師生論證話語分析

不少研究者認為在論證過程中出現的證據、理由等論證元素越多，論證的結構越完整[9]。為更好地劃分在科學課堂中的論證元素類型，筆者參考了圖爾敏的論證模式（Toulmins Argument Framework，簡稱TAP），這一模式包含六個要素：主張、資料、正當理由、支援、限定詞與反駁（見圖1）[10]。其中資料是證明主張的基礎，在科學課堂中，學生不僅需要充分利用數據資料來構建自己的主張，而且要能夠在對話交流中，對他人的觀點進行論證。本文基于TAP的教學模式對四位小學科學教師的課堂開展研究，關注論證元素數量的同時，更關注分析論證過程、教師不同的話語類型與學生的論證能力表現，嘗試從師生的交互中分析論證的結構完整性。

1.小學科學課堂中的師生論證話語的頻數分析

師生話語對學生科學論證能力的培養有較大的影響，具有某些特征的師生話語能促使學生參與到論證中，而另一些師生對話會抑制學生科學論證的發展[11][12]。教師A、B與a、b課堂中的論證話語頻數統計結果如下：專家教師A的課堂中，教師的論證話語頻數為114，學生的論證話語頻數為110;專家教師B的課堂中，教師的論證話語頻數為93，學生的論證話語頻數為92;新入職教師a的課堂中，教師的論證話語頻數為114，學生的論證話語頻數為109;新入職教師b的課堂中，教師的論證話語頻數為56，學生的論證話語頻數為54。從中可知教師與學生論證對話的頻數基本相同，且新入職教師a和專家教師A的話語互動頻數不相上下。

但在課堂實境中，新入職教師a帶領學生從聽覺、視覺、觸覺三個感官來觀察實驗現象，單純地以“眼睛呢？”“耳朵呢？”“手呢？”啟發學生推理的簡單話語有22次。這類簡單的話語指向單一，屬于封閉式問題，因而學生也只從教師a詢問的感官出發回答，答案也較為局限。而專家教師A在詢問學生的觸覺時，使用的話語是：“你的意思是看不出來它能動，但是你怎么知道的？”這屬于開放式問題，沒有明確的指向;詢問學生的視覺時，A使用的話語是“你的意思是你看到它振動了，你觀察到了？”這屬于半開放式問題，以上兩類問題給學生提供了一定的話語空間，能夠啟發學生做出不局限于現象的推理。此后，專家教師A進一步闡述或澄清學生的觀點，然后進行追問，引發新一輪的回應的話語論證，這反映出其課堂具有較強的交互性。

此外，研究者根據課堂的實際情況，截取4位教師課堂中學生探究論證的片段個數及時長分別為：專家教師A課堂中的論證片段個數為6，探究環節個數為1，探究時長為260秒;專家教師B課堂中的論證片段個數為10，探究環節個數為2，探究時長為540秒;新入職教師a課堂中的論證片段個數為5，探究環節個數1，探究時長為506秒;新入職教師b課堂中的論證片段個數為10，探究環節個數2，探究時長為540秒。根據截取的論證片段數量，可以看出專家教師課堂中進行的論證對話較多，且都圍繞同主題，這說明專家教師更傾向于將同一專題的探究活動細化為多個活動。而新入職教師的課堂沒有將探究活動細化，整節課圍繞一個探究環節開展，學生探究的時間較長，如教師b的課堂中學生探究占用了接近一半的課堂時間，探究環節結束后對探究結果進行推理論證的時間僅6分多鐘。此外，筆者觀察到，在兩位新入職教師課堂中，學生用于探究的時間較長是由于大部分學生并沒有掌握探究內容，教師花費了較多的時間進行探究活動的指導。而在專家教師B同主題的課堂中，因為專家B提前進行了多輪引導論證，學生對自己要進行的探究過程非常明確。由此可見，要促進學生科學論證能力的構建，需要教師提前進行反復引導論證，這樣學生的證據推理思維才能夠逐漸清晰。

2.小學科學課堂中師生論證話語的頻率分析

研究表明，4位小學科學教師在課堂中的論證話語分布大致相似，且較為注重提供數據論證（M31）。新入職教師提供數據論證的話語比例分別為31.3%和28.81%，專家教師提供數據論證的話語比例分別為28.69%和44.33%。但新入職教師a和b的課堂中學生無支持論證（S0）的話語所占的比例較高，分別為68.21%和63.64%，專家教師A、B課堂中學生論證的話語分布比較均勻，其中現象論證話語多占比例較為突出，分別為34.75%和49.48%。這說明在專家教師的課堂中，學生能通過描述特定論據來支持自己的觀點，并且證據意識較強。而新入職教師的課堂中學生論證時顯得較為吃力。例如，教師a在學生完成關于發出聲音的探究后詢問學生“你是什么感覺？”這一語句指代不明，不能有效地引導學生形成觀點，因此學生只回答了一個方面的論據。而且教師a在進行話語引導時，經常使用“對不對”這樣的提問方式。這一問題實際上屬于無效提問，會導致對話逐漸趨于教師的權威。可見，教師的論證話語水平，在一定程度上會影響學生論證水平的發展。

3.小學科學課堂中師生推動論證話語的有效性分析

教師能夠有效推動論證的表現為能夠引發學生進行更多的推動類型的話語論證，甚至更高層次的論證。研究表明，在專家教師A、B的課堂中，學生現象論證的話語比例（A為34.75%，B為49.48%）皆高于教師提供數據的話語比例（A為28.69%，B為44.33%），這說明學生能在教師論證話語的推動下，進行更高頻率的話語論證，所以教師的推動論證話語是有效的。而在新入職教師a、b的課堂中，學生進行推動論證話語的比例（A為15.5%，B為20%）遠遠低于教師的推動論證話語比例（A為31.3%，B為28.81%），這說明新入職教師在推動學生論證時，往往容易因為經驗不足、表達不準確等因素導致科學論證引導效果不佳。

同時研究表明，在專家A、B和新入職教師a、b課堂中推動規則話語所占比例分別為18.03%、13.4%和23.48%、10.17%;而學生的規則論證類話語所占比例分別為11.86%、6.19%、0.78%、6.19%。可見4位教師都致力于誘導學生進行規則論證，特別是專家教師在進行論證教學時，強調數據與證據并行，體現了完整的圖爾敏論證教學模式，學生在這種模式下，證據意識逐漸加強。在特定的情境或前提下，專家教師有“概括支持觀點的數據集，以描述兩個變量之間的關系”的意識，因而對規則的論證也更加敏感，學生在專家教師課堂中的規則論證話語的比例也稍高于新入職教師的課堂。雖然高質量的話語引導能夠促進學生論證水平的提高，但論證能力的培養是一個長期的、反復的過程，專家教師也不能在短期內讓學生的論證水平明顯提高。

四、結論與建議

（一）結論

第一，新入職教師和專家教師在科學課堂中的師生話語互動頻數大致相同，但新入職教師啟發學生數據推理的論證話語指向單一，大多是封閉式問題，學生沒有適當的話語引導作支撐，論證話語較為局限。而專家教師更多地使用半開放式問題引導學生形成觀點。這類問題給學生提供了一定的話語空間，能夠啟發學生做出不局限于現象的推理，激發學生論證話語類型的多元化發展。

第二，新入職教師和專家教師都較為重視探究活動，但是新入職教師課堂中探究時間較長，師生在探究過程中的互動話語頻數較少。而專家教師進行同課題的教學設計時，更傾向于將同專題的探究活動細化為多個活動。這樣的探究活動時間短，論證話語較多，易于學生對探究的內容形成比較清晰的概念。

第三，在新入職教師和專家教師的課堂中，不同類型論證話語分布大致相似，且新入職教師和專家教師都注重提供數據論證話語，但專家教師提供證據與推動綜合論證話語的頻數明顯高于新入職教師。另外，在專家教師的課堂中，學生證據和規則的論證話語出現頻率較高，因此可知專家教師提供的論證話語引導往往能夠幫助學生達到預設高度的科學論證水平。

（二）建議

第一，科學教師要加強科學論證理論學習，提升科學論證素養。科學教師具有較高的的科學論證能力是提高學生科學論證能力的重要前提。科學教師對科學論證的理解是影響學生的科學論證發展的重要因素。所以新入職教師要具備扎實學科論證理論，同時應具有一些組織開展科學論證的實踐經驗。科學教師可以從科學探究理論、科學史等方面加強對科學論證理論的學習。

第二，科學教師要重視科學論證方法的教學實踐，將科學探究和科學論證融合。科學探究是小學科學學科的核心概念，它是學生將科學探究能力與科學概念結合，從證據推理和批判性思考中提升科學理解的過程。科學論證是科學領域重要的一種思維，是科學探究最重要的特征。科學論證能幫助學生建構科學論點并促進學生科學理念的轉化和運用。

第三，科學教師要鼓勵學生進行合作論證學習，要科學評價學生的科學論證能力。科學合作論證強調溝通與討論。在培養學生科學論證能力時，教師可以結合真實的科學探究和社會性科學議題，讓學生從中提出科學論點，并合作論證他人的論點。合作論證有利于學生對自己與他人科學觀點的反思，形成更具有合理性和科學性的論點，在探究中不斷提升科學論證的水平。另外，在對學生進行科學論證能力評價時，要綜合學生自我評價、同學評價與教師評價。教師評價要重點關注學生在科學論證過程中所表現出的歸納、演繹、類比等批判性思維能力。這樣在進行科學論證的過程中，學生才能不斷調整和更新自己的論點，逐漸深入地領悟科學本質，形成嚴謹客觀的科學態度和科學精神。

（周小燕，嶺南師范學院物理科學與技術學院，廣東 湛江 524048）

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實習編輯：劉 源