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【摘 要】论证式教学是一种以学生为主体的较为有效的探究式教学模式，是当前国际科学教育研究的热点之一。论证式教学将科学论证引入课堂，引导学生加深对科学本质的理解，以此培养学生的逻辑思维及核心素养。本文以高中化学必修1中化学能与电能一节内容为例，介绍论证式教学的具体运用。
【关键词】论证式教学;核心素养;化学能与电能
近几年，许多化学教师在课堂上采用讲授式教学，省去了科学论证的过程，虽然省时省力，但没有将学生放在主体地位，缺少师生之间的互动交流及思维过程，使学生知其然而不知其所以然，并未体验到科学探究的过程，不利于学生化学概念的构建与核心素养的发展。采用论证式教学，就是将科学探究的论证活动引入课堂，使得学生对知识记忆进行精加工，深化对知识的理解，不仅知道是什么，更知道为什么，对学生认知和逻辑思维能力的发展产生巨大的作用。
一、论证式教学
论证由论题、论据和论证方法三个要素构成，即用一个或一些真实的命题来确定另一命题真实性的思维模式。论证的种类有直接论证、间接论证、演绎论证、归纳论证和类比论证。著名的Toulmin论证模型（图1）结合了直接论证和间接论证，认为论证过程是由资料推理产生主张，并说明推论依据，他的论证架构包括了资料、主张、论据、支持、限制条件、反驳六个因素。
图1 Toulmin论证模型
论证式教学就是将科学论证引入课堂教学中，引导学生经历类似科学家的论证过程，围绕某一论题，运用所学的知识、相关实验数据以及所收集的相关资料，通过论证进行判断、解释，分析评价自己与他人的论证的合理性，以达到深度思考、思维碰撞的效果，最终形成了可普遍接受结论的活动过程。其具体流程为：1.教师与学生借助教材、图书馆、实验室、网络等工具收集论证推理所需的资料;2.设置思考问题，引导学生通过资料和论据推论出观点主张;3.在课堂上引导学生展开讨论，鼓励学生基于附加论据进行质疑、辩论和反驳，从而形成可普遍接受的结论。
科学探究是化学教学中的重要组成部分，但是，探究不能仅停留在动手做实验的层面，而缺少对探究过程等诸多因素的论证，这样不利于发展学生的科学思维能力。笔者以“化学能与电能”这一节内容为例，探讨论证式教学模式的运用过程。
二、论证式教学的化学课例教学流程
1.创设情境，提问引出主张
教师根据教学内容，创设真实情境：张大爷70多岁了，当他开怀大笑时，人们可以发现他的一排牙齿中镶有一颗黄金及一颗不锈钢的假牙。令人百思不解的是，自从有了这两颗假牙以后，张大爷经常头痛、失眠、心情烦躁，医生对此也无能为力。一位年轻的化学家来看望张大爷，为张大爷揭开了病因，让他重新开怀大笑起来。
根据情境，导入问题：今天，假设一下同学们就是那位年轻的化学家，请你们为张大爷诊断一下他的病因在哪里，并为他开一个处方可使他重新开怀大笑。
初步猜想：病因到底出自哪里呢？会不会是那两颗假牙。
提出主张：张大爷的两颗牙使张大爷产生了不良反应。
2.依据主张，设计探究实验
到底是不是假牙引起的呢？我们现在模拟口腔中的环境，把烧杯想象成口腔，稀硫酸当成口腔中的唾液，用Zn和Cu分别代表口腔中的两颗假牙——不锈钢和黄金，并通过以下实验进行探究，引导学生观察并记录实验现象查找病因，见图2。
图2 探究实验：铜锌原电池原理
探究实验一：将锌棒、铜棒平行插入同一烧杯中（烧杯中装有稀硫酸）。
探究实验二：在实验一的基础上用一根导线将铜棒和锌棒连接起来。
探究实验三：在实验二的基础上，在导线中接入一电流计和开关，先断开再闭合开关。
探究实验四：在实验三的基础上，先将锌棒换成碳棒，然后将铜棒和锌棒换成两个铜棒，最后，再将两个铜棒换成两个锌棒。
3.根据实验，论证完善主张
探究实验一中锌棒溶解且有气泡产生，铜棒处没有现象。探究实验二的现象为锌棒溶解并有气泡产生、铜棒上有大量气泡冒出。探究实验三开关断开时，电流计没有偏转，锌棒溶解且有气泡产生，铜棒处没有现象;开关闭合时，现象同实验二电流计偏转。探究实验四，锌棒换成碳棒后，碳棒、铜棒均无现象，电流计指针不偏转，然后将铜棒和锌棒换成两个铜棒，铜棒无现象并且指针不偏转，再把两个铜棒换成两个锌棒，锌棒溶解并有气泡冒出，但是指针依然不偏转。
学生此前学过金属活动顺序表，排在氢前面的金属可从酸中置换出氢气，排在氢后面的则不能，学生根据实验一锌棒溶解产生气泡，推断发生的反应是Zn+2H■=Zn■+H■↑，这是电解质溶液与电极发生自发的氧化还原反应。实验二推测，铜棒上的气泡是氢离子获得了锌棒的电子生成氢气，反应为2H■+2e■=H■↑。实验三中电流计偏转说明有电流产生，有电流产生就可向外界输出电功，因此，这是一套什么装置？学生的回答为电池装置。由实验四可知，电极与电解质无自发氧化还原反应或电极活泼性相同的条件下，该装置均无电流产生。通过论证验证了此主张：即张大爷的假牙和唾液形成了原电池产生电流，张大爷因此产生了不良反应。
学生通过探究实验二、三直接论证，推论出“张大爷产生不良反应是由于该装置构成原电池产生电流”的主张。通过探究实验一、三、四间接论证，提出反驳：相同金属做电极，开路，电解质溶液与电极无自发氧化还原反应，均无电流产生。再由反驳论据间接论证得到限制条件：两极金属活泼性需有差异;有电解质溶液且能够与活泼性较强的电极发生自发的氧化还原反应;构成闭合回路。最后总结论证完善主张：张大爷的假牙和唾液构成原电池产生电流使他产生了不良反应，并形成了原电池构成条件的概念：①两极金属活泼性需有差异;②有电解质溶液，并能与电极发生自发的氧化还原反应;③构成闭合回路（图3）。
图3 张大爷的假牙和唾液形成原电池的论证过程
进一步引導，那么如何为张大爷开处方让他重新开怀大笑呢？学生通过讨论为张大爷开的处方为将限制条件由满足变为不满足，将他的不锈钢的假牙也换成黄金，这样一来张大爷的口腔就不会构成原电池，因此无法产生电流使他出现不良反应，他就可以重新开怀大笑了。
三、论证式教学的启示
1.有利于促进学生自主建构化学概念
在教师的引导下，学生通过科学论证，自主构建化学概念模型形成了可普遍接受的主张，锻炼了逻辑思维能力。在教授“化学能与电能”这一节内容时，教师可创设情境提出问题，引导学生提出主张，然后设计实验，以实验为资料，并由实验现象得出论据，再以论据直接论证验证该主张，反驳论据间接论证完善主张，形成了原电池构成条件的概念。
2.有利于培养学生的批判性思维能力
学生通过论证不再盲目迷信，树立了独立思考的意识，形成了自己的观点立场，并有理有据地捍卫自己的主张。学生在论证中形成了严谨的科学态度，在交锋中形成了深度的理解能力，并在反驳中形成了科学的批判性思维。
【参考文献】
[1]郭桥，资建民.大学逻辑导论[M].北京：人民出版社，2013：237-249
[2]潘瑶珍.科学教育中的论证教学[J].全球教育展望，2011.40（02）：77-81+96
[3]杜爱慧.论证式教学：一种有效的探究教学模式[J].教育导刊，2011（09）：76-78
[4]何嘉媛，刘恩山.论证式教学策略的发展及其在理科教学中的作用[J].生物学通报，2012.47（05）：31-34
[5]俞丽萍.科学课堂中论证式教学的实施[J].中小学教学研究，2014（9）：44-46.47
（项目基金：本文系湖北省教育科学规划重点课题（课题编号：2017GA014）研究成果。）
【关键词】论证式教学;核心素养;化学能与电能
近几年，许多化学教师在课堂上采用讲授式教学，省去了科学论证的过程，虽然省时省力，但没有将学生放在主体地位，缺少师生之间的互动交流及思维过程，使学生知其然而不知其所以然，并未体验到科学探究的过程，不利于学生化学概念的构建与核心素养的发展。采用论证式教学，就是将科学探究的论证活动引入课堂，使得学生对知识记忆进行精加工，深化对知识的理解，不仅知道是什么，更知道为什么，对学生认知和逻辑思维能力的发展产生巨大的作用。
一、论证式教学
论证由论题、论据和论证方法三个要素构成，即用一个或一些真实的命题来确定另一命题真实性的思维模式。论证的种类有直接论证、间接论证、演绎论证、归纳论证和类比论证。著名的Toulmin论证模型（图1）结合了直接论证和间接论证，认为论证过程是由资料推理产生主张，并说明推论依据，他的论证架构包括了资料、主张、论据、支持、限制条件、反驳六个因素。
图1 Toulmin论证模型
论证式教学就是将科学论证引入课堂教学中，引导学生经历类似科学家的论证过程，围绕某一论题，运用所学的知识、相关实验数据以及所收集的相关资料，通过论证进行判断、解释，分析评价自己与他人的论证的合理性，以达到深度思考、思维碰撞的效果，最终形成了可普遍接受结论的活动过程。其具体流程为：1.教师与学生借助教材、图书馆、实验室、网络等工具收集论证推理所需的资料;2.设置思考问题，引导学生通过资料和论据推论出观点主张;3.在课堂上引导学生展开讨论，鼓励学生基于附加论据进行质疑、辩论和反驳，从而形成可普遍接受的结论。
科学探究是化学教学中的重要组成部分，但是，探究不能仅停留在动手做实验的层面，而缺少对探究过程等诸多因素的论证，这样不利于发展学生的科学思维能力。笔者以“化学能与电能”这一节内容为例，探讨论证式教学模式的运用过程。
二、论证式教学的化学课例教学流程
1.创设情境，提问引出主张
教师根据教学内容，创设真实情境：张大爷70多岁了，当他开怀大笑时，人们可以发现他的一排牙齿中镶有一颗黄金及一颗不锈钢的假牙。令人百思不解的是，自从有了这两颗假牙以后，张大爷经常头痛、失眠、心情烦躁，医生对此也无能为力。一位年轻的化学家来看望张大爷，为张大爷揭开了病因，让他重新开怀大笑起来。
根据情境，导入问题：今天，假设一下同学们就是那位年轻的化学家，请你们为张大爷诊断一下他的病因在哪里，并为他开一个处方可使他重新开怀大笑。
初步猜想：病因到底出自哪里呢？会不会是那两颗假牙。
提出主张：张大爷的两颗牙使张大爷产生了不良反应。
2.依据主张，设计探究实验
到底是不是假牙引起的呢？我们现在模拟口腔中的环境，把烧杯想象成口腔，稀硫酸当成口腔中的唾液，用Zn和Cu分别代表口腔中的两颗假牙——不锈钢和黄金，并通过以下实验进行探究，引导学生观察并记录实验现象查找病因，见图2。
图2 探究实验：铜锌原电池原理
探究实验一：将锌棒、铜棒平行插入同一烧杯中（烧杯中装有稀硫酸）。
探究实验二：在实验一的基础上用一根导线将铜棒和锌棒连接起来。
探究实验三：在实验二的基础上，在导线中接入一电流计和开关，先断开再闭合开关。
探究实验四：在实验三的基础上，先将锌棒换成碳棒，然后将铜棒和锌棒换成两个铜棒，最后，再将两个铜棒换成两个锌棒。
3.根据实验，论证完善主张
探究实验一中锌棒溶解且有气泡产生，铜棒处没有现象。探究实验二的现象为锌棒溶解并有气泡产生、铜棒上有大量气泡冒出。探究实验三开关断开时，电流计没有偏转，锌棒溶解且有气泡产生，铜棒处没有现象;开关闭合时，现象同实验二电流计偏转。探究实验四，锌棒换成碳棒后，碳棒、铜棒均无现象，电流计指针不偏转，然后将铜棒和锌棒换成两个铜棒，铜棒无现象并且指针不偏转，再把两个铜棒换成两个锌棒，锌棒溶解并有气泡冒出，但是指针依然不偏转。
学生此前学过金属活动顺序表，排在氢前面的金属可从酸中置换出氢气，排在氢后面的则不能，学生根据实验一锌棒溶解产生气泡，推断发生的反应是Zn+2H■=Zn■+H■↑，这是电解质溶液与电极发生自发的氧化还原反应。实验二推测，铜棒上的气泡是氢离子获得了锌棒的电子生成氢气，反应为2H■+2e■=H■↑。实验三中电流计偏转说明有电流产生，有电流产生就可向外界输出电功，因此，这是一套什么装置？学生的回答为电池装置。由实验四可知，电极与电解质无自发氧化还原反应或电极活泼性相同的条件下，该装置均无电流产生。通过论证验证了此主张：即张大爷的假牙和唾液形成了原电池产生电流，张大爷因此产生了不良反应。
学生通过探究实验二、三直接论证，推论出“张大爷产生不良反应是由于该装置构成原电池产生电流”的主张。通过探究实验一、三、四间接论证，提出反驳：相同金属做电极，开路，电解质溶液与电极无自发氧化还原反应，均无电流产生。再由反驳论据间接论证得到限制条件：两极金属活泼性需有差异;有电解质溶液且能够与活泼性较强的电极发生自发的氧化还原反应;构成闭合回路。最后总结论证完善主张：张大爷的假牙和唾液构成原电池产生电流使他产生了不良反应，并形成了原电池构成条件的概念：①两极金属活泼性需有差异;②有电解质溶液，并能与电极发生自发的氧化还原反应;③构成闭合回路（图3）。
图3 张大爷的假牙和唾液形成原电池的论证过程
进一步引導，那么如何为张大爷开处方让他重新开怀大笑呢？学生通过讨论为张大爷开的处方为将限制条件由满足变为不满足，将他的不锈钢的假牙也换成黄金，这样一来张大爷的口腔就不会构成原电池，因此无法产生电流使他出现不良反应，他就可以重新开怀大笑了。
三、论证式教学的启示
1.有利于促进学生自主建构化学概念
在教师的引导下，学生通过科学论证，自主构建化学概念模型形成了可普遍接受的主张，锻炼了逻辑思维能力。在教授“化学能与电能”这一节内容时，教师可创设情境提出问题，引导学生提出主张，然后设计实验，以实验为资料，并由实验现象得出论据，再以论据直接论证验证该主张，反驳论据间接论证完善主张，形成了原电池构成条件的概念。
2.有利于培养学生的批判性思维能力
学生通过论证不再盲目迷信，树立了独立思考的意识，形成了自己的观点立场，并有理有据地捍卫自己的主张。学生在论证中形成了严谨的科学态度，在交锋中形成了深度的理解能力，并在反驳中形成了科学的批判性思维。
【参考文献】
[1]郭桥，资建民.大学逻辑导论[M].北京：人民出版社，2013：237-249
[2]潘瑶珍.科学教育中的论证教学[J].全球教育展望，2011.40（02）：77-81+96
[3]杜爱慧.论证式教学：一种有效的探究教学模式[J].教育导刊，2011（09）：76-78
[4]何嘉媛，刘恩山.论证式教学策略的发展及其在理科教学中的作用[J].生物学通报，2012.47（05）：31-34
[5]俞丽萍.科学课堂中论证式教学的实施[J].中小学教学研究，2014（9）：44-46.47
（项目基金：本文系湖北省教育科学规划重点课题（课题编号：2017GA014）研究成果。）