鄒艷梅

摘 要：TAP模式下的規(guī)律課、實(shí)驗(yàn)課、科學(xué)史與現(xiàn)代技術(shù)拓展課以提升學(xué)生的論證能力為主旨，在課堂中，學(xué)生不僅能學(xué)到知識(shí)，還能學(xué)到科學(xué)的論證方法，大大豐富了物理學(xué)科應(yīng)有的教育功能。

關(guān)鍵詞：TAP模式;推理;論證;物理

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2019-06-03 文章編號(hào)：1674-120X（2019）33-0114-02

“科學(xué)的本質(zhì)不在于已經(jīng)認(rèn)識(shí)到的真理，更在于探索真理。科學(xué)本身不是知識(shí)，而是產(chǎn)生知識(shí)的社會(huì)活動(dòng)，是一種科學(xué)生產(chǎn)。”[1]培養(yǎng)學(xué)生的論證能力本身是一種科學(xué)實(shí)踐，是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的引領(lǐng);培養(yǎng)學(xué)生的論證能力有利于提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，讓學(xué)生從被動(dòng)的知識(shí)容納者轉(zhuǎn)變成主動(dòng)的知識(shí)建構(gòu)者，也為將來(lái)學(xué)生成為社會(huì)的主體打下基礎(chǔ)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在與科學(xué)相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題中通過(guò)論證做出決策、展開(kāi)爭(zhēng)論、進(jìn)行批判進(jìn)而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。這對(duì)社會(huì)的發(fā)展、民主與和諧有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

一、物理論證能力

論證能力是一種以科學(xué)知識(shí)為中介，根據(jù)收集到的資料提出主張和進(jìn)行推理，反思自己和別人論點(diǎn)的不足以提出反論點(diǎn)，同時(shí)能反駁他人的質(zhì)疑與批判，為自己辯護(hù)的高級(jí)思維能力。[2]物理論證能力則是以物理學(xué)科知識(shí)為中介，根據(jù)已有公認(rèn)正確的知識(shí)或從物理實(shí)驗(yàn)中獲取的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)提出自己的主張，進(jìn)行推理，反思自己和別人論點(diǎn)的不足以提出反論點(diǎn)，同時(shí)能反駁他人的質(zhì)疑與批判，對(duì)自己的主張做出限定，為自己的主張辯護(hù)的高級(jí)思維能力。

二、當(dāng)前物理課堂在論證能力培養(yǎng)上的不足

傳統(tǒng)物理課堂中我們多數(shù)教師在教學(xué)中忽視知識(shí)的生成過(guò)程，不重視對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行顯性化、程式化引導(dǎo)。教育部2003年頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中提出了物理教學(xué)的三維目標(biāo)“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”，之后，“探究式學(xué)習(xí)”作為實(shí)現(xiàn)前述三維目標(biāo)的首選學(xué)習(xí)模式被廣泛實(shí)踐。教學(xué)形式的革新雖十分喜人，但明顯內(nèi)部動(dòng)力不足。教學(xué)過(guò)程中也有論證環(huán)節(jié)，但大多數(shù)教師只注重論證的形式，忽視論證的效果;論證活動(dòng)仍以教師為主，減少了學(xué)生通過(guò)論證活動(dòng)發(fā)展科學(xué)思維的機(jī)會(huì);教師在課堂上未能采用有效的策略引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展論證活動(dòng)。[3]

三、TAP論證模式及其指導(dǎo)的課堂實(shí)踐

（一）TAP論證模式簡(jiǎn)介

在進(jìn)行論證時(shí)，為了得到別人的認(rèn)同，我們需要什么樣的說(shuō)理程序呢？圖爾敏提出的論證模式（TAP論證模式）是當(dāng)今進(jìn)行論證的一個(gè)基本模型，也是公認(rèn)最完備、最科學(xué)的模式。該模式包含以下六個(gè)要素：資料，即論證主張的基礎(chǔ);主張，即論題;正當(dāng)理由，即推理規(guī)則或說(shuō)理方式;支持，即已有被公認(rèn)的通則，在物理中比如公式、定理、定律等;限制條件，指結(jié)論成立對(duì)應(yīng)的前提;反駁及反例。（見(jiàn)圖1）

要運(yùn)用好圖爾敏TAP論證模式，教師需要向?qū)W生交代一個(gè)完整的論證所包含的要素，進(jìn)行一個(gè)完整的論證要遵循的程序。之后，教師可以在論證程序的指引下帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷具體的論證，教學(xué)生識(shí)別論點(diǎn)、論據(jù)和說(shuō)理的方法，同時(shí)從學(xué)生的立論能力、舉證能力和說(shuō)理能力三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生論證能力的培養(yǎng)。

（二）依照TAP模式設(shè)計(jì)教學(xué)流程

比如在“研究洛倫茲力”這一節(jié)，可以以論證的方式展開(kāi)，陰極射線管中陰極射線的運(yùn)動(dòng)軌跡在磁場(chǎng)作用下變得彎曲，演示實(shí)驗(yàn)之后引導(dǎo)學(xué)生提出論題。

論題：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到力的作用。

請(qǐng)學(xué)生對(duì)該論題從資料到論題進(jìn)行論證。

資料：陰極射線的軌跡在磁場(chǎng)中發(fā)生彎曲。

正當(dāng)理由：陰極射線是運(yùn)動(dòng)的電子，其軌跡發(fā)生彎曲一定是因?yàn)槭艿搅肆Φ淖饔茫驗(yàn)閺澢鷷r(shí)只有磁場(chǎng)介入，所以就是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生了力的作用。

發(fā)動(dòng)小組討論，在已學(xué)過(guò)的知識(shí)中尋找證據(jù)支持。

支援：前面所學(xué)可知，磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用叫作安培力，而電流是由于電荷的定向移動(dòng)形成的，所以安培力應(yīng)該是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的宏觀表現(xiàn)。

問(wèn)：只要電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，都會(huì)受到力的作用嗎？以此啟動(dòng)反駁。

反駁：當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)是不受磁場(chǎng)力的。

當(dāng)然，反駁的前提在于學(xué)生對(duì)安培力的深刻的認(rèn)識(shí)，源于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備及其掌握知識(shí)的牢固程度，也有賴于學(xué)生的質(zhì)疑精神。另外也要注意，在利用規(guī)律解決問(wèn)題時(shí)，學(xué)生由于無(wú)視規(guī)律的適用范圍，亂套一通是造成錯(cuò)誤結(jié)論的一大緣由。

至此，我們完成了對(duì)洛倫茲力前期的完整認(rèn)識(shí)。在論證模式引導(dǎo)下的學(xué)習(xí)比直接鋪陳羅列知識(shí)有效許多，學(xué)生不僅深層次地理解了一種新的力、該力產(chǎn)生的條件及其和安培力的關(guān)系，還了解了一個(gè)完整的論證需要經(jīng)歷的步驟，這為其思考其他的問(wèn)題、學(xué)習(xí)其他的知識(shí)做了方法上的儲(chǔ)備。

（三）在TAP模式下還原物理學(xué)史中的論證過(guò)程

除了專門設(shè)計(jì)TAP模式下的教學(xué)流程之外，在物理學(xué)史中也蘊(yùn)藏著大量的經(jīng)典論證實(shí)例。教育重演論指出，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)科學(xué)的過(guò)程與人類研究科學(xué)的過(guò)程存在一定的相似性，可以說(shuō)是對(duì)人類研究科學(xué)過(guò)程的“重演”。[4]許多物理結(jié)論的得出都有科學(xué)家艱辛的勞動(dòng)，教師要善于發(fā)現(xiàn)物理結(jié)論背后的時(shí)光隧道，當(dāng)我們將時(shí)光隧道呈現(xiàn)給學(xué)生的時(shí)候，一個(gè)個(gè)完美的論證流程也就隨之浮現(xiàn)。

“1820年9月11日，安培在科學(xué)學(xué)會(huì)的每周例會(huì)上聽(tīng)到報(bào)告說(shuō)，幾個(gè)月前，H.奧斯特在哥本哈根發(fā)現(xiàn)：一根通電導(dǎo)線會(huì)對(duì)磁針發(fā)生影響。安培在奧斯特實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，深入研究，僅僅花了一個(gè)多星期，就提出：磁鐵能用通電導(dǎo)線來(lái)代替;通電螺線管周圍的磁場(chǎng)與條形磁鐵相似。1822年安培宣布了著名的公式——安培定律。

以上是關(guān)于“安培力”發(fā)現(xiàn)的一段介紹，我們可以據(jù)此抽取出安培最初的論證脈絡(luò)。（見(jiàn)圖2） 安培圍繞這一基本觀點(diǎn)做了大量實(shí)驗(yàn)并對(duì)結(jié)論進(jìn)行了說(shuō)明和發(fā)散思考，得出電流在磁場(chǎng)中的受力和電流之間的受力規(guī)律。

（四）用TAP模式強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)課中的論證環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)課在訓(xùn)練論證程序上具有更大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷W(xué)生能從實(shí)驗(yàn)中直接獲取“資料”，再借助已有的“證據(jù)”支持，得到“合理”的結(jié)論。上一輪課改倡導(dǎo)的探究式教學(xué)過(guò)于強(qiáng)調(diào)探究的八個(gè)環(huán)節(jié)及其中的“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”一步，對(duì)搜集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、討論交流則匆匆?guī)н^(guò)，導(dǎo)致“探究”有形無(wú)神，與課改的初衷相去甚遠(yuǎn)。事實(shí)上，高中學(xué)生面對(duì)的許多實(shí)驗(yàn)屬于“驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)原理、步驟和注意事項(xiàng)通過(guò)“識(shí)記”即可達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，最重要的其實(shí)是后期的分析論證，通過(guò)分析論證能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)步驟的重新審視和對(duì)方案的優(yōu)化創(chuàng)新。

教師在“表達(dá)和交流”環(huán)節(jié)要展示論證的要素和步驟，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理對(duì)獲取的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論進(jìn)行解釋，接受來(lái)自別人的反駁，修正自己的結(jié)論，反思實(shí)驗(yàn)中的紕漏或?qū)?shí)驗(yàn)做創(chuàng)新型改進(jìn)。

（五）以TAP模式指導(dǎo)學(xué)生對(duì)社會(huì)化議題做辯論

為拓展學(xué)生在論題選擇上的視野，我們可以另外就“科學(xué)史與物理前沿”等話題展開(kāi)論證。比如，在“磁場(chǎng)”章末小結(jié)可組織如下小辯論。論題：科技的進(jìn)步建立在少數(shù)核心人物的貢獻(xiàn)之上。依據(jù)實(shí)際情況，我的學(xué)生最后形成了三種立場(chǎng)。

小組1：科技進(jìn)步建立在少數(shù)核心人物的貢獻(xiàn)上，在理論物理中如牛頓、愛(ài)因斯坦和普朗克，在實(shí)際應(yīng)用中如比爾·蓋茨、喬布斯和馬化騰。支持該觀點(diǎn)的這組學(xué)生，依次對(duì)自己的觀點(diǎn)進(jìn)行論證并接受來(lái)自其他小組成員的反駁。

小組2：科技進(jìn)步是由群體智慧推動(dòng)的，即便牛頓也是站在伽利略、笛卡爾、胡克等人的肩膀上。勞倫斯發(fā)明回旋加速器促進(jìn)了原子物理的發(fā)展，但也是基于前人對(duì)洛倫茲力的研究，而且至回旋加速器發(fā)明之后，物理學(xué)進(jìn)入了大規(guī)模的集體研究，儀器設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，一項(xiàng)研究工作需要越來(lái)越多的人協(xié)同完成。

小組3：科技進(jìn)步是由少數(shù)核心人物帶領(lǐng)群體一起推動(dòng)的，該觀點(diǎn)具有騎墻的意味，因其籠統(tǒng)，所以全面。但學(xué)生也可以結(jié)合物理和社會(huì)生活實(shí)際對(duì)此加以辯論。

因?yàn)檎f(shuō)理能力是論證能力的核心，在不違背大是大非原則的前提下，越是有爭(zhēng)議的論題對(duì)學(xué)生的說(shuō)理能力的培養(yǎng)越是有幫助。

四、培養(yǎng)學(xué)生論證能力的意義和困惑

物理作為自然科學(xué)的重要組成部分，承載著傳播自然科學(xué)知識(shí)、傳授思考問(wèn)題的方法、培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的功能。物理教師要以物理課堂為主陣地，以物理知識(shí)為載體，讓學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)掌握知識(shí)的方法。比如論證方法，它能讓學(xué)生的思維邏輯性更強(qiáng)，思考更有層次、更有序，就像給學(xué)生的大腦裝上了理性的翅膀，意義非凡。論證能力主要包含三個(gè)要素：立論能力、舉證能力和說(shuō)理能力。立論即個(gè)人主張，個(gè)人主張又分客觀和主觀，對(duì)科學(xué)原理和問(wèn)題中規(guī)定性的主張，學(xué)生一般較難提出個(gè)人觀點(diǎn)，這會(huì)限制學(xué)生立論能力的發(fā)展，所以在訓(xùn)練前期需要一定量的知識(shí)儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉大椿，張林先.科學(xué)的哲學(xué)反思：從辯護(hù)到審度的轉(zhuǎn)換[J].教學(xué)與研究，2010（2）：5-12.

[2]韓葵葵.中學(xué)生的科學(xué)論證能力[D].西安：陜西師范大學(xué)，2016.

[3]張艷香，魏 昕.促進(jìn)學(xué)生物理論證能力發(fā)展的策略研究[J].課程·教材·教法，2016，36（3）：122-127.

[4]王 全，母小勇.“科學(xué)史——探索”教學(xué)模式的“重演”論基礎(chǔ)[J].課程·教材·教法，2008（7）：62-66.