科技立则民族立，科技强则国家强。在科技创新日益成为国际战略博弈主战场的今天，大力发展科学教育成为提高公民科学素养、建设科技强国、实现民族振兴的重要基础和推动力量。近年来，科学教育愈发倡导学生在科学实践中深刻地理解复杂概念，学会用批判性的眼光检视日常所见，以口头和书面的形式清晰地表达自己的观点，并利用这些概念创造出新概念、新理论、新产品和新知识。[1]其中，提出观点并根据证据展开科学论证是提升学生科学素养的重要路径。目前，越来越多的国家在其科学教育标准文件中强调参与科学论证的突出地位。例如，美国于2012年颁布的《K-12科学教育标准》将“根据证据进行论证”确定为八项核心实践之一。新加坡在《科学教学大纲》（2022版）中特别提出，要让学生像科学家一样探究，并以合乎逻辑的科学证据和论点去识别、权衡、评价主张和观点。[2]我国《义务教育科学课程标准（2022年版）》也将“建立证据与逻辑之间的关系，分析证据并得出结论”作为探究实践的内在要求[3]，强调了论证对学生科学素养发展的作用。
在科学教育的视野中，科学论证是一种兼具认知、认识和社会特征的复杂实践，是学习共同体中的个体为了理解复杂问题或推动知识发展，以符合概念结构、认知过程、认识论信念和社会规范的方式，提出、支持、评估和完善观点的社会协作过程。[4]在此过程中，学生进一步深化其对科学概念的理解，发展推理和批判性思维能力，适应科学文化实践，获得科学素养的全面发展。[5]但在中小学科学及理科各科课堂教学中，所谓的“科学论证”往往只从形式上观照论证的逻辑和句法，而忽视学生参与科学论证时调用的概念结构、认知过程、认识框架和社会规范，导致科学论证背离了其应有的价值。如果无法以契合科学论证特征的方式组织学生参与真实实践，那么科学论证便会随着其认知、认识和社会性的丧失而掉入各种“伪论证”的陷阱。[6]课堂教学是教育改革的实践场，为破解科学教育中的“伪论证”问题，让学生在真实科学实践中获得对科学知识和科学本质的深入理解，有必要深入科学课堂教学现场剖析“伪论证”的表现，审视造成论证褊狭的症结并寻找扶正之道，实现科学论证的“去伪还真”。
一、中小学科学课堂教学中“伪论证”的表现
论证作为科学的核心实践和科学教育的中心维度，其对于全面提升学生科学素养的价值不言而喻。[7]回顾学习科学、科学哲学和科学教育中关于科学学习环境、过程和目标的核心观点可以发现，任何科学教学都需要维持认知、认识和社会向度的平衡与协调。[8]但令人遗憾的是，中小学科学课堂教学中依然充斥着形态各异的“伪论证”，导致科学论证从多向度的复杂实践扭曲为单一向度的程式化活动。
（一）重要素轻知识：论证认知性特征的迷失
作为逻辑学的基本概念之一，论证涉及数据、理由、主张、支撑、限定条件、反驳条件六种要素，其中理由暗示了从数据到主张这一路径的合法性，理由要想具有说服力必须依赖于支撑，限定条件代表由理据推断出主张的力度，反驳条件则表示理由中应予以排除的情形。[9]这些要素及其之间的连接揭示了论证的一般结构形式，为论证者提供了有力的思维支架，使他们可以通过考虑数据、理由、支撑等要素来支持主张。在科学实践这一具体情境中，论证者还必须考虑如何以符合科学理论、科学现象的理由的方式，从数据中提取证据并用证据来支撑自己的观点，而不是随意地选择数据、持有主张或建立主张和数据之间的关联。因此，科学论证课堂教学应该超越引发论证要素，将重要的概念结构和认知过程整合进论证过程，或围绕核心的概念与认知过程设计论证任务。反之，若仅以论证要素的组合作为价值导向，专注于寻找主张、数据和推理等要素，而无视以科学论证驱动科学概念理解和认知过程，将致使科学论证迷失其认知性特征。科学论证的认知性特征在于能否使用概念结构和科学认知过程进行论证。其中，概念结构包括科学模型、定律、概念等，认知过程则关注个体能否寻找并讨论不同的说法或解释、能否怀疑观点或信息并修改说法或解释、能否在支持或挑战想法时提供理由、能否使用恰当的推理策略或能否系统评估解释或主张。[4]如果在科学论证中不考虑科学概念结构，那么教师则会生硬要求学生提出、捍卫或者修改主张，而不会提示学生运用科学概念、模型和定律进行论证[10]，或揭示学生对知识的不准确或不完整表述，促使他们反思先前知识并重构对科学知识的理解。相应地，学生则难以借助于推理将事实转化为证据，并建立证据与主张之间的线性或多层因果关系，也没有机会运用批判性思维去讨论、比较、反思并修正想法。[11]他们可能随意选择日常生活中的非正式经验作为证据，或者在支持主张时仅描述经验事实、揭示事实之间的相关性，而不是在证据与主张之间建立起一条完整的因果关系链，更无法在多重证据之间建立多个因果关系链去支持一个主张。事实上，科学课堂上模糊的概念结构和低级推理出现的频率远远高于明确的概念结构和因果推理。例如，在关于“物体体积的差异如何以及为何影响浮沉”的讨论中，教师事先准备了三个体积不同、质量相同的塑料瓶，并给定其排开的水量和质量数据，要求学生依次预测每个塑料瓶在水中的沉浮。当学生直接基于给定数据提出“因为它置换了70的水，它的质量也是70”的观点时，教师随即回应“所以，好吧，因为排开的水量是70，瓶子的质量是70”。学生看似用数据作为证据支持了主张，但教师既没有继续追问学生所说的70和70的数量实际上意味着什么，也没有建立起质量、排开的水量与漂浮之间的因果关联。论证只停留于揭示质量与体积之间的相关性，学生依然难以理解为什么这种质量和体积关系会导致漂浮。[12]
并非只要将论证要素机械地加诸于教学，就会使科学论证自然而然地发挥其认知价值。过分夸大论证要素而忽视通过论证促进学生理解和应用科学知识，必然造成论证游离于科学教育之外，无法发挥论证活动对促进学生推理、参与认知过程或改善理解的作用。[13]也就是说，不论是将论证要素凌驾于科学知识之上，还是将其作为科学教学的枷锁，都消减了科学教学中论证存在的价值基础，必然会造成对论证本身和科学教学的双重偏离。
（二）重结论轻过程：论证认识性特征的缺失
论证不仅需要个体清晰地表达有说服力的观点，还需要以符合规约的方式提出、支持、挑战、检验和评价观点。“重结论轻过程”的倾向表现为强调个体提出、支持、挑战、检验和评价了何种观点，以论证产品的复杂性作为评价论证质量的唯一标准，忽视他们如何提出、支持、挑战、检验和评价观点。科学论证的认识性特征指实践共同体在主动考虑科学知识、科学方法和科学事业本质的基础上进行论证，它是判断论证过程和结果是否合理、可信的依据。在这个过程中，学生逐渐形成对论证的认识论理解，知道论证什么以及如何论证才能产生知识。如果抛却论证的认识性，学生便可能在表达观点时随意使用情绪化词语和错误类比，轻信权威或固执坚持主张、理由而无视证据的相关性、连贯性和充分性，并在推理时出现逻辑谬误，甚至为了与他人建立融洽关系而避免产生分歧和对反驳进行探索。[14]教师则一味强调正确观点，而不引导学生反思为什么需要以及如何能从数据中选择证据来证明特定主张。[15]在课堂教学中，教师可能会不断提示学生记录并重复解释正确的证据和主张，却没有讨论主张从何而来？证据何以被认为是合理的？数据是如何支撑主张的。例如，在一堂关于“热传递”的八年级物理课上，教师创设了“哪种材料最能让汽水保持低温”的情境，然后准备了六罐分别用不同材料包裹的汽水。教师提示学生用数据证明主张，此后便开始发布指令，要求学生记录汽水的起始温度与当前温度、计算并对比温度变化，最后得出结论：羊毛袜是最好的隔热材料，它是一种降低传热速率的材料，降低了热量从一个物体转移到另一个物体的速度。在这个片段中，教师迫不及待地透露每种情况的温度，一旦“数据”被揭露，便立即让学生通过计算温度来解释事实。尽管教师在字面上强调了证据的作用并解释了热传递的定义，却无形中强化了“科学是最终的观念或形式”和“数据作为答案”两种狭隘的理解。[16]事实上，需要通过科学论证探讨的问题不能简单地用“是”和“否”来回答，教师必须将论证作为工具、手段或资源推动整个探究过程，在收集数据、解释数据以及辩论中利用论证驱动学生解释并形成自己的观点。
科学发展的原因并非由于个别发现和发明的累积，而是由于科学共同体所公认的定律、理论、应用和仪器全部或部分被一个与其完全不能并立的崭新范式所取代。同理，论证结果只不过是论证过程和论证程序之生成物的语言重建。若把论证看作生成结论而忽视参与科学认识论实践的过程，势必弱化了论证的认识性特征，最终导致科学论证的失语。
（三）重传授轻协商：论证社会性特征的丧失
论证是一个理性的交际与交互行为的复合体。[17]在社会互动的空间中，学生可以通过书面和口头等方式分享知识主张，使他们潜藏的想法暴露于批判性质疑中，以便在此基础上识别先前知识中的误解，从而澄清和建构新知识。还可以倾听和比较彼此的想法，迫使自己站在对方的立场思考如何辩护自己的观点，从而将论证重点从观点本身转移到思维方式，以促进彼此思维能力的发展。科学论证的社会性特征尤为观照论证个体如何按照科学知识传播、表达和辩论的方式与其他人互动。然而，在重视传授的传统课堂中，教师借由权威角色和话语结构占据了科学论证的主导地位，学生也因此失去了自由分享和平等协商的权利，使科学论证产生“重传授轻协商”的倾向，导致论证社会性特征的沦丧。首先，教师在长期实践中固守科学论证中传递者和指导者的角色，通过直接传递或请求证据、主张、术语等方式，刺激学生回忆信息并用碎片化的语言完善观点。学生则仅需要用已有信息或知识对教师的问题进行答复和补充，不加任何解释或推理地表达自己的想法或感受，或者为了满足教师要求而说出期望的答案。[18]其次，传统课堂中教师引发（Initiate）—学生回应（Respond）—教师评价（Evaluate）的话语结构强化了教师在课堂上的权威地位。教师预设隐含正确答案的封闭性问题并要求学生回答，如果学生的回应与正确答案相符，则给出正面评价，反之则给出负面评价。[19]长此以往，科学论证逐渐演化为以“求同”为成功标准而排斥“存异”的活动。教师越是以简单评价的方式解决争议，学生就越难以发现通过协商说服同伴的意义。在这种话语结构中，教师未能通过“寻找未知信息”的问题引导学生澄清自己的想法，也不能通过反馈来引出、识别、介入、比较及整合不同学生的不同想法。师生的论证可能合乎认知与认识性特征，但他们自始至终都在进行单通道的对话，回应问题的学生似乎只需要倾听教师说话、对教师说话以及观察教师的神色，不需要关注同伴的想法以及与同伴交谈就能获得成功。而其他旁观者则置身事外，很少有机会通过协商来澄清、重构或扩展观点。[20]教师的权威角色和课堂话语结构阻塞了论证中多元化的交互通道，错失了通过集体协商反驳主张、反驳理由、反驳证据、澄清观点的机遇，致使科学论证的社会性丧失。
社会互动是认知发展的主要动力，也是科学论证在课堂中得以发生的基本条件。然而，教师的权威性使得学生过于依赖简单信息的传递和接受，抑制了不同观点的交融，削弱了论证的社会互动基础，也剥夺了学生通过对话建构知识意义的机会，造成科学论证浮于表象并走向虚无。
二、中小学科学课堂教学中“伪论证”产生的症结
以科学论证为着力点，驱动课堂教学从“知识本位”的“被动学习”向“素养为本”的“能动学习”转型是新时代科学教育改革的愿景。为了化解科学论证形神分离的困境，需要超越课堂教学中“伪论证”的表象，理性反思何为论证、为什么论证、论证什么、怎么论证等问题，追溯造成科学课堂教学中“伪论证”的本质原因。
（一）科学论证概念的分歧
概念是认识事物本质的基本单元，它蕴含了人们的价值取向或立场倾向。当前学界对科学论证的概念众说纷纭，在不断的争鸣与分歧中仍未得到有效澄明。现有关于科学论证本质属性的界说，大致包括“结构说”“思维说”“能力说”“实践说”四种。其中，“结构说”将科学论证定义为通过正当理由或基于证据、经验和理论评估知识主张等方式，在主张和数据之间建立关联。[21]“思维说”认为科学论证是科学家个体在社会交流中以一种明确的、有意识的和可控的方式将现有的理论和证据协调起来，通过分析、权衡证据和理论的过程实现个人观点内化的思维方式。[22]两种定义突出了科学论证的认知特征，意味着科学论证是科学家遵循科学推理的一般规则建构关于自然现象的理解。“能力说”将科学论证视为“解决一个或多个主张为目的的能力”，是一种能够将内容知识、程序知识和认识论知识相结合的能力。[23]“能力说”表明仅仅执行论证的程序是不够的，人们还必须知道什么时候以及为什么需要论证，从而实现科学论证认知与认识性的协调。“实践说”进一步强调认识的主体间性，并基于社会互动在科学知识建构、话语在思维发展过程中的作用，将科学论证概括为一种“社会建构主义的学习实践”[24]，从而真正整合了科学论证的认知、认识和社会性特征。
归根结底，科学论证具有逻辑学、心理学、科学哲学等多重理论基础，它们提供了界定科学论证概念的多元立场。但不管是“结构说”“思维说”，还是“能力说”，均只强化了科学论证在认知、认识和社会层面的单一特征。如若不加辨析而随意应用概念去解读课堂教学或进行教学决策，则可能导致课堂教学中科学论证概念边界的窄化，促使朴素的科学论证观遮蔽课堂教学中科学论证的真实样态。这样的局限使其无法为解决真实问题提供可靠的方案，成为造成“伪论证”的根源。
（二）科学论证理性的失调
任何社会行动都至少存在价值理性和工具理性两种取向，前者是对行为内在价值的自觉信仰，后者则是为实现自身理性追求和特定目标的条件或手段。[25]科学论证的理性之维涵盖了价值理性和工具理性两个向度。其中，价值理性来源于论证与科学教学认知目标、认识目标和社会目标的匹配，揭示了论证的社会性对学生认知和认识发展的作用，可将其概括为“为学习而论证”。而工具理性则是对论证方法和策略的驾驭，注重帮助学生理解什么是科学的论证以及论证过程[26]，可将这一取向概括“为论证而学习”。“为学习而论证”与“为论证而学习”并不是非此即彼的选择，而是同一事物的两个方面。如果学生无法掌握论证的过程和方法，那么“为学习而论证”就是虚无缥缈的空中楼阁。从价值理性内部来看，论证所指向的科学教学认知、认识和社会目标也不是孤立的，它们必须相互关联、融合并形成内在的统一体。如果参与科学论证的个体不注意认知目标，便无法为自己的主张提供理由。他们会草率地归纳出观点，而很少尝试以系统的方式评估不同观点；如果不关注认识目标则不会考虑如何使用证据来支持或挑战主张，也不会考虑某一观点与已建立的科学理论、模型或定律的一致性；另外，当个体在群体中不关注社会目标时，群体互动往往只是争吵、分歧，或仅反映单个个体的想法或观点[27]。
在课堂教学中，科学论证的工具理性和价值理性是相互关联、彼此建构的，一旦两种理性发生疏离，就无法架构起认知、认识以及社会特征协同的科学论证底层逻辑。底层逻辑的模糊与消解造成科学论证教学实践的盲目性、随意性，甚至与科学论证的价值导向渐行渐远，以至于任由某一理性越位而导致科学论证深陷机械化、形式化的桎梏。
（三）论证评价标准的裹挟
论证评价标准是对科学论证质量的预期，它能考察课堂教学中嵌入科学论证所引发的潜在改变，观测论证教学模式、教学策略以及教师支持策略能否有效促进科学论证的发生。如果论证评价标准难以反映真实科学论证，那么评价结果的反馈将进一步促使教育实践与真实科学论证的错位。目前一些科学论证的评价往往只根据论证要素的多少及其组合方式评价论证的结果，评价结果只能呈现不同论证的结构而不能评价论证正确与否。[28]但如果使用多个调查工具孤立考察论证学生的科学推理能力、概念知识理解、科学认识论及认知信念、科学参与和态度等，又无法直接测量学生整体的科学论证表现。即便基于科学论证的学习进阶开发了专门的评价工具，也很难考虑到语境对论证的影响，难以判断话语性质、论证结构、认知形式和认识方式之间的相互作用。论证评价静止地假设学生的论证中存在可以辨别的要素和结构，摒除师生、生生之间的互动对论证的影响，漠视课堂的境脉性与科学论证的实践性。尽管论证评价的结果能呈现学生在论证过程中提出主张、证据、理由和反驳的序列，但依然无法说明学生如何根据证据提出主张以及为什么能提出这样的主张，难以解释究竟是什么影响了论证教学的发生。
科学课堂教学中的论证活动具有高度复杂性，而评价标准往往是对真实实践的剥离和抽象。去语境化的评价标准消解了课堂教学中科学论证的复杂性，促使认知、认识和社会性被排除在外，最终科学论证在评价标准的强势裹挟下简单化为论证要素和结构。如果没有审慎思考“科学课堂中实施怎样的科学论证才能促进学生学习”，而将去语境化的评价标准不假思索地应用到实践中去，追求可以测量的论证要素而忽略难以直接测量的重要论证成分，势必会使课堂教学卷入论证要素驱动的功利主义误区。
（四）教师教学惯习的束缚
教师在长期实践中积累了大量教学经验，这些经验一旦生成就具有一致性和稳定性，并以信念、思维和行为等方式反作用于实践，以至于变成了深刻存在于教师性情倾向系统中的教学惯习。[29]作为一种技艺存在的生成性能力，教师教学惯习可以帮助其适应复杂教学环境中发生的变化。但由于教师教学惯习中可能隐含与支持科学论证的教育理念不相容的信念，若一味依赖教学惯习做出决策，而缺乏对科学论证目标、内容与方式的理性判断，便会使科学论证在教师教学惯习的束缚中失真。科学论证要求教师打破传统的课堂秩序，创设支持科学论证的课堂环境。但这种变数触发了教师教学惯习对科学论证教学的压制，促使教师在被动接受的表象下，选择以符合评价标准、学生能力和专业要求的方式抵御科学论证所带来的潜在风险。首先，当外部问责压力通过自上而下的命令传达给教师时，教师认为有限的教学时间和标准化考试的驱动与科学论证的理念无法相容，从而使得他们不得不固守“传授知识为本”的教学信念，在教学中强调细枝末节的科学知识。其次，教师基于对学生以往学习能力的判断，认为他们不具备在全班对话中提出、支持、评估和完善观点的能力，因此依然把持论证中的决策权。在“给予型思维”的主宰下，教师仅为学生留下提取信息的和回忆知识的余地，或者通过降低论证的开放性、争议性和批判性试图在讲授与论证中寻求折中。此外，教师已有的学科知识和教学知识本就不足以支持建构科学论证的课堂教学环境，但为了展示自己专业能力仍采取不适切的教学策略。尽管他们获得了形式化繁荣所带来的心理满足，但因没有从根本上改变不利于科学论证的传统课堂秩序，反而造成了课堂教学的无序和低效。
面对新的教学革新举措，教师往往因先前经验的暗示而产生消极性抗拒的情绪。在科学论证成为核心科学实践的背景下，教师突破教学惯习的束缚是回归科学论证本真性的关键。然而，困囿于外部评价标准、学生能力和专业要求，教师在新情境与教学惯习相持之下仍然坚持狭隘的教学观，以至于课堂教学中科学论证的优势渐趋淡化。
三、中小学科学课堂教学中“伪论证”的破解之道
只有科学论证贴近真实实践才能真正引发学生关于自然世界的积极思考与深度探究。推动课堂教学范式转型、提升科学论证教学质量，不仅要厘清科学论证的实践属性，圈定科学论证的价值定位、理论基础与关键要素，还应在教学与评价中着力营造真实的科学论证环境，倡导教师成为积极的反思性实践者，从而还原科学论证的本真面貌。
（一）理解作为科学实践的论证
在科学实践的视角下理解科学论证是破解“伪论证”的首要路径。时至今日，无论是大规模的科学素养测评还是各国科学课程，都不约而同地在科学实践的范畴中赋予了论证的合法性地位。我们无法脱离科学实践来探讨课堂教学中科学论证的价值、目的与条件。理解作为科学实践的论证，首先意味着基于实践与认识的关系明晰科学论证的价值。科学实践是科学认识的源泉和动力。论证作为科学实践的核心，在科学认识的形成与确立中发挥着重要作用。它是科学家检验科学认识成果真理性和有效性的关键环节，是联系真实世界中的经验活动与理论世界中思维活动的纽带。反过来，论证的结果既可用于寻求共同体的评价和批判，又将驱动新问题产生从而推动科学研究进一步发展。对于学生而言，参与科学论证能激发其在实践中不断补充、纠正、丰富和发展认识，是问题解决和进一步诱发问题的必由之路。就像德赖弗（Driver R）等认为，科学家通过论证构建和证明知识主张，学生也必须以这种方式体验科学。[30]其次，要基于主体发展的实践需要来理解科学论证的目的。主体通过实践创造世界以彰显自己的存在，同时经由实践消灭体脑的差别，成长为全面发展的人。只有介入复杂实践，才能破除传统的机械主义、经验主义科学观对学生科学素养发展的束缚和限制。将科学论证融入课堂教学重在将科学概念、思维活动和科学本质，构筑在分析和解释数据与现象、建构模型、评估信息的具体实践中，以便学生深入理解科学共识，了解科学事业，发展运用科学实践拓展知识的能力，满足其科学素养全面发展的实践需要。此外，要基于科学实践的社会文化属性明确科学论证的条件。科学知识的建立、发展、评估和争论离不开科学共同体的合作，因而科学实践不是单打独斗的活动，而是立足于社会及人类群体的文化实践。[31]科学论证是由师生之间的认知和社会互动形成的社会文化实践，它要求学生在调查、取证、批判、协商基础上，清晰地表达自己关于自然界中物体、系统、过程和理论的观点，并接受公开讨论。如果不表达想法，就无法在此基础上说服他人相信这个想法。同样，要想理解所研究的现象并基于此展开合作，就需要事先阐明各种想法。正是通过不断地建构和说服，共同体才能发展对自然现象的理解。只有将论证作为科学研究和科学学习的实践，才能祛除科学论证的神秘色彩，为构建科学论证的理性框架奠定坚实的基础。
（二）构建科学论证的概念框架
概念框架是一种理性地整理知识的方式[32]，它提供了独特的致思模式、阐述模式以及潜在的价值取向、认同。作为沟通理论与实践的桥梁，科学论证的概念框架既是构建科学课堂论证模型的前提，也是解释课堂论证样态的依据。要想化解科学教育中“伪论证”的混沌，就需要基于适切的理论基础，构建合乎价值理性和工具理性的科学论证概念框架。概念框架的建构是一个系统性的过程，需要从三方面着手。第一，明确科学论证的价值定位和相关理论基础。科学教育对于论证的关注源起于其对于学生认识发展的独特价值，建构主义诸多流派的核心观点都揭示了学习不仅是个体认知的过程，更是一个在社会文化情境中积极参与共同体实践的过程，科学论证为同伴、师生之间通过社会互动建构对知识的理解提供了强有力的途径。此外，科学认识论肯定了论证对于科学知识积累和科学范式转变的重要作用，奠定了科学论证的实践性基础。在学习理论的统摄下，科学认识论和论证理论相互调和，从而形成了科学论证中认知、认识和社会三重奏的底层逻辑。例如，伯兰（Berland L K）等研究者明确了论证结构和论证对话之间的协同作用[33]，冯·奥夫施奈特（Von Aufschnaiter C）等又主张在论证中整合特定内容和知识[34]。第二，识别科学论证涉及的关键概念，建构概念之间的相关关系。概念框架内的概念不是简单地贴合，而是基于内在含义的深层契合。论证是一种具有领域恒定性和依赖性的活动，涉及论证中的对话主体、程序规则、知识基础、评价方式以及论证结果等要素。概念框架必须反映出师生如何在特定的空间中，基于特定目标的引领，在课堂论证规则、参与角色及其所属共同体的制约下展开论证。伯兰和哈默（Hammer D）指出，情境为论证提供了互动基础，主体对正在发生的事情的意识与感受都是在情境中发生的，学生在讨论中扮演的角色和对参与的期望是动态变化的，变化的原因主要在于教师有意识地提示学生关注论证目标并为其提供信息线索。[35]究竟选择通过论证达成说服性目标还是建构性目标，又会影响个人所使用的信息类型以及评估他人观点方式。[36]例如在说服他人的目标导向下，学生可能会使用评价性的语言明确表达观点之间的差异，并用来自于专家的权威证据试图压制他人；而倾向于建构意义的共同体则会用“大概是”“不确定”等模糊的字眼修饰证据并暗示自己的观点，含蓄质疑并接受中立的共识。课堂教学中往往同时存在实现两种论证目标之间的竞争，教师需要根据实际情况灵活地引导学生用证据捍卫主张，或优先帮助学生展开深入的解释。第三，检验、修正和完善概念框架，确保其有效性和可靠性。如果概念框架凌驾于现实的科学论证之上，便无法充分帮助我们读懂课堂、改进现状。因此概念框架还需要基于理论与实践进行修正，使其能合理解释科学论证的发生过程与影响机制。合理的概念框架能在观照科学论证的多重理论基础的同时，实现科学论证价值理性与工具理性的统一，使科学论证的三重属性与目标深度契合，为解读和改进科学论证提供完备的铺垫。
（三）营造真实的科学论证环境
科学论证环境涵盖了影响科学论证这一复杂实践过程及效果的全部情况和条件，而特定实践场域的复杂学习之所以得以发生，是因为学生浸润在具有丰富的现实情境和历史脉络的结构不良问题解决活动之中。孕育思维的是实际的情境，激发思维的是真实的问题。为了将更真实且有意义的科学论证融入学习环境，教学和评价都应致力于创设适合处理、选择和谈判知识的论证环境。首先，真实情境中的论证关涉的主体是主张者和挑战者，着力刻画的是主体间因对立而引发的论辩，凸显的是论证程序在论证中的重要性[37]。在论证中，学生不仅需要清晰地表达有说服力的观点，还应让自己的观点与挑战者的观点对撞，并以符合规约的方式批判性地鉴别观点的优势和不足，最后综合观点和反驳形成最终立场，才可能深入细致地理解科学实践的本质。因此，科学教学应该超越一般对话情境走向真实辩证情境，通过情境的引领和任务的驱动引发学生认知冲突和问题解决动机，让学生有机会提出、评估、权衡和综合不同的观点。引发认知冲突的根源在于信息的不确定性，不论是与学生现有概念相矛盾的差异事件，还是有争议的社会性科学议题，都因提供了不确定性信息而激发了争论。不确定性信息包括五个层层关联的来源：不确定的预期结果、不确定的数据本身、数据中不确定的趋势、数据趋势普遍性的不确定以及说明趋势的理论是不确定的。[38]不确定性信息不但能触发学生已知与未知之间的冲突，还能引发对现象、问题或原始数据有不同的解释和推断的个体之间的争议，从而为学生论证提供了认知与社会空间。其次，论证的教学与评价不应该仅仅观照个体思维活动或论证结果，而应该聚焦学生在情境中提出问题、设计实验、解释数据、根据证据捍卫主张的过程[39]，不但在探究中论证，更要以论证驱动探究。为此，教师需要为学生提供全面参与科学实践的基本要素，让学习共同体围绕批判性的任务与问题，遵循支持科学论证的活动规则，在提问框架、数据资源、论证结构、论证图等的支持下，采用写作、阅读、反思性讨论等中介工具理解科学问题、主张和证据。真实的科学论证环境让学生有机会模仿科学家的论证实践，帮助他们在解决真实问题的过程中建构完整的自我，进而获得可信赖、可迁移、可持续的能力。更有研究者认为，实验室为实现以上原则提供了良好的场所，因为实验不仅起始于一个值得探究的问题，还能为推理和讨论提供证据，从而解决中学科学课堂中的论述缺乏证据的情况。其中，探索性实验相较于验证性实验，更易在提出假设、分析结果和得出结论等环节中引发论证。因此不少研究主张教师在探究实验中提供多元脚手架，支持学生通过对话发展认知和认识能力。例如，凯斯（Keys C W）等认为科学写作启发式（Science Writing Henurstic，SWH）是实验室最佳实践策略，它将撰写书面实验报告贯穿于整个观察、提出问题、收集数据和基于证据提出主张的过程，并实现了论证的外显化。[40]
（四）倡导教师“在行动中反思”
一个有技艺的教师不会把学生在学习方面的困难看作学生的缺陷，而认为是他自己教学的缺陷，所以他必须找到一种方法来解释是什么困扰着学生。这就要求教师在行动中反思，做实践语境中的研究者。[41]作为反思性实践者的教师应该主动思考自己的行动及其情境并做出理性的决定，能自觉意识并质疑自身乃至社会关于教育的前提假设与价值偏好，及时反思并调整自己的教育行为。[42]在论证教学中，教师应该学会质疑并反思教学惯习，并走出原有惯习的窠臼。如果认为科学论证的目的仅仅在于掌握科学知识，那么在教学中开展科学论证可能是费时费力的。但若以涵盖科学知识、科学方法、科学态度等的综合科学素养为教育目的，科学课堂论证三合一的功效则是其他教学方式无法替代的。教师应该认识到论证最初可能会花费更多的时间和资源，但在较长的时间跨度内，它确实给学生提供了反思、讨论和争论证据如何支持解释的机会。同时，教师应该超越论证的要素表象来考虑学生的思维在论证中的运作方式，相信科学论证是科学实践的核心并根据教学目标推动科学论证中每时每刻的教学决策。此外，课堂中的科学论证常常由师生间的偶发性对话引发。教师要认识到自己在引导学生走向复杂对话中所发挥的重要作用，抓住突发的论证机会，帮助学生通过互动来建构理解。例如在讨论过程中，教师可以询问全班同学或者某个学生“你怎么看？”以便提供交叉交流思想的机会，也可以重复学生所说的部分内容以寻求澄清。当学生错过关键见解或者未能看到他们持有的对立观点时，教师应该挖掘学生忽视的论证机会，并为学生捕捉问题、任务或变量的关键特征以及发现观点分歧提供足够的支持。例如在关于动能的探究中，教师起初试图让学生主持讨论。当教师察觉小主持人没有引发实质性的讨论，甚至导致讨论重心偏移时，便及时接替了小主持人的工作。教师重复提示并用问题引导学生观察自变量和因变量的变化趋势。而当学生主动发现需要解决的真实问题或需要批评的想法时，教师应该朝着减少支持的方向发展，只需要通过开放式提问、制定规范甚至是沉默，即可让步于学生的独立论证[43]。同样是在这堂课中，为了让学生注意到速度或质量对动能的独立影响，教师先让学生讨论“两辆相同质量、大小的卡车分别以10英里/小时、60英里/小时的速度行驶，将会对前方房屋造成的影响”。此时有学生提出，“如果一辆汽车和一辆卡车同时下山，哪一个会更快”，这个问题需要同时考虑质量和速度对动能的相对影响，继而引发了学生关于重力加速度、空气阻力的扩展论证。尽管该讨论超出了既定的教学目标，但却让学生有机会解决真实的科学问题。因此教师只是在简短评论后（“这是个好问题”）保持沉默，让学生经历对重力加速度、空气阻力等相关概念的体味、辨析与纠结，最后通过批判建构共识。总而言之，科学论证并不是要求建构多少新的课堂活动，而是通过改变现有的课堂环境让论证自然而然地生发出来。日常中小学科学教学中暗含着大量科学论证的契机，但若教师拒绝做教学改革的反思性实践者，那么任何科学论证策略都无法改善课堂教学的积弊。
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