李康 张悦 常朔 韩银凤

摘 要：科学论证教学有利于学生化学学科核心素养的养成。图尔敏论证模型是一种典型有效的论证模型。本文笔者基于对2021年普通高考全国乙卷理综化学第13题的调查研究，针对学生无法很快找到正确解题思路的问题，灵活运用图尔敏模型对该题进行科学论证教学案例研究，以此为学生提供解题思路和方法，培养学生证据推理和模型认知的化学核心素养。

關键词：科学论证教学;图尔敏论证模型;高考题

一、研究背景

在新课改背景下，为了加强学生对科学本质的探索，提升学生的科学探究能力，教育部颁布了《普通高中化学课程标准（2017 年版）》，明确提出五大核心素养。其中“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”两大核心素养体现了对学生科学能力培养的重视。

论证教学是在一定的教学情境下，学生基于一些事实提出主张，并且搜集资料对主张进行反驳的论证过程[1]。此过程可以拓展学生的论证思维，提高学生的论证能力和科学探究能力，有利于培养学生的化学学科核心素养。在实施论证教学时有时会借助论证模型，而图尔敏论证模型（TAP）是其中一种典型的论证模型。

二、研究现状

近几年，诸多学者对TAP应用于论证教学进行了研究。如任红艳等人探讨了TAP在科学教育中的研究进展[2]，张启斌探讨了运用TAP提升学生议论文写作的质量的策略[3]，孙饴探讨了TAP在高中英语议论文写作教学中的应用[4]。此外，魏亚玲基于TAP对专家型和新手型教师的化学课堂论证教学水平进行了对比研究[5]。但是灵活应用TAP为搜集数据和处理数据提供思路，从而获得论证资料的研究还比较少见。本文基于TAP论证教学，对一道高考题进行了案例研究，以期培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。

三、研究内容

TAP由主张（Claim）、资料（Data）、根据（Warrant）、支援（Backing）、限定词（Qualifier）和反驳（Rebuttal）六个要素构成。主张是论证者提出的想要论证或说服他人的观点。主张与解释不同，解释是利用科学知识进行阐述，促进人们理解已经存在的事实，而主张是需要被证实或证伪的观点。资料是和主张关联的客观事实，可以是数据、证据、历史事件或现象。根据用来连接主张和资料，一般是规则、规律、原理或者理论。支撑是对根据的继续论证。反驳的实质就是例外情况，能在一定条件下提升主张的可信度。为了体现主张的程度，我们需要加上限定词对主张成立的条件进行限定，一般为“可能”“大概”等一系列程度副词。TAP模型如图1所示。

2021年普通高考全国乙卷理综化学第13题题目：HA是一元弱酸，难溶盐MA的饱和溶液中c2（M+）随c（H+）而变化，M+不发生水解。实验发现，298K时c2（M+）-c（H+）为线性关系，如图2中实线所示。下列说法错误的是（C）。

A.溶液pH=4时，c（M+）<3.0×10-4mol·L-1

B. MA溶液的溶度积Ksp（MA）=5.0×10-8

C.溶液pH=7时，c（M+）+c（H+）=c（A-）+c（OH-）

D. HA的电离常数Ka（HA）≈2.0×10-4

通过对2021年普通高考全国乙卷理综化学第13题进行分析研究，笔者发现关于本题的解答出现了以下几种情况：可以写出正确答案，但是只能论证部分选项，其中第四个选项论证起来较为困难;存在蒙题现象，不能对所有选项进行论证，只是碰巧选对了答案;选错了答案，在论证的过程中不能给出正确的根据。

出现以上几种情况，说明不少学生搜集资料与应用资料的能力、问题转化的能力不足。为了解决这些问题，学生应结合化学实际问题，对TAP进行灵活应用，具体解决方法如下。

将题目已知的信息和数据作为论证的资料。根据资料可以得到主张，为了证实或者证伪主张，我们需要搭建根据展开论证，这个过程被视为利用TAP正向论证。

将每个选项看成TAP中的主张。对主张进行证实或证伪，取决于搜集资料和应用资料的过程，也就是数据处理的过程。除了可以从题中直接获得资料，有时我们还可以从主张中获取，也可通过根据、反驳、支援得到资料。通过搭建根据等去搜集资料，进而论证主张的可靠性，这个过程被视为利用TAP逆向论证。

根据搜集资料时的数据处理过程，我们可将资料分成四个等级（见表1），且每一个等级的复杂程度和难度逐级增加，这也意味着论证难度增加。这样，根据学生搜集不同等级资料时表现的数据处理能力，我们可以很好地评估学生的论证能力。

（一）整体分析

利用直接资料论证，资料等级为1。为了证实或证伪主张，借助TAP搭建根据、建立支援、展开论证。在论证中，并不是所有的学生都可以给出反驳，可见部分学生全面考虑问题的能力有所欠缺（如图3）。

（二）选项分析

1.选项A

主张：溶液pH=4时，c（M+）<3.0×10-4mol·L-1。

根据1：pH=-lg[H+]，pH=4，则c（H+）=10-4= 10×10-5 mol·L-1。

资料：c（H+）=10×10-5mol·L-1，对应的纵坐标为7.5×10-8（mol·L-1）2。

根据2：c2（M+）=7.5×10-8（mol·L-1）2，则c（M+）< 3.0×10-4mol·L-1。

该论证的资料等级为2，论证的关键在于建立根据对pH进行转化。多数学生可以利用公式将pH=4转化为c（H+），结合图中所给的信息得到资料去论证主张。

2.选项B

主张：MA溶液的溶度积Ksp（MA）=5.0×10-8。

根据1：Ksp（MA）=c（M+）×c（A-）。

根据2：溶液中，M+不水解，A-水解。A-水解时的水解平衡为：A-+H2OHA+OH-。当改变影响平衡的外界条件时，会影响A-水解的程度。

支援：当溶液中c（H+）无限接近0mol·L-1时，溶液显强碱性，该条件下A-的水解几乎被完全抑制。此时可视为c（M+）=c（A-），则Ksp（MA）=c2（M+）。

资料：横坐标为0时，c（H+）无限接近于0mol·L-1，对应纵坐标c2（M+）=5.0×10-8（mol·L-1）2，故MA溶液的溶度积Ksp（MA）=5.0×10-8。

在这一论证过程中，搜集资料时需要利用公式、极限思想与问题转化的逻辑思维，故资料等级为3。c（H+）反应了溶液的酸碱性，A-的水解程度和溶液的酸碱性有关，同时关乎c（A-），此时问题转化为对A-水解条件的探索，进而得到c（A-），这是论证过程中搭建根据的关键。很多学生可以给出根据1，却不能给出根据2，可见学生在建立根据时，逻辑分析能力不足。

3.选项D

主张：HA的电离常数为Ka（HA）≈2.0×10-4。

根据1：Ka（HA）=c（H+）×c（A-）/c（HA）。

支援：温度不变，Ka（HA）不变，当c（HA）= c（A-）时，Ka（HA）在数值上与c（H+）相等。

根据2：溶液中存在物料守恒c（M+）=c（HA）+ c（A-），当c（HA）=c（A-）时，c（M+）=2c（A-）。

根据3：Ksp=c（M+）×c（A-），此时有Ksp=c（M+）× c（M+），则Ksp=c2（M+）。在此温度下，Ksp=5.0×10-8，故c2（M+）=10.0×10-8 （mol·L-1）2。

资料：图中纵坐标c2（M+）=10.0×10-8（mol·L-1）2，对应横坐标c（H+）≈2.0×10-4mol·L-1，故Ka（HA）≈ 2.0×10-4。

在这一论证过程中，搜集资料需经过逻辑分析、复杂计算、逻辑再分析的过程，资料等级为4。该论证的关键在于灵活应用Ka（HA）和找到c（A-）与c（M+）的关系，通过建立根据和支援实现对问题的转化，从而获得资料。多数学生不会论证该选项，虽可以给出根据，但不能继续给出支援，这说明学生利用所学知识分析数据的能力不足。

以上三个选项的论证过程都是利用TAP逆向论证。当证实或证伪主张时，所给资料不能直接利用，這时我们就需要通过搭建根据来搜集论证主张的资料。

而有的主张，可以直接利用反驳进行论证，比如选项C。

4.选项C

主张：当pH=7时，c（M+）+c（H+）≠c（A-）+c（OH-）。

反驳：只有强酸强碱盐的水溶液才呈中性。

根据：A-会水解，故MA不是强酸强碱盐。

支援：c（M+）+c（H+）=c（A-）+c（OH-）是MA溶液中存在的电荷守恒。

题中没有涉及pH=7，同时从图中也不能快速找到可以直接利用的资料，但是我们可以直接从反驳入手快速论证主张，这体现了对TAP的灵活应用。

我们也可以根据整体分析知道该溶液为加了非HA的中强酸或者强酸溶液，利用TAP进行论证的过程如下。

主张：当pH=7时，c（M+）+c（H+）≠c（A-）+c（OH-）。

根据：该溶液为加了非HA的中强酸或强酸溶液。

支援：c（M+）+c（H+）=c（A-）+c（OH-）是MA溶液中存在的电荷守恒。

以上两种途径都可论证主张，但直接用反驳论证主张更加简便。

四、研究结论

应用TAP解答涉及数据的题目的关键在于能找到资料去论证主张。我们如果可以找到直接资料去论证主张，就可以正向利用TAP去论证主张的合理性;如果无法找到直接资料去论证主张，就需要逆向利用TAP搭建根据并对资料进行搜集，进而论证主张的合理性。

教师在实际教学中可以将TAP的使用方法教给学生，让学生有意识地利用科学的思路去解决化学问题，也可以让学生将自己的论证过程分享出来，这样有助于教师及时发现学生的薄弱点，提供有针对性的帮助。在资料搜集方面，教师要有意识地引导学生通过建立根据、支援、反驳等搜集相关的资料，并对主张进行论证，培养学生的论证思维和论证能力。

[参考文献]

[1]董娜，黄甫全，李迪，等.科学教育中驳斥型文本研究及其启示[J].教育发展研究，2017，37（Z2）：98-107.

[2]任红艳，李广洲.图尔敏论证模型在科学教育中的研究进展[J].外国中小学教育，2012（9）：28-34，40.

[3]张启斌.运用图尔敏论证模型 提升议论文写作质量[J].中学语文，2020（9）：24-26.

[4]孙饴.图尔敏论证模型在高中英语议论文写作教学中的应用[J].中小学外语教学（中学篇），2018，41（11）：6-10.

[5]魏亚玲.基于图尔敏论证模型的高中化学课堂教学分析[D].南京：南京师范大学，2014.

基金项目：宝鸡文理学院研究生创新科研项目，项目号：YJSCX21YB35;宝鸡文理学院第十四批校级教学改革研究项目，项目号：19JGZD10。

作者简介：李 康（1996—），女，宝鸡文理学院化学化工学院。

张 悦（1998—），女，宝鸡文理学院化学化工学院。

常 朔（2000—），男，宝鸡文理学院化学化工学院。

韩银凤（1976—），女，宝鸡文理学院化学化工学院。