讓論證滲入教學(xué)

〔摘""要〕"科學(xué)論證是重要的科學(xué)活動(dòng)，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)至關(guān)重要。學(xué)生在參與科學(xué)論證的過(guò)程中，能夠促進(jìn)其科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展。本文在分析小學(xué)科學(xué)教學(xué)最新走向的基礎(chǔ)上，試圖讓科學(xué)論證滲入小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，并結(jié)合目前小學(xué)科學(xué)教材和課堂教學(xué)的特點(diǎn)，從轉(zhuǎn)變教師觀念、發(fā)展學(xué)生思維、拓寬探究活動(dòng)等方面談?wù)勏敕?。〔關(guān)鍵詞〕"小學(xué)科學(xué)；科學(xué)論證；課堂教學(xué)；教師觀念；學(xué)生思維；探究實(shí)踐2022年版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，科學(xué)學(xué)科中的探究實(shí)踐要求學(xué)生在了解和探索自然、獲得科學(xué)知識(shí)、解決科學(xué)問題以及在技術(shù)與工程實(shí)踐過(guò)程中，形成科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實(shí)踐能力和自主學(xué)習(xí)能力。這意味著，“探究實(shí)踐”不應(yīng)只包含“科學(xué)探究”，還應(yīng)凸顯科學(xué)活動(dòng)的特質(zhì)——強(qiáng)調(diào)“科學(xué)實(shí)踐”中的推理和論證，并將其貫穿于探究實(shí)踐的全過(guò)程。當(dāng)前，各國(guó)都紛紛重視將科學(xué)推理和論證融入科學(xué)教學(xué)變革之中。因此，我們?cè)谡n堂教學(xué)中要關(guān)注證據(jù)和學(xué)生觀點(diǎn)的意義連接；要重視教學(xué)中知識(shí)的表征、外化和相互作用，要讓學(xué)生明白“我究竟是怎么想的”，提煉自己的理論，并清晰地表達(dá)出來(lái)。進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的深層學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)“主體”，并在一次次的推理和論證過(guò)程中，發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)素養(yǎng)。一、轉(zhuǎn)變教師觀念是前提學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)深受教師教學(xué)行為、教學(xué)水平的影響和作用，而教師的教學(xué)行為又受教師教學(xué)觀念的支配和指導(dǎo)。因此，要將科學(xué)推理和論證融入小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)先改變?cè)械慕虒W(xué)觀念。（一）創(chuàng)建和諧平等的師生關(guān)系基于科學(xué)推理和論證的小學(xué)科學(xué)課堂，首先必須改變課堂教學(xué)中學(xué)生的“師本位”思想。在課堂上，尤其是在大型公開課上，學(xué)生會(huì)“配合”教師上課，猜測(cè)教師心中的那個(gè)答案。比如在一次研討會(huì)上，教師邀請(qǐng)一個(gè)學(xué)生上來(lái)做演示實(shí)驗(yàn)。那位學(xué)生上來(lái)時(shí)靠近教師低聲交流了一下，然后順利完成了實(shí)驗(yàn)，與會(huì)教師也都沒關(guān)注這個(gè)細(xì)節(jié)。直到互動(dòng)環(huán)節(jié)，那位上課教師意味深長(zhǎng)地道出了這個(gè)細(xì)節(jié)：“老師們，你們知道剛才那位上來(lái)操作實(shí)驗(yàn)的學(xué)生跟我說(shuō)了什么嗎？她問我，老師你是希望我做對(duì)還是做錯(cuò)呢？”與會(huì)教師聽后一陣嘩然。試問，如果在課堂上學(xué)生將腦筋都用在想著教師的答案，那么，課堂上還會(huì)有學(xué)生之間的質(zhì)疑聲嗎？為此，必須轉(zhuǎn)變?cè)械膸熒P(guān)系，創(chuàng)建和諧平等的課堂氛圍，使學(xué)生敢于質(zhì)疑，積極說(shuō)出自己的不同想法，使每個(gè)學(xué)生體驗(yàn)到說(shuō)出不同想法遠(yuǎn)比回答正確更重要。（二）實(shí)施適度有效的課堂評(píng)價(jià)研究表明，適度有效的表?yè)P(yáng)能增強(qiáng)學(xué)生的自信心和滿足感。首先，我們?cè)谡n堂上應(yīng)拋棄那些“虛偽”的評(píng)價(jià)，如“你真像一個(gè)小科學(xué)家”等，這樣的評(píng)價(jià)只會(huì)讓學(xué)生變得麻木不仁。我們要追求“求實(shí)而有針對(duì)性”的評(píng)價(jià)，如“你能實(shí)事求是，你的態(tài)度很值得我們學(xué)習(xí)”等，這樣的評(píng)價(jià)才能增加學(xué)生探求事實(shí)、追求真理的動(dòng)力。此外，科學(xué)課堂上的很多科學(xué)結(jié)論是建立在多個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)之上的，還有很多科學(xué)探究會(huì)失敗。此時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)給予學(xué)生鼓勵(lì)，讓學(xué)生形成持續(xù)探究、勇于糾錯(cuò)的學(xué)習(xí)品質(zhì)。為此，教師在課堂上需實(shí)施適度有效的評(píng)價(jià)，使學(xué)生基于推理和論證，實(shí)事求是地對(duì)待每一個(gè)問題或現(xiàn)象。（三）給予充裕無(wú)限的探究時(shí)間不少公開課上，教師為了在40分鐘內(nèi)順利地完成自己的教學(xué)預(yù)設(shè)，往往在只有部分小組完成探究活動(dòng)時(shí)就叫停，并讓學(xué)生對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行匯報(bào)。反觀國(guó)外，在《觀察蚯蚓》一課上，教師讓每個(gè)學(xué)生到他那里拿走一條蚯蚓，頓時(shí)教室里亂成一片，學(xué)生拿著蚯蚓探究了近一節(jié)課的時(shí)間。課后有教師質(zhì)疑這是在浪費(fèi)時(shí)間，上課教師的回復(fù)是，如果沒有這一步，其他都是無(wú)效的。當(dāng)然，國(guó)內(nèi)也有這樣的事例。為此，我們應(yīng)舍得給學(xué)生充裕的探究時(shí)間，也不能將探究時(shí)間局限于課堂之內(nèi)，如果他們需要，教師就要做好和學(xué)生一起在課外探究科學(xué)結(jié)論的準(zhǔn)備。只有這樣，學(xué)生才會(huì)將自己的不同想法表達(dá)出來(lái)，才會(huì)敢于質(zhì)疑，才會(huì)追求屬于自己的科學(xué)結(jié)論。二、發(fā)展學(xué)生思維是關(guān)鍵科學(xué)課堂上的探究過(guò)程其實(shí)就是科學(xué)思維的過(guò)程，只有讓學(xué)生參與了分析、歸納等學(xué)習(xí)過(guò)程才是真正的探究過(guò)程，學(xué)生才能真正理解這一探究活動(dòng)的結(jié)論。因此，我們?cè)诜攀肿寣W(xué)生動(dòng)手的同時(shí)更要關(guān)注對(duì)其思維的培養(yǎng)。（一）培養(yǎng)學(xué)生的問題思維科學(xué)課強(qiáng)調(diào)從問題出發(fā)，有了問題，學(xué)生才會(huì)有所思考，才會(huì)想方設(shè)法去推理和論證，才能有所發(fā)現(xiàn)并得出科學(xué)的結(jié)論。因此，問題是科學(xué)課的基石，也是學(xué)生思維的動(dòng)力源。我們應(yīng)在課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生提出問題、解決問題，如“這是為什么？”“這說(shuō)明了什么？”“它們有什么關(guān)系？”等等。如有位教師在教學(xué)《空氣能占據(jù)空間嗎》一課時(shí)，選擇吹鼓塑料瓶?jī)?nèi)氣球的事例來(lái)引入。師：這里有兩個(gè)塑料瓶，里面各裝了一個(gè)氣球，你們能吹鼓瓶?jī)?nèi)的氣球嗎？（師邀請(qǐng)兩位學(xué)生試吹）（一個(gè)學(xué)生吹鼓了瓶?jī)?nèi)氣球，而另一個(gè)學(xué)生沒有吹鼓瓶?jī)?nèi)氣球）師：為什么一個(gè)瓶子內(nèi)的氣球能吹鼓，而另一個(gè)不行呢？生：我發(fā)現(xiàn)能吹鼓瓶?jī)?nèi)氣球的瓶子底部有個(gè)小孔，而另一個(gè)瓶子沒有小孔。師：那么，你們認(rèn)為瓶?jī)?nèi)氣球不能吹鼓與什么有關(guān)？生：與塑料瓶有沒有小孔有關(guān)系。生：有孔的瓶子，在吹氣時(shí)瓶?jī)?nèi)的氣會(huì)漏出來(lái)，氣球就能鼓起來(lái)，而沒有孔的瓶子，在吹氣時(shí)瓶?jī)?nèi)的氣不會(huì)漏，氣球不能鼓起來(lái)。師：是否真的如這位同學(xué)說(shuō)的那樣跟瓶?jī)?nèi)空氣占據(jù)著空間有關(guān)，我們能不能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)一下呢？可以說(shuō)，正是因?yàn)椤捌孔觾?nèi)的氣球怎么鼓不起來(lái)”這一問題，將學(xué)生的思維主動(dòng)牽引到探索真理、尋求證據(jù)的道路上。（二）培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)思維科學(xué)課重視“用數(shù)據(jù)說(shuō)話”。數(shù)據(jù)往往是很多科學(xué)結(jié)論的有力證據(jù)，也是學(xué)生尋找規(guī)律、得出結(jié)論的有力助手。因此，尊重?cái)?shù)據(jù)是學(xué)習(xí)科學(xué)的準(zhǔn)則。我們應(yīng)在課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生尊重?cái)?shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)。學(xué)生在研究“擺錘的重量與擺的快慢是否有關(guān)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，8個(gè)小組中有1個(gè)小組的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了“意外”。這一組的一倍重量擺錘，三次均擺動(dòng)了20次；二倍重量擺錘，三次均擺動(dòng)了18次；三倍重量擺錘，三次均擺動(dòng)了17次。那位教師看到這組數(shù)據(jù)后，選擇了尊重?cái)?shù)據(jù)，并從這組數(shù)據(jù)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生梳理一下實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程，并強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論可重復(fù)驗(yàn)證。在此過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)是實(shí)驗(yàn)的方法影響了該組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這組學(xué)生是將鉤碼一個(gè)接一個(gè)往下掛的，而其他組是把鉤碼掛在同一高度上的。最后，這一組的學(xué)生調(diào)整實(shí)驗(yàn)方法，重新獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，終于達(dá)成研究共識(shí)。（三）培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)思維科學(xué)是一種實(shí)證系統(tǒng)?？茖W(xué)課要體現(xiàn)這一科學(xué)本質(zhì)，其核心目標(biāo)應(yīng)是引領(lǐng)學(xué)生尋找證據(jù)，利用可靠的證據(jù)解釋世界。為此，教師在課堂教學(xué)中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生遇到問題時(shí)，不輕易下結(jié)論，不盲目接受結(jié)論，也不從眾，而要認(rèn)真分析和思考，用可靠的證據(jù)去解釋。以某位教師在教學(xué)《產(chǎn)生氣體的變化》一課為例，當(dāng)學(xué)生紛紛猜測(cè)小蘇打和白醋產(chǎn)生的氣體是二氧化碳時(shí)，教師問：“是二氧化碳，但證據(jù)呢？”因缺乏證據(jù)，學(xué)生不敢確定了。想到二氧化碳具有不支持燃燒、比空氣重的兩個(gè)特性，學(xué)生提出能否利用收集到的氣體檢驗(yàn)這兩種特性。于是，他們通過(guò)熄滅燃燒的火柴、燃燒的蠟燭等方式，證實(shí)該氣體具有不支持燃燒、比空氣重的兩個(gè)特性。教師再次提問：“確定是二氧化碳了嗎？”此時(shí)，大部分學(xué)生認(rèn)為它就是二氧化碳了。然后教師提供一份氣體特征信息表，讓學(xué)生對(duì)比觀察。學(xué)生發(fā)現(xiàn)不支持燃燒、比空氣重的氣體除了二氧化碳，還有氬氣等。這時(shí)，學(xué)生認(rèn)為僅憑這些證據(jù)，還不能確定該氣體一定是二氧化碳，還需尋找到更多的新證據(jù)。這位教師用幾次簡(jiǎn)單的反問，將學(xué)生引向了尋求可靠證據(jù)的道路上，使學(xué)生的證據(jù)意識(shí)得到了很好的培養(yǎng)。三、拓寬探究活動(dòng)內(nèi)容是保障2022年版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出，科學(xué)課程應(yīng)激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，加強(qiáng)探究實(shí)踐。因此，教師應(yīng)為學(xué)生選擇數(shù)量充足、內(nèi)容合適的典型探究活動(dòng)，有時(shí)甚至需要跳出教材，拓寬探究活動(dòng)的內(nèi)容，以滿足學(xué)生們的探究需求，更好地收集證據(jù)，得出科學(xué)結(jié)論。（一）增發(fā)實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料在科學(xué)探究活動(dòng)中的作用是毋庸置疑的?？茖W(xué)教師除了要將書本中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料選擇好、準(zhǔn)備好、呈現(xiàn)好、使用好外，還應(yīng)適當(dāng)增加相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，以此優(yōu)化科學(xué)探究的效果，滿足學(xué)生的探究需求。如教學(xué)《放大鏡》一課，教師讓學(xué)生探索“放大鏡能放大物體圖像的奧秘”時(shí)，教材呈現(xiàn)了三種材料，分別是放大鏡、玻璃片、近視眼鏡。如果教師能給學(xué)生提供一套有結(jié)構(gòu)性的材料，套材中包含玻璃片、不透明玻璃片、不透明凸鏡、透明長(zhǎng)方體、透明圓柱體、凹透鏡、凸度不同的凸透鏡，則既能滿足學(xué)生的探究需求，也能將教材中的兩個(gè)環(huán)節(jié)整合成一個(gè)大環(huán)節(jié)。這樣，學(xué)生探究的時(shí)間會(huì)更加充分，可以讓他們更專注地尋找證據(jù)，獲得相應(yīng)的科學(xué)結(jié)論。（二）增設(shè)質(zhì)疑環(huán)節(jié)質(zhì)疑是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的開始，能使思維變得活躍，促使學(xué)生探究和論證自己的想法，它是獲得科學(xué)結(jié)論的重要途徑。如教學(xué)《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課時(shí)，學(xué)生在交流中說(shuō)到，物質(zhì)在變化中產(chǎn)生的新物質(zhì)無(wú)處不在，并列舉了鐵生銹的事。有些學(xué)生認(rèn)為鐵生銹是化學(xué)變化，鐵銹是新物質(zhì)；有些學(xué)生則認(rèn)為鐵生銹是物理變化，鐵銹不是新物質(zhì)。針對(duì)這一情況，教師增設(shè)質(zhì)疑環(huán)節(jié)，讓學(xué)生探索鐵銹是不是不同于鐵的新物質(zhì)。學(xué)生通過(guò)反復(fù)測(cè)試兩者的導(dǎo)電性、磁性，發(fā)現(xiàn)鐵能被磁鐵所吸引、導(dǎo)電性較好，而鐵銹不能被磁鐵所吸引、不易導(dǎo)電。兩者差異很大，所以鐵銹是一種不同于鐵的新物質(zhì)，鐵生銹屬于化學(xué)變化。因此，在學(xué)生交流環(huán)節(jié)，教師要適時(shí)增設(shè)質(zhì)疑環(huán)節(jié)。這既能滿足學(xué)生的探究需求，也能促使學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、論證問題，獲得新知。（三）增加證偽實(shí)驗(yàn)科學(xué)的結(jié)論可以被證實(shí)或證偽，而證偽作為檢驗(yàn)科學(xué)結(jié)論的一種方式，有其特殊的價(jià)值。在當(dāng)前的科學(xué)課堂上，我們做得最多的是“證實(shí)”實(shí)驗(yàn)，卻往往忽視了證偽工作的重要性，致使部分科學(xué)探究的結(jié)論不嚴(yán)密，缺少可靠證據(jù)。如在教學(xué)《產(chǎn)生氣體的變化》一課時(shí)，學(xué)生猜測(cè)產(chǎn)生的氣體是二氧化碳。他們根據(jù)二氧化碳比空氣重、不支持燃燒的性質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出收集的氣體確實(shí)比空氣重，且不支持燃燒，于是馬上得出結(jié)論：產(chǎn)生的氣體是二氧化碳。不難發(fā)現(xiàn)，這一科學(xué)結(jié)論并不嚴(yán)密，仍缺少可靠證據(jù)。此時(shí)，教師如果再出示一種已