科學課中被忽視和誤解的集體論證

STC課程將“幫助兒童發(fā)展論證的能力”作為課程的總目標之一。集體論證作為一種社會建構的學習方式，在促進兒童概念理解和認知發(fā)展中具有強大的作用。學生在“論”中推理和在“證”中建構，有利于將探究的結果和概念的形成有機地聯系起來，有利于將個人的探究與集體的認知結合起來，也有利于培養(yǎng)兒童科學研究的習慣和促進科學精神的形成。在長達6年的課程實驗中，我們對STC課程有關集體論證在課程目標、教學模式、教學策略及教學內容方面的設計進行了一系列研究，深切感受到這一問題的重要。

先從兩個案例談起。這兩個案例的教學內容都是用碘酒檢測食物中是否含有淀粉。

案例A

教師在巡察分組實驗時，發(fā)現一個組學生檢測發(fā)現蘋果中含有淀粉。于是教師十分正視這個真實的意外，立即調整教學，讓學生糾正錯識，然后開展討論。

生：我們成功了，蘋果沒有變成紫黑色（即沒含有淀粉）。

其他學生向他們鼓掌祝賀。

生：為什么會這樣？

生：老師，我明白了！觀察好淀粉后，我把這么多牙簽插在了蘋果上。牙簽上粘有淀粉，你看，現在還有呢！

有學生圍觀后，笑著說：都是你惹的禍，都怪你。

師：剛才，我聽到有些人在怪那位同學。

生：我們只是說說而已。

生：不過，他真的浪費了時間，不然，我們老早就可以研究下面的（問題）了。

師：那么你們一點收獲也沒有嗎？

生：老師，我們這一組起先實驗沒有成功，后來成功了，我感到非常高興。

生：以后，如果實驗失敗了，我們也不怕。

師：為什么？

生：找出原因，重新做。

生：失敗乃成功之母。

生：我明白了做這個實驗時，必須非常小心。用過的東西絕對不能亂放。

生：其實我們在實驗時也發(fā)現了胡蘿卜的顏色有點變紫，顏色沒有他們深，但我們沒敢說，所以我們覺得他非常勇敢。

師：那你現在明白原因了嗎？

生：明白了，我的手上有淀粉。

案例B

學生分組實驗，用碘酒檢測8種食物（大米、面粉、蘋果、蛋清、花生、麥片、洋蔥、椰片）中是否含有淀粉。每個學生都有一個記錄表，記錄表用“+”表示陽性反應（即碘酒變藍紫色），“-”表示陰性反應（即碘酒不變色）。測試的正常結果應當是：大米、面粉、花生、麥片會呈陽性反應，即含有淀粉；蘋果中含有微量淀粉，有的會有一點變紫，隨后又消失；其余呈陰性反應。

分組實驗完成后。

師問：8種食物的測試結果是怎樣的？請每個小組派1名同學生將測試結果記錄在班級大表中。（每1種食物對應的表格中記錄“+”或“-”。）

記錄完成后。

師問：測試大米，有什么現象發(fā)生？

生：大米滴上碘酒后立即變成了紫色。

師問：你們做了幾次測試？測試結果都一樣嗎？

師問：其他小組有什么不同的嗎？

生：沒有。

師按檢測順序逐一巡問。問到蘋果的測試結果。

師：班級記錄表中可以看出有分歧，請問哪2個小組填寫了陽性反應。

生：我們組。測試了2次，有一點變色，雖然很淡，但我們認為只要變色，就是陽性。

生：我們這組測試時，開始有一點變色，后來又恢復了。我們認為蘋果片里還是有少量的淀粉，所以填寫了。

師問：有不一樣的結果該怎樣辦？

生：在實驗盤上重新做一次實驗。

全部學生重做實驗后，重新匯報。

師問：這次結果，每個小組是怎樣的？

匯報結果是原有沒有寫陽性反應的2個小組改寫陽性反應，原來寫陽性反應1個小組改為陰性反應。

師：這一次測試結果又有些不一樣。為什么會這樣呢？

生：我們小組測試結果，這次沒有發(fā)生顏色變化?？赡苁翘O果只含少量淀粉，這次檢測不出來，所以改為陰性反應。

生：我們這組改為陽性反應。我覺得可能與其他食物混了，導致樣本被污染了。

生：測試實驗要求只滴兩滴水與食物混后再測試，可能有的組沒有滴水。

生：他們小組的托盤可能沒洗干凈。

生：也可能交叉使用了牙簽攪拌。

師：現在我們如何根據測試結果來說說蘋果是否含有淀粉？

生：大多數小組的結果是，蘋果片不含淀粉。

生：少數小組的數據說明，蘋果含有少量淀粉。

生：蘋果不含淀粉的結果更可靠一些，因為9個小組中，只有3個小組的反應是陽性。

生：還需要進一步做測試，去查查有關資料。（該案例選自STC課程有關教學實錄）

可以看出，兩個案例明顯有以下區(qū)別：

觸發(fā)研討的原因不一樣，案例A是教師主導下的一個針對一個小組的錯誤而發(fā)生的；案例B是學生測試完成后發(fā)生的研討。

研討的目標不一樣。案例A是為了糾錯，正確的結果已被老師明示；案例B是為了根據不一樣的結果展示討論并尋找合理的解釋。

研討的內容不一樣。案例A是針對錯誤要學生明白實驗的一些道理，話題集中于個體感悟；案例B是要求交流事實，根據差異化結果進行重復實驗和尋找可能的原因，話題集中于事實、證據和觀點。

這兩個案例無疑會引發(fā)這樣一些思考：我們?yōu)楹我诳茖W課中開展研討？我們研討些什么？應如何組織學生研討？回答可能有許多，如果用科學論證的思路思考上述問題，答案就會明晰很多。

科學研究中充滿了論證，有個體的內部論證也有團體的集體論證，有正式的研討論證會也有非正式的實驗會議，有面對面的言語論證也有學說公布發(fā)表后的書面審查論證。所有這些科學論證，本質上都是在論點、證據和推理三者之間進行反復協(xié)調，最終達成被同行接受的論證共識。集體論證，是一些團體就某些論點、證據和推理開展的論證活動。在教學上，集體論證就是組成學習團體的學生共同開展的論證活動。論證不僅是為了糾錯或驗證正確結論，更重要的是發(fā)展科學、合理的解釋或學說；論證不是討論個人的得失，更重要的是對證據、觀點和推理本身進行評議；論證不是某些人（包括教師）主導下的簡單對話，而是團體（包括學生群體）的同行審議。

將科學教學中的研討轉變?yōu)榭茖W論證，成功地組織學生在科學課堂上開展集體論證活動，STC課程給了我們一些重要的啟示。

強化對證據的呈現

應鼓勵學生毫無顧慮地交流探究到的所有事實，而不做利己篩選。案例B中教師用開放式問題或問題鏈向學生進行了詢問，以保證事實能夠全面呈現。老師提出的問題有：測試時發(fā)生了什么現象？你們做了幾次測試？每次測試的結果相同嗎？其他小組的測試結果有什么不同？教師不斷要求學生呈現利于自己觀點的事實和不利觀點的事實，不斷地讓不同的同學進行評述和補充，這樣才能讓學生了解事實的全部和具體的細節(jié)。

用求同存異的方法確認證據和分析原因，而不是少數服從多數。

我們看到教材在引導學生確認證據時，用得最多的問題是：你的實驗結果與同學的有哪些類似之處？有哪些不同之處？我們又該如何處理這些不同？案例B中，蘋果的測試結果有所不同，教師并沒有要求學生做簡單的對錯判斷，而是將之視為全部事實，要求學生在存異中識別和判斷，在存異中尋找原因，在存異中尋找解決的辦法。

重視差異結果或反例研討并引向深入探究，而不是止步于明示的答案。

一般而言，在我們以標準答案為標的或追求高效的課堂教學中，不會將差異結果或反例作為討論議題，甚至在教學中也會有意回避。但STC課程確與之相反，不僅要高度重視，還有具體的處理方法——分析原因和重復實驗。這兩個看似簡單的處理方法，卻導向了一個根本性的轉變——將驗證實驗變?yōu)樘骄繉嶒灐W生們需要重新反思探究的全過程，包括變量的識別和行為監(jiān)控；不是只有少數發(fā)生了反例現象的小組重做實驗，而是全部學生重做實驗，不視反例為異常；要將測試結果重新記錄，而不是修改前一次結果。差異結果或反例研究是科學研究和科學態(tài)度的集中體現，由此帶來的深入探究能夠極大地促進學生對科學本質的理解。

在證據的組織化基礎上開展論證與解釋

組織證據，將個體內部論證和集體論證相結合。

讓學生將個體內部論證與集體論證相結合，有利于論證真正地發(fā)生。先是個體探究時進行證據組織化，這是學生進行內部論證的過程。案例B中，不僅要求學生記錄實驗的陽性或陰性反應，還要求學生記錄觀察到現象，這種結構化的記錄有利于學生將現象與結果進行聯系，同時，用簡明的“+”和“-”表示測量結果，還有利于學生在視覺上較快組織和識別關鍵信息。然后是集體論證階段將證據進行組織。案例中每組學生派代表填寫班級記錄表，進行證據組織，使學生能夠清晰地觀察到每個小組的探究結果，有利于兒童開展集體論證。

基于證據進行論證和解釋。

案例B中，教師要求學生根據測試結果來說說蘋果是否含有淀粉，也就是要求學生基于證據進行解釋。4位學生進行了相當有意義的解釋：第1位學生根據全班多數測試結果給出蘋果不含淀粉的解釋；第2位學生根據少數測試結果做出蘋果含有少量淀粉的解釋；第3位學生根據測試結果的數量關系給出蘋果不含淀粉的更可靠性的解釋；第4位學生表示結論仍未確定。從學生的發(fā)言中，我們可以發(fā)現基于證據的解釋的特征。

①解釋時要聯系所有的證據。讓學生在發(fā)表自己的觀點時，要將證據和觀點相聯系，這是論證的最基本要求。可以看出，案例中前兩位學生的解釋只是選擇了部分數據來進行分析。

②解釋時要說明證據與觀點之間的邏輯關系。證據和觀點間的邏輯聯系并不是學生都能識別的。

③鼓勵孩子對同一種證據進行主動解釋。一果多因，不僅可以發(fā)散學生的思維，更重要的有利于孩子建立多個事實間的聯系，發(fā)展更高層面的概念性理解。STC教材中有大量的例子不指向封閉的答案，不期望一定能達成集體共識，鼓勵個性化的解釋和觀點，在交流中互相啟發(fā)。這樣的論證過程，有證據、有聯系、有觀點、有變化、有沖突，充分創(chuàng)造了理性思考的研究氛圍。

當然，STC課程在組織學生開展集體論證時，還有許多有效的策略支持，比如鼓勵學生開展長時探究多次論證自己的觀點；適時引入一些社會性科學議題深化學生對科學的理解等。

我們發(fā)現，學生在積極參與集體論證后，有諸多可喜的變化。在論證行為方面，他們能更加理性地參與論證，表達觀點時能越來越多地聯系證據進行說明，越來越重視把自己的觀點與他人的觀點聯系起來，而非一味地批判和反駁。在論證能力方面，他們更注意全面客觀地呈現全部事實，更注意將證據與生成證據的探究方法相聯系進行說明，更注意證據本身的組織呈現外顯其邏輯關系，對證據關系的識別逐漸有了一些清晰的模式，邏輯推理能力在高年級段開始顯現，能在多個證據與多個觀點之間嘗試進行協(xié)調平衡。

我們進行了長達6年的學生集體論證的相關研究，深切地感受到，如同科學家共同體那樣的研討論證的過程不僅有利于學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)，也有利于學生養(yǎng)成理性思考問題、理智解決問題的習慣，對科學本質有一定的領悟和理解。對照我國科學教學實際情況，深感我們的教學對集體論證的忽視和誤解。

更忽視集體論證

在我國小學科學課的現行課程標準里面，沒有提及學生開展科學論證活動。在實際教學中，“做”的探究被大家廣泛重視，但“思”和“知”的研討并不太重視，研討往往被視為“做”的附屬，而不是視其為對“做”的批判和發(fā)展。研討往往被老師所掌控，而沒有真正讓學生參與到真實的論證中去。

忽視對證據和觀點的評價

我們的課堂上往往是一旦學生說出或被老師誘導出所謂科學的結論，教學就會嘎然而止。教師不組織學生評價證據的全面性、準確性，對結論觀點的合理性、邏輯性和適用范圍也不做評價。

輕學生個體內部論證

高質量的集體論證離不開個體論證能力的長足發(fā)展，個體內部論證是集體論證成功的重要保障。然而在現實教學活動中，我們往往只重視學生的實驗操作，只要求學生收集證據，造成的結果是“我做了，我更迷茫了”。如果探究活動一開始就讓學生充分參與個體論證的活動中，他們就會在動手實驗和理性思考中明確目標，就會主動組織證據和建構觀點。有了個體在探究中更積極、更充分的論證，集體論證也就變得更為有效和高質量。

誤解集體論證就是辯論賽

辯論賽往往要求二元觀點，可能會陷于偏激、修辭和口才的漩渦。我們經?？梢钥吹剑行┱n堂上的辯論，學生會為捍衛(wèi)自己的觀點而變得蠻橫無理。也有教育理論研究者提出，論證活動的質量取決于反駁發(fā)生的次數。然而，從我們在科學課上的觀察看出，如果將集體論證定位于對事實的拓展、證據的甄別、推理的推敲、觀點的碰撞和發(fā)展，學生的科學論證能力、探究能力、解釋能力等都會得到協(xié)調發(fā)展。科學課程中的集體論證，強調的是學生在科學學習共同體中的角色，強調團體中的每位學生都應在論證中發(fā)揮各自的作用。集體論證的過程就是共同建構概念和社會化的過程。