小學(xué)科學(xué)探究有效取得證據(jù)的策略

◇鐘 明

科學(xué)的本質(zhì)是實證的，科學(xué)活動是一種求真活動，科學(xué)探究是一個獲取證據(jù)并利用證據(jù)對假設(shè)進行論證的活動過程，以提出問題做出假設(shè)為始，對假設(shè)的解釋與得出結(jié)論為終。而獲取證據(jù)是科學(xué)探究得出解釋與結(jié)論的唯一依據(jù)。學(xué)生在整個科學(xué)探究過程的各個步驟中，學(xué)會觀察和提高證據(jù)意識這一步，最具有普遍意義上的教育價值。

筆者在課堂中發(fā)現(xiàn)，雖然教師在課堂中也懂得應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實證意識，提升獲取證據(jù)的能力，然而在課堂中，學(xué)生所表現(xiàn)出來的缺乏實證的意識和行為仍是十分常見、相當普遍的，表現(xiàn)為無法獲取科學(xué)的證據(jù)，獲取的證據(jù)因為不嚴謹從而導(dǎo)致無效。如何才能使學(xué)生在實驗中不僅能獲得證據(jù)，并使證據(jù)更加客觀、有效、科學(xué)、嚴謹，我從加強證據(jù)意識，深入猜測，明確探究實驗?zāi)康模焕孟滤畬嶒?，?yōu)化實驗載體，為證據(jù)獲得提供保障；通過重復(fù)實驗、證偽，使證據(jù)獲得更可靠等方面進行了研究。

一、加強證據(jù)意識，明確探究實驗?zāi)康?/h2>

科學(xué)探究本是一項嚴謹?shù)幕顒?，但課堂上反映出來的是學(xué)生的探究活動看起來熱熱鬧鬧，氣氛活躍，仔細觀察卻發(fā)現(xiàn)學(xué)生在不知做何，只是覺得好玩，因而失去了探究的目的，變成了“娛樂”活動。只有先增強學(xué)生的證據(jù)意識，明確探究的目的是為假設(shè)獲得合理的事實，學(xué)生才會在實驗中懂得對事實的尊重。

（一）反復(fù)熏陶，強化證據(jù)意識

在科學(xué)探究中學(xué)生缺乏實證的意識現(xiàn)象原因是多方面的，教師的自身科學(xué)素養(yǎng)在教學(xué)設(shè)計、組織討論記錄、表達與交流等教學(xué)環(huán)節(jié)中也都影響著學(xué)生實證意識的培養(yǎng)。

教師在科學(xué)課的探究活動中或活動后的討論中應(yīng)多問：“證據(jù)呢?”“根據(jù)呢?”少問“為什么?”因為學(xué)生們解釋錯了，教師的糾正也沒有什么根本意義。即使學(xué)生記住了教師教的正確答案，看起來是增加了科學(xué)知識，但可能失去更多的東西：那就是科學(xué)結(jié)論依靠觀察實驗，而不是道聽途說。

如我在教學(xué)六下《小蘇打和白醋的變化》一課時，在小蘇打和白醋反應(yīng)后，杯中的液體是什么，學(xué)生產(chǎn)生了較大的分歧。學(xué)生普遍認為醋已經(jīng)不是醋了，而小蘇打是溶解在了液體里，還是小蘇打，也有少數(shù)認為小蘇打已經(jīng)不是小蘇打了。課堂一度產(chǎn)生了激烈的爭論。

教師引導(dǎo)：同學(xué)們都各說各有理，那證據(jù)呢？怎么來證明自己的觀點是正確的，科學(xué)不是嘴上說說的。學(xué)生陷入了思考。幾分鐘后，有學(xué)生提出：往液體中再加小蘇打，如果還能冒泡，那白醋還是白醋；把液體蒸發(fā)，提取出溶解在液體中的“小蘇打”，如果它還能和白醋反應(yīng)，那它就還是小蘇打。我很欣慰，我的學(xué)生能有這樣的科學(xué)素養(yǎng)。

如此反復(fù)強調(diào)，長期熏陶，學(xué)生就能明白科學(xué)是基于證據(jù)的解釋，任何的觀點都是需要證據(jù)來支撐的，增強學(xué)生的證據(jù)意識。

（二）深入猜測，明確探究目的

質(zhì)疑是創(chuàng)新之源，疑問是創(chuàng)新之母，任何思維都是從發(fā)現(xiàn)問題開始，以解決問題為終。學(xué)生有了質(zhì)疑才會去探索，有了探索活動才能有創(chuàng)新。在新課改理念指導(dǎo)下，我們的教學(xué)尤其應(yīng)該鼓勵學(xué)生發(fā)揚科學(xué)質(zhì)疑精神，鼓勵學(xué)生對新事物產(chǎn)生好奇心，敢于探索未知領(lǐng)域，大膽深入地猜測，從而調(diào)動學(xué)生的主動性。

如五下《給冷水加熱》一課，一袋密封的冷水放在開水中加熱，起初它是沉的，后來它浮起來了。

教師：現(xiàn)在這袋冷水熱了嗎？

學(xué)生：熱了。

教師：還發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

學(xué)生：它浮起來了。

教師：你覺得是什么原因使它浮起來了？結(jié)合第一單元我們研究過的內(nèi)容。

思考后，學(xué)生：會不會是水變輕了？

教師：怎么可以證明？

學(xué)生：把加熱前和加熱后的水稱一稱，根據(jù)重量來比較水是否變輕了。

學(xué)生：也有可能是水的體積變大了，因為相同重量的物體，體積越大越容易??？

教師：怎樣的證據(jù)可以證明你的猜測？

學(xué)生：比較加熱前后冷水和熱水的體積，我估計加熱后體積會變大。

教師：好，那我們就來做這兩個實驗。可以怎么做？

過渡到下一個環(huán)節(jié)

“有哪些證據(jù)可以支持你的猜測？”應(yīng)該是教師嘴邊的常話。只有深入質(zhì)疑，探究的目的性才會更明確，學(xué)生才能從多方面獲取證據(jù)和利用證據(jù)去解決問題，才能培養(yǎng)學(xué)生鎖定探究目的，有的放矢地進行研究，知道什么叫可靠的觀察，知道該獲得哪方面可靠的事實或證據(jù)。

二、優(yōu)化實驗載體，為證據(jù)獲得提供保障

不可否認，有些實驗材料易操作性差，承載證據(jù)能力不強，導(dǎo)致學(xué)生取證不全或難以取證的現(xiàn)象，得不出基于事實的結(jié)論。

（一）下水實驗，揣摩潛在弊端

所謂“下水實驗”，是指教師在課堂實驗之前，根據(jù)實驗教學(xué)的目標要求與課堂教學(xué)任務(wù)，站在學(xué)生的角度，充分考慮學(xué)生實驗時可能出現(xiàn)的各種因素，加強對實驗相關(guān)變量的控制，為課堂教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生實驗或演示實驗做好準備，力求使學(xué)生在課堂實驗中能夠獲得正確的結(jié)果。

在小學(xué)科學(xué)教材中有部分數(shù)據(jù)的取得是要求非常精準的，如三下《水結(jié)冰了》一課，就要求精確到0℃。但由于實驗材料長期使用造成的損耗，或其本身的質(zhì)量不合格，即便把幾支溫度計放在同一環(huán)境下，也不能保證每支溫度計所測量的數(shù)值是一樣的，這樣的偏差在測量水的溫度時是允許的，但用在《水結(jié)冰了》一課中，就不允許有1℃的偏差。

這時，“下水實驗”就顯得非常重要。我在上課前會準備一杯冰水混合物，把幾十支溫度計全部放里面，挑出顯示0℃的溫度計，但僅此還不夠，我會把挑出的溫度計，再放入常溫的自來水中，再次挑出顯示溫度一致的溫度計備用，確保溫度計的示溫精準。

又如五下《機械擺鐘》一課，要求連續(xù)測量前10秒、中10秒、后10秒，擺分別擺動幾次，以得出擺擺動具有等時性的特性。此實驗操作難度相當大，除了要求操作嚴謹，計數(shù)精準，并重復(fù)實驗之外，教師往往會忽略一個問題，那就是如果30秒擺擺動的次數(shù)總和不是3的倍數(shù)的話，那么前10秒、中10秒、后10秒，擺分別擺動幾次肯定有偏差。據(jù)此，我在上課前會對分組實驗的每一個擺進行調(diào)試，確保30秒擺擺動的次數(shù)總和是3的倍數(shù)。

老師如果拿了材料就去上課，無法保證學(xué)生在探究過程中有效地取得實驗所需證據(jù)。多做“下水實驗”，關(guān)注實驗的細節(jié)，把問題提前暴露，將預(yù)設(shè)工作做到位，是提高實驗有效取得證據(jù)的效率。以便對課堂實驗的每個操作都做到心中有數(shù)，才能確保順利完成教學(xué)任務(wù)。

（二）優(yōu)化載體，增強可操作性

學(xué)習(xí)載體是指在學(xué)習(xí)活動中所選擇的學(xué)習(xí)內(nèi)容及其與之相適應(yīng)的各種媒介總和，包括實物、模型、語言、文字、符號和圖畫等。良好的實驗載體是學(xué)生進行實驗探究的基礎(chǔ)，實驗器材的選擇會直接影響實驗的結(jié)果，而科學(xué)有別于其他學(xué)科的最主要特征就是尊重事實，教師在實驗器材的選擇上也要尊重事實。

實驗器材是否科學(xué)直接影響探究活動的順利進行，影響證據(jù)的取得，從而影響學(xué)生對科學(xué)概念的建構(gòu)。教師如果選擇的材料本身有問題，現(xiàn)象不明顯，這將不利于學(xué)生的認識，反而會誤導(dǎo)學(xué)生，繼而保證不了實驗探究的有效性。小學(xué)生由于身心特點，對事物都興趣濃厚，想探個究竟，對純知識的接受，學(xué)生可能口服心不服。

如五下《傳熱比賽》的一課，課前我試著做了銅條傳熱這個實驗，發(fā)現(xiàn)在細小的金屬條上用凡士林粘火柴是一件非常困難的事情，而且凡士林粘得有多有少，稍微一晃，個別火柴甚至?xí)粝聛?。我通過摸索，不斷地嘗試，最后發(fā)現(xiàn)涂蠟燭油是一個不錯的方法，在試管中將蠟燭熔化，把金屬條放進去浸一下，晾干即可，學(xué)生實驗操作方便效果又明顯。

針對這樣的情況，在載體原有的基礎(chǔ)上進行適當?shù)母倪M，使學(xué)生易于操作,易于獲得實驗證據(jù)。通過載體的優(yōu)化，教師可以在知識傳授時提供一定的證據(jù)，讓學(xué)生不但知其然，更知其所以然。

三、優(yōu)化操作手段，使證據(jù)獲得更可靠

在科學(xué)課中教師要注意有效地促進學(xué)生動手操作技能，經(jīng)過自己動手操學(xué)生獲取的證據(jù)越多，學(xué)生的科學(xué)知識就越豐富，而這需要重復(fù)實驗和“證偽”。

（一）重復(fù)實驗，使證據(jù)更可靠

學(xué)生在科學(xué)實驗探究活動中會得到大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)間的差異是客觀存在的，有時是不可靠的，甚至是錯誤的?？茖W(xué)教師不應(yīng)該回避這些差異，而應(yīng)積極面對，正確對待學(xué)生實驗數(shù)據(jù)的差異。進行重復(fù)實驗，可以使證據(jù)更可靠。

如五上《我們的小纜車》、五下《擺的研究》等課，都要用到秒表，因為秒表計時非常精確，學(xué)生對秒表操作時，稍不注意就會產(chǎn)生誤差，這時我們就需要重復(fù)實驗取平均數(shù)以減少誤差，增加可靠性。

在教學(xué)上，必要時教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生重復(fù)實驗，以期得到可靠的且具有一定信度的數(shù)據(jù)。要增強學(xué)生對數(shù)據(jù)的敏感性，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹細致、認真負責的科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生的數(shù)據(jù)意識在處理這些數(shù)據(jù)時得以培養(yǎng)，能自覺地學(xué)會用數(shù)據(jù)來描述事物或?qū)σ恍┈F(xiàn)象進行解釋。

（二）多做“證偽”，彌補邏輯空缺

小學(xué)科學(xué)是一種實證的系統(tǒng)，因此，科學(xué)的結(jié)論是可以被證實、證偽，重復(fù)檢驗的。在我們的小學(xué)科學(xué)課堂上，學(xué)生為了能夠得到自己理想中的數(shù)據(jù)，往往用先入為主的思想指導(dǎo)自己的實驗操作。在我們的課堂中，做得最多的是“證實”實驗，長期在這樣的“證實”實驗中成長起來的學(xué)生，其實證精神難有提升。

如四上《聲音是怎樣產(chǎn)生的》一課，在研究了鑼、鼓、音叉、橡皮筋等材料振動而產(chǎn)生聲音之后，能不能就得出“聲音是振動產(chǎn)生的”這樣的概念呢？答案是否定的，這種不完全歸納在邏輯上是有漏洞的。于是，我們就需要證偽：不振動之后聲音消失了嗎？將振動的鑼、鼓、音叉、橡皮筋等用手捏住，振動停止，聲音消失。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)該出現(xiàn)幾次“證偽”實驗，只有經(jīng)歷幾次的證偽實驗，學(xué)生對才能真正帶著驗證假設(shè)的思想老老實實腳踏實地地進行實驗操作，也只有這樣所謂的“反復(fù)驗證”才能真正顯現(xiàn)其真實的驗證效果。

總之，科學(xué)的本質(zhì)是實證的，在科學(xué)探究取證的過程中，我們要通過多種手段，使取得的證據(jù)客觀、有效、科學(xué)、嚴謹。只有如此，我們的科學(xué)探究才有科學(xué)味。