指向科學(xué)論證的學(xué)與教的設(shè)計

摘 要：科學(xué)論證是物理核心素養(yǎng)的主要組成部分，是在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)著力培養(yǎng)的思維方式.實際教學(xué)中，科學(xué)論證被忽視了.在學(xué)習(xí)目標(biāo)制定中，更多的指向?qū)χR結(jié)論的解釋和理解而不是論證，即“有證無論”;在發(fā)現(xiàn)證據(jù)的過程中，更多的為了結(jié)論而忽略推理過程，即“有論無證”;在解釋證據(jù)的過程中，往往依賴“三次實驗所得證據(jù)”而缺乏質(zhì)疑和反駁，即“有據(jù)無駁”.具體教學(xué)中，可以通過指向論證的目標(biāo)設(shè)計、通過問題——證據(jù)鏈的任務(wù)設(shè)計、展開辯論的“反駁”設(shè)計，來走出“有證無論”“有論無證”“有據(jù)無駁”的現(xiàn)狀.

關(guān)鍵詞：科學(xué)論證;證據(jù);反駁

文章編號：1008-4134（2019）16-0037 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標(biāo)識碼：B

基金項目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點資助課題“指向科學(xué)思維的初中物理‘證據(jù)課堂構(gòu)建研究”（項目編號：E-a/2018/05）;

江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“支持兒童深度學(xué)習(xí)的區(qū)域推進學(xué)校教學(xué)變革行動研究”（項目編號：D/2018/02/86）.

作者簡介：張世成（1966-），男，陜西漢中人，本科，中學(xué)正高級教師，江蘇省特級教師，江蘇省教學(xué)名師，研究方向：基于證據(jù)的初中物理教學(xué).

科學(xué)論證是物理核心素養(yǎng)中的主要組成部分，是在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)著力培養(yǎng)的思維方式.如何將科學(xué)論證融入教學(xué)，促進學(xué)生物理觀念和科學(xué)思維的共同發(fā)展，是物理教學(xué)實踐中迫切需要研究和解決的問題.與此同時，科學(xué)論證也是科學(xué)探究的核心，學(xué)生參與科學(xué)論證活動能夠增強對物理概念的認(rèn)識，深化對合理使用證據(jù)的理解，提高邏輯論證能力.

證據(jù)是科學(xué)論證的基石，科學(xué)論證的過程，就是“尊重證據(jù)、尋找證據(jù)、解釋證據(jù)”的過程[1].實際教學(xué)中，科學(xué)論證被忽視了.在學(xué)習(xí)目標(biāo)制定中，更多的指向?qū)χR結(jié)論的解釋和理解而不是論證，即“有證無論”[2];在尋找證據(jù)的過程中，更多的為了結(jié)論而忽略推理過程，即“有論無證”;在解釋證據(jù)的過程中，往往依賴“三次實驗所得證據(jù)”而缺乏質(zhì)疑和反駁，即“有據(jù)無駁”.要落實核心素養(yǎng)，這些現(xiàn)狀就必須改變.下面以“電能與電能表”（蘇科版）教學(xué)為例，就在實踐中如何走出“有證無論”“有論無證”“有據(jù)無駁”等現(xiàn)狀展開探討.

1 設(shè)計指向科學(xué)論證的學(xué)習(xí)目標(biāo)，走出“有證無論”的現(xiàn)狀

學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)科的價值指向.在日常教學(xué)中，對“電能與電能表”的目標(biāo)設(shè)計中，往往是這樣表達的：“通過實驗理解電功公式W=UIt，并會利用該公式進行簡單的計算.”在此目標(biāo)的指引下，教師的具體教學(xué)過程就是引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，收集證據(jù)去理解W=UIt，這就是說，W=UIt是一個無需懷疑的定論，我們要做的就是去解釋、理解和傳承.有證據(jù)無主張，這就是“有證無論”現(xiàn)象.

教材安排的順序是“學(xué)習(xí)電能表——介紹電功公式——設(shè)計實驗證明電功公式的正確性——利用電功公式進行計算”.由此看出，教材充分考慮到初中生的認(rèn)知水平，它不是要學(xué)生去發(fā)現(xiàn)影響電功的因素并得出電功公式W=UIt，而是假定這個論點（計算公式）成立，要求學(xué)生去設(shè)計實驗，去尋找證據(jù)對論點證實或者證偽.在完成論證的過程中，培養(yǎng)學(xué)生“尊重證據(jù)、尋找證據(jù)、解釋證據(jù)”的論證素養(yǎng)，促進學(xué)生批判性思維的發(fā)展和學(xué)科關(guān)鍵能力的提升.為此，實踐中將上述目標(biāo)進行修改，制定“指向科學(xué)論證”的學(xué)習(xí)目標(biāo)：

會用電能表測量電能，通過電能表的使用，能用證據(jù)說明燈泡越亮的消耗電能越多（相同時間內(nèi)）;

會設(shè)計實驗，找到支持或者反對W=UIt的證據(jù)，并對W=UIt的正確性進行論證.

修改后的學(xué)習(xí)目標(biāo)，不再是對公式W=UIt的理解和解釋，而是論證.解釋與論證不同，解釋常始于定論，即開始解釋時就預(yù)設(shè)了學(xué)習(xí)者對結(jié)論的肯定.論證是從“暫定的假設(shè)”開始，要么接受要么拒絕，主張鮮明，為了證實或證偽主張，需要進一步設(shè)計實驗去尋找證據(jù)，從而完成知識的建構(gòu).

當(dāng)然，有了目標(biāo)還需要評價.為此，我們借鑒郭玉英教授的研究成果設(shè)計了“指向論證的學(xué)習(xí)評價” [3]（見表1），以幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)進階.

水平1，主要是明確主張，能夠?qū)⒅鲝埮c證據(jù)分別開來.水平2，能夠?qū)⒆C據(jù)與主張建立聯(lián)系.為什么這個實驗要分兩步做？這個證據(jù)鏈有什么價值？水平3，能找到反例和質(zhì)疑.這是論證的高級水平，有反駁的論證更加完善和可靠.每位學(xué)生對科學(xué)論證進行自評，確認(rèn)自己處于哪一水平，小組互評，以促進組內(nèi)的商討與辯護.需要說明的是，這些評價將以后測的方式呈現(xiàn)，用基于證據(jù)的分析方式來確認(rèn)學(xué)生科學(xué)論證素養(yǎng)的前后變化，并為后續(xù)教與學(xué)的改進提供決策.

2 搭建“問題-證據(jù)鏈”腳手架，走出“有論無證”的現(xiàn)狀

有論無證，即過于注重結(jié)論而忽視推理過程，以教師的權(quán)威“強勢給定”結(jié)論，讓“尊重證據(jù)、尋找證據(jù)、解釋證據(jù)”等論證核心要素缺失，從而使得科學(xué)論證無法落地生根.

為了落實指向科學(xué)論證的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在具體實踐中，將學(xué)習(xí)任務(wù)用問題鏈的形式組成，而問題鏈又構(gòu)成證據(jù)鏈，以此為腳手架，圍繞核心主張“課本上電功的公式W=UIt，你支持還是拒絕這個公式呢？你的證據(jù)是什么”來展開（如圖1所示）.

問題1：小明家為什么要交電費？

情景支持：出示電費發(fā)票.

學(xué)生論證：交電費是因為消耗了電，“耗電”是指消耗了電流、電壓還是電能？電能.理由：電路中的電流不會改變，所以不是電流.電壓總是220V，也不是電壓.

問題2：兩盞白熾燈，相同時間，哪只消耗的電能多？

情景支持：出示兩盞白熾燈，額定功率分別為25W和100W.讓它們并聯(lián)在220V的電路中同時工作40s.

學(xué)生論證：推測“比較亮的那盞燈消耗的電能多”.理由是，亮的，得到的光能多，光能是從電能轉(zhuǎn)化而來，所以，消耗的電能多.