如何在科學論證中提高學生獲取證據(jù)的質(zhì)量

熊曳

科學課堂上的科學論證是學生個體或群體面對科學問題，根據(jù)已有的知識經(jīng)驗提出主張，并基于證據(jù)建構(gòu)科學解釋、辯護或反駁主張，經(jīng)歷以質(zhì)疑和論證為關(guān)鍵要素的評估，最終形成主張的修正或完善的動態(tài)過程。從科學論證的定義可以看出，學生獲取證據(jù)的質(zhì)量不僅關(guān)系著基于證據(jù)構(gòu)建科學解釋的正確性，同時關(guān)系著最終形成的主張的科學性，可以說證據(jù)的質(zhì)量直接決定著整個科學論證的效率和效果。那如何才能在科學論證中提高學生獲取證據(jù)的質(zhì)量呢？

在論證問題的擬定上，強調(diào)情境性和挑戰(zhàn)性

認知心理學理論認為，學生真正的學習過程是認知結(jié)構(gòu)不斷改造拓展的過程。真實的情境性問題可以讓學生將已有的知識經(jīng)驗與外部情境產(chǎn)生交互，從而促進認知結(jié)構(gòu)的改造拓展。挑戰(zhàn)性問題可以刺激學生在已有知識經(jīng)驗與外部情境交互的過程中產(chǎn)生強烈的思維活動，從而反過來促進外部知識與內(nèi)部認知之間的交互，實現(xiàn)認知結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。因此，在圍繞核心教學目標提出論證問題時，要將論證問題進行“包裝”，賦予論證問題更真實的情境性和挑戰(zhàn)性，更好地激發(fā)學生運用已有的知識經(jīng)驗去探究未知的欲望，從而產(chǎn)生探究的內(nèi)驅(qū)力，愿意去主動獲取有效的證據(jù)來論證。

例如，在“造紙橋”內(nèi)容教學中，為了增加論證問題的情境性和挑戰(zhàn)性，我設(shè)計了一個“小組合作設(shè)計、制作人行天橋”的探究問題，給學生的真實生活情境是學校附近某街道的人行天橋設(shè)計，挑戰(zhàn)性問題是要根據(jù)查閱的資料設(shè)計、制作人行天橋的等比例縮小的模型，同時兼顧承重能力和實用性。由于街道所在位置幾乎是同學們都去過的，且人行天橋是他們都接觸過的，當他們面對這個探究問題時，都躍躍欲試、信心滿滿。

在論證過程的組織上，強調(diào)適宜性和規(guī)范性

1.要求的明確性

在論證過程中，為了提高獲取證據(jù)的質(zhì)量，教師需要對學生提出明確的要求。

一是，教師對學生收集事實與資料的過程提出明確的要求，如對觀察類實驗可以提出“客觀、全面、細致”的要求，讓學生觀察并記錄實驗現(xiàn)象，同時圍繞這三個要求來讓他們分享交流收集到的事實與資料，展開相互評價。

二是，教師對學生最終的成果有明確的評價量表，如在前文中提到的“造紙橋”中對最終的橋有承重能力和實用性的評價要求，對于承重能力和實用性的評價有具體明確的量表來支撐，學生可以對照量表想辦法獲取有效證據(jù)支撐自己的論證。

2.方法的規(guī)范性

在論證過程中，學生往往是通過查閱資料或者實驗獲取事實與資料形成論證的證據(jù)，獲取方法的規(guī)范性直接影響著論證所用證據(jù)的質(zhì)量。如果是通過查閱資料的方式獲取證據(jù)，資料來源的可信度就顯得尤為重要，教師需給學生推薦一些可信度強的官方網(wǎng)站或者App。如果是通過實驗的方式來獲取證據(jù)，就要對實驗方法的規(guī)范性加以強調(diào)。

如在“衣服能給身體增加熱量嗎”這個問題的論證中，學生有時會因為不規(guī)范的操作（每隔1分鐘看溫度計示數(shù)時，將溫度計從衣服中拿出來看，或者在等待的時間內(nèi)將手放在了測量的衣服上等）導致溫度計的示數(shù)有變化或升高，使得獲取的證據(jù)不能支撐科學的結(jié)論，甚至形成錯誤的認識。

3.材料的結(jié)構(gòu)性

在論證過程中，學生需要獲取充足的證據(jù)來支撐自己的結(jié)論，而充足證據(jù)的獲取往往依賴于教師提供的有結(jié)構(gòu)的材料。在“物體的沉浮”內(nèi)容預(yù)測環(huán)節(jié)中，學生常常認為：物體的沉浮與物體的輕重有關(guān);物體的沉浮與物體的體積有關(guān);物體的沉浮與物體的輕重和體積都有關(guān)。為了充分論證這個問題，學生在設(shè)計實驗時會用到控制變量法，教師就要提前準備好大小相同、輕重不同及輕重相同、大小不同的物體。

4.工具的適宜性

在論證過程中，學生獲取的證據(jù)質(zhì)量還受限于教師給學生所提供的采集事實與資料的工具是否適宜。比如觀察食鹽的晶體時，教師可以提供放大鏡或者顯微鏡;探究“拉力的大小與小車運動”關(guān)系時，如果能給學生提供傳感器自動計時，就能使得學生獲取的證據(jù)質(zhì)量得到很大的提升。

在論證記錄的設(shè)計和使用上，強調(diào)指引性和完整性

在科學課上，一份好的論證記錄可以起到很好的指引作用。教師要引導學生通過記錄層層遞進地收集一系列證據(jù)，形成一個完整的證據(jù)鏈來進行科學論證。如果是打印的記錄單，還可以將探究要求、評價標準等呈現(xiàn)在記錄單上供學生在科學論證時進行審視，從而提高學生收集證據(jù)的質(zhì)量。

例如，在“造紙橋”內(nèi)容教學中，學生的任務(wù)是要設(shè)計并制作一座兼有承重能力和實用性的人行天橋模型。在實際教學中，為了讓學生的探究層層遞進，教師可以在開展探究前，根據(jù)“紙橋承重能力”評價標準（見表1）、“紙橋承重能力和實用性”評價標準（見表2）設(shè)計記錄單，讓學生自主探究出不同形狀的紙的承重能力并進行大小排序。為了讓表2中羅列的評價標準獲得學生普遍的認同感，在實際教學中，教師可以提前與學生商議后擬定，并且允許運用拍照、PPT匯報等形式充分尋找有質(zhì)量的證據(jù)，論證自己所在小組制作的橋的“完美性”。

當然，記錄單設(shè)計的指引性只是一個輔助作用，更關(guān)鍵的還在于學生能夠按照指引性的記錄單進行完整記錄，記錄完整才是獲取有質(zhì)量的證據(jù)的關(guān)鍵，記錄的形式不必拘泥于紙筆，還可以是與信息技術(shù)結(jié)合的有個性的記錄。在日常教學中，教師給學生創(chuàng)設(shè)條件利用PPT制作論證報告，圖片、文字、視頻等豐富的證據(jù)表現(xiàn)形式，可以進一步提高學生獲取證據(jù)的質(zhì)量。