科學(xué)教學(xué)要培育學(xué)生的證據(jù)意識和求證能力

陳煜晴

科學(xué)的本質(zhì)是實證，這種科學(xué)的實證，不僅是一個證實過程，也是一個證偽過程?？茖W(xué)的實證，不僅重視證據(jù)，而且重視論證的過程。因此，在科學(xué)教學(xué)中，教師不僅要重視培育學(xué)生的證據(jù)意識，還要注重培育學(xué)生的求證能力。從某種意義上說，學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)是一個從問題開始，進而猜想、搜集證據(jù)、進行實證的過程。在這個過程中，自然能培育學(xué)生科學(xué)觀察、科學(xué)假設(shè)、科學(xué)操作、科學(xué)推理等科學(xué)活動能力。通過科學(xué)的論證，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思考力、探究力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

一、找尋“證據(jù)”，讓科學(xué)學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在需求

在科學(xué)課堂上，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，教師怎樣教，學(xué)生就怎樣學(xué)。若“演示”“模仿”等學(xué)習(xí)方式充斥課堂，學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)就停留在淺層次的操作層面上，這樣的科學(xué)學(xué)習(xí)，不能發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)教學(xué)，要引導(dǎo)學(xué)生主動探究，尋找“證據(jù)”，從而激發(fā)學(xué)生科學(xué)思考、探究的內(nèi)在需求。對于科學(xué)探究來說，所追求的證據(jù)，應(yīng)當是基于客觀事實的，應(yīng)當是完善的，應(yīng)當是精準的。

在科學(xué)教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生覺得自己認可的道理就是證據(jù)，這說明學(xué)生還不明白什么是真正的證據(jù)，由此導(dǎo)致小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生的“偽證據(jù)”“虛證據(jù)”泛濫，而真正的證據(jù)總是付諸闕如，從而造成學(xué)生科學(xué)實驗數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象。為此，教師可以做一些重復(fù)實驗，去尋找必然性證據(jù)；可以做一些對比實驗，去尋找多維性證據(jù)；可以創(chuàng)設(shè)一些條件，去尋找隱蔽性證據(jù)；可以通過控制變量，去尋找精準性證據(jù)等。證據(jù)，是學(xué)生科學(xué)實驗的根基。比如，教學(xué)“探索馬鈴薯沉浮的原因”時，筆者運用學(xué)生配置的濃鹽水，讓馬鈴薯浮起來了。如何讓學(xué)生探尋到“馬鈴薯沉浮的真正原因”？筆者引導(dǎo)學(xué)生對比同體積的馬鈴薯和濃鹽水的質(zhì)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同體積的馬鈴薯和濃鹽水，濃鹽水的質(zhì)量更大。由此學(xué)生形成猜想：同體積的液體質(zhì)量大于馬鈴薯，馬鈴薯在這種液體中就是上浮的。借助這種猜想，學(xué)生運用其他液體，如白砂糖溶液、味精溶液進行實驗，從而驗證了猜想的正確性。這樣的實驗，從根本上說是一種“不完全歸納”，即從個別實驗現(xiàn)象，通過猜想、驗證，形成科學(xué)性的結(jié)論。在這里，個別的實驗現(xiàn)象就成為學(xué)生的一種證據(jù)，這種證據(jù)是學(xué)生自主創(chuàng)生的，因而不具備完全性。通過多次不同材料的重復(fù)性實驗，可以將這種不具備完全性的實驗證據(jù)，發(fā)展、提升為完全性的證據(jù)。這種從一種實驗現(xiàn)象推廣到科學(xué)結(jié)論的過程，能夠發(fā)展學(xué)生的科學(xué)高階思維。

科學(xué)學(xué)習(xí)是一項嚴謹?shù)幕顒?，只有增強學(xué)生的證據(jù)意識，才能讓學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)走向深度、走向深入。基于證據(jù)，學(xué)生不僅能“知其然”，更能“知其所以然”。要做到證據(jù)科學(xué)，高度重視證據(jù)，全面依靠證據(jù)，合理解釋證據(jù)。在學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)中，要讓找尋證據(jù)成為學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)在需求。

二、基于“證據(jù)”，讓科學(xué)學(xué)習(xí)提升學(xué)生的論證能力

科學(xué)學(xué)習(xí)，從本質(zhì)上看就是進行論證（證實和證偽）。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，要引導(dǎo)學(xué)生辨別證據(jù)的真?zhèn)?，引?dǎo)學(xué)生證明論點、論據(jù)之間的關(guān)系，不僅要引導(dǎo)學(xué)生找尋證據(jù)，而且要引導(dǎo)學(xué)生補充證據(jù)、證明證據(jù)等。在科學(xué)學(xué)習(xí)中，證據(jù)應(yīng)當貫穿論證過程的始終。在引導(dǎo)學(xué)生論證的過程中，不僅要注重論據(jù)的科學(xué)性，而且要注重論證的合理性、邏輯性，重視學(xué)生的邏輯推理，從而讓學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)成為一種嚴密性、嚴謹性的學(xué)習(xí)。

比如，教學(xué)“找拱形”時，這部分內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“拱形的力量”的基礎(chǔ)上展開的，學(xué)生已經(jīng)認識了“拱可以承受一定的壓力”，因為“拱形能將承受力向下和向外傳遞給相鄰的部分，拱形各部分承受力的時候會產(chǎn)生一個外推力”“因而只要能抵住拱形的外推力，拱就能承受很大的壓力”，有了這樣的知識基礎(chǔ)，學(xué)生就能探究“為什么圓頂形能承受較大的壓力”。比如，有學(xué)生拿出乒乓球，用筆在乒乓球上畫了許多的拱形，并且這樣解釋：圓形可以看成是由無數(shù)個拱形組成的，能將壓力分解到外面，因而能承受較大的力；有學(xué)生用筆畫出了“力走的方向”，并且這樣解釋：乒乓球可以看成是由無數(shù)個拱形組成的，由于無數(shù)個拱形的拱足在底部形成了一個圓，因而不需要在底部將拱足抵住，拱就能承受很大的壓力；有學(xué)生認為，圓頂形可以看成無數(shù)個拱形，這些拱形將壓力向四周分散，而由于這無數(shù)個拱足是相連的，因而不會產(chǎn)生外推力等。在這里，學(xué)生運用“圓頂形是由無數(shù)個拱形組成的”這一論據(jù)，圍繞“拱”“拱足”“拱足相連”等相關(guān)聯(lián)的論據(jù)，通過邏輯推理，得出了科學(xué)性的猜想。根據(jù)科學(xué)性的猜想，學(xué)生展開了對比性的實驗，他們用紙拱搭圓頂形，一種不連拱足，一種連拱足，通過實驗數(shù)據(jù)，證明了“拱足相連的圓頂形能承受較大的壓力”。

借助證據(jù)和推理，學(xué)生充分調(diào)動關(guān)于拱形的原有認知，將圓頂形與拱形建立關(guān)聯(lián)，從而論證出“圓頂形可以看成無數(shù)個拱形的組合”的科學(xué)結(jié)論。在論證過程中，教師傾聽來自不同學(xué)生的猜想、見解，對學(xué)生的觀念予以保留，通過實驗，引導(dǎo)學(xué)生建立“力”與“形”之間的聯(lián)系。在這個過程中，學(xué)生逐步學(xué)會用證據(jù)、推理、實驗來解釋科學(xué)現(xiàn)象，得出科學(xué)結(jié)論。

三、聚焦“證據(jù)”，讓科學(xué)學(xué)習(xí)助推學(xué)生的反思辨析

科學(xué)論證性活動，要求學(xué)生在面對多重證據(jù)、多重觀點時，能主動進行辨析、選擇，主動對科學(xué)證據(jù)進行反思、評價。聚焦證據(jù)，要讓學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)助推學(xué)生的反思辨析能力。面對同樣的證據(jù)，不同的學(xué)生擁有不同的想法，這些想法有的是一致的，有的卻充滿著沖突。作為教師，要引導(dǎo)學(xué)生進行比較，如讓學(xué)生自我反思：你同意某某的觀點嗎？某某的解釋是什么意思？某某的解釋是否符合事物的發(fā)展順序？如此，學(xué)生就會在諸多的觀點、猜想之間選擇正確的、合理的主張。

在科學(xué)學(xué)習(xí)中，要讓學(xué)生用心傾聽，從而讓學(xué)生從多個視角對證據(jù)進行考量。通過對證據(jù)的考量，培育學(xué)生的邏輯思維能力、證據(jù)思維能力及科學(xué)思維能力。教學(xué)中，教師要賦予學(xué)生自主思考、探究的空間，規(guī)范選擇結(jié)構(gòu)材料，鼓勵學(xué)生質(zhì)疑問難。比如，教學(xué)“影響擺的快慢的因素有哪些”時，有學(xué)生猜想“擺的快慢與擺的長短有關(guān)”；有學(xué)生猜想“擺的快慢與擺錘的質(zhì)量有關(guān)”；有學(xué)生猜想“擺的快慢與擺幅的大小有關(guān)”等。面對不同的猜想，教師不宜直接對之進行肯定或否定，而應(yīng)讓學(xué)生擺出證據(jù)。比如，有學(xué)生認為，“在日常生活中，擺線越長，也就是擺來回的路線長，來回的時間就會多，因而擺長長，就擺得慢”；有學(xué)生認為，“在日常生活中，角度越大，說明坡度越陡，擺幅大，可能就擺得快些”；有學(xué)生認為，“在日常生活中，重的物體下落得快，因而擺錘越重、越大，就擺動得越快”等。這些證據(jù)，都是學(xué)生在日常生活中積累的生活經(jīng)驗，具有一定的合情性、合理性，但合情、合理不等同于“合法”（即符合自然的客觀規(guī)律）。為此，教師要引導(dǎo)學(xué)生做對比實驗，對各自的猜想進行驗證。通過實驗，聚焦各自的證據(jù)，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)生活證據(jù)的真?zhèn)危瑥亩鴰椭鷮W(xué)生厘清認知。

在科學(xué)教學(xué)中，教師不僅要重視學(xué)生正確的猜想、證據(jù)，也要正視學(xué)生錯誤的猜想、證據(jù)。要保持師生、生生之間的平等對話，以理服人，而不是將教師的觀點強加給學(xué)生。只有讓學(xué)生自己對證據(jù)進行辨析，自己展開實驗驗證，才能讓學(xué)生的科學(xué)論證能力獲得發(fā)展，學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)力才能獲得真正的提升。

參考文獻：

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