小學(xué)生科學(xué)論證能力的初步培養(yǎng)

何燕玲

科學(xué)論證能力是學(xué)生思維發(fā)展的關(guān)鍵。在研究實(shí)踐中，我們嘗試構(gòu)建適合學(xué)生論證能力培養(yǎng)的教學(xué)模式：PCER，即問題（Problem）、觀點(diǎn)（Claim）、證據(jù)（Evidence）和推理（Reasoning）。流程為：創(chuàng)設(shè)情境，提出核心研究問題（P）;學(xué)生經(jīng)歷從猜想到假設(shè)的過程，初步形成自己的觀點(diǎn)（C）;尋找支持觀點(diǎn)的證據(jù)（E）;通過推理（R）建立觀點(diǎn)和證據(jù)的聯(lián)系，回到核心問題，得到結(jié)論。

1.提出有價(jià)值的問題

提出有價(jià)值的問題是開展科學(xué)論證的起點(diǎn)。問題的提出依據(jù)不同學(xué)段，或由教師提出，或在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生提出。問題有不同的類型：是何、如何、為何、若何。其中，“是何”屬于事實(shí)性問題，如“空氣是什么樣的”;“如何”則指向了方法類型問題，如“怎樣證明空氣占據(jù)了空間”;“為何”是建立因果聯(lián)系的問題，如“為什么陽臺(tái)的植物總是向著光生長”;而“若何”則是更具開放性的問題，如“假如你是政府官員，面對人們盲目放生的現(xiàn)象會(huì)作出怎樣的決策”等。一個(gè)有價(jià)值的問題能激發(fā)學(xué)生的好奇心和興趣，引領(lǐng)思維走向深刻。

有價(jià)值問題的提出，可以依據(jù)布魯姆的教育目標(biāo)分類學(xué)。布魯姆把認(rèn)知領(lǐng)域的目標(biāo)問題分為低階認(rèn)知目標(biāo)和高階認(rèn)知目標(biāo)，低階認(rèn)知目標(biāo)包括識(shí)記（Remembering）、理解（Understanding）、應(yīng)用（Applying），高階認(rèn)知目標(biāo)包括分析（Analyzing）、評價(jià)（Evaluating）、創(chuàng)造（Creating）。“識(shí)記”部分主要是事實(shí)性問題，與“是何”類型問題一致;“理解”部分主要涉及怎樣、為什么等問題;“應(yīng)用”部分體現(xiàn)的是怎樣工作的、如何使用等問題類型;分析、評價(jià)、創(chuàng)造則屬于難度大一些的問題，離不開學(xué)生的深度思維，因此屬于高階認(rèn)知目標(biāo)。其中，“分析”部分也常會(huì)問為什么，但比“理解”部分建立的聯(lián)系要多且深入，如為什么每晚的月相不一樣;“評價(jià)”部分需要學(xué)生就看到的事實(shí)，從自己已有的積累中，給出判斷或給出合理建議;“創(chuàng)造”位于最高層，是以低階思維掌握的知識(shí)概念和方法為基礎(chǔ)，創(chuàng)造出新的發(fā)明或新的認(rèn)識(shí)，它與“若何”問題較為一致，開放性最大。只有教師對問題有足夠的認(rèn)識(shí)，才能指導(dǎo)或幫助學(xué)生提出有價(jià)值的問題，以開展論證。

2.形成對問題的初步觀點(diǎn)

觀點(diǎn)是對第一環(huán)節(jié)問題的回答。通常情況下，小學(xué)生對一個(gè)問題表明觀點(diǎn)、做出回答，并不是一件容易的事，因?yàn)樗麄兪紫纫褑栴}和自己曾經(jīng)的生活經(jīng)驗(yàn)，或者學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)建立聯(lián)系。有時(shí)候，這個(gè)過程需要經(jīng)歷小組或者全班的研討后，才能最終產(chǎn)生一個(gè)比過去認(rèn)識(shí)更深入的觀點(diǎn)。甚至，有時(shí)為了讓學(xué)生形成一個(gè)合理的觀點(diǎn)，教師需要對整節(jié)課進(jìn)行重構(gòu)。因?yàn)?，學(xué)生只有有了自己初步的觀點(diǎn)，才可能進(jìn)一步進(jìn)行論證，論證自己的想法是否科學(xué)合理，能否針對問題給出科學(xué)合理的解釋等。如“空氣有質(zhì)量嗎”這節(jié)課，學(xué)生通過對可樂放氣后、質(zhì)量是否發(fā)生變化這一問題進(jìn)行回答，表明其觀點(diǎn)，但這時(shí)候的觀點(diǎn)僅是初始的觀點(diǎn)。而“晝夜交替”一課，圍繞晝夜交替產(chǎn)生的原因，整節(jié)課都需要幫助學(xué)生建立并完善觀點(diǎn)。從認(rèn)為晝夜交替與太陽、月球、地球的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，到僅與地球和太陽的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，再進(jìn)一步將地球與太陽的幾種運(yùn)動(dòng)關(guān)系弄清楚，至此，晝夜交替現(xiàn)象的觀點(diǎn)也就明確了。

3.尋找可靠的證據(jù)支持觀點(diǎn)

觀點(diǎn)不能隨意猜測，而必須是有根據(jù)的想法。學(xué)生的觀點(diǎn)首先依賴于自己的經(jīng)歷，即從經(jīng)驗(yàn)（生活經(jīng)驗(yàn)或?qū)W習(xí)經(jīng)驗(yàn)）中形成對某個(gè)問題的觀點(diǎn)。當(dāng)對觀點(diǎn)進(jìn)行深入分析時(shí)，他們便產(chǎn)生尋找可靠證據(jù)的需求。證明觀點(diǎn)正確的證據(jù)有時(shí)一個(gè)就足夠，有時(shí)則需要更多。在上“空氣有質(zhì)量嗎”一課時(shí)，有的學(xué)生依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出觀點(diǎn)——空氣沒有質(zhì)量，因?yàn)椋m然空氣無處不在，但人們根本感覺不到它有多重，比如，把手伸出來沒有感覺等;有的學(xué)生則認(rèn)為空氣有質(zhì)量，因?yàn)檠b著氣體的氣球最終會(huì)落到地面上……在全班研討過程中，他們很快發(fā)現(xiàn)，基于生活經(jīng)驗(yàn)總有令人質(zhì)疑的地方。于是，他們希望通過工具來比較或測量空氣的質(zhì)量。但由于空氣質(zhì)量小，對工具的精確度要求較高，最終基于現(xiàn)有條件，并在不斷探究的基礎(chǔ)上，大家對獲得的證據(jù)進(jìn)行分析，從而選擇最能證明觀點(diǎn)的證據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，空氣有質(zhì)量的觀點(diǎn)會(huì)隨著證據(jù)的出現(xiàn)而可信度不斷增加。證據(jù)是為了證明觀點(diǎn)的合理性，因此定性和定量數(shù)據(jù)都是證據(jù)的組成部分。

4.使用推理建立觀點(diǎn)和證據(jù)的聯(lián)系

將證據(jù)和觀點(diǎn)建立起聯(lián)系需要靠推理來完成，即推理是證據(jù)與觀點(diǎn)聯(lián)系起來的一種正當(dāng)理由。推理通過運(yùn)用合理的科學(xué)概念、原理將二者聯(lián)系在一起，以論證這些定性或定量的數(shù)據(jù)能作為證據(jù)的原因。闡述推理的過程往往會(huì)讓學(xué)生感到很困難，他們需要對證據(jù)進(jìn)行深入地分析。低年級段的學(xué)生由于思維能力還不太強(qiáng)，往往需要教師更多的介入指導(dǎo)。以中年級“影子的形成”一課為例，學(xué)生的觀點(diǎn)是：影子的形成要滿足有光、有不透明的物體和能接收影子的屏三個(gè)條件。他們通過探究蠟燭、燈等不同光源下物體出現(xiàn)影子的實(shí)驗(yàn)，獲得了與觀點(diǎn)有關(guān)的證據(jù)。當(dāng)他們運(yùn)用光沿直線傳播這一概念建立觀點(diǎn)和證據(jù)之間的聯(lián)系時(shí)，就完成了推理過程。推理是整節(jié)課的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)?？茖W(xué)論證的核心部分就是推理。推理鼓勵(lì)學(xué)生使用科學(xué)概念，闡明證據(jù)如何或?yàn)槭裁粗斡^點(diǎn)。

PCER教學(xué)模式的構(gòu)建使課堂教學(xué)的思路簡潔清晰，教師容易理解和應(yīng)用于課堂教學(xué)。學(xué)生對現(xiàn)象的解釋或問題的解決體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的整個(gè)過程。另外，教師通過板書設(shè)計(jì)，凸顯該模式的重要元素，讓研究過程顯性化，便于學(xué)生對整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思與回顧，開啟元認(rèn)知學(xué)習(xí)。

本文系北京市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2018年度一般課題“在小學(xué)科學(xué)探究教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的科學(xué)論證”（課題編號：CDDB18178）的階段性成果

編輯 _ 張曉震