基于實(shí)證意識培養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)

江蘇省無錫市港下實(shí)驗(yàn)小學(xué) 尤春來

科學(xué)的目的在于認(rèn)識世界，一部科學(xué)發(fā)展史，就是一個不斷發(fā)現(xiàn)證據(jù)來證實(shí)猜想、得出結(jié)論，對世界產(chǎn)生新認(rèn)識的過程，所以科學(xué)離不開證據(jù)，證據(jù)是科學(xué)的根基。因此，在小學(xué)科學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證精神、樹立證據(jù)意識應(yīng)該成為科學(xué)課教學(xué)的重要任務(wù)。

一、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識的重要意義

實(shí)證是科學(xué)本質(zhì)的體現(xiàn)?？茖W(xué)是什么？科學(xué)的本質(zhì)是什么？對這個問題的回答有很多不同的答案，但是比較一致的觀點(diǎn)都認(rèn)為科學(xué)應(yīng)該有這三方面特征：1.科學(xué)是一個實(shí)證系統(tǒng)，科學(xué)可以通過證實(shí)的、證偽的方法得出結(jié)果；2.科學(xué)是講求邏輯的，科學(xué)結(jié)論能通過推理的方法得出；3.科學(xué)結(jié)論有局限性，隨著時間發(fā)展，結(jié)論可能會被推翻或更新。從以上對科學(xué)本質(zhì)的看法中可以看出，實(shí)證是科學(xué)的首要特征，是最重要的特征，科學(xué)的邏輯性必須以證據(jù)為前提，科學(xué)結(jié)論的得出也必須以證據(jù)為基礎(chǔ)。

實(shí)證是課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。2017版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中“倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)”這一條課程理念是這樣表述的：“以證據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論，公開研究結(jié)果，接受質(zhì)疑，不斷更新和深入，是科學(xué)探究的主要特點(diǎn)?！庇纱丝梢钥闯?，課程標(biāo)準(zhǔn)明確把科學(xué)的實(shí)證思想作為教學(xué)的理念，指引科學(xué)教學(xué)。

實(shí)證是發(fā)展科學(xué)思維的需要。小學(xué)科學(xué)教育對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)啟蒙，除了要讓學(xué)生獲得一些基本的科學(xué)知識，最主要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。科學(xué)思維是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出疑問、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力?？茖W(xué)思維的總綱就是實(shí)證和邏輯，因此，要培養(yǎng)科學(xué)思維能力，離不開實(shí)證意識的培養(yǎng)。

綜上所述，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識應(yīng)該成為小學(xué)科學(xué)教育的重要任務(wù)。

二、課堂中缺乏實(shí)證意識的現(xiàn)狀

觀察我們的小學(xué)科學(xué)課堂，漠視證據(jù)、缺乏實(shí)證意識的現(xiàn)象比較多見。

（一）教師實(shí)證意識不強(qiáng)

課堂教學(xué)的目標(biāo)有時候單一地指向獲得“科學(xué)結(jié)論”，探究教學(xué)中只要獲得了期待的答案就直接總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，課堂交流便戛然而止，可能存在的特殊數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)就被無視、過濾掉了；當(dāng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)證據(jù)不支持假設(shè)，事實(shí)與原本想法相背離的時候，教師會把原因簡單歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)誤差而不再做深入探究，這些都是教師證據(jù)意識不強(qiáng)的表現(xiàn)。

（二）學(xué)生證據(jù)意識缺失

課堂交流中很多學(xué)生習(xí)慣性服從教師的想法，服從同學(xué)的意見，缺乏自己獨(dú)立的思考，遇到自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與同學(xué)有差異，還往往會認(rèn)為是自己的實(shí)驗(yàn)出錯，缺乏學(xué)習(xí)自信；學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)記錄，馬虎應(yīng)對，數(shù)據(jù)記錄不完整、不準(zhǔn)確的情況時有發(fā)生；為了迎合大部分同學(xué)的數(shù)據(jù)而更改自己的數(shù)據(jù)，種種不尊重事實(shí)、不尊重證據(jù)的情況對后續(xù)探究都產(chǎn)生了極大干擾。

三、培養(yǎng)實(shí)證意識的課堂教學(xué)策略

在新版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施意見中，實(shí)事求是這一維度的分級基本上是按照如下思路：一至二年級學(xué)生具有實(shí)事求是的意識；三至四年級學(xué)生能基于證據(jù)堅(jiān)持或者調(diào)整自己的觀點(diǎn)；五至六年級學(xué)生能對不一致的結(jié)果進(jìn)行分析，并進(jìn)行再次觀察和實(shí)驗(yàn)。在課堂教學(xué)實(shí)踐中，教師可以據(jù)此有意識地采取以下策略。

（一）切實(shí)提高觀察成效，收集有效證據(jù)

在科學(xué)界有這樣一種共識，評判一項(xiàng)科學(xué)是否科學(xué)，首先不在于你的理論有多么高深，而在于你的觀察資料有多真實(shí)。小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，大部分證據(jù)都來自觀察，實(shí)驗(yàn)也可以理解為一種觀察，觀察自然事物，觀察實(shí)驗(yàn)對象，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來收集證據(jù)，獲得事實(shí)。因此，觀察的成效會直接影響探究結(jié)果。

1.學(xué)習(xí)掌握觀察方法。觀察事物的時候，我們要讓學(xué)生養(yǎng)成多感官全面觀察的習(xí)慣，先用眼睛看，再可以用鼻子聞一聞，可以搖一搖，聽聽聲音，還能用手摸一摸，感受一下粗糙與軟硬，如果是食物，在得知食物安全的情況下還可以嘗一嘗它的味道。另外，對事物的觀察也需要講究方法，比如，觀察一朵花的結(jié)構(gòu)，可以先整體觀察花的形態(tài)，由哪幾部分組成，再按照順序?qū)γ總€局部展開細(xì)致觀察，每部分的形態(tài)什么樣、數(shù)量有多少，力求細(xì)致全面，避免遺漏信息。

2.學(xué)會準(zhǔn)確使用儀器。我們?nèi)说母泄俟δ苁怯邢薜?，儀器可以幫助我們拓展感官的能力，也可以幫助我們對事物進(jìn)行定量觀察。比如，測量力的大小要用測力計，使用前要對測力計進(jìn)行校零，測量過程中如何讀數(shù)、怎樣保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確等事項(xiàng)，都涉及儀器的操作使用方法，而方法的掌握需要我們指導(dǎo)學(xué)生多次練習(xí)。有了儀器的幫助，再加上認(rèn)真細(xì)致的觀察，就能獲得可靠的數(shù)據(jù)。

3.制訂可靠觀察方案。我們還需培養(yǎng)學(xué)生為獲得可靠數(shù)據(jù)而進(jìn)行決策的意識，也就是制訂觀察方案，這是實(shí)證意識的深層體現(xiàn)。比如，測量一杯熱水在空氣中的降溫是不是有規(guī)律，選擇多少起始溫度的熱水、每隔幾分鐘測量一次、測到什么時候停止等都需要綜合考慮。實(shí)際上一杯熱水的降溫會呈現(xiàn)先快后慢的規(guī)律，最終的水溫會和周圍空氣的溫度持平，因此，選擇剛燒開的水或者90攝氏度左右的水開始測量，每隔2分鐘測量一次，會明顯觀察到降溫的變化，如果選擇五六十?dāng)z氏度的水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)的下降規(guī)律就不會這么明顯，所以在實(shí)驗(yàn)之前制訂可靠的方案顯得尤為重要。

（二）尊重事實(shí)數(shù)據(jù)，謹(jǐn)慎得出結(jié)論

實(shí)證意識在科學(xué)課堂中的一項(xiàng)具體體現(xiàn)就是“用數(shù)據(jù)說話”。數(shù)據(jù)有助于學(xué)生尋找規(guī)律、得出結(jié)論，數(shù)據(jù)使課堂探究變得更真實(shí)、更準(zhǔn)確、更可信，尊重數(shù)據(jù)是科學(xué)探究活動必須遵循的準(zhǔn)則。

1.分析整理數(shù)據(jù)，探尋規(guī)律

探究中學(xué)生采集到的數(shù)據(jù)有時是表象的，有時是凌亂無序的，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、整理、分析。對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序或繪制統(tǒng)計圖表，這樣可以更好地體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的關(guān)系。比如，研究聲音在各種介質(zhì)中傳播的速度快慢問題，當(dāng)獲取了一系列數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，就能發(fā)現(xiàn)在固體中傳播的速度最快，其次是液體，最后是氣體。再深入研究，還能發(fā)現(xiàn)實(shí)際是跟密度相關(guān)，密度越大，聲音的傳播速度越大，反之亦反。用數(shù)據(jù)說話，這也是實(shí)證觀的體現(xiàn)。

2.不輕易否定異常數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)中學(xué)生收集的數(shù)據(jù)，難免會有差錯存在，錯誤的數(shù)據(jù)、不支持假設(shè)的數(shù)據(jù)經(jīng)常會出現(xiàn)，教師在遇到異常數(shù)據(jù)的時候，應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生分析產(chǎn)生的原因，反思實(shí)驗(yàn)過程中是否有錯誤操作出現(xiàn)。如果實(shí)驗(yàn)很規(guī)范，那教師也應(yīng)該本著實(shí)事求是的態(tài)度對待異常數(shù)據(jù)，謹(jǐn)慎得出科學(xué)結(jié)論。比如，研究擺的快慢，按照假設(shè)會分別進(jìn)行擺線長短、擺角大小、擺錘輕重三方面的對比實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)中能發(fā)現(xiàn)擺線長短對擺的快慢的影響是顯而易見的。但擺角和擺錘實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)往往不會完全一致，即使考慮實(shí)驗(yàn)誤差的存在，我們也不妨把結(jié)論更改為“擺的快慢與擺角大小、擺錘輕重關(guān)系不大”這樣的表述，更符合理性精神。

（三）勇于質(zhì)疑反思，培養(yǎng)理性思維

基于證據(jù)的思維，要求人們形成基于實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，具有基于證據(jù)和推理發(fā)表自己見解的意識，樂于傾聽不同的意見和理解別人的想法，不迷信權(quán)威，勇于修正證據(jù)和完善自己的觀點(diǎn)。

科學(xué)課堂上，我們要培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神，能根據(jù)證據(jù)謹(jǐn)慎分析、做出判斷，擁有自己獨(dú)立的思考。在一節(jié)關(guān)于液體的課上，教師出示了兩杯無色透明的液體，取出一個雞蛋，放入第一個杯子里，雞蛋下沉，撈出雞蛋繼續(xù)放入第二個杯子里，雞蛋浮著。有孩子猜測第二杯液體是鹽水，那怎么證明呢？于是孩子上前給大家做實(shí)驗(yàn)，往清水里不斷加鹽，雞蛋終于浮起來。孩子說，這就是證據(jù)，說明教師的那一杯肯定也是鹽水。教學(xué)到此為止，貌似完整了，但是其實(shí)仔細(xì)推敲下，還可以引導(dǎo)學(xué)生再想一想：我們看到的事實(shí)是同學(xué)的鹽水讓雞蛋浮起來了，這樣的一個條件是不是足夠證明教師那杯也是鹽水了呢？兩杯液體看上去都是無色無嗅的。是不是只有鹽水才能讓雞蛋浮起來？別的物質(zhì)溶于水后有沒有可能也產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象？要把水蒸發(fā)了看是不是會析出鹽的結(jié)晶，證據(jù)才充分。在這樣一連串的質(zhì)疑和思考中，學(xué)生的科學(xué)思維變得更嚴(yán)謹(jǐn)，能對證據(jù)做出理性評估。

科學(xué)的本質(zhì)在于建立證據(jù)，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識，有利于形成理性、批判的學(xué)科思維，具有普遍意義的教育價值，是科學(xué)本質(zhì)觀的體現(xiàn)，也能更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。