談小學科學“問題—活動化”教學的論證方式

江蘇省蘇州市吳江經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)花港迎春小學 宋佳音

2016 年教育部核心素養(yǎng)課題組確立了學生發(fā)展六大核心素養(yǎng)，其中，理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究、信息意識，以及問題解決等與科學教學的兩大關(guān)鍵要素——“問題”和“活動”相呼應。當然，學生的科學學習不能止步于問題和活動，論證也應該在“問題—活動化”教學中得到重視和培養(yǎng)。

一、小學科學論證概述

在教育教學中，論證被視為是一種以學生為主體的在特定教學情境下的活動與實踐，它既是一種個體心智內(nèi)隱的推理歷程，亦是由多個人或群組通過交互協(xié)商而共同建構(gòu)觀點的過程。以常見的圖爾敏科學論證模型來說，論證本體包含三大基本要素——資料、主張和理由，以及三個補充要素——支援、反駁和限定。其中，資料指的是能支持主張的事實依據(jù)，即證據(jù)，而從證據(jù)過渡到主張，需要基于一定的理由才能得出觀點結(jié)論。隨著論證的推進，論證的資料、理由和主張均可能受到學生自我或他人的質(zhì)疑和批判，此為反駁。

筆者在小學科學教學實踐中發(fā)現(xiàn)，學生的論證遇到了困難，表現(xiàn)為：①不規(guī)范性。教師和學生會把活動前某個問題的發(fā)散性討論、無根據(jù)的猜測當作是一場論證，或是把交流分享實驗結(jié)論看成一次論證。②不完整性。學生根據(jù)研究問題，開展觀察、調(diào)查、實驗等活動收集資料，但往往不能把資料轉(zhuǎn)化成證據(jù)，以此推理形成可靠的主張。③隨著研究問題的提出以及活動的開展，學生經(jīng)歷了多輪機械化論證，但卻不能突出教學重難點。由此，筆者研究相關(guān)理論后，嘗試把論證融合進小學科學“問題-活動化”教學。

二、“問題—活動化”教學簡述

（一）“問題—活動化”教學概念

“問題—活動化”教學是“問題教學”和“活動教學”的改進與融合。小學科學“問題—活動化”教學以科學課程和教材為依托，圍繞教學目標，以問題為導向，活動為載體，兩者相輔相成促進學生帶著問題經(jīng)歷認知思維立體深化、活動有序開展的科學學習過程，最終實現(xiàn)解決問題的目的。

（二）“問題—活動化”的特征和類型

“問題—活動化”教學本著學生為學習主體的立場，以活動為明線，問題為暗線，按照邏輯順序引導學生發(fā)現(xiàn)和提出問題，活動則同步開展。在此，問題和活動二位一體，不管是哪種類型的問題都要以活動為邊界；不管是哪種類型的活動，都要對問題產(chǎn)生階段性反饋。因此，“問題-活動化”作為課堂教學一個功能單元其明顯的特征是問題和活動的組合具有邏輯結(jié)構(gòu)，可分兩種類型：問題的邏輯思維是鏈式遞進關(guān)系，伴隨問題開展的活動也呈現(xiàn)鏈式遞進關(guān)系，稱為“階梯式問題—活動化”；只有一個核心問題，但圍繞核心問題開展的活動之間是平行并列關(guān)系，稱為“中心式問題—活動化”。當然，隨著研究視角和分類標準的改變，“問題—活動化”教學還可有其他類型的劃分。

三、小學科學“問題—活動化”教學論證方式

以問題和活動的邏輯關(guān)系為導向的科學教學可以分為“階梯式問題-活動化”教學和“中心式問題-活動化”教學。下面我分別談談上述兩類“問題-活動化”教學的論證方式。

（一）“階梯式問題—活動化”教學的鏈式論證

“階梯式問題-活動化”教學最關(guān)鍵的地方在于先形成問題鏈。問題鏈不僅要考慮到一個活動中問題之間的邏輯關(guān)系，還要明白各個問題在論證中起到的作用，在此基礎(chǔ)上助推論證沿著問題鏈有方向性地進行。

以教科版五年級下冊《液體的熱脹冷縮》一課為例，我在該課教學時設(shè)計了三大活動：觀察水的體積變化、觀察其他液體的體積變化，以及觀察水結(jié)成冰的體積變化。三個活動可以形成三條主問題鏈，三條問題鏈都體現(xiàn)了這樣一種論證思路：先從已有的現(xiàn)象或事實出發(fā)收集新的數(shù)據(jù)和信息，據(jù)此形成一個分論點，最后整合分論點得出最終的總主張。

1.活動一：觀察水的體積變化

（1）試管中冷水變成熱水后，試管口蒙著的氣球皮有什么變化？

（2）你認為試管和氣球皮組成的實驗裝置是否需要改進？應該怎樣改進？

（3）利用新的實驗裝置你觀察到什么現(xiàn)象？你推導出水有什么性質(zhì)？為什么這么推導？

論證作用：問題1 說明了氣球皮的凹凸現(xiàn)象不明顯，不能作為判斷水體積變化的證據(jù)。在此，證據(jù)的不充分性得到暴露，繼而問題2 的出現(xiàn)推動收集新證據(jù)：需要設(shè)計出能直接觀察到水的液面升降變化的裝置。最后問題3 進一步推動基于水的液面升降變化這一證據(jù)，經(jīng)合理推理形成分論點：水在受熱后體積膨脹，受冷后體積縮小。

2.活動二：觀察其他液體的體積變化

（1）將吸管插入奶牛盒中，再將牛奶盒放入熱水中加熱，會觀察到牛奶有什么現(xiàn)象？說明了什么？

（2）如果在家里你怎么設(shè)計實驗證明牛奶等液體也會熱脹冷縮？

（3）觀察到水、牛奶、橙汁等液體會熱脹冷縮后，能得出什么結(jié)論？

論證作用：問題1 的提出要讓學生識別偽證據(jù)，即牛奶盒并未裝滿牛奶，牛奶受熱后從吸管里升上來可能并不是牛奶本身受熱膨脹引起，或許是空氣受熱導致的。接著，問題2 推動學生思考收集新證據(jù)的方法：將水的熱脹冷縮裝置用生活中的材料進行改換后實施實驗。問題3 則用于整合證據(jù)形成論點：像水、牛奶、酒精等常見的液體都會熱脹冷縮。

3.活動三：觀察水結(jié)成冰的體積變化

（1）水結(jié)成冰后，體積會出現(xiàn)什么變化？

（2）前面水會熱脹冷縮這個結(jié)論對嗎？液體都會熱脹冷縮嗎？

論證作用：問題1 是在活動一已經(jīng)得到“水受熱后體積膨脹，受冷后體積縮小”分論點的前提下讓學生通過活動三產(chǎn)生補充性證據(jù)——水在4℃以下結(jié)成冰體積變大。此補充性證據(jù)能夠限定和反駁前面“水會熱脹冷縮”分論點，同時為得出“在一定條件下，大多數(shù)液體會熱脹冷縮”這一總論點提供理由。

在前兩個活動中，兩條問題鏈在論證中所起到的作用是推動學生尋找可靠證據(jù)，運用推理形成論點。最后，在“觀察水結(jié)成冰的體積變化”活動中，3 個子問題組成第三條問題鏈，此問題鏈起到的作用是讓學生再次立足證據(jù)進行推理，進而產(chǎn)生對話，在對話中修正前面兩個分論點，最終得出一致性的總論點?；顒邮黔h(huán)環(huán)相扣的，使得論證從不成熟走向成熟。

（二）“中心式問題—活動化”教學的集合論證

“中心式問題—活動化”教學由一個核心問題導出幾項并列的活動，而從論證層面看，在每項并列的活動中，分別收集資料進行比對整合后用作論證的證據(jù)。也就是說，活動產(chǎn)生資料，資料變成證據(jù)后經(jīng)過分析推理得出論點用來回答核心問題。

以教科版五年級下冊《擺的研究》一課為例，該課的核心問題是“擺動的快慢與哪些因素有關(guān)？”圍繞此核心問題開展了三個并列的探究活動——擺錘的輕重、擺繩的長短，以及擺幅的大小對擺擺動快慢的影響。三個探究活動之所以是并列的，首先是因為每個探究活動遵循相同的探究步驟，即提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計并實施實驗、收集并處理數(shù)據(jù)和得出結(jié)論。其次，三個探究活動的實驗方法一致：用對比實驗的方法來研究擺錘輕重、擺繩長短，以及擺幅大小對擺擺動快慢的影響。這樣，雖然三個探究活動的研究內(nèi)容有所不同，但相同的探究步驟和實驗方法為論證中證據(jù)的產(chǎn)生提供便利，也為集合論證打下了基礎(chǔ)——擺動快慢與擺繩長短有關(guān)，與擺錘輕重和擺幅大小無關(guān)。

當然，不同的小組由于操作技巧和實驗策略的影響，收集到的數(shù)據(jù)不一定全部有效，有時甚至在處理數(shù)據(jù)時不可避免地會出現(xiàn)差錯導致個別假論點。這時就需要聽取各組意見，糾正錯誤，形成真論點。所以，在“中心式問題—活動化”教學中由于論證的目的是解決一個核心問題，雖是做完幾個活動后才進行一次論證，但集合論證的方式可以讓全班學生都聚焦問題，對一節(jié)課的知識有綜合性的認識，有利于提升總括能力。

小學科學“問題—活動化”教學和論證之間彼此存在著緊密的關(guān)系。前文已分別闡述“問題—活動化”教學的含義和論證的概念，并結(jié)合課堂教學實踐用課例探討了在不同類型“問題—活動化”教學中論證的方式。在今后的教學中，我將進一步根據(jù)教學內(nèi)容屬性設(shè)計問題與活動，繼續(xù)關(guān)注學生在科學學習中論證能力的發(fā)展及其對科學素養(yǎng)的作用。