科學(xué)論證視角下的學(xué)生思維能力培養(yǎng)

石媛媛

科學(xué)論證是科學(xué)思維能力培養(yǎng)的方法和途徑之一。課堂中學(xué)生圍繞具體問(wèn)題發(fā)表主張，用論證的方式闡述自己的和評(píng)價(jià)他人的觀點(diǎn)，形成思維交鋒，達(dá)成共識(shí)，最終將探究形成的觀點(diǎn)運(yùn)用于生活。在此過(guò)程中，促進(jìn)了知識(shí)的內(nèi)化，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

科學(xué)論證是個(gè)人引用數(shù)據(jù)或資料支持自己或反駁他人論點(diǎn)的過(guò)程?？茖W(xué)論證能力是以科學(xué)知識(shí)為中介，積極面對(duì)問(wèn)題，對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行解釋說(shuō)明，提出自己的論點(diǎn)，反思自己和別人論點(diǎn)的不足并提出反論點(diǎn)，同時(shí)能反駁他人的質(zhì)疑和批判的高級(jí)思維能力。科學(xué)論證對(duì)發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維具有重要意義，可實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究中活動(dòng)、知識(shí)、思維的統(tǒng)一與平衡。本文對(duì)科學(xué)課探究活動(dòng)中的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，嘗試從科學(xué)論證的視角出發(fā)，對(duì)科學(xué)探究中學(xué)生思維能力的培養(yǎng)進(jìn)行研究并提出建議。

一、當(dāng)下科學(xué)課堂探究活動(dòng)中常見的問(wèn)題

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，認(rèn)為科學(xué)探究是獲取科學(xué)知識(shí)的主要途徑。“提出問(wèn)題、做出假設(shè)、制訂計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評(píng)價(jià)”八個(gè)要素反映了科學(xué)探究的基本過(guò)程，是科學(xué)最核心的特征。但當(dāng)下科學(xué)課堂探究活動(dòng)中，往往存在以下幾種問(wèn)題。

（一）將科學(xué)探究等同于“活動(dòng)”或“玩”

科學(xué)課的顯著特征就是活動(dòng)眾多，尤其是低年級(jí)的科學(xué)教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)“玩”，如玩小球、玩泥巴、玩磁鐵，玩各種東西，且玩法各異。只要進(jìn)入討論或者分組實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教室里立刻人聲鼎沸，熱鬧非凡。但科學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)更關(guān)注學(xué)生思維的發(fā)展，而不能僅停留在“做”“動(dòng)起來(lái)”的淺層狀態(tài)。浮躁的情緒不利于注意力的集中，往往錯(cuò)失實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵的證據(jù)。學(xué)生在高分貝的自我表達(dá)下，完全不顧及傾聽同伴的意見。

（二）探究過(guò)程中淡化科學(xué)知識(shí)

在課程改革的浪潮中，部分老師矯枉過(guò)正，追求形式，導(dǎo)致科學(xué)知識(shí)過(guò)于淡化，甚至缺失。如在蘇教版三下《聲音的產(chǎn)生》一課教學(xué)中，有的教師為學(xué)生準(zhǔn)備了多種發(fā)聲材料，學(xué)生敲打、摩擦、碰撞，忙得不亦樂(lè)乎。教師問(wèn)學(xué)生在什么情況下會(huì)產(chǎn)生聲音，當(dāng)有學(xué)生說(shuō)出“振動(dòng)”的時(shí)候，教師便迫不及待地得出結(jié)論，進(jìn)行總結(jié)。其實(shí)，不少學(xué)生對(duì)聲音產(chǎn)生的原因還處于原始認(rèn)識(shí)階段，對(duì)“振動(dòng)”的意思僅停留在記憶層面，很難深入理解，更不用說(shuō)遷移應(yīng)用了。

（三）不關(guān)注探究目的，流于形式

當(dāng)下的科學(xué)課堂總是一帆風(fēng)順，學(xué)生按部就班完成實(shí)驗(yàn)步驟，早已習(xí)慣于“預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致”。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和其他組不同時(shí)，缺乏數(shù)據(jù)意識(shí)，不愿深究數(shù)據(jù)偏差的原因，缺少反思甚至沒(méi)有實(shí)事求是的態(tài)度。歸根結(jié)底，是忽視了科學(xué)探究中的科學(xué)論證，忽視了基于證據(jù)構(gòu)建自己主張的理性過(guò)程。

（四）忽視學(xué)生的思維發(fā)展

科學(xué)探究總目標(biāo)要求學(xué)生在探究過(guò)程中“初步了解分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法，發(fā)展學(xué)習(xí)能力、思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以及運(yùn)用科學(xué)語(yǔ)言與他人交流和溝通的能力” 。課堂中教師更多關(guān)注的是學(xué)生的操作、觀察、比較、描述等顯性活動(dòng)，對(duì)分析、比較、概括等內(nèi)隱的思維活動(dòng)缺乏明確要求。

二、科學(xué)論證是科學(xué)探究活動(dòng)的重要內(nèi)容

科學(xué)論證反映了在科學(xué)研究中，能基于獲得的證據(jù)構(gòu)建自己的主張并進(jìn)行爭(zhēng)辯的過(guò)程。這一方面體現(xiàn)了科學(xué)依賴于證據(jù)的重要思想，另一方面強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的互相爭(zhēng)辯，通過(guò)交鋒不斷反思，更新和優(yōu)化主張，達(dá)成最佳共識(shí)?？茖W(xué)論證是科學(xué)探究中的一種核心實(shí)踐方式，兩者關(guān)系非常緊密。

從探究活動(dòng)的階段性上說(shuō)，在由情境產(chǎn)生的問(wèn)題的引導(dǎo)下，學(xué)生思維開始啟動(dòng)，進(jìn)而提出自己的想法，實(shí)現(xiàn)第一次論證。觀點(diǎn)誕生以后，學(xué)生基于自己的想法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明想法正確與否;收集證據(jù)后，跟同伴解釋、說(shuō)明，能夠接受質(zhì)疑，提出反駁。思維伴隨著科學(xué)論證過(guò)程的始終。

從學(xué)生的學(xué)習(xí)行為上說(shuō)，課堂中學(xué)生的直覺性思維往往經(jīng)不起追問(wèn)。而經(jīng)由分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、演繹等思維行為，將信息加工為自己的認(rèn)知后，學(xué)生才能有依據(jù)、有邏輯性地說(shuō)出自己的看法。無(wú)論是看不見的大腦中的思維加工，還是經(jīng)由語(yǔ)言、文字、符號(hào)呈現(xiàn)說(shuō)明自己觀點(diǎn)，都屬于論證的過(guò)程，也是真正意義上的探究。

三、科學(xué)論證課堂的一般性結(jié)構(gòu)

（一）具體情境，引發(fā)真實(shí)問(wèn)題

創(chuàng)設(shè)科學(xué)問(wèn)題情境時(shí)，應(yīng)結(jié)合學(xué)生年齡特點(diǎn)、興趣愛好、生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，是否有動(dòng)腦思考的空間等。以蘇教版二下《栽小蔥》一課的教學(xué)為例，通過(guò)測(cè)查前概念發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為植物的生長(zhǎng)“非土不可”。課堂上，學(xué)生卻發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)在土里未及時(shí)澆水的小蔥葉片色澤發(fā)黃、葉片細(xì)軟，小蔥整體挺括程度差，生長(zhǎng)跡象、新鮮程度遠(yuǎn)不及水培組。有了細(xì)致的觀察為基礎(chǔ)，教師要求學(xué)生盡可能全面比較、分析，將其不同之處一一列出，清楚地描述出來(lái)。于是，自然就引發(fā)思維沖突，呈現(xiàn)了真實(shí)的問(wèn)題：“為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象？小蔥生長(zhǎng)需要什么條件？”

（二）大膽假設(shè)，初步形成觀點(diǎn)

科學(xué)的猜想不是憑空產(chǎn)生的，應(yīng)該是有根據(jù)的且必須具有可驗(yàn)證性。這就需要教師多問(wèn)“為什么”“你是怎么想的”，鼓勵(lì)學(xué)生做出有依據(jù)的假設(shè)，學(xué)生才能將觀察到的現(xiàn)象與可能產(chǎn)生的原因，建立起因果聯(lián)系。

實(shí)際教學(xué)中，有些探究問(wèn)題會(huì)有多種假設(shè)，教師應(yīng)盡量做足“預(yù)案”，引導(dǎo)學(xué)生逐一體驗(yàn)探究求證的過(guò)程。學(xué)生提出的假設(shè)中，也有可能出現(xiàn)課堂中無(wú)法探究求證的，教師需引導(dǎo)學(xué)生甄選，識(shí)別出有意義的、有針對(duì)性的、有操作性的假設(shè)，促使其找到適合探究的“假設(shè)”項(xiàng)目。

（三）小心尋證，支撐現(xiàn)有觀點(diǎn)

學(xué)生在自己想法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)收集與分析信息獲得證據(jù)，證明自己的想法正確與否，并在證據(jù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)推理得到結(jié)論。在四上《導(dǎo)體和絕緣體》一課的教學(xué)中，學(xué)生在預(yù)測(cè)、討論之后，安裝檢測(cè)裝置，檢測(cè)生活中的一些物品是否容易導(dǎo)電。小組匯報(bào)中，有的小組小木棍不能導(dǎo)電，但其他小組發(fā)現(xiàn)他們的小木棍接進(jìn)檢測(cè)器時(shí)，小燈泡卻亮了。組間檢查材料發(fā)現(xiàn)小木棒有干、濕之分。為什么濕的小木棒就容易導(dǎo)電？有部分學(xué)生想到了水，但將檢測(cè)器兩端放進(jìn)水里，小燈泡并沒(méi)有亮，課堂上出現(xiàn)了僵局。有學(xué)生用生活中的經(jīng)驗(yàn)如噴泉旁的告示牌“小心觸電”來(lái)證明水是導(dǎo)體，立刻就得到了同伴的響應(yīng)，指出看過(guò)的新聞中提到有不法分子在池塘邊“電魚”。學(xué)生開始尋找各種辦法證明水容易導(dǎo)電，如在水中加鹽、增加檢測(cè)器的電池、更換靈敏度高的檢測(cè)器……這樣的設(shè)計(jì)已不僅僅是指向結(jié)果的發(fā)現(xiàn)，更是要找出所有可能的方法作為證據(jù)，支撐自己的想法。他們通過(guò)不同方法收集證據(jù)，得到相同結(jié)果，最后歸納總結(jié)得出結(jié)論：導(dǎo)體和絕緣體是相對(duì)的，在條件改變的情況下，絕緣體也可能成為導(dǎo)體。這樣的結(jié)果，也是對(duì)本節(jié)課概念的升級(jí)。

問(wèn)題是探究的核心，真正的科學(xué)探究不僅是一個(gè)引導(dǎo)學(xué)生探索問(wèn)題的過(guò)程，更是一個(gè)引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、展開新探究的過(guò)程。問(wèn)題的層層深入，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，促使其全身心地投入探究。

（四）積極論證，有效表達(dá)交流

學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、證據(jù)的分析、處理，建立起邏輯關(guān)系，支撐自己或反駁他人觀點(diǎn)。在表達(dá)、交流、質(zhì)疑、批判、解釋、反思中更新優(yōu)化主張，歸納總結(jié)出規(guī)律。一份完整、詳細(xì)的論證記錄能起到很好的指引作用。在探究實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)記錄，層層遞進(jìn)，收集一系列證據(jù)，形成完整的證據(jù)鏈。記錄的形式可以多樣，除了紙筆記錄外，圖片、文字、視頻都能幫助完善觀點(diǎn)，提高論證的質(zhì)量。

四、科學(xué)論證對(duì)發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的意義

新課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂有三個(gè)基礎(chǔ)：基于概念的、基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的和基于科學(xué)思維的?？茖W(xué)概念是在科學(xué)事實(shí)和科學(xué)現(xiàn)象分析的基礎(chǔ)上形成的，是事實(shí)性的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)學(xué)生思維加工形成的概念。某種程度上說(shuō)，借由觀察、實(shí)驗(yàn)操作獲得的信息，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)思維加工，只能算作對(duì)現(xiàn)象的了解，不能形成概念性、概括性認(rèn)識(shí)。科學(xué)論證也是概念形成與發(fā)展的過(guò)程，促進(jìn)知識(shí)內(nèi)化，發(fā)展科學(xué)思維能力。

（一）以生為本，培養(yǎng)思維的主動(dòng)性

“學(xué)生是學(xué)習(xí)和發(fā)展的主體”是新課標(biāo)的基本理念之一。教學(xué)中，教師應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容積極創(chuàng)設(shè)情境，引起學(xué)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，不局限于固定模式，啟發(fā)學(xué)生積極思維，培養(yǎng)其有形成主動(dòng)想法的能力。

（二）反復(fù)論證，推進(jìn)思維的深度

在實(shí)驗(yàn)方案產(chǎn)生的過(guò)程中，小組之間往往會(huì)產(chǎn)生分歧，主張不同才有論證的必要性和迫切性。小組成員各抒己見，對(duì)實(shí)驗(yàn)工具進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行補(bǔ)充，完善細(xì)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理之處提出質(zhì)疑……通過(guò)先組內(nèi)后組間的集體論證，最終獲得全班認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)方案。

（三）多角度論證，培養(yǎng)思維的靈活性

在論證的過(guò)程中，學(xué)生可以通過(guò)類比推理，尋找解決問(wèn)題的新方案;也可以通過(guò)新舊知識(shí)的結(jié)合解決難題，強(qiáng)調(diào)論證的說(shuō)服性和不同論證主張的互動(dòng)，敢于質(zhì)疑同學(xué)的觀點(diǎn)，同時(shí)也能有理有據(jù)地維護(hù)自己的觀點(diǎn)?？茖W(xué)是可以“證實(shí)”和“證偽”的，其都是科學(xué)論證的過(guò)程。

在科學(xué)課堂中，寬松的學(xué)習(xí)氛圍有利于學(xué)生打開思路，暢所欲言，在積極論證中提升科學(xué)探究活動(dòng)的效能。此外還應(yīng)重視課堂評(píng)價(jià)，形成合理的評(píng)價(jià)體系，最終從理論走向?qū)嵺`。