樹立論證意識 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力

吳美玲

〔摘? ? 要〕? ? 在學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中，教師要時刻注意讓學(xué)生及時搜集證據(jù)、整理證據(jù)、呈現(xiàn)證據(jù)，用證據(jù)來支持自己的觀點(diǎn)，對探究中發(fā)現(xiàn)的證據(jù)，通過反復(fù)檢測和驗證加以印證，使學(xué)生在探究活動中，既主動認(rèn)識到證據(jù)的重要性，又逐步建立證據(jù)與說明的關(guān)系，提出自己的合理見解。

〔關(guān)鍵詞〕? ? 小學(xué)科學(xué)；論證意識；科學(xué)思維能力

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 09-0031-03

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程總目標(biāo)中提出：掌握具有初步科學(xué)思維能力的基本思維方法。要讓學(xué)生“對各種信息、事實、證據(jù)進(jìn)行合理的分析和綜合判斷，對所研究的問題運(yùn)用證據(jù)和推理進(jìn)行描述、說明和預(yù)測，具備初步的推理論證能力”。其中推理論證思維是實證意識，這也是科學(xué)教學(xué)與其他學(xué)科教學(xué)的最大區(qū)別。只有通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灐⒕_的數(shù)據(jù)、科學(xué)的分析，才能使學(xué)生歸納出正確的實驗結(jié)論，從而獲得綜合的科學(xué)素養(yǎng)。

但是，在日常教學(xué)中，我們經(jīng)常看到論證意識缺乏的情況：教師和學(xué)生對資料的態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，資料的收集以偏概全；科學(xué)分析意識淡薄，一味輕率下結(jié)論；質(zhì)疑實驗不成功時，數(shù)據(jù)與前概念相矛盾；當(dāng)數(shù)據(jù)和別人不一樣的時候，對自己的數(shù)據(jù)產(chǎn)生從眾心理。

科學(xué)講究證據(jù)、講究事實。論證意識有助于培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思維方式。因此，教師應(yīng)當(dāng)通過各種策略培養(yǎng)學(xué)生的論證意識。

一、科學(xué)提問是有效論證的方向

帶著問題的學(xué)習(xí)是高效的，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識。源源不斷地有問題提出恰恰體現(xiàn)了學(xué)生的好奇心。這是一種強(qiáng)大的內(nèi)驅(qū)力，有好奇心的探究實踐才更具活力。

如，五年級教科版上冊《認(rèn)識棱鏡》一課有這樣一個環(huán)節(jié)。

師：大自然中真的有很多美好的現(xiàn)象，而這些美好現(xiàn)象背后真的像童話故事中描述的那樣，有魔法師嗎？

生：沒有，童話故事都是虛構(gòu)的。

師：魔法師是虛構(gòu)的，但是雨過天晴的彩虹可是我們真實看見的場景?。?/p>

生：對哦，眼見為實，這可不是虛構(gòu)的。

生：那到底是怎樣形成的呢。

師：這一自然現(xiàn)象的奧秘，同學(xué)們是不是很想搞清楚呢？

生：想！想！很想！

師：那你們有什么好辦法嗎？

生：我想模擬雨過天晴的場景。

生：你難道想在教室里面模擬下雨？那書本濕了可怎么辦？

生：我在花叢中也見過五顏六色的光線，我們不如現(xiàn)在去看看吧！

師：同學(xué)們看看這些工具可以幫得上大家嗎？（出示：水盆、鏡子）

評析：雖然直接接觸和認(rèn)識棱鏡的學(xué)生不多，但是生活中澆水的現(xiàn)象是易見的，水盆、鏡子也是易得的。教師不是直接展示三棱鏡，而是從美好的自然現(xiàn)象，導(dǎo)入虛構(gòu)的童話故事，由學(xué)生自己在好奇心的驅(qū)使下提出問題，并試圖找到解決問題的方法、設(shè)計解決問題的方法。

研究的問題源于學(xué)生的觀察和思考，研究的方案源于學(xué)生的聯(lián)系與研討，研究的發(fā)現(xiàn)源于學(xué)生的探究與交流，學(xué)生的思維由感性逐步走向理性。學(xué)生的推理、論證、解釋能力也在不斷形成。

二、實事求是是論證思維的初心

嚴(yán)謹(jǐn)求實是指學(xué)生在科學(xué)探究的過程中，應(yīng)該謹(jǐn)小慎微，以事實為依據(jù)，以實踐為檢驗依據(jù)，而不是一味地把別人的觀點(diǎn)、建議照單全收。唯有尊重事實，實事求是的品格才會形成。

（一）用鐵板釘釘?shù)淖C據(jù)論證

科學(xué)思維是從科學(xué)的角度，證據(jù)是支撐學(xué)生正確認(rèn)識的支柱，是認(rèn)識客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系的途徑。教師要始終注重讓學(xué)生及時搜集證據(jù)、整理證據(jù)、呈現(xiàn)證據(jù)，用證據(jù)支撐自己的觀點(diǎn)。

如，在六年級下冊教科版科學(xué)教材《發(fā)現(xiàn)變化中的新物質(zhì)》一課中有這樣一個環(huán)節(jié)。

師：這個水到底是蠟燭燃燒產(chǎn)生的，還是空氣中的水遇冷凝結(jié)的？

生：肯定是蠟燭燃燒產(chǎn)生的。因為被子下面就只有蠟燭在燃燒?。?/p>

師：可是蠟燭火焰的周圍也有空氣，空氣中也有水呢。

生：空氣中的水是不是真的遇冷就會凝結(jié)在一起？

師：每個人的看法都不夠?qū)嵲冢膊粔驁詻Q哦，這樣很容易以偏概全。

同學(xué)們有沒有什么好辦法可以讓大家找到依據(jù)，證明這個水到底是哪里來的？

生：我們可否把玻璃杯加熱一下，放在上面，這樣就不會有遇冷凝結(jié)的情況了。

師：這樣玻璃杯過一會兒也會溫度降低的，不夠穩(wěn)定。

生：我們可否做個對照實驗，把蠟燭換成另外一個發(fā)熱的裝置？

師：能用什么代替呢？

生：火柴。

師：火柴也可以。不過火柴還是燃燒著的物質(zhì)，會不會也產(chǎn)生新物質(zhì)？

生：那就用燈泡。

點(diǎn)評：在科學(xué)探究活動中，教師要引導(dǎo)學(xué)生在接受書本信息或其他學(xué)生、教師的觀點(diǎn)時，不要輕易迷信權(quán)威和科學(xué)結(jié)論，盲目接受，而要做到不唯上、不唯書、不唯眾，唯“據(jù)”。要經(jīng)過自己的認(rèn)真分析和思考，敢于用實驗來驗證，敢于尋找新的證據(jù)；要做到“有據(jù)可依”，對自己的看法增強(qiáng)說服力。

（二）用客觀存在的數(shù)據(jù)求證

在科學(xué)探究的過程中，必須反復(fù)實驗。認(rèn)真觀察取得的數(shù)據(jù)，才是有力的實證，才經(jīng)得起質(zhì)疑和驗證。要培養(yǎng)實證意識，就要培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注實驗資料。這是證據(jù)的重要組成部分，也是得出科學(xué)概念的重要依據(jù)。在科學(xué)探究活動中，學(xué)生通過觀察、實驗和其他操作活動得到有關(guān)資料，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對每一項數(shù)據(jù)加以關(guān)注，以便對有關(guān)問題或現(xiàn)象進(jìn)行說明。

數(shù)據(jù)是有力的實證，支持科學(xué)理念的形成。

如《時間在流逝》一課有這樣一個環(huán)節(jié)。

師：請匯報一下你們的數(shù)據(jù)，并說說你們的發(fā)現(xiàn)。

生：我們組記錄的數(shù)據(jù)是這樣的，2分56秒，2分50秒，2分59秒，2分57秒。所以我們組認(rèn)為，燃香可以用于記錄時間流逝。

師：其他小組都是這樣的數(shù)據(jù)嗎？有沒有不同的情況？

生：沒有。

師：第4小組沒有說話，也沒有舉手，是為什么呢？你們的數(shù)據(jù)可以分享一下嗎？

生：我們的數(shù)據(jù)可能記錯了，組長還沒有修改好。

師：這是為什么呢？沒關(guān)系，你可以大膽分享出來，大家一起幫忙分析一下。實驗當(dāng)中出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象也是有可能的，不一定是你們錯了，不要擔(dān)心。

師：不過，不管什么情況，都不能隨意修改原有的真實數(shù)據(jù)，我們要尊重自己的實現(xiàn)現(xiàn)象和事實。就算這些現(xiàn)象和其他人的都不同，也要敢于面對和分析。是實際測量的數(shù)據(jù)寫錯了呢，還是你們小組的工具有什么異常？

生：我們組的數(shù)據(jù)是1分鐘，2分40秒，2分55秒，2分鐘。

師：什么原因會讓香剛開始和最后燃燒得都比較快呢？大家一起想一想。

后來在七嘴八舌的猜測和第四小組的回憶反思中發(fā)現(xiàn)，剛開始的時候，他們組特別興奮，一邊觀察一邊說話，還用小手扇風(fēng)，讓香味散發(fā)得更快，而最后的時候，他們希望第一個完成實驗，所以又加快了空氣流動。

評析：教師關(guān)注全體學(xué)生，對課程的推進(jìn)不盲目，而是積極引導(dǎo)學(xué)生對意外數(shù)據(jù)進(jìn)行反思，讓他們像科學(xué)家一樣，對意外數(shù)據(jù)加以關(guān)注，對意外數(shù)據(jù)大膽質(zhì)疑，幫助學(xué)生對意外數(shù)據(jù)的成因進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生對整個探究過程認(rèn)真梳理和反思。這有利于學(xué)生養(yǎng)成良好嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄苛?xí)慣。

（三）用逆向思維的方式證偽

科學(xué)的論點(diǎn)都能夠被證實、證偽的。我們要在5～6年級教學(xué)中多開展證偽實驗，旨在實現(xiàn)學(xué)生實證意識的長遠(yuǎn)發(fā)展。

如，在六年級課本上冊《晝夜交替現(xiàn)象》一課中有這樣一個環(huán)節(jié)。

師：同學(xué)們提出了這么多種晝夜交替的假設(shè)，到底哪一種假設(shè)才是宇宙中實際存在的狀態(tài)呢？

生：誰都知道地球是繞著太陽轉(zhuǎn)的。這個想都不用想，直接就可以做出正確選擇了。

師：雖然有些科學(xué)知識已經(jīng)過很多科學(xué)家論證了，但是我們在學(xué)習(xí)的同時，也可以嘗試回到當(dāng)初未知的探究狀態(tài)，試著用我們自己的智慧和思維看看能否得出相應(yīng)的結(jié)論。這是一種很好的思維考驗。

生：可是我們都已經(jīng)知道其他觀點(diǎn)不成立了，那我們還有必要證明它是否成立嗎？

師：那我們可否嘗試尋找證據(jù)，用客觀現(xiàn)象論證它不成立呢？

生：哦，我明白了。雖然僅地球自轉(zhuǎn)也能實現(xiàn)晝夜交替，但是交替的時間周期就不像我們現(xiàn)在生活中的這樣，而是非常均衡不變的日出日落時間。

師：瞧，你已經(jīng)有了證偽的思維了，大家就按照這樣的思路繼續(xù)證明其他假設(shè)可能性吧。

評析：教師沒有跳過探究直接教授結(jié)論，而是引導(dǎo)學(xué)生嘗試證偽。這是“像科學(xué)家一樣思考問題”的必備技能之一，面對學(xué)生已有的認(rèn)識基礎(chǔ)和已成共識的科學(xué)觀念。

三、科學(xué)表述是推理論證的呈現(xiàn)

體現(xiàn)科學(xué)思維的深度探究實踐，不僅僅表現(xiàn)在動手做，還要重視表達(dá)與交流。這也是學(xué)生學(xué)習(xí)后內(nèi)化的具有科學(xué)特性的品質(zhì)。教師要引導(dǎo)學(xué)生把自己的所思所想表達(dá)出來，把內(nèi)隱的思考說出來。這有助于思維外顯，促進(jìn)交流。

如，六年級下冊《發(fā)現(xiàn)變種的新物質(zhì)》一課有這樣一個環(huán)節(jié)。

師：通過仔細(xì)實驗，大家說說白砂糖在加熱過程中是否產(chǎn)生了新物質(zhì)？

生：產(chǎn)生了新物質(zhì)。

師：我建議大家用這樣的方式表述。例如，在白砂糖加熱實驗中，我觀察到了什么物質(zhì)發(fā)生了什么變化，表現(xiàn)出什么狀態(tài)，我判斷這是或者不是一種新物質(zhì)。

生：我來匯報。我剛才特別認(rèn)真地在觀察，發(fā)現(xiàn)白砂糖在加熱后期顏色變黑了，還冒著煙霧，有一股難聞的味道，最后都燃燒起來了。這和最初的白砂糖的樣子完全不同，所以我判斷這個實驗最后產(chǎn)生了新物質(zhì)。

師：你的表述比剛才更加有理有據(jù)了。哪位同學(xué)再來補(bǔ)充一下白砂糖加熱的初期是什么現(xiàn)象？這樣對整個實驗的描述就更完整了。

點(diǎn)評：教師在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)、描寫能力，必須規(guī)范細(xì)致地觀察，才能得出有效的事實，掌握事實的證據(jù)，才能回答科學(xué)的問題。

科學(xué)需要進(jìn)行一系列的證實與證偽，從而獲得相關(guān)的結(jié)果，針對這個結(jié)果再進(jìn)行反復(fù)實踐，確保結(jié)果更加準(zhǔn)確。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行推測并不難，難的是主動檢測和證實的意識。這是教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中容易忽視的，也是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的一個重要方面。學(xué)生在科學(xué)探究活動中，運(yùn)用證據(jù)來證實自己的觀察結(jié)論和推測結(jié)果。教師要有效培養(yǎng)學(xué)生形成實證意識并且將這種意識深化發(fā)展下去，使學(xué)生獲得全面的科學(xué)素養(yǎng)，為終身學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備，為終身發(fā)展奠基。

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