激疑·推證·表述學(xué)生實(shí)證思維形成的三部曲

〔摘" "要〕" 小學(xué)科學(xué)實(shí)踐是學(xué)生直接參與、自主發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的過程。在三至四年級(jí)的科學(xué)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)從直觀觀察向?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證過渡。在此階段，過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的灌輸或僅側(cè)重于實(shí)驗(yàn)結(jié)論的獲取均與科學(xué)課程的宗旨相悖。教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的視角為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生仿效科學(xué)家的方式探索科學(xué)知識(shí)，進(jìn)而在此過程中逐漸培養(yǎng)其實(shí)證意識(shí)和實(shí)證思維。本研究通過實(shí)踐探索，結(jié)合年級(jí)和學(xué)科特性，依據(jù)“學(xué)習(xí)進(jìn)階理論”，采用“激發(fā)興趣，培養(yǎng)思維靈活性；推理驗(yàn)證，培養(yǎng)思維創(chuàng)造性；精確表達(dá)，培養(yǎng)思維條理性”的科學(xué)探究策略，真實(shí)地呈現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程，并逐步促進(jìn)學(xué)生形成健全的實(shí)證思維。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；激疑·推證·表述；實(shí)證思維

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0031-03

在小學(xué)3～4年級(jí)的科學(xué)教學(xué)中，教學(xué)方法逐漸從直觀觀察轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)驗(yàn)證，強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)、假設(shè)及驗(yàn)證過程的再現(xiàn)。在此探究過程中，通過激發(fā)疑問、引發(fā)興趣，以及推理驗(yàn)證，學(xué)生最終能夠發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，并準(zhǔn)確記錄與表述，從而逐步培養(yǎng)出科學(xué)研究中至關(guān)重要的實(shí)證思維能力。

然而，在傳統(tǒng)的知識(shí)傳授思維框架下，教學(xué)過程中對(duì)科學(xué)實(shí)證思維的培養(yǎng)往往被忽視，更多地側(cè)重于科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)。在喧囂的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教學(xué)時(shí)間被過度消耗；或者在設(shè)計(jì)教學(xué)流程以得出科學(xué)結(jié)論時(shí)，雖看似自然流暢，卻未能真實(shí)反映科學(xué)知識(shí)的生成與發(fā)現(xiàn)過程，未能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)和科學(xué)實(shí)證思維能力。

筆者在近幾年的3～4年級(jí)科學(xué)教學(xué)中，主動(dòng)放低身段，力求以學(xué)生的視角去觀察科學(xué)，從科學(xué)家的角度去探究科學(xué)，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生思維的靈活性、創(chuàng)造性和條理性。在不同年級(jí)和學(xué)段設(shè)置不同的實(shí)證思維培養(yǎng)要求，力爭(zhēng)由低到高逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)和思維能力。通過數(shù)年的課堂教學(xué)實(shí)踐，初步探索形成了實(shí)證思維培養(yǎng)的若干策略，取得了良好的教學(xué)效果。

一、激疑引趣，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突，在動(dòng)態(tài)生成中激發(fā)學(xué)生思維活性

進(jìn)入三年級(jí)后，學(xué)生的認(rèn)知模式已不再局限于具體形象的層面，對(duì)科學(xué)知識(shí)表現(xiàn)出濃厚的興趣，并對(duì)與自身感知相悖的現(xiàn)象表現(xiàn)出更高的好奇心，傾向于挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)。然而，在實(shí)際的科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生往往缺乏系統(tǒng)性的邏輯思維能力，難以獨(dú)立進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)。

本研究對(duì)象是三年級(jí)的科學(xué)教學(xué)實(shí)踐，其間有意識(shí)地強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)證思維能力的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中，遵循“激發(fā)疑問—引發(fā)興趣—開展辯論—擴(kuò)大疑問—再次辯論—解答疑問”的教學(xué)策略，針對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)的特性，促使學(xué)生在探究過程中真實(shí)地提出問題，構(gòu)建認(rèn)知沖突，捕捉課堂動(dòng)態(tài)生成的教育契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入，打破傳統(tǒng)思維模式和知識(shí)框架，持續(xù)發(fā)現(xiàn)新知，滿足求知欲，從而激發(fā)思維的靈活性。

在講授人教版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《氣體能否溶解于水》一課時(shí)，教師提出了“氣體能否溶解于水？”的問題，隨即引發(fā)了學(xué)生的熱烈討論。部分學(xué)生基于日常觀察，認(rèn)為氣體無法溶解于水，其論據(jù)為飲用含氣飲料時(shí)，通過吸管向飲料中吹氣會(huì)導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生，從而推斷氣體并未溶解于水中。這一假設(shè)與先前“溶解”概念的學(xué)習(xí)相關(guān)聯(lián)，即吹入水中的氣體以氣泡形式逸出，表明氣體未在水中發(fā)生溶解。此推論看似合理，導(dǎo)致原本支持氣體可溶解的學(xué)生觀點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)變。不久，其他學(xué)生亦提出更多現(xiàn)象以支持“氣體無法溶解于水”的觀點(diǎn)，課堂上形成了一邊倒的態(tài)勢(shì)。

在學(xué)生探索新的科學(xué)概念時(shí)，他們傾向于利用現(xiàn)有的知識(shí)體系和經(jīng)驗(yàn)，通過類比和聯(lián)想，構(gòu)建新的理論解釋。盡管這些解釋未必準(zhǔn)確，但它們并非無根據(jù)的臆測(cè)，而是基于邏輯的假設(shè)。學(xué)生在此過程中所形成的結(jié)論清晰地揭示了他們對(duì)物質(zhì)溶解性極限的理解尚不充分。例如，在之前的鹽溶解實(shí)驗(yàn)中，盡管在達(dá)到飽和狀態(tài)后繼續(xù)添加鹽分無法進(jìn)一步溶解，但這并不意味著食鹽無法在水中溶解。

在該教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧先前的知識(shí)點(diǎn)，提出問題：“魚類在水中是否需要進(jìn)行呼吸？”學(xué)生迅速識(shí)別出問題的核心，意識(shí)到魚類所進(jìn)行的呼吸實(shí)際上是吸收溶解于水中的氧氣。課堂氛圍隨即變得活躍，認(rèn)知沖突被激發(fā)并持續(xù)深化。教師繼續(xù)提問：“在一杯水中不斷添加鹽分，是否可以無限溶解？”學(xué)生迅速發(fā)現(xiàn)并指出，當(dāng)鹽水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，將無法進(jìn)一步溶解鹽分?；诖耍瑢W(xué)生提出假設(shè)：“若通過吸管向水中吹氣，是否意味著多余的空氣無法溶解而逸出？”進(jìn)而引發(fā)思考“是否有可能將水中的空氣成分分離出來？”由此，課堂研究活動(dòng)得以進(jìn)一步推進(jìn)。

在本教學(xué)模式中，通過提出問題，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。在達(dá)成共識(shí)的基礎(chǔ)上，新的問題又會(huì)涌現(xiàn)，從而打破固有的思維模式，不斷引發(fā)新的認(rèn)知沖突，進(jìn)而激活學(xué)生的思維過程。通過“激發(fā)疑問—引發(fā)興趣—開展辯論—擴(kuò)大問題—再次辯論—解決問題”的教學(xué)策略，層層深入，將“問題”轉(zhuǎn)化為課堂知識(shí)生成的寶貴資源，學(xué)生的思維靈活性得以持續(xù)提升。

二、推斷驗(yàn)證，重視猜想和研討，在試錯(cuò)中培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)造性

在小學(xué)3～4年級(jí)的科學(xué)教學(xué)過程中，隨著學(xué)生認(rèn)知特征的轉(zhuǎn)變，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與探索活動(dòng)逐漸展開。鑒于學(xué)生科學(xué)思維尚處于初級(jí)階段，若教學(xué)過程中缺乏細(xì)致的引導(dǎo)，探究活動(dòng)易流于形式。因此，教師需將自己定位為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的平等伙伴，并采取“無知者”的姿態(tài)，以促進(jìn)學(xué)生真正成為課堂探究的主體。通過這種方式，學(xué)生將更有可能形成問題意識(shí)，并激發(fā)出諸多創(chuàng)新性的思考。

在教學(xué)實(shí)踐中，本研究遵循“假設(shè)—討論—方案制定—實(shí)驗(yàn)—總結(jié)—再假設(shè)……驗(yàn)證”的邏輯框架，強(qiáng)調(diào)推理與證明過程的重要性。通過持續(xù)的嘗試與錯(cuò)誤修正，促進(jìn)學(xué)生思維創(chuàng)造性的培養(yǎng)，激發(fā)思維的活力。鑒于科學(xué)學(xué)科的特性，在一個(gè)平等的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生往往能夠提出諸多出乎意料的問題。這些“奇思妙想”有時(shí)使教師面臨挑戰(zhàn)，若忽視這些問題或強(qiáng)行引導(dǎo)至既定的教學(xué)路徑，將不利于學(xué)生問題意識(shí)的培養(yǎng)，學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)亦會(huì)受到抑制，實(shí)證思維的發(fā)展亦將受阻。然而，若能妥善利用這些教學(xué)契機(jī)，在試錯(cuò)過程中不斷進(jìn)行推理與證明，則能有效地促進(jìn)學(xué)生思維創(chuàng)造性的提升。

對(duì)于人教版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)“光是否直線傳播？”的問題，學(xué)生提出了疑問：“光是否能穿過小孔？我們并未觀察到任何可見的痕跡?！辫b于小孔為空心結(jié)構(gòu)，光通過后未留下可辨識(shí)的痕跡，這增加了證明光直線傳播的難度。為了使學(xué)生能夠明確地觀察到光確實(shí)穿過小孔，我們開始廣泛征集意見，探討是否存在某種方法能夠捕捉到光的“軌跡”。部分學(xué)生提出，通過在光盤上覆蓋一層薄紗布，可以觀察到紅外光通過紗布時(shí)產(chǎn)生的光斑。在學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并交流后，達(dá)成了一致的理解。隨后，教師提出了進(jìn)一步的質(zhì)疑：盡管將多個(gè)光斑連成一線確實(shí)呈現(xiàn)出直線的形態(tài)，但光盤與光盤之間的光傳播路徑如何，由于我們無法直接觀察，是否可以斷定光的傳播路徑一定是直線呢？對(duì)此，有學(xué)生建議在兩個(gè)光盤之間增設(shè)更多光盤進(jìn)行驗(yàn)證。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，學(xué)生1得出結(jié)論：每個(gè)光盤孔的紗布上均出現(xiàn)了光斑，并且所有光斑連成一線，因此他們認(rèn)為光是沿直線傳播的。然而，學(xué)生2提出了質(zhì)疑：盡管更多的光斑連成一線看似直線，但光斑之間的空隙部分的光路我們?nèi)匀粺o法觀察到，因此不能斷言光的傳播路徑一定是直線。學(xué)生3提出了一個(gè)解決方案：在所有空隙處放置光盤，若所有光盤孔上的光斑連成一線，則可以證明光的直線傳播。教師認(rèn)可這是一個(gè)合理的方案，但指出使用大量光盤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作較為煩瑣。在進(jìn)一步的思考和相互啟發(fā)之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)紅光在霧氣中能夠留下可見的痕跡。教師隨即提供了實(shí)驗(yàn)器材，通過在透明玻璃容器中點(diǎn)燃香煙產(chǎn)生煙霧，并打開激光筆，紅色激光束穿過充滿煙霧的容器，學(xué)生觀察到了一條清晰的直線光路，從而驗(yàn)證了光的直線傳播特性。教師第三次提出問題：是否可以認(rèn)為光僅在玻璃容器內(nèi)部沿直線傳播，而容器外部未觀察到相同現(xiàn)象，表明光的直線傳播僅限于容器內(nèi)部？學(xué)生隨即提出疑問：是否可以在容器外部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證此假設(shè)？教師隨即展示指星筆，開啟設(shè)備，使光束投射至教室墻壁，展示出一條清晰的直線光路。隨后，將指星筆的光束射向窗外，觀察到更長距離的光束。學(xué)生目睹此景，不約而同地發(fā)出驚嘆聲，認(rèn)為這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果足以證明光的直線傳播特性。

在前述案例分析中，教育者與學(xué)習(xí)者持續(xù)對(duì)實(shí)證材料提出疑問，并對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行優(yōu)化，采納新的實(shí)驗(yàn)材料，以獲取新的實(shí)證支持。這一過程將光傳播的抽象概念具體化，并在現(xiàn)象學(xué)基礎(chǔ)上構(gòu)建相關(guān)概念，同時(shí)深化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。因此，辯證思維的形成過程本質(zhì)上是持續(xù)質(zhì)疑與求證的過程。在探究式學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)允許甚至鼓勵(lì)學(xué)生經(jīng)歷錯(cuò)誤。例如，在蘇教版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)《光與影》課程的分組實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，有學(xué)生提出在兩個(gè)手電筒的照射下，物體的影子會(huì)消失。這一觀點(diǎn)起初未被廣泛接受，多數(shù)人對(duì)此結(jié)論持懷疑態(tài)度。教師采取了寬容的態(tài)度，邀請(qǐng)?jiān)搶W(xué)生上臺(tái)進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，結(jié)果出乎意料，學(xué)生發(fā)現(xiàn)確實(shí)不存在影子。這一現(xiàn)象引發(fā)了進(jìn)一步的思考：其原因何在？經(jīng)過探討，最終得出結(jié)論，當(dāng)多個(gè)手電筒同時(shí)照射同一物體時(shí)，實(shí)際上不會(huì)產(chǎn)生“影子”?；诖嗽?，我們可以探索制作“無影燈”。盡管物體的影子消失了，但這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了學(xué)生的想象力，創(chuàng)造性思維得到了顯著提升。

三、準(zhǔn)確表述，聚焦語言能力，在思考中培養(yǎng)學(xué)生思維條理性

進(jìn)入三年級(jí)的學(xué)生開始展現(xiàn)出初步的邏輯組織能力，能夠運(yùn)用語言和文字有條理地表達(dá)個(gè)人見解。科學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)結(jié)論以及學(xué)生的課堂匯報(bào)，不僅反映了學(xué)生探究活動(dòng)的成果，而且是其思維活動(dòng)動(dòng)態(tài)的直觀體現(xiàn)。在這一過程中，通過書面和口頭語言的組織與表達(dá)，學(xué)生的思維能力得到顯著提升，有效地促進(jìn)了思維條理性的培養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)記錄作為實(shí)證思維培養(yǎng)的關(guān)鍵途徑之一，對(duì)促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展具有顯著作用。然而，小學(xué)3～4年級(jí)學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)、詳盡的記錄時(shí)面臨一定挑戰(zhàn)，這會(huì)導(dǎo)致他們?cè)趨R報(bào)時(shí)缺乏針對(duì)性，甚至實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)偏差。因此，在教學(xué)實(shí)踐中，我們遵循3～4年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，以學(xué)生為中心，精心設(shè)計(jì)了適合他們的實(shí)驗(yàn)記錄模板，真實(shí)反映其探究過程，進(jìn)而提升探究活動(dòng)的成效。在實(shí)驗(yàn)記錄的形成過程中，學(xué)生的演繹推理、歸納分析等思維技能得以發(fā)展，思維的條理性得以構(gòu)建。此外，實(shí)驗(yàn)記錄的過程亦有助于加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的理解，這是一個(gè)知識(shí)重構(gòu)的過程。顯然，實(shí)驗(yàn)記錄能夠促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行更深入的研究，使語言邏輯更加有序，從而促進(jìn)學(xué)生實(shí)證思維的形成。

學(xué)生的語言表達(dá)能力是其思維能力外化的體現(xiàn)。小學(xué)階段的學(xué)生傾向于表達(dá)個(gè)人意見，并樂于展示自我。在教學(xué)實(shí)踐中，我們觀察到3～4年級(jí)學(xué)生在語言組織上存在邏輯性不足的問題，他們往往無法有序且完整地描述觀察到的現(xiàn)象，這無疑會(huì)影響他們清晰闡述觀點(diǎn)的能力。因此，在教學(xué)過程中，我們應(yīng)致力于營造一個(gè)寬松且包容的課堂環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生自由地表達(dá)思想，暢所欲言。在這樣的教學(xué)氛圍中，學(xué)生不必?fù)?dān)心提出問題會(huì)遭到同伴的嘲笑；在這樣的課堂上，學(xué)生的每一個(gè)問題都會(huì)得到教師的關(guān)注。通過引導(dǎo)學(xué)生闡述觀點(diǎn)、提供證據(jù)，并構(gòu)建思維的階梯，使學(xué)生的思維過程更加有序，進(jìn)而提升其科學(xué)實(shí)證思維的水平。

四、結(jié)語

在本研究中，針對(duì)小學(xué)3～4年級(jí)學(xué)生，筆者基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，結(jié)合科學(xué)學(xué)科的特性，提出了科學(xué)實(shí)證思維培養(yǎng)的策略。該策略包括三個(gè)主要方面：首先，通過激發(fā)疑問和興趣，促進(jìn)學(xué)生思維的靈活性；其次，通過推斷和驗(yàn)證的過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維；最后，通過精確的表述，鍛煉學(xué)生的思維條理性。這些策略旨在真實(shí)地呈現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生模仿科學(xué)家的思考和探究方式，從而逐步構(gòu)建起扎實(shí)的實(shí)證思維能力。本研究期望為科學(xué)教育領(lǐng)域提供可借鑒的教學(xué)策略，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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