淺析基于證據的探究教學

謝海軍

【摘要】 科學探究學習方式是提高學生科學素養(yǎng)的一種重要而有效的途徑，它包含提出問題、猜想假設、設計實驗與制定計劃、收集證據并評價交流等要素，這些要素都指向一個共同的核心——證據。基于證據是探究教學最深刻的本質。

【關鍵詞】 科學探究 證據

【中圖分類號】 G632.0 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2014）05-006-01

當前的科學教育越來越重視科學探究在課程教學改革的作用，《義務教育科學課程標準》（2011年版）強調“科學探究學習方式是提高學生科學素養(yǎng)的一種重要而有效的途徑”，并將科學探究納入“課程內容”。但縱觀當下的科學教育現(xiàn)狀，依然面臨巨大的困境：教師忽視科學探究特質，學生動手機會少，用課件動畫甚至做題代替探究，學生感受不到科學的真實與震撼。或者探究的形式有了，但實質依然是知識性課堂，目標依舊只有一個：簡單直接地教授正確的結論，只是傳遞知識而無法達到提升學生科學素養(yǎng)的目的。筆者結合自身的課堂實踐，總結出尊重證據、尋找證據、解釋證據的實施路徑使探究教學走向深刻。

一、尊重證據：提問有依，猜想有據

“提問有依”就是強調要善于創(chuàng)設問題情境來激發(fā)學生的問題意識，提出有價值的研究問題。問題情境就提出問題的“依據”，只有當學生在問題情境中感到自己需要問“為什么”、“是什么”、“怎么辦”的時候，思維才真正開啟。例如：上“大氣壓強”這一節(jié)課時，教師把一個小試管套在一個大試管中，然后把試管口朝下，看到的現(xiàn)象是：小試管不是下降而是上升，學生無不感到好奇，依此提出了有探究價值的問題“是什么力使得小試管不下降反而上升呢？”問題情境是產生問題的孵化器，我們往往就是通過熟悉的情境產生出新奇的問題。

“猜想有據”就是提倡有理由、有邏輯地說出猜想和支持猜想的證據。猜想是根據部分事實得到的不確定的結論，我們就是需要學生說出他們經驗中積累的“部分事實”，從而使生活世界與科學世界聯(lián)系在一起。猜想的關鍵在于引領，教師要帶頭講依據，還要善于追問學生的依據，讓學生進一步陳述“部分事實”。例如，學生猜想影響浮力的因素是物體重力的大小，依據是“鐵塊在水中下沉而木塊在水中會上浮”。另外一學生的依據則是“鐵碗與鐵密度一樣，但卻能夠在水中漂浮”。到底影響浮力的因素是什么？此時就需要教師用事實依據來支持或反駁學生的依據，猜想本身就是“理由的競爭”，最后幸存下來的才是最逼近真相的“假說”。

經過一段時間的教學實踐，筆者欣喜地注意到學生的論證行為有了一些可喜的變化：注意傾聽別人的意見，發(fā)表自己的問題或猜想時主動說出相關的事實或證據。同時，常采用“我補充……”、“我和××同學相同的是……、不同的是……”等句式來陳述觀點或事實，可見學生對證據的關注改變了他們提出問題和猜想假設的陳述方式。

二、尋找證據：設計有方，改進有法

僅僅尊重證據是不夠的，這只是探究的起點。為了證實自己的觀點，我們需要設計實驗去獲得更加翔實的證據。而設計實驗的過程往往是培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的過程，是培養(yǎng)學生提升解決問題方法的過程。

在尋找證據的過程中，筆者以低學力學生的實驗方案為“毛坯”，經過具有中等學力的學生的改進和具有優(yōu)秀學力的學生的完善，最后將“毛坯”發(fā)展為“精品”。每一次實驗改進都是思維展開的過程。“他的方案還有什么缺陷？他為什么這樣改？我能夠做些什么？”“只有知道你改進的理由，我才可能學會如何改進”。在與他人對話、與依據對話、與自己對話的過程中，學生的思維不斷深入和發(fā)展。

在探究教學中，不應直接把最終的探究方案告訴學生，要給學生留下創(chuàng)新思維發(fā)育生長的空間。科學探究的實質就是讓學生像科學家一樣“重走關鍵的那么幾步”。在課堂上通過“設計有方改進有法”的展示，優(yōu)秀學生帶領中等生，中等生帶領“后進生”，每一個層次的學生都在屬于自己的最佳發(fā)展區(qū)里發(fā)展，以自己的設計為起點，表達改進的依據，開發(fā)自己的思維。

三、解釋證據：評價有思，交流有想

經過實驗我們獲得了新的證據，如何根據這些證據得出新的規(guī)律？我們得到的規(guī)律或者發(fā)現(xiàn)可靠嗎？在“解釋證據”的過程中，參與者的思想決定了整體評價交流的品質。

解釋證據的時候要培養(yǎng)學生思想的獨立性。有些教師“只要有學生說出正確的結論，對證據的解釋就會戛然而止。”這樣做最大的問題就是“結論與證據的關聯(lián)被隔斷了”。因此，解釋證據需要教師放權來解放學生的思想，盡管他們對證據的解讀能力是有所差異的，但直接告知結論對于學生提升證據的解讀能力顯然是低效的。教師應當讓學生受限承擔起“思想”的責任，把發(fā)現(xiàn)問題的權利還給學生，只有這樣學生的“思”和“想”才會主動參與，他們的證據解讀能力才會提升。

在解釋證據的過程中，學生起初比較習慣于挑出支持自己觀點的證據來得出結論，對問題數(shù)據視而不見。到了后來，學生明顯更加重視論證證據的可靠性、全面性。學生認識到，由于某些條件無法保持相同，探究的結果會不可靠；當實驗儀器不夠先進時，探究的結果也可能不夠準確。在實踐中筆者發(fā)現(xiàn)，“評價有思，交流有想”能有效促進學生收集、處理和分析證據能力的發(fā)展。他們會自覺地手持記錄本發(fā)表自己觀點，在交流之前，學生已經開始重視利用對所有數(shù)據的歸納分析來得出自己的結論，能夠借助組織化的書面語言更清晰地表達自己的發(fā)現(xiàn)。

基于證據的科學探究就是“尊重證據、尋找證據、解釋證據”的學習過程，正如南師大著名教授劉炳昇所說，“提出問題要講依據，猜想假設要有依據，實驗設計要有過程，交流評價要有證據，一句話，證據意識貫穿在探究教學的始終。”