基于個體探究結果進行組織化的論證

科學實踐是一種充滿理性的活動，在呈現現象、組織材料、闡述結論時，非常注重嚴密性和邏輯性。可是，在我們現實的課堂中，學生在描述時所表現出的思維的無序和邏輯的混亂令人擔憂。學生思維的嚴密性和邏輯性并不會自然形成，需要教師在教學時給予特別關注，引導他們利用科學用語、圖表等方式，使收集到的證據簡明化、系統化和概念化。下面依據自己的教學實踐，從結構化的記錄單、結構化的問題、計算思維和多策略的信息加工等方面談談如何將個體探究結果組織化。

一、利用結構化的記錄單對思維方向進行組織

從一定意義上來講，記錄單是學生思維的載體，能引導學生的思維走向合理、有序和深刻。我們要根據不同年段學生的心理特質和認知程度，以及教學目標來設計不同的實驗記錄單，每一節課都要讓學生將探究結果記錄下來。如三年級上冊要強調學生觀察到事實的不同屬性，可以使用維恩圖；三年級下冊要求學生識別變化的周期，可以使用突出變化特征的表格；四年級要求學生描述所觀察到的現象，可以用文字來描述；五、六年級強調對比實驗，要求分析其中的因果關系，可以使用大量的數據和圖表。

結構化的科學記錄單，保證了學生的記錄不僅是證據的簡單識別，而且是一個組織化的過程，給學生的思考提供了一條路徑，讓他們可以沿著這條路來展開思維訓練，使自己的思維更加具有嚴密性和邏輯性。教師應當鼓勵學生將自己的成果發表出來，與他人共享。

二、利用結構化的問題對思維過程進行組織

科學課教學中，我們一般會讓學生對探究的結果進行預測，并說明預測的理由，在完成探究并記錄下結果后，再讓學生進行對比分析：什么是預測之內的，什么是預測之外的？也就是說，我們要求學生把當前信息和已有的經驗進行比較，這有助于他們在解釋相關內容時，聯系原有的經驗和知識，或強化已有的知識，或修正、改變原有的一些看法。

《物體在水中是沉還是浮》一課有一個環節是對7種物體在水中沉浮的預測。

從上表我們可以清晰地看出，全班14個小組參與7種物體在水中沉浮的預測，在眾多影響沉浮的因素中，大多數學生認為“輕重”是影響物體沉浮的因素。預測之后進行實驗，在實驗過程中，當現象與預測不同時，學生的思維自然會產生沖突，到底物體的沉浮是什么原因引起的？在實驗后交流時，教師通過“你們的預測與實驗結果相比較，預測不正確的有哪些？原來是怎么想的？現在又是怎么想的？”等結構化的問題，使他們的思維過程清晰地呈現出來。下面的實錄反映了這一過程：

師：你們的預測和實驗結果相比較，預測不正確的有哪些？有什么新的想法？

生：原來認為回形針小而輕，是浮的，結果是沉的。現在認為回形針是鐵做的，鐵做的物體一般是沉的。原來認為蠟燭比較重，是沉的，現在認為可能跟蠟油這種材料有關。原來認為蘋果比較重，是沉的，結果是浮的，現在認為與輕重無關。原來認為象棋重，是沉的，結果是浮的，因為它比較光滑，而且是用木頭做的。

生：我們原來認為這么小的回形針應該是浮的，結果卻是沉的，現在認為只要是鐵做的東西都會沉。原先認為蘋果重應該是沉的，現在認為像蘋果這樣的水果，如梨、桃子等都是浮的，西瓜是沉的，與輕重無關了。

師：通過我們的實驗，現在你認為物體在水中的沉浮與什么因素有關？有什么新的想法？

生：回形針里面是空心的，輪船是鐵做的，但是它是空心的。

師：回形針繞成這樣空心的指的是形狀，也就是說，現在你認為物體在水中的沉浮與形狀和是否空心有關。這是你現在的想法。

生：我認為與輕重無關。

師：對于這位同學說的物體在水中的沉浮與輕重無關，你同意嗎？

生：我不同意。我覺得要看物體的材料，有些材料的沉浮是與輕重有關的，有些是無關的。

師：哦，先得看材料。

生：我認為是否有空氣這個可以去掉，因為空氣相當于材料當中的一種。

生：我也認為與材料有關，小石塊是石頭，回形針是鐵做的，蠟燭是油脂凝固起來的東西，與輕重無關。

師：那與大小有沒有關系？

生：南極有很多冰山，有的冰山很大很大，卻能浮在水面上。有的冰山很小，也能浮在水面上。

生：我也覺得與大小無關。剛剛這位同學把話題扯到南極了，我覺得應該用生活中的例子。很多水果是很大、很重的，我估計這么重這么大的柚子在水中應該是浮的。

在探究過程中，我們不怕學生思維的無序、混亂甚至錯誤，怕的是他們沒有思維。上面的教學，通過一系列結構化的問題，引導學生展示思考過程，使他們的思維過程得以組織化，他們在實驗結果面前放棄了自己錯誤的想法，很快接受正確的想法。孩子們的思維條理清楚，有理有據，既有理論依據，也有事實依據，還能聯系生活實際。在這樣的過程中，學生的思維逐步有序和深化，對思考過程以及結論的描述更加清晰明了。

三、利用計算思維對長時探究的結果進行組織

計算思維對學生的探究學習至關重要，是學生在科學課程中必須經歷的科學實踐活動，在使用證據、進行推理中發揮著重要作用。

有些課中有長達幾周的連續探究活動，教材也提供了與長時探究相匹配的記錄單，并將探究結果進行組織。比如《月相變化》一課，要求學生上半月在傍晚6：00進行觀察，下半月在早上7：00進行觀察，每天都記錄觀察到的月相，一個月之后就可以發現月相變化的規律了。但是很多時候天氣狀況不理想，不能觀察到月相，此時可以運用計算思維對結果進行預測。

孩子們觀察到了初一、初二、初五、初七的月相，可以發現上半月的月相變化是亮面從小到大。根據這個規律，就可以推斷出初三、初四、初六的月相。

又如，《陽光下的影子》一課要引導學生發現一天中影子的變化規律，要求他們在周末每隔1小時對影子的長短和方向進行一次記錄，如下圖中就記錄了影子從9點到16點的8組數據，我們可以讓學生根據圖示進行推斷，在圖中標示出9：30、14：30、15：15影子的方向和長短，發展他們的思維能力。

四、利用多種策略對信息進行組織

教學中可以運用多種策略來幫助學生對信息進行加工處理，如運用思維工具、標注重要信息、小組集體加工、不同小組間的信息交換等。

1.運用思維工具

前面提到的科學記錄單就是結構化的，有助于兒童將探究結果進行符號化表征。很多時候，我們還要求學生利用圖表來揭示探究結果之間的關系，將它們轉化為更為直觀的統計圖、分類圖和柱狀圖等。

如《抵抗彎曲》一課，當學生做了紙梁抗彎曲能力與紙的寬度和厚度關系的實驗之后，老師匯總了全班的實驗數據，然后轉化為柱狀圖，而且把數據和圖表在同一個頁面中展示，用兩種不同的顏色來表示，有利于學生思考。

2.標注重要信息

通過標注關鍵信息進行加工。如《物質的變化》單元中，研究的現象有水結冰、水蒸發、易拉罐壓扁、彎折鐵絲、混合沙和豆子、火柴燃燒、在米飯上滴碘酒、小蘇打和白醋混合、鐵生銹、鐵釘放入硫酸銅溶液中，研究中，學生都記錄了觀察到的現象，我們可以引導他們從所有的信息中找出他們認為顯著的、有別于其他信息的重要信息。從學生標注的結果可以發現，有的現象是有些物質特有的，如小蘇打和白醋混合后會產生大量的氣泡，這樣，學生會明白物理變化和化學變化的本質區別，在以后遇到其他現象就可以根據本質區別來判斷發生了什么變化。

又如，在研究光照對種子的發芽是否有影響時，學生對實驗組和對照組的種子發芽情況進行了記錄，但是某些過于詳細的記錄，在交流中比較費時。如果整理一下，學生就會發現對照組和實驗組的共同特點，就會發現光照對種子的發芽沒有影響，但是與植物的生長有關。

把個體的探究結果進行組織，作為科學實踐的一個重要環節，有利于培養學生在描述證據時的嚴謹性和邏輯性，有利于他們開展研討、建構和理解概念，我們應當在科學教學中發展他們的這種能力。

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