引領(lǐng)科學(xué)論證 建構(gòu)科學(xué)概念

從某種角度講，科學(xué)教育的本質(zhì)在于推理論證，論證是由“資料”推論而產(chǎn)生“主張”，同時(shí)說(shuō)明推論過(guò)程與理由，并且在“主張”受到質(zhì)疑時(shí)能夠?qū)ψ约旱睦碛珊鸵罁?jù)做出合理性辯護(hù)的一種活動(dòng)。將論證引入科學(xué)探究過(guò)程中，學(xué)生能圍繞核心問(wèn)題開(kāi)展論證活動(dòng)，經(jīng)歷假設(shè)猜想、想各種方法收集所需要的證據(jù)，在探究一步步推進(jìn)時(shí)，經(jīng)受同伴的質(zhì)疑，對(duì)自己的觀點(diǎn)作出反思與辯護(hù)、調(diào)整，最后達(dá)成共識(shí)的動(dòng)態(tài)的建構(gòu)科學(xué)概念過(guò)程。學(xué)生由此可以學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維方式，感悟科學(xué)產(chǎn)生的過(guò)程，強(qiáng)化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

一、引領(lǐng)學(xué)生尋找證據(jù)解釋問(wèn)題，讓學(xué)習(xí)成為學(xué)生的內(nèi)在需求

在科學(xué)課上，我們經(jīng)常看到，老師讓學(xué)生怎么做學(xué)生就怎么做，看似熱鬧的活動(dòng)往往停留在淺層次的操作上，學(xué)生不清楚自己動(dòng)手的目的和意義，缺乏內(nèi)在需求的支持，學(xué)習(xí)處于虛無(wú)縹緲的狀態(tài)，效果也是可想而知的。我們應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生基于核心問(wèn)題進(jìn)行活動(dòng)，為了尋求問(wèn)題的解釋，他們會(huì)主動(dòng)經(jīng)歷探究過(guò)程，尋找證據(jù)，就會(huì)變被動(dòng)為主動(dòng)，證據(jù)意識(shí)的培養(yǎng)也會(huì)進(jìn)一步落實(shí)。

《相貌各異的我們》一課，在提出“我們相貌是否一樣”這個(gè)研究問(wèn)題后，許多教師就會(huì)提出先觀察兩個(gè)同學(xué)的相貌特征，再觀察全班同學(xué)的相貌特征，統(tǒng)計(jì)一下全班同學(xué)的相貌是否一樣。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程學(xué)生比較被動(dòng)，是教師強(qiáng)加給孩子的活動(dòng)。我嘗試以論證問(wèn)題引領(lǐng)孩子探究，收到了很好的效果。

學(xué)生在提出“人的相貌是否一樣”這個(gè)研究問(wèn)題后，我把問(wèn)題又踢回給學(xué)生：科學(xué)是講究證據(jù)的，你們能尋找充分證據(jù)來(lái)證明你的觀點(diǎn)嗎？學(xué)生明確了要研究的問(wèn)題，就像船只有了航行的目標(biāo)，接下來(lái)活動(dòng)就是圍繞“我們的相貌是不是各異”的問(wèn)題設(shè)計(jì)論證方案，想各種辦法不斷收集證據(jù)。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅有方向、有目標(biāo)，還具有挑戰(zhàn)性，不會(huì)出現(xiàn)老師讓我怎樣做我就怎樣做的被動(dòng)應(yīng)付狀態(tài)，大大激發(fā)了他們像科學(xué)家那樣自主探究的學(xué)習(xí)欲望。

當(dāng)然，并不是所有的科學(xué)問(wèn)題都適用論證的方式，教師應(yīng)當(dāng)選取那些不是只有單一解釋的現(xiàn)象或主題作為學(xué)生開(kāi)展論證活動(dòng)的課題，如“物質(zhì)發(fā)生了什么變化”“月球環(huán)形山是怎樣形成的”“金魚(yú)嘴巴一開(kāi)一合在干什么”等主題，即主題要具有爭(zhēng)辯性，具有多元的觀點(diǎn)，能挑戰(zhàn)學(xué)生的原有立場(chǎng)，激發(fā)學(xué)生尋找證據(jù)去經(jīng)歷論證過(guò)程，通過(guò)爭(zhēng)辯引發(fā)學(xué)生的反思建構(gòu)，這樣才能引起有效的論證。

二、帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷基于證據(jù)的推理論證過(guò)程，并使論證思維過(guò)程顯性化

聽(tīng)了會(huì)忘記，看了能記住，做了才能真正理解。引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷一次次的推理論證過(guò)程，在親歷中感悟推理論證，是培養(yǎng)他們科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。一位老師執(zhí)教《水珠從哪里來(lái)》一課時(shí)，教學(xué)過(guò)程如下：

學(xué)生發(fā)現(xiàn)帶有瓶蓋的杯子外壁布滿水珠，提出了“水珠從哪里來(lái)”的研究問(wèn)題；

教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出各種推測(cè)，有的小組認(rèn)為是杯中的液體通過(guò)瓶體滲出來(lái)的，有的認(rèn)為小水珠是從瓶蓋縫中流出來(lái)，還有的組認(rèn)為是外面的空氣變出來(lái)的；

學(xué)生圍繞不同的推測(cè)去觀察實(shí)驗(yàn)，尋求證據(jù)，根據(jù)第一輪的證據(jù)分析，再次修正、提出“水珠從哪里來(lái)”的解釋；

針對(duì)修正的推測(cè)解釋，再次尋求證據(jù)，直至得出正確解釋。

這樣，學(xué)生經(jīng)歷了推理論證的過(guò)程，知道了科學(xué)解釋必須要有證據(jù)，要收集證據(jù)就必須把自己卷入觀察研究中，像科學(xué)家那樣“真槍實(shí)刀”地去親歷，感受探究之路的迂回與曲折。

基于推理的論證突出了科學(xué)思維方式與過(guò)程，是思維從具體向抽象發(fā)展的過(guò)程。小學(xué)生活潑好動(dòng)，自制力不強(qiáng)，思維缺乏自覺(jué)性，自覺(jué)檢查、調(diào)整或論證自己思維過(guò)程的能力較差。因此，要盡可能把學(xué)生的科學(xué)論證思維過(guò)程顯現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生明晰論證過(guò)程，相互學(xué)習(xí)，并且通過(guò)對(duì)論證過(guò)程的表達(dá)，促進(jìn)學(xué)習(xí)個(gè)體思維過(guò)程與方法的鞏固與理解。

我在教學(xué)《相貌各異的我們》一課時(shí)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)性狀組合后相貌種類的增加認(rèn)知不足，他們?cè)谡n堂上只是看著性狀編碼圖一層一層地增加，相貌種類也隨之增加，到底中間發(fā)生了怎樣的組合，與統(tǒng)計(jì)分析“全班同學(xué)的相貌是否各異”這個(gè)觀點(diǎn)有什么關(guān)聯(lián)？他們似懂非懂。這是一個(gè)有難度的論證環(huán)節(jié)，只有讓學(xué)生統(tǒng)計(jì)分析的論證過(guò)程顯性化，在他們需要幫助的重難點(diǎn)處適時(shí)引導(dǎo)，探究活動(dòng)才能真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自己的論證活動(dòng)。為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，我設(shè)計(jì)了一張導(dǎo)學(xué)單作為幫助學(xué)生經(jīng)歷論證的支架。

《相貌各異的我們》導(dǎo)學(xué)單

同學(xué)們，通過(guò)觀察，我們已經(jīng)知道了自己的相貌性狀，全班同學(xué)的相貌各異嗎？

1.分類

想一想：我們選取的酒窩、耳垂、眼皮、頭發(fā)、前額發(fā)際這5個(gè)性狀進(jìn)行組合，一共可以組成幾類人？（請(qǐng)小組同學(xué)合作，從信封中取出性狀紙片，在分類結(jié)構(gòu)圖中擺一擺、數(shù)一數(shù)，一共能組合成幾種相貌類型的人？

2.統(tǒng)計(jì)分析

自己的相貌屬于哪一類？全班同學(xué)的相貌一樣嗎？

教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)提示，通過(guò)操作與思考，把性狀的組合顯性化，為理解性狀編碼圖做好了充分的準(zhǔn)備，降低了學(xué)習(xí)難度，避免了論證活動(dòng)出現(xiàn)漏洞或“死角”。

隱性思維顯性化的過(guò)程是指將原本不可見(jiàn)的思維路徑、方式、規(guī)律，運(yùn)用圖示或圖示組合的方式呈現(xiàn)出來(lái)，以期產(chǎn)生增強(qiáng)記憶及加深理解的效果。凸顯學(xué)生的論證過(guò)程，其實(shí)是強(qiáng)化科學(xué)思維訓(xùn)練的一種方式，導(dǎo)學(xué)單只是其中一種典型的方式，還可以用思維導(dǎo)圖、結(jié)構(gòu)性材料、語(yǔ)言表述等。

三、引領(lǐng)學(xué)生對(duì)推理論證進(jìn)行評(píng)價(jià)與反思，促進(jìn)證據(jù)和觀點(diǎn)的協(xié)調(diào)

論證活動(dòng)要讓學(xué)生面對(duì)多種證據(jù)與各種可能的結(jié)論形成合理的主張，在論證過(guò)程中，學(xué)生要有理有據(jù)地表達(dá)自己對(duì)問(wèn)題的看法，借助于“精致化”的語(yǔ)言來(lái)交流和表達(dá)推測(cè)和解決問(wèn)題的方案，用科學(xué)的語(yǔ)言把論證過(guò)程中直觀、零散的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行概括和整理，使之形成有條理、有內(nèi)在邏輯的科學(xué)概念。

例如，小蘇打和白醋混合活動(dòng)后，教師組織學(xué)生交流小蘇打和白醋的混合與小蘇打在水中的混合有什么不同，有什么證據(jù)？學(xué)生交流如下：

“小蘇打在水中慢慢地消失了，溶解在水中了。小蘇打和白醋混合后，會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡，小蘇打和白醋混合不是溶解現(xiàn)象。”

“小蘇打和白醋混合后，一開(kāi)始冒泡泡，后來(lái)就變成了一杯液體，看不到小蘇打了，我們覺(jué)得小蘇打也溶解在白醋里了。”

“我們組往小蘇打和白醋混合后剩下的液體中再倒入一些白醋，液體不會(huì)冒氣泡，說(shuō)明小蘇打不在了，這種混合不是溶解現(xiàn)象。”

“我們組往小蘇打和水混合的溶液中放入白醋，發(fā)現(xiàn)會(huì)冒氣泡，說(shuō)明小蘇打還在，說(shuō)明兩個(gè)混合是不一樣的。”

可見(jiàn)，師生、生生之間的反思、評(píng)價(jià)、表達(dá)，可以讓“緘默性”的學(xué)生個(gè)體經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為顯性的可以言說(shuō)的集體共識(shí)，成為學(xué)生推理論證、構(gòu)建科學(xué)概念的催化劑。

在《相貌各異的我們》一課交流反思環(huán)節(jié)，學(xué)生圍繞“我們的相貌是否各異”這個(gè)論點(diǎn)，先從兩個(gè)同學(xué)的相貌觀察入手，再擴(kuò)大到全班學(xué)生相貌的觀察、統(tǒng)計(jì)，針對(duì)統(tǒng)計(jì)中出現(xiàn)信息分散、難以發(fā)現(xiàn)規(guī)律的情況，他們想出了分類和編碼的方法。接著，學(xué)生在交流研討中發(fā)現(xiàn)全班有相同性狀的學(xué)生出現(xiàn)，我就以班級(jí)出現(xiàn)的相同性狀編碼的幾個(gè)學(xué)生為繼續(xù)深入研討反思的突破口，趁熱打鐵追問(wèn)：這幾個(gè)性狀編碼相同的學(xué)生的相貌真的相同嗎？是什么原因造成的？學(xué)生思考后認(rèn)為：這幾個(gè)學(xué)生只是這5個(gè)性狀相同，隨著性狀個(gè)數(shù)的增加，這些同學(xué)不可能分在同一類。于是，我順勢(shì)出示了在5個(gè)性狀基礎(chǔ)上再增加1個(gè)能分成幾類，再增加2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)……40個(gè)又會(huì)有幾種相貌特征的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的論證進(jìn)行反思和評(píng)價(jià)，并對(duì)自己建構(gòu)的觀點(diǎn)有根據(jù)地調(diào)整和修改。隨著論證交流的深入，學(xué)生能把他人的說(shuō)法與自己的論證過(guò)程及發(fā)現(xiàn)進(jìn)行比對(duì)，產(chǎn)生思維碰撞，使原有想法與新證據(jù)之間形成多重“對(duì)質(zhì)”，提煉出更為合適的解釋，最后達(dá)到理論與證據(jù)的協(xié)調(diào)，即促進(jìn)前概念向科學(xué)概念的真正轉(zhuǎn)化。