淺談教師在學生收集證據 支持假設過程中的作用

盛海濤

摘要：《初中科學課程標準》提出：初中科學 課程旨在實現科學的核心（科學探究）和教育的目的（促進學生的發展）的統一，即通過科學探究活動提高學生的科學素養。科學探究是一個包含了提出問題、作出假設、制定計劃、觀察、實驗、搜集證據、進行解釋、表達與交流的過程。提出合理假設是探究活動的開始，收集證據，用證據支持假設是對科學探究得出解釋與結論的唯一依據。教師在科學探究中指導學生正確認識收集證據支持假設的重要性，指導學生如何收集證據，用證據支持假設成為科學探究成功的關鍵。

關鍵詞：科學探究、假設、證據

《初中科學課程標準》提出：初中科學課程旨在實現科學的核心（科學探究）和教育的目的（促進學生的發展）的統一，即通過科學探究活動提高學生的科學素養。科學探究作為科學的核心，科學探究能力與方法的培養是全面發展科學素養的關鍵。

科學探究是一個包含了提出問題、作出假設、制定計劃、觀察、實驗、搜集證據、進行解釋、表達與交流的過程。科學探究的重點不在探究的操作方法和操作技能上，而在于通過探究培養學生的科學思維能力。恩格斯說過：“只要自然科學在思維著，它的發展形式就是假設。”假設既是科學發展的一個重要環節和思維形式，又是科學研究活動中的基本程序之一。啟發學生多進行有科學根據的假設，能夠通過感官、觀察、測量和實驗或運用簡單的實驗儀器、儀器組合獲得證據;能夠判斷證據是否能支持假設，能夠用同種證據多次支持假設;能夠用多種證據支持假設，都對發展學生的科學思維能力起著至關重要的作用。

一、指導學生正確認識收集證據

支持假設的重要性

“證據”一般分為直接證據和間接證據兩大類。直接證據是客觀存在的事實，如自然現象、實驗現象、實驗數據等。間接證據是指前人已經經過觀察和研究得出的有關規律。有研究表明：初中學生通常會借助個人的經驗作為判斷某項假設的依據。他們認為證據來自于已經知道的信息和個人的經驗，或來自于其他的二手資料，而不是通過實驗形成的信息。同樣大部分初中學生可以判斷證據是否與某項理論相關，但是卻不能隨時判斷證據正確與否。因此，教師要結合教材進行適時選擇典型案例分析，讓學生逐步明確“證據”的內涵，讓學生充分認識收集證據對驗證假設、對科學探究的重要性。

二、指導學生明確收集證據

支持假設的途徑

一個成功的科學研究，往往具有清晰的假設。同樣一個有效的、具有科學性的探究活動也離不開合理的假設。教師要讓學生明確收集證據支持假設途徑是多樣的，可以是觀察、實驗、資料查詢等。

1.觀察

觀察是科學探究中收集證據的主要方式，是獲取感性材料的基本途徑。觀察是圍繞問題與假設，在一定的觀察工具支持下，盡可能地多收集有關研究對象的相關證據。教師在教學中要引導學生有目的、有計劃地利用多種感覺器官，進行全面、深入觀察，引導學生靈活選擇觀察方式，及時調整觀察思路進行客觀、實事求是的觀察。

例如：學生觀察土壤時，教師讓學生重點觀察土壤的顏色、粗細和氣味。觀察土壤的顏色，指導學生用“看一看”的方法;感受土壤的粗細，指導學生用“捻一捻”的方法;了解土壤的氣味，指導學生用“聞一聞”的方法。用不同的觀察方式收集土壤的相關信息證據。

2.實驗

在科學探究中往往采用通過合理地實驗，充分地收集證據并加以分析， 從實驗結果中獲得證據支持假設。例如在《土壤》一課中關于土壤的成分，教師可以指導學生通過不同的實驗方法尋找土壤中有“水”和“空氣”的成分，從而獲得猜測土壤成分的證據。

3.查閱公共資料

查閱公共資料是收集證據的重要方式。查閱資料是圍繞一定的問題，通過檢索和閱讀文獻資料，尋找問題答案的過程。例如在《土壤》一課中，學生在教師指導下通過資料收集知道土壤與地球上生物的生存息息相關，感受土壤是地球上寶貴的資源，學會用這些收集的文獻證據來支持“種植植物能防止土壤流失”的假設，從而知道保護土壤的方法。

三、教師在學生收集證據

支持假設過程中的作用

教師作為學生收集證據過程中的組織者、引導者、合作者，在學生收集證據支持假設的過程中要適時提供器材的選擇、操作的指南及組織有效交流等。

1.提供器材選擇

進行有效的科學探究，幫助學生收集證據支持假設的過程需要一定的實驗器材。活動材料的優化、有效能為探究實驗的有效提供保障。只有當活動材料充足且為探究活動所用時，學生的探究活動，收集證據支持假設之路才能順利。通過教師提供器材的選擇，既避免學生因為沒有器材進行探究實驗而無法獲得證據，又避免了因教師指定器材的探究而扼殺學生的思考和求知欲。

如在《近視與遠視》一課中，教師提供了自制的針孔相機，不同凸度的凸透鏡、凹透鏡，讓學生可以通過實驗獲得形成近視與遠視原因及矯正方法的證據。

2.給予操作指南

進行有效的科學探究，幫助學生收集證據支持假設的過程需要教師有的放矢地予以指導和調控。由于學生年齡特點、知識結構的局限性，如果教師缺少對學生探究活動，收集證據支持假設過程中的適度指導，往往會使學生任務不明確，甚至偏離方向，最后導致尋找證據失敗，久而久之，對探究活動也失去信心和興趣。

如在《光線與眼》一課中，指導學生尋找光在固體、液體、氣體中直線傳播的證據環節，發現讓學生在簡單介紹實驗方案時，大部分小組學生對實驗的關鍵之處把握不夠（如：直接把激光筆對準放清水或淀粉溶液的燒杯）。于是教師以光在液體（淀粉溶液）為例指導學生實驗操作的關鍵之處。1.用激光型電筒（緊貼燒杯的側壁將光束照射到燒杯內（盡可能貼著淀粉溶液的液面）;2.從杯口向下觀察，光在液體中的傳播途徑。并采用追問的方法詢問學生這樣操作的目的是什么？在這樣的指導下，學生自主探究活動的曲折和難度有所降低，學生尋找證據支持假設的成功性也就大大提高了。

3.倡導有效交流

學生對探究活動現象、活動結果的討論、交流是學生在此驗證自己假設的過程，也是整理自己在收集證據的過程中獲得的信息，形成認識的過程。教師引導學生進行有效交流，有助于培養學生嚴謹的科學態度。

如在《光線與眼》一課中利用針孔相機觀察蠟燭燭焰，探究針孔相機的成像原理時，在討論為什么蠟燭燭焰的像是倒立、縮小的像時，采用教師講解、板書及視頻呈現的方法，讓學生理解。在討論為什么蠟燭與針孔的距離增大，成的像反而縮小時，教師采用讓學生運用教師講解的學習方法和已獲得的知識繪制光線的方法，并利用實物投影儀介紹交流的形式。在討論為什么針孔擴大，成的像反而亮卻模糊時，采用學生直接在視頻上講解交流的方法。

總之，科學的結論是建立在實證的基礎上的，它注重證據對結果的支撐。“收集證據支持假設”是學生獲得新知的關鍵所在，更是培養學生科學素養的需要。教師在學生收集證據支持假設的過程中的作用會對學生科學探究的成功及對學生科學核心素養的提升起著關鍵作用。

參考文獻

1.上海市教育委員會《上海市初中科學課程標準》（試行稿）2004.10

2.上海市中小學課程改革委員會 《上海市初中科學課程標準解讀》2006.1

3.科學普及出版社《科學素養的基準》2001.1