如何在科學論證中提高學生獲取證據的質量

熊曳

科學課堂上的科學論證是學生個體或群體面對科學問題，根據已有的知識經驗提出主張，并基于證據建構科學解釋、辯護或反駁主張，經歷以質疑和論證為關鍵要素的評估，最終形成主張的修正或完善的動態過程。從科學論證的定義可以看出，學生獲取證據的質量不僅關系著基于證據構建科學解釋的正確性，同時關系著最終形成的主張的科學性，可以說證據的質量直接決定著整個科學論證的效率和效果。那如何才能在科學論證中提高學生獲取證據的質量呢？

在論證問題的擬定上，強調情境性和挑戰性

認知心理學理論認為，學生真正的學習過程是認知結構不斷改造拓展的過程。真實的情境性問題可以讓學生將已有的知識經驗與外部情境產生交互，從而促進認知結構的改造拓展。挑戰性問題可以刺激學生在已有知識經驗與外部情境交互的過程中產生強烈的思維活動，從而反過來促進外部知識與內部認知之間的交互，實現認知結構的不斷發展。因此，在圍繞核心教學目標提出論證問題時，要將論證問題進行“包裝”，賦予論證問題更真實的情境性和挑戰性，更好地激發學生運用已有的知識經驗去探究未知的欲望，從而產生探究的內驅力，愿意去主動獲取有效的證據來論證。

例如，在“造紙橋”內容教學中，為了增加論證問題的情境性和挑戰性，我設計了一個“小組合作設計、制作人行天橋”的探究問題，給學生的真實生活情境是學校附近某街道的人行天橋設計，挑戰性問題是要根據查閱的資料設計、制作人行天橋的等比例縮小的模型，同時兼顧承重能力和實用性。由于街道所在位置幾乎是同學們都去過的，且人行天橋是他們都接觸過的，當他們面對這個探究問題時，都躍躍欲試、信心滿滿。

在論證過程的組織上，強調適宜性和規范性

1.要求的明確性

在論證過程中，為了提高獲取證據的質量，教師需要對學生提出明確的要求。

一是，教師對學生收集事實與資料的過程提出明確的要求，如對觀察類實驗可以提出“客觀、全面、細致”的要求，讓學生觀察并記錄實驗現象，同時圍繞這三個要求來讓他們分享交流收集到的事實與資料，展開相互評價。

二是，教師對學生最終的成果有明確的評價量表，如在前文中提到的“造紙橋”中對最終的橋有承重能力和實用性的評價要求，對于承重能力和實用性的評價有具體明確的量表來支撐，學生可以對照量表想辦法獲取有效證據支撐自己的論證。

2.方法的規范性

在論證過程中，學生往往是通過查閱資料或者實驗獲取事實與資料形成論證的證據，獲取方法的規范性直接影響著論證所用證據的質量。如果是通過查閱資料的方式獲取證據，資料來源的可信度就顯得尤為重要，教師需給學生推薦一些可信度強的官方網站或者App。如果是通過實驗的方式來獲取證據，就要對實驗方法的規范性加以強調。

如在“衣服能給身體增加熱量嗎”這個問題的論證中，學生有時會因為不規范的操作（每隔1分鐘看溫度計示數時，將溫度計從衣服中拿出來看，或者在等待的時間內將手放在了測量的衣服上等）導致溫度計的示數有變化或升高，使得獲取的證據不能支撐科學的結論，甚至形成錯誤的認識。

3.材料的結構性

在論證過程中，學生需要獲取充足的證據來支撐自己的結論，而充足證據的獲取往往依賴于教師提供的有結構的材料。在“物體的沉浮”內容預測環節中，學生常常認為：物體的沉浮與物體的輕重有關;物體的沉浮與物體的體積有關;物體的沉浮與物體的輕重和體積都有關。為了充分論證這個問題，學生在設計實驗時會用到控制變量法，教師就要提前準備好大小相同、輕重不同及輕重相同、大小不同的物體。

4.工具的適宜性

在論證過程中，學生獲取的證據質量還受限于教師給學生所提供的采集事實與資料的工具是否適宜。比如觀察食鹽的晶體時，教師可以提供放大鏡或者顯微鏡;探究“拉力的大小與小車運動”關系時，如果能給學生提供傳感器自動計時，就能使得學生獲取的證據質量得到很大的提升。

在論證記錄的設計和使用上，強調指引性和完整性

在科學課上，一份好的論證記錄可以起到很好的指引作用。教師要引導學生通過記錄層層遞進地收集一系列證據，形成一個完整的證據鏈來進行科學論證。如果是打印的記錄單，還可以將探究要求、評價標準等呈現在記錄單上供學生在科學論證時進行審視，從而提高學生收集證據的質量。

例如，在“造紙橋”內容教學中，學生的任務是要設計并制作一座兼有承重能力和實用性的人行天橋模型。在實際教學中，為了讓學生的探究層層遞進，教師可以在開展探究前，根據“紙橋承重能力”評價標準（見表1）、“紙橋承重能力和實用性”評價標準（見表2）設計記錄單，讓學生自主探究出不同形狀的紙的承重能力并進行大小排序。為了讓表2中羅列的評價標準獲得學生普遍的認同感，在實際教學中，教師可以提前與學生商議后擬定，并且允許運用拍照、PPT匯報等形式充分尋找有質量的證據，論證自己所在小組制作的橋的“完美性”。

當然，記錄單設計的指引性只是一個輔助作用，更關鍵的還在于學生能夠按照指引性的記錄單進行完整記錄，記錄完整才是獲取有質量的證據的關鍵，記錄的形式不必拘泥于紙筆，還可以是與信息技術結合的有個性的記錄。在日常教學中，教師給學生創設條件利用PPT制作論證報告，圖片、文字、視頻等豐富的證據表現形式，可以進一步提高學生獲取證據的質量。