基于實證意識培養的小學科學教學

江蘇省無錫市港下實驗小學 尤春來

科學的目的在于認識世界，一部科學發展史，就是一個不斷發現證據來證實猜想、得出結論，對世界產生新認識的過程，所以科學離不開證據，證據是科學的根基。因此，在小學科學教育中培養學生實證精神、樹立證據意識應該成為科學課教學的重要任務。

一、培養學生實證意識的重要意義

實證是科學本質的體現。科學是什么？科學的本質是什么？對這個問題的回答有很多不同的答案，但是比較一致的觀點都認為科學應該有這三方面特征：1.科學是一個實證系統，科學可以通過證實的、證偽的方法得出結果；2.科學是講求邏輯的，科學結論能通過推理的方法得出；3.科學結論有局限性，隨著時間發展，結論可能會被推翻或更新。從以上對科學本質的看法中可以看出，實證是科學的首要特征，是最重要的特征，科學的邏輯性必須以證據為前提，科學結論的得出也必須以證據為基礎。

實證是課程標準的要求。2017版《義務教育小學科學課程標準》中“倡導探究式學習”這一條課程理念是這樣表述的：“以證據為基礎，運用各種信息分析和邏輯推理得出結論，公開研究結果，接受質疑，不斷更新和深入，是科學探究的主要特點。”由此可以看出，課程標準明確把科學的實證思想作為教學的理念，指引科學教學。

實證是發展科學思維的需要。小學科學教育對學生進行科學啟蒙，除了要讓學生獲得一些基本的科學知識，最主要的是培養學生的科學思維能力。科學思維是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出疑問、批判，進而提出創造性見解的能力。科學思維的總綱就是實證和邏輯，因此，要培養科學思維能力，離不開實證意識的培養。

綜上所述，培養學生的實證意識應該成為小學科學教育的重要任務。

二、課堂中缺乏實證意識的現狀

觀察我們的小學科學課堂，漠視證據、缺乏實證意識的現象比較多見。

（一）教師實證意識不強

課堂教學的目標有時候單一地指向獲得“科學結論”，探究教學中只要獲得了期待的答案就直接總結出實驗結論，課堂交流便戛然而止，可能存在的特殊數據、異常數據就被無視、過濾掉了；當學生的實驗證據不支持假設，事實與原本想法相背離的時候，教師會把原因簡單歸結為實驗誤差而不再做深入探究，這些都是教師證據意識不強的表現。

（二）學生證據意識缺失

課堂交流中很多學生習慣性服從教師的想法，服從同學的意見，缺乏自己獨立的思考，遇到自己的實驗數據與同學有差異，還往往會認為是自己的實驗出錯，缺乏學習自信；學生不重視實驗記錄，馬虎應對，數據記錄不完整、不準確的情況時有發生；為了迎合大部分同學的數據而更改自己的數據，種種不尊重事實、不尊重證據的情況對后續探究都產生了極大干擾。

三、培養實證意識的課堂教學策略

在新版《義務教育小學科學課程標準》實施意見中，實事求是這一維度的分級基本上是按照如下思路：一至二年級學生具有實事求是的意識；三至四年級學生能基于證據堅持或者調整自己的觀點；五至六年級學生能對不一致的結果進行分析，并進行再次觀察和實驗。在課堂教學實踐中，教師可以據此有意識地采取以下策略。

（一）切實提高觀察成效，收集有效證據

在科學界有這樣一種共識，評判一項科學是否科學，首先不在于你的理論有多么高深，而在于你的觀察資料有多真實。小學生進行科學探究，大部分證據都來自觀察，實驗也可以理解為一種觀察，觀察自然事物，觀察實驗對象，觀察實驗現象，來收集證據，獲得事實。因此，觀察的成效會直接影響探究結果。

1.學習掌握觀察方法。觀察事物的時候，我們要讓學生養成多感官全面觀察的習慣，先用眼睛看，再可以用鼻子聞一聞，可以搖一搖，聽聽聲音，還能用手摸一摸，感受一下粗糙與軟硬，如果是食物，在得知食物安全的情況下還可以嘗一嘗它的味道。另外，對事物的觀察也需要講究方法，比如，觀察一朵花的結構，可以先整體觀察花的形態，由哪幾部分組成，再按照順序對每個局部展開細致觀察，每部分的形態什么樣、數量有多少，力求細致全面，避免遺漏信息。

2.學會準確使用儀器。我們人的感官功能是有限的，儀器可以幫助我們拓展感官的能力，也可以幫助我們對事物進行定量觀察。比如，測量力的大小要用測力計，使用前要對測力計進行校零，測量過程中如何讀數、怎樣保證數據的準確等事項，都涉及儀器的操作使用方法，而方法的掌握需要我們指導學生多次練習。有了儀器的幫助，再加上認真細致的觀察，就能獲得可靠的數據。

3.制訂可靠觀察方案。我們還需培養學生為獲得可靠數據而進行決策的意識，也就是制訂觀察方案，這是實證意識的深層體現。比如，測量一杯熱水在空氣中的降溫是不是有規律，選擇多少起始溫度的熱水、每隔幾分鐘測量一次、測到什么時候停止等都需要綜合考慮。實際上一杯熱水的降溫會呈現先快后慢的規律，最終的水溫會和周圍空氣的溫度持平，因此，選擇剛燒開的水或者90攝氏度左右的水開始測量，每隔2分鐘測量一次，會明顯觀察到降溫的變化，如果選擇五六十攝氏度的水進行實驗，數據的下降規律就不會這么明顯，所以在實驗之前制訂可靠的方案顯得尤為重要。

（二）尊重事實數據，謹慎得出結論

實證意識在科學課堂中的一項具體體現就是“用數據說話”。數據有助于學生尋找規律、得出結論，數據使課堂探究變得更真實、更準確、更可信，尊重數據是科學探究活動必須遵循的準則。

1.分析整理數據，探尋規律

探究中學生采集到的數據有時是表象的，有時是凌亂無序的，需要對數據進行比較、整理、分析。對數據進行分析，可以對數據進行排序或繪制統計圖表，這樣可以更好地體現出數據的關系。比如，研究聲音在各種介質中傳播的速度快慢問題，當獲取了一系列數據后，對數據進行排序，就能發現在固體中傳播的速度最快，其次是液體，最后是氣體。再深入研究，還能發現實際是跟密度相關，密度越大，聲音的傳播速度越大，反之亦反。用數據說話，這也是實證觀的體現。

2.不輕易否定異常數據

實驗中學生收集的數據，難免會有差錯存在，錯誤的數據、不支持假設的數據經常會出現，教師在遇到異常數據的時候，應該帶領學生分析產生的原因，反思實驗過程中是否有錯誤操作出現。如果實驗很規范，那教師也應該本著實事求是的態度對待異常數據，謹慎得出科學結論。比如，研究擺的快慢，按照假設會分別進行擺線長短、擺角大小、擺錘輕重三方面的對比實驗，數據中能發現擺線長短對擺的快慢的影響是顯而易見的。但擺角和擺錘實驗的數據往往不會完全一致，即使考慮實驗誤差的存在，我們也不妨把結論更改為“擺的快慢與擺角大小、擺錘輕重關系不大”這樣的表述，更符合理性精神。

（三）勇于質疑反思，培養理性思維

基于證據的思維，要求人們形成基于實事求是的科學態度，具有基于證據和推理發表自己見解的意識，樂于傾聽不同的意見和理解別人的想法，不迷信權威，勇于修正證據和完善自己的觀點。

科學課堂上，我們要培養學生的質疑精神，能根據證據謹慎分析、做出判斷，擁有自己獨立的思考。在一節關于液體的課上，教師出示了兩杯無色透明的液體，取出一個雞蛋，放入第一個杯子里，雞蛋下沉，撈出雞蛋繼續放入第二個杯子里，雞蛋浮著。有孩子猜測第二杯液體是鹽水，那怎么證明呢？于是孩子上前給大家做實驗，往清水里不斷加鹽，雞蛋終于浮起來。孩子說，這就是證據，說明教師的那一杯肯定也是鹽水。教學到此為止，貌似完整了，但是其實仔細推敲下，還可以引導學生再想一想：我們看到的事實是同學的鹽水讓雞蛋浮起來了，這樣的一個條件是不是足夠證明教師那杯也是鹽水了呢？兩杯液體看上去都是無色無嗅的。是不是只有鹽水才能讓雞蛋浮起來？別的物質溶于水后有沒有可能也產生這樣的現象？要把水蒸發了看是不是會析出鹽的結晶，證據才充分。在這樣一連串的質疑和思考中，學生的科學思維變得更嚴謹，能對證據做出理性評估。

科學的本質在于建立證據，在小學科學教學中培養學生實證意識，有利于形成理性、批判的學科思維，具有普遍意義的教育價值，是科學本質觀的體現，也能更好地促進學生科學素養的發展。