培養學生論證能力的教學策略初探

霍敏

摘要：論證能力是指在小學科學課堂中學生的論證表現，包括能用事實、理由、反駁、限制性條件等來支持自己的主張。培養學生的論證能力，不僅可以發展他們對科學探究的主動理解，也可以發展他們對科學本質的深層理解。在教學活動中，有意識地改進器材排除干擾，借助實驗任務單開展定性定量觀察，借助圖表直觀呈現數據，利用問題鏈深入剖析論證，幫助學生獲得有效探究，建立科學探究的精神，從而有效培養學生的論證能力。

關鍵詞：實驗數據 推理論證 教學策略

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

一、教學背景

論證能力是指在小學科學課堂中學生的論證表現，包括能用事實、理由、反駁、限制性條件等來支持自己的主張。

教科版小學科學五下冊《熱》第3課《液體的熱脹冷縮》圍繞液體的熱脹冷縮，試圖通過三個實驗構建起液體熱脹冷縮的概念。三個實驗分別是：探究水的熱脹、探究水的冷縮、探究其他液體熱脹冷縮的性質。筆者在現實教學中，出現以下困惑：

1.容量大，時間少。3個實驗容量過大，在一節課中基本無法完成。

2.目標空，論證缺。通過調查，同學們已具備熱脹冷縮的感性認識，本節課的幾個實驗活動只是讓孩子們明顯的觀察到了這種現象，而對于水熱脹冷縮的本質（也就是隨著水溫度的變化，形態發生改變）并沒有進一步探究，學生在此概念上的向前發展甚少。

筆者在執教本課后，發現學生普遍存在的情況：一是學生對熱脹冷縮的認識還是停留在感性認識上;二是缺乏分析與解釋，使學生對變化與概念之間難以建立關聯，難以使概念真正內化于心;三是缺對科學邏輯思維能力的培養。

二、教學策略

如何在教學設計中培養學生的論證能力呢？以《液體的熱脹冷縮》一課為例談談自己的教學策略。

（一）改進器材，變“生活現象”為“時長探究”

基于論證的前提是學生獲取科學的數據。在探究活動中，實驗儀器的精確度、環境條件等影響下，都會導致實驗的誤差，甚至論證數據的不合理。因此，筆者先對實驗儀器進行優化。

1.改進測量儀器，避免估值影響數據

《液體的熱脹冷縮》一課教材安排用玻棒式溫度計測量放在熱水中的單口燒瓶的溫度。對于玻棒式溫度計的觀察，能以精確到0.1-0.9攝氏度，會出現估計值，引起實驗數據的誤差。溫度能否不用估計就直接顯示出來呢？基于需要，教師進行了儀器的改進：取而代之的是數字溫度計。讓學生更直觀地觀察出數據的變化。

2.改進器皿，增強實驗的直觀對比性

課本上原使用單口平底燒瓶，通過燒瓶上的雙孔橡膠塞，能同時測量出液體溫度和體積的變化，并不是單一觀測液體體積的變化，利用定性測量的方法知道“熱脹”現象，讓學生用定量觀測的方法感受到物體內能變化與形態變化之間的關系。實驗原理：液體溫度上升，體積變大。

傳統的燒瓶裝置功能有局限，只能做到測量水體積的變化但不能測量內部的水溫的變化。

所以，教師為學生提供了平底燒瓶、帶有刻度的玻璃細管、能方便在購買到的電子溫度計，組成方便測量的工具。

（二）借助圖表，有效論證描述變量之間的定量關系

1.借助任務單記錄，開展定性定量觀察

論證過程中，任務單起到關鍵作用。一是讓學生關注變化的方向;二是讓學生思考關鍵信息;三是便于接下來的數據整理。以往的教學中，教師們常見于使用記錄式的任務單，一般操作方式是學生以實驗小組形式分任務，根據記錄表讀、報數據，然后橫向分析本組數據的變化從而獲得實驗結論?；趯祿M行有效論證，并描述變量之間的定量關系，教師把任務單進行了以下調整：

1）根據測量數據，用綠筆在圖中將幾次溫度的高度連起來畫成折線圖。

2）根據測量數據，用紅筆在圖中將幾次水位的高度連起來畫成折線圖。

改進的表格比傳統的表格更加直觀和形象，學生能從中快速獲得所需要的信息，比較2者的變化關系，更符合學生的身心特點，也是學生轉變概念建構的一種更高的形式。

2.借助折線統計圖，呈現數據變化趨勢

在對數據進行論證時，往往因為呈現出的數據比較抽象，學生難以發現數據之間的關系 和解釋數據，為形成科學概念帶來困難。對于折線統計圖的呈現，使數據的變化可視化。同時，教師組織學生分析圖中的數據。同學們得出了一個普遍而具有歸納性的結論：水的溫度上升，體積也會隨之變大。

通過引導讓學生發現我們實驗中觀測水的溫度變化并不是水溫的全部，超過40攝氏度、低于20攝氏度的水也有這樣的變化嗎？

通過“個人思考—小組共識—組間交流—全班研討”四個層次問題鏈的引導，學生不再像擠牙膏那樣問一句答一句，而是主動進行交流。同時，學生論證的思路清晰，而且被質疑的小組也能進行有依據的回應。

論證活動在舉證支持、反駁與質疑、教師引導運用證據和材料、教師幫助化解反駁與質疑、對話論證等環節中進行，學生從現象到結論做出解釋，逐步形成科學概念，在完成本課知識性目標的同時，也大大提高了學生科學論證的能力。

這里，對數據的分析與交流、推理與解釋，既驗證了“一定溫度范圍內，液體的溫度上升，體積也隨之變大”又產生了新的問題。

所以今天的實驗得出的結論是：水溫在20℃～40℃之間，隨著水的溫度上升，它的體積也隨之變大。老師對知識加以拓展：液體不是在每個溫度范圍都是熱脹冷縮的。舉例：水，在4℃時便會出現“熱縮冷脹”，達到0℃以下時更明顯，如：同樣重量的冰塊體積會比水大。

三、結語

通過《液體的熱脹冷縮》一課，教師通過確鑿的證據，用定量觀測來培養學生的科學論證能力，促進學生對科學概念的深入理解和應用，并指向課堂概念背后的大概念，有效地提高學生的科學實踐能力。

在今日，以培養學生成為具有科學素養的公民為目標的科學教育訴求中，論證教學有其不可忽視的重要性。論證和推理是科學教學的核心，論證教學的主體是學生，教學的指向是發展學生的論證能力。在科學教學的過程中，需要教師創造論證的機會，讓每個孩子經歷運用論證推理結論的過程，以達到對思維能力的訓練，這是一種促進學生有效學習的教學策略。

參考文獻

[1]童海云.科學教學要重視集體論證[J].人民教育， 2013，（20） ：41-44，

[2]中華人民共和國教育部.小學科學課程標準[S]. 北京師范大學出版社，2017.3：6-9.