樹立論證意識 培養學生科學思維能力

吳美玲

〔摘? ? 要〕? ? 在學生學習科學的過程中，教師要時刻注意讓學生及時搜集證據、整理證據、呈現證據，用證據來支持自己的觀點，對探究中發現的證據，通過反復檢測和驗證加以印證，使學生在探究活動中，既主動認識到證據的重要性，又逐步建立證據與說明的關系，提出自己的合理見解。

〔關鍵詞〕? ? 小學科學；論證意識；科學思維能力

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 09-0031-03

2022年版《義務教育科學課程標準》在課程總目標中提出：掌握具有初步科學思維能力的基本思維方法。要讓學生“對各種信息、事實、證據進行合理的分析和綜合判斷，對所研究的問題運用證據和推理進行描述、說明和預測，具備初步的推理論證能力”。其中推理論證思維是實證意識，這也是科學教學與其他學科教學的最大區別。只有通過嚴謹的實驗、精確的數據、科學的分析，才能使學生歸納出正確的實驗結論，從而獲得綜合的科學素養。

但是，在日常教學中，我們經常看到論證意識缺乏的情況：教師和學生對資料的態度不嚴謹，資料的收集以偏概全；科學分析意識淡薄，一味輕率下結論；質疑實驗不成功時，數據與前概念相矛盾；當數據和別人不一樣的時候，對自己的數據產生從眾心理。

科學講究證據、講究事實。論證意識有助于培養學生辯證唯物主義思維方式。因此，教師應當通過各種策略培養學生的論證意識。

一、科學提問是有效論證的方向

帶著問題的學習是高效的，教師要注重培養學生的問題意識。源源不斷地有問題提出恰恰體現了學生的好奇心。這是一種強大的內驅力，有好奇心的探究實踐才更具活力。

如，五年級教科版上冊《認識棱鏡》一課有這樣一個環節。

師：大自然中真的有很多美好的現象，而這些美好現象背后真的像童話故事中描述的那樣，有魔法師嗎？

生：沒有，童話故事都是虛構的。

師：魔法師是虛構的，但是雨過天晴的彩虹可是我們真實看見的場景啊！

生：對哦，眼見為實，這可不是虛構的。

生：那到底是怎樣形成的呢。

師：這一自然現象的奧秘，同學們是不是很想搞清楚呢？

生：想！想！很想！

師：那你們有什么好辦法嗎？

生：我想模擬雨過天晴的場景。

生：你難道想在教室里面模擬下雨？那書本濕了可怎么辦？

生：我在花叢中也見過五顏六色的光線，我們不如現在去看看吧！

師：同學們看看這些工具可以幫得上大家嗎？（出示：水盆、鏡子）

評析：雖然直接接觸和認識棱鏡的學生不多，但是生活中澆水的現象是易見的，水盆、鏡子也是易得的。教師不是直接展示三棱鏡，而是從美好的自然現象，導入虛構的童話故事，由學生自己在好奇心的驅使下提出問題，并試圖找到解決問題的方法、設計解決問題的方法。

研究的問題源于學生的觀察和思考，研究的方案源于學生的聯系與研討，研究的發現源于學生的探究與交流，學生的思維由感性逐步走向理性。學生的推理、論證、解釋能力也在不斷形成。

二、實事求是是論證思維的初心

嚴謹求實是指學生在科學探究的過程中，應該謹小慎微，以事實為依據，以實踐為檢驗依據，而不是一味地把別人的觀點、建議照單全收。唯有尊重事實，實事求是的品格才會形成。

（一）用鐵板釘釘的證據論證

科學思維是從科學的角度，證據是支撐學生正確認識的支柱，是認識客觀事物的本質屬性、內在規律和相互關系的途徑。教師要始終注重讓學生及時搜集證據、整理證據、呈現證據，用證據支撐自己的觀點。

如，在六年級下冊教科版科學教材《發現變化中的新物質》一課中有這樣一個環節。

師：這個水到底是蠟燭燃燒產生的，還是空氣中的水遇冷凝結的？

生：肯定是蠟燭燃燒產生的。因為被子下面就只有蠟燭在燃燒啊！

師：可是蠟燭火焰的周圍也有空氣，空氣中也有水呢。

生：空氣中的水是不是真的遇冷就會凝結在一起？

師：每個人的看法都不夠實在，也不夠堅決哦，這樣很容易以偏概全。

同學們有沒有什么好辦法可以讓大家找到依據，證明這個水到底是哪里來的？

生：我們可否把玻璃杯加熱一下，放在上面，這樣就不會有遇冷凝結的情況了。

師：這樣玻璃杯過一會兒也會溫度降低的，不夠穩定。

生：我們可否做個對照實驗，把蠟燭換成另外一個發熱的裝置？

師：能用什么代替呢？

生：火柴。

師：火柴也可以。不過火柴還是燃燒著的物質，會不會也產生新物質？

生：那就用燈泡。

點評：在科學探究活動中，教師要引導學生在接受書本信息或其他學生、教師的觀點時，不要輕易迷信權威和科學結論，盲目接受，而要做到不唯上、不唯書、不唯眾，唯“據”。要經過自己的認真分析和思考，敢于用實驗來驗證，敢于尋找新的證據；要做到“有據可依”，對自己的看法增強說服力。

（二）用客觀存在的數據求證

在科學探究的過程中，必須反復實驗。認真觀察取得的數據，才是有力的實證，才經得起質疑和驗證。要培養實證意識，就要培養學生關注實驗資料。這是證據的重要組成部分，也是得出科學概念的重要依據。在科學探究活動中，學生通過觀察、實驗和其他操作活動得到有關資料，教師應引導學生對每一項數據加以關注，以便對有關問題或現象進行說明。

數據是有力的實證，支持科學理念的形成。

如《時間在流逝》一課有這樣一個環節。

師：請匯報一下你們的數據，并說說你們的發現。

生：我們組記錄的數據是這樣的，2分56秒，2分50秒，2分59秒，2分57秒。所以我們組認為，燃香可以用于記錄時間流逝。

師：其他小組都是這樣的數據嗎？有沒有不同的情況？

生：沒有。

師：第4小組沒有說話，也沒有舉手，是為什么呢？你們的數據可以分享一下嗎？

生：我們的數據可能記錯了，組長還沒有修改好。

師：這是為什么呢？沒關系，你可以大膽分享出來，大家一起幫忙分析一下。實驗當中出現一些異常現象也是有可能的，不一定是你們錯了，不要擔心。

師：不過，不管什么情況，都不能隨意修改原有的真實數據，我們要尊重自己的實現現象和事實。就算這些現象和其他人的都不同，也要敢于面對和分析。是實際測量的數據寫錯了呢，還是你們小組的工具有什么異常？

生：我們組的數據是1分鐘，2分40秒，2分55秒，2分鐘。

師：什么原因會讓香剛開始和最后燃燒得都比較快呢？大家一起想一想。

后來在七嘴八舌的猜測和第四小組的回憶反思中發現，剛開始的時候，他們組特別興奮，一邊觀察一邊說話，還用小手扇風，讓香味散發得更快，而最后的時候，他們希望第一個完成實驗，所以又加快了空氣流動。

評析：教師關注全體學生，對課程的推進不盲目，而是積極引導學生對意外數據進行反思，讓他們像科學家一樣，對意外數據加以關注，對意外數據大膽質疑，幫助學生對意外數據的成因進行分析，引導學生對整個探究過程認真梳理和反思。這有利于學生養成良好嚴謹的探究習慣。

（三）用逆向思維的方式證偽

科學的論點都能夠被證實、證偽的。我們要在5～6年級教學中多開展證偽實驗，旨在實現學生實證意識的長遠發展。

如，在六年級課本上冊《晝夜交替現象》一課中有這樣一個環節。

師：同學們提出了這么多種晝夜交替的假設，到底哪一種假設才是宇宙中實際存在的狀態呢？

生：誰都知道地球是繞著太陽轉的。這個想都不用想，直接就可以做出正確選擇了。

師：雖然有些科學知識已經過很多科學家論證了，但是我們在學習的同時，也可以嘗試回到當初未知的探究狀態，試著用我們自己的智慧和思維看看能否得出相應的結論。這是一種很好的思維考驗。

生：可是我們都已經知道其他觀點不成立了，那我們還有必要證明它是否成立嗎？

師：那我們可否嘗試尋找證據，用客觀現象論證它不成立呢？

生：哦，我明白了。雖然僅地球自轉也能實現晝夜交替，但是交替的時間周期就不像我們現在生活中的這樣，而是非常均衡不變的日出日落時間。

師：瞧，你已經有了證偽的思維了，大家就按照這樣的思路繼續證明其他假設可能性吧。

評析：教師沒有跳過探究直接教授結論，而是引導學生嘗試證偽。這是“像科學家一樣思考問題”的必備技能之一，面對學生已有的認識基礎和已成共識的科學觀念。

三、科學表述是推理論證的呈現

體現科學思維的深度探究實踐，不僅僅表現在動手做，還要重視表達與交流。這也是學生學習后內化的具有科學特性的品質。教師要引導學生把自己的所思所想表達出來，把內隱的思考說出來。這有助于思維外顯，促進交流。

如，六年級下冊《發現變種的新物質》一課有這樣一個環節。

師：通過仔細實驗，大家說說白砂糖在加熱過程中是否產生了新物質？

生：產生了新物質。

師：我建議大家用這樣的方式表述。例如，在白砂糖加熱實驗中，我觀察到了什么物質發生了什么變化，表現出什么狀態，我判斷這是或者不是一種新物質。

生：我來匯報。我剛才特別認真地在觀察，發現白砂糖在加熱后期顏色變黑了，還冒著煙霧，有一股難聞的味道，最后都燃燒起來了。這和最初的白砂糖的樣子完全不同，所以我判斷這個實驗最后產生了新物質。

師：你的表述比剛才更加有理有據了。哪位同學再來補充一下白砂糖加熱的初期是什么現象？這樣對整個實驗的描述就更完整了。

點評：教師在教學中要注重培養學生的表達、描寫能力，必須規范細致地觀察，才能得出有效的事實，掌握事實的證據，才能回答科學的問題。

科學需要進行一系列的證實與證偽，從而獲得相關的結果，針對這個結果再進行反復實踐，確保結果更加準確。學生根據現象進行推測并不難，難的是主動檢測和證實的意識。這是教師教學和學生學習中容易忽視的，也是核心素養培養的一個重要方面。學生在科學探究活動中，運用證據來證實自己的觀察結論和推測結果。教師要有效培養學生形成實證意識并且將這種意識深化發展下去，使學生獲得全面的科學素養，為終身學習做準備，為終身發展奠基。

參考文獻

［1］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］喻伯軍.義務教育課程標準（2022年版）課例式解讀科學[M].北京：教育科學出版社，2022.

［3］吳樹生.小學科學課學生實證意識的培養[J].小學科學（教師版），2014（3）.