依托實驗教學養成學生論證素養

〔摘 要〕 2022年版《義務教育科學課程標準》指出：科學課程要培養學生核心素養，逐步形成適應個人終身發展和社會發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力；最新頒布的《基礎教育課程改革指導綱要》提出：基礎教育課程改革，既要加強學生的基礎性學習，又要提高學生的發展性學習和創造性學習，提倡重視創新意識和實踐能力的培養，這已成為教育教學的一個重要的目標和一條基本原則，倡導主動探究、動手實踐、積極體驗等多樣化的學習方式，使學生經歷像科學家一樣的探究過程。小學科學課程作為整個科學課程的基石，實驗教學在科學教學中具有舉足輕重的作用。富有創新性、創造力的實驗，不僅能使學生全面認識事物，掌握科學的探究方法和技能，還能發展學生的科學探究實踐能力。創新實驗對小學生科學創造力和思維的發展起著促進作用。在實驗教學時，教師應多一些趣味性、多聯系生活，采用多種形式，這樣才可以提高創新實驗的實效性，讓學生在做中玩、在玩中學，促進小學生核心素養的提高與發展。本文對依托實驗教學養成學生科學論證素養問題，進行了研究。

〔關鍵詞〕 小學科學；科學論證素養；實驗

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 23 082-084

在小學科學教學中，部分教師不重視實驗教學，用講解代替演示和實操，照本宣科，導致部分學生知其然而不知其所以然，學習積極性不高，掌握知識不扎實。其次，在實驗教學中普遍存在“推理缺失”的現象。在實驗教學中，教師在學生初讀課本，或初步探究階段，就急于揭示科學結論，不給學生提供深入探究、發現的機會，致使學生在實驗推理中數據過少，無法進行實驗推理、論證，出現推理缺失的問題，阻礙學生學習。同時，學生“等靠要”思想嚴重。實驗教學中，很多教師在學生遇到“難題”時，過早講解，進行“告訴”式教學，導致學生經常以聽為主，缺少主動思考過程，學生被動地學習，素養難以形成。學生在學習過程中，邏輯思維混亂，不能依據實驗現象推理，遇到創新型探究便束手無策。課程開始時氛圍較好，可當進入探究、問題、傾聽、表達等需深度思維的環節時，學生興趣減弱，參與探究的學生少，更不會出現生生補充、辯駁觀點的現象，科學論證素養較差。

因此，筆者針對以上問題進行分析，從創新實驗的視角，采用相應的教學策略以培養小學生科學論證素養。那么怎樣對科學教學中的實驗教學進行創新，促進學生科學論證素養提升呢？筆者從課前、課中、課后三個教學環節進行了探究，模式圖如下。

創新實驗教學模式圖

此模式圖第一層是從促進學生思維的角度，層層深入，注重思維培養；第二層分別從課前、課中、課后三個階段，根據不同的課型對實驗教學進行精心設計；第三層是通過創新實驗培養學生科學論證素養的教學意圖及教學策略。根據學生獲取證據途徑的不同，可以在任意一個教學環節對實驗進行創新，以培養學生科學論證素養。下面根據模式圖進行詳細闡述。

一、課前實驗聚焦主題，激發學生科學論證的興趣，點燃思維火花

小學科學實驗課程時間有限，無法細致深入地將所有知識展現給學生，所以教師要善于啟發學生思考，鼓勵學生自主參與到科學實驗中去，以此聯動學生課前活動，充分發揮科學實驗的價值。教師可對于部分研究主題進行課前觀測實驗以及自主實驗的設計，為即將研究的主題提供更有利以及更為豐富的科學論證。

（一）觀測實驗

科學觀察是借助人的感覺器官或儀器，有目的、有計劃地進行觀測、記錄、分析，同時對觀察對象進行客觀記錄的綜合活動。在整個科學實踐研究過程中，科學觀察是必不可少的基本認識活動。“沒有觀察，就沒有研究，更沒有認識?！笨梢姡茖W觀察是小學科學課程探究與實踐的基礎。當然，在指導學生科學觀測時，也要注意一些問題。

不便在學校進行觀察的活動，教師一定要布置好觀察的要求、注意的問題，不定期地結合科學記錄進行過程性評價。1～2年級學生可以在教師的幫助下完成簡單的表格，或者用圖畫、簡單的文字來記錄；對于3～6年級的學生，鼓勵利用對比、邏輯推理等方法進行記錄，例如《月相》《星座》《養蠶》等課。

（二）自主實驗

自主實驗的目的主要是培養學生的實驗設計能力。由于受時間、空間、設備等條件影響，設計方案經教師評閱指導后，學生可以自行在校外進行自主實驗探究，以促進對相關主題的探究，更好地了解學情。

例如在教學《發霉和發酵》一課時，教師通過訪談，了解學生在生活中看到過的食物發霉的現象。對于食物發霉的條件，部分學生猜測與溫度、水有關。因此在本節課探究導致食物發霉的因素，用饅頭為樣品，通過溫度、潮濕程度進行對比實驗是本節課的教學重點。通過課前布置探究實踐活動，落實到自主完成整個探究活動。也可引導學生課前查閱資料，以小組的形式進行分享。

二、課中實驗探究主題，聚焦學生科學論證素養提升，促進學生深度思維發展

科學課程的目標是發展學生的核心素養，主要的途徑是教學活動。在科學探究過程中，學生會聚焦情境并發現研究的問題，圍繞問題，提出猜想，制訂計劃，收集證據，并對信息進行加工處理，從而獲得結論，再進行表達與交流、反思與評價，最后應用遷移。當然，科學實驗過程并不是固定不變的，可以與科學思維有機結合進行探究活動。結合教學實踐，從以下四點進行論述。

（一）優化實驗材料

學生的學習僅僅依靠教材是不夠的，教材雖然是重要的學習資源，但不是唯一的資源。核心素養的落實要直面現實生活中的真問題，讓學生在解決問題的過程中，學習知識，提高技能，體驗情感，培育素養。一切能幫助學生解決問題的，一切能支持學生學習的環境、材料、工具，都是資源。

教師要積極引導學生利用身邊的實驗材料，進行創新實踐，使學生養成自主發現問題并解決問題的思維模式，培養其科學論證素養。通過教師的引導，對教材上的材料進行創新改良，充分利用生活中所能接觸到的實驗材料，以取得更好的實驗效果。

（二）創新實驗記錄方法

學生可以利用畫圖法畫出自己對于探究活動主題的描述，這樣可以挖掘學生模糊的、不夠全面的前認知，再通過仔細觀察和實驗，進而明確自己前認知中的不足。學生通過實驗前后的記錄對照，可以看出新舊知識的聯結，最終實現有意義的學習。

如在教學《它溶解了嗎？》一課時，基于學生的認知背景，教師可以給學生布置課前體驗活動：配制一杯白糖水，把吸管放入水中不同深淺的位置，不攪拌白糖水去品嘗的話，會有怎樣的發現呢？如果攪拌后，再放入不同的位置去品嘗，又會有怎樣的體驗呢？在講解簡單的調配過程后，要求學生一邊觀察白糖在水中溶解的過程，一邊用自己喜歡的方式進行課前預測，再根據自己的預測回家進行實驗，看誰記錄得最詳細。以學生最喜愛的畫畫方式進行記錄，培養了他們認真細致觀察及記錄的能力，從記錄中關注每個學生的思維及推理過程，為學生科學論證提供更多的依據。

（三）實驗過程創新

可借助多種儀器的創新使用，獲得更加豐富、精準的感性材料，對研究的本質進行深入研究。2022年版課程標準涉及78個學生必做探究實踐活動。通過教學實踐，發現實驗過程創新要注意幾點：由幾個小活動層層遞進有機整合成的大活動，要注意問題鏈的設計是否具有邏輯關系；在探索實驗活動中發展學生思維，一定要給學生充分的時間去思考、去表達，通過論證的方式激發學生語言表達能力以及發散學生的思維。

（四）老實驗新方法

新課程標準指導意見提倡教師要用多樣化的教學方法，改變原有的重知識輕能力的思想，采用教材教而不是教教材的教學理念。教師只有潛心挖掘教材，大膽創新，才能更好地適應新課標中的素養培養目標，有效培養學生科學論證素養。

例如在教學《摩擦力》一課中研究摩擦力大小與接觸面關系時，學生很快就能想到“摩擦力大小與接觸面的光滑程度有關”。本節課采用綜合實踐的教學方法，利用校園中不同的地面環境，讓學生分小組到校園的不同地方去測量。學生明確了測量內容，興致勃勃地去校園不同的地面去探究，例如操場的塑膠跑道、國旗臺、樓道地面等。

三、課后實驗拓展主題，延續學生科學論證興趣，進而拓寬學生思維廣度

教育部頒布了《中國學生發展核心素養》，強調學生終身發展應該具備的素養。其中，在科學精神素養中明確提出：要培養學生理性思維，尊重事實和證據，能夠提出問題，形成假設，并通過科學方法檢驗求證、得出結論。因此科學教師必須注重實驗教學的創新，除了在課堂上教師要講授的實驗，也可以提倡學生課后去完成一些拓展實驗。

（一）鞏固概念

科學論證素養的提升，不是僅靠一種教學策略或實踐活動就能實現的。同時也受環境及課堂條件的限制，不完全依靠課上的觀察和探究實驗獲得。因此可以通過開展課外的科普閱讀、科技史的學習等來幫助學生拓寬視野，提高對科學本質的認識，進而提升科學素養。

學生收集的相關資料可能有相同，也可能會出現差異，但是通過課上師生之間、學生之間的信息交流，思維的火花不斷碰撞，科學論證素養也在逐漸養成。對科技史、大部分地球與宇宙領域、環境保護等知識的學習，都可以采用這種形式。

（二）拓展應用

教師在參與學生拓展應用時，要從個別擴展到“類”再從“類”到一般規律，在幫助學生掌握概念、規律或者原理的基礎上，促使其主動參與和解決實際問題，提高思維能力。

在“植物的秘密”“植物的一生”兩個單元的教學設計中，可依據概念建構的認知發展流程，按“典例聚焦、比較異同、類比舉證、歸納概念”的概念順序建構流程，組織活動。引導學生對植物進行更深層次的探究，初步歸納出綠色開花植物的某些共同特征，觀察、描述綠色開花植物的器官及結構，了解這些器官維持自身生存所具有的一些功能。引導學生走進一株植物的整個生命過程，對于植物“身體”中種子、花、果實這三個器官進行觀察與研究，幫助學生將其結構與功能建立關聯。

（三）技術與工程相結合

技術與工程強調手腦并用、知行合一，有利于培養學生積極開放、不斷進取、努力合作以及正確對待挫折等積極情感。教師要關注以下問題：注意安全性、可操作性、科學性和趣味性；強調創意；要與學生所學科學知識相關聯；涉及的工具和材料應盡可能簡單、容易獲得；難度適中，大部分學生應能在要求的時間內完成設計和制作，教師給予過程性指導；活動前就要告知實踐活動的流程及方案，一定要有總結性的展示評價活動，以得到學生思想上的重視。實踐活動結束后，可以采用總結匯報、評價等多種形式進行展示，注重訓練學生的溝通交流能力。

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]義務教育科學課程標準修訂組.義務教育科學課程標準（2022年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2022.