指向推理論證能力發展的教學策略

科學思維是科學核心素養的重要內容，推理論證作為科學思維的一種形式，要求學生基于證據與邏輯，運用分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法，建立證據與解釋之間的關系并提出合理的見解。推理論證包含了學生提取信息、建構科學解釋等一系列邏輯上相關聯的實踐行為?；谡n程標準對高年級學生推理論證能力的要求，在六年級《有趣的食物鏈》一課教學中，教師設定了讓學生破解“水俁病”的驅動性問題。在這個過程中，學生從分析怪病的特征到合理猜想致病原因，建立了證據與假設之間的聯系。

一、借助大問題，激發學生推理論證能力

《有趣的食物鏈》一課，教材中原本設定了以下三個活動：通過分析草籽、老鼠和鷹之間的食物關系引出食物鏈的概念；寫出四種海洋生物之間的食物鏈；在非洲大草原上尋找多種生物之間的食物關系，建構食物網的概念。六年級學生通過之前的學習以及生活經驗，對生物體的基本特征已經有所認知，同時對常見動物的食性有一定的了解，但是尚未建構“食物鏈”的概念。他們已經初步具備一定的抽象思維能力，如比較、分析、推理等；能夠獨立完成一些探究活動，如基于問題的觀察、實驗、記錄、調查等。

在實際教學中，學生對于食物鏈的內涵理解并不清晰，他們可以輕松地理解不同生物之間吃與被吃的關系，但是在用“→”書寫食物鏈或者畫食物鏈時，容易把箭頭的方向畫反。學生在寫食物鏈時，習慣上將出現的所有生物都寫在同一條食物鏈上，這就導致一條食物鏈上會出現七八種生物。究其原因是學生對于食物鏈的另外一層含義不了解，忽視了“→”還表示能量的流動方向，能量在流動過程中是逐級遞減的。

為了解決這個問題，教師將本節課的大問題設定為解密日本水俁灣的一種群發性怪病原因。在對大問題分解的過程中，教師逐步出示關鍵信息：漁民的貓最先發病，如身體弓起、全身抽搐、步態不穩，甚至出現幾萬只貓跳海的現象；進而是漁民陸續發病，發病癥狀與患病的貓類似。學生在破解“怪病疑云”時，經歷了猜想、求證、分析、歸納的過程，發展了他們的推理論證能力。

二、構建支架，發展學生推理論證能力

1.構建問題支架，探尋論證起點

教師在情境的架構呈現上，對于小漁村怪病的描述注重“留白”，給予學生足夠的思考空間，便于將關鍵信息串聯起來分析問題。因此，教師在出示課件時，PPT上面只有患病的貓弓起的身體、患病漁民的手腕特寫以及群體性發病等關鍵信息。在猜想可能的病因時，學生的思維比較開放，認為飲食、水源、空氣、病毒性傳染都成了可能的致病因素。為了將問題聚焦在食物關系上，教師及時提供“問題支架”引發學生產生認知沖突。

教學片段

師：生活中你們見過哪些群體性發病的情況？

生：最近幾年的“新冠病毒感染”“甲流”都屬于典型的呼吸道傳染病。

師：你提到的兩種呼吸道傳染病確實具有群體性發病的特征，你們認為水俁灣的這種怪病是什么原因造成的呢？

生：我認為是空氣污染，人類都要呼吸，吸入空氣中的病毒造成了漁民群體性發病。

生：還有一種可能是飲用水有毒，貓和漁民都要喝水，這也會導致群體性中毒。

生：我認為可能是食物中毒引起的，因為食物中毒也會引發群體性發病。

師：你們抓住了“群體性發病”這個關鍵信息，有依據地猜測致病原因，這一點非常棒！我現在有個疑問，如果是空氣或飲用水引起的怪病，你們認為會出現什么情況呢？

生：我認為貓和漁民會同時發病，或者漁民會更早發病，因為漁民的飲水量比貓更多。

師：你們覺得他的觀點合理嗎？如果不是這兩種情況，還有哪些可能的致病原因呢？

生：我認為是食物引起的，資料中提到貓最先患病，由于貓的飲食和漁民不一樣，所以我認為還要關注食物的細節。

生：我來回答這個問題，由于在漁村，貓和人都可以吃魚、海鮮，所以食物來源上，是有共同點的。

師：你們可以基于依據猜想，去反駁他人的觀點，這就是我們提倡的證據意識。為了更好地破案，下面老師給你們請來了一位“幫手”。

2.構建信息支架，提升論證能力

在介紹信息時，教師及時拋出來關鍵信息，讓學生質疑自己的猜想：美國著名攝影師尤金·史密斯為了調查病因，在小漁村定居了兩年，兩年內他的生活基本自給自足，他采訪患病的漁民，拍攝了無數珍貴的患者照片，幸運的是他并沒有患病。

教學片段

師：通過這個信息，你發現了什么問題？這說明了什么？

生：攝影師并沒有患病說明該病不是傳染病，也不是空氣污染造成的。

師：你認為病因是什么呢？

生：我認為可能是食物原因造成的怪病，因為貓和漁民都要通過吃食物補充身體的能量。

師：你能結合信息對之前的猜想再次修正，有依據地自我排除了不合理的猜想，這離真相更近了一步呢！你現在能再次說一說你們的猜想嗎？

生：我認為可能是漁民經常吃海產品，比如海帶、海鮮等。大海里的海產品可能是致病源。

生：我同意，因為貓也吃海產品，所以我們一致認為可能是海產品導致的中毒。

師：尤金·史密斯將他兩年內調查到的信息以“密函”的形式發給大家了。大家先思考，再小組討論，形成統一觀點后匯報分享。

在學生聚焦到食物關系后，教師將信封內的信息卡（如圖1）以密函的形式發放給他們，不僅激發了他們的探究欲，還鍛煉了他們提取信息、歸納分析的能力。

通過閱讀資料、提取信息、分析問題等一系列的活動后，學生很容易將病因聚焦在汞中毒，并借助于不同生物之間的食物關系引出食物鏈的概念。

教學片段

師：到底是什么原因引起這種群發性的怪病呢？

生：我們小組認為是汞中毒引起的。

師：你們的依據是什么？

生：通過觀察開始提供的照片發現，患病的貓全身弓起、患病的漁民手都變形了，與資料中提到的汞中毒癥狀基本一致，所以我們推測這種怪病就是汞中毒引起的。

師：汞是以什么途徑進入人體內的呢？

生：我認為海水里的汞被海草或者海帶吸附，小蝦吃了海草，魚吃了小蝦，人吃了魚，所以汞沿著這樣的一條路徑進入了人體。

師：你能不能用“→”來表示汞的流向呢？

生：海草→小蝦→魚→人。

師：“→”在這里不僅表示汞的流向，還表示能量的流動方向。像這樣用“→”表示的生物之間吃與被吃的鏈條狀的食物關系，我們稱為食物鏈。

學生建構食物鏈概念后，便可以依托食物鏈模型去尋找海洋中其他的水俁病“患者”了。教師提問：“在這片海域中，還有哪些海洋生物可能會患病呢？”學生結合已有經驗，很容易想到貝類、海豹、海鳥、海獅、鯨等海洋生物。教師繼續提問：“你認為它們患病的原因是什么呢？”學生基于不同生物間的食物關系，寫出不同的食物鏈。教師通過兩個問題支架引導學生深度思考生物之間的聯系，并借助證據來支撐自己的觀點，達到提升推理論證能力的目的。

三、設計評價表，讓思維發展“看得見”

思維是一種無形的、不可見的過程，只有通過有效的外顯行為才得以檢驗。本課中，學生需要知道食物可以補充能量以及不同生物間的食物關系，對于群體性發病的可能性原因有著初步的了解。為了讓探究更加有效，教師可以設計表對學生的前概念進行調查，以便課中提供思維發展的支架來助力他們深度思考。

另外，評價表可以呈現學生推理論證能力進階的具體實施路徑。教師可以設計學生課堂行為觀察表，以“有依據地提出自己的猜想”“會用科學語言、圖表等方式表達，能基于證據清晰、有條理地解釋”“通過分析歸納提取有效信息，有依據地修正之前的猜想”等標準，呈現他們的思維發展過程。這樣，可以學定教、以評促教，方便教師反思、改進，為學習目標的達成以及教學策略的改進提供可行性依據。

（作者單位：江蘇省南京市第二十九中學天潤城分校）

參考文獻

[1]楊煌，張文岑.基于科學思維的小學科學教學設計[J].實驗教學與儀器，2023（05）.