引領科學論證 建構科學概念

從某種角度講，科學教育的本質在于推理論證，論證是由“資料”推論而產生“主張”，同時說明推論過程與理由，并且在“主張”受到質疑時能夠對自己的理由和依據做出合理性辯護的一種活動。將論證引入科學探究過程中，學生能圍繞核心問題開展論證活動，經歷假設猜想、想各種方法收集所需要的證據，在探究一步步推進時，經受同伴的質疑，對自己的觀點作出反思與辯護、調整，最后達成共識的動態的建構科學概念過程。學生由此可以學會用科學的思維方式，感悟科學產生的過程，強化對科學本質的理解。

一、引領學生尋找證據解釋問題，讓學習成為學生的內在需求

在科學課上，我們經?？吹?，老師讓學生怎么做學生就怎么做，看似熱鬧的活動往往停留在淺層次的操作上，學生不清楚自己動手的目的和意義，缺乏內在需求的支持，學習處于虛無縹緲的狀態，效果也是可想而知的。我們應當引導學生基于核心問題進行活動，為了尋求問題的解釋，他們會主動經歷探究過程，尋找證據，就會變被動為主動，證據意識的培養也會進一步落實。

《相貌各異的我們》一課，在提出“我們相貌是否一樣”這個研究問題后，許多教師就會提出先觀察兩個同學的相貌特征，再觀察全班同學的相貌特征，統計一下全班同學的相貌是否一樣。整個學習過程學生比較被動，是教師強加給孩子的活動。我嘗試以論證問題引領孩子探究，收到了很好的效果。

學生在提出“人的相貌是否一樣”這個研究問題后，我把問題又踢回給學生：科學是講究證據的，你們能尋找充分證據來證明你的觀點嗎？學生明確了要研究的問題，就像船只有了航行的目標，接下來活動就是圍繞“我們的相貌是不是各異”的問題設計論證方案，想各種辦法不斷收集證據。這樣，學生的學習不僅有方向、有目標，還具有挑戰性，不會出現老師讓我怎樣做我就怎樣做的被動應付狀態，大大激發了他們像科學家那樣自主探究的學習欲望。

當然，并不是所有的科學問題都適用論證的方式，教師應當選取那些不是只有單一解釋的現象或主題作為學生開展論證活動的課題，如“物質發生了什么變化”“月球環形山是怎樣形成的”“金魚嘴巴一開一合在干什么”等主題，即主題要具有爭辯性，具有多元的觀點，能挑戰學生的原有立場，激發學生尋找證據去經歷論證過程，通過爭辯引發學生的反思建構，這樣才能引起有效的論證。

二、帶領學生經歷基于證據的推理論證過程，并使論證思維過程顯性化

聽了會忘記，看了能記住，做了才能真正理解。引領學生經歷一次次的推理論證過程，在親歷中感悟推理論證，是培養他們科學素養的有效途徑。一位老師執教《水珠從哪里來》一課時，教學過程如下：

學生發現帶有瓶蓋的杯子外壁布滿水珠，提出了“水珠從哪里來”的研究問題；

教師引導學生根據觀察到的現象提出各種推測，有的小組認為是杯中的液體通過瓶體滲出來的，有的認為小水珠是從瓶蓋縫中流出來，還有的組認為是外面的空氣變出來的；

學生圍繞不同的推測去觀察實驗，尋求證據，根據第一輪的證據分析，再次修正、提出“水珠從哪里來”的解釋；

針對修正的推測解釋，再次尋求證據，直至得出正確解釋。

這樣，學生經歷了推理論證的過程，知道了科學解釋必須要有證據，要收集證據就必須把自己卷入觀察研究中，像科學家那樣“真槍實刀”地去親歷，感受探究之路的迂回與曲折。

基于推理的論證突出了科學思維方式與過程，是思維從具體向抽象發展的過程。小學生活潑好動，自制力不強，思維缺乏自覺性，自覺檢查、調整或論證自己思維過程的能力較差。因此，要盡可能把學生的科學論證思維過程顯現出來，讓學生明晰論證過程，相互學習，并且通過對論證過程的表達，促進學習個體思維過程與方法的鞏固與理解。

我在教學《相貌各異的我們》一課時，發現學生對性狀組合后相貌種類的增加認知不足，他們在課堂上只是看著性狀編碼圖一層一層地增加，相貌種類也隨之增加，到底中間發生了怎樣的組合，與統計分析“全班同學的相貌是否各異”這個觀點有什么關聯？他們似懂非懂。這是一個有難度的論證環節，只有讓學生統計分析的論證過程顯性化，在他們需要幫助的重難點處適時引導，探究活動才能真正轉變為學生自己的論證活動。為了達成教學目標，我設計了一張導學單作為幫助學生經歷論證的支架。

《相貌各異的我們》導學單

同學們，通過觀察，我們已經知道了自己的相貌性狀，全班同學的相貌各異嗎？

1.分類

想一想：我們選取的酒窩、耳垂、眼皮、頭發、前額發際這5個性狀進行組合，一共可以組成幾類人？（請小組同學合作，從信封中取出性狀紙片，在分類結構圖中擺一擺、數一數，一共能組合成幾種相貌類型的人？

2.統計分析

自己的相貌屬于哪一類？全班同學的相貌一樣嗎？

教學中，學生根據提示，通過操作與思考，把性狀的組合顯性化，為理解性狀編碼圖做好了充分的準備，降低了學習難度，避免了論證活動出現漏洞或“死角”。

隱性思維顯性化的過程是指將原本不可見的思維路徑、方式、規律，運用圖示或圖示組合的方式呈現出來，以期產生增強記憶及加深理解的效果。凸顯學生的論證過程，其實是強化科學思維訓練的一種方式，導學單只是其中一種典型的方式，還可以用思維導圖、結構性材料、語言表述等。

三、引領學生對推理論證進行評價與反思，促進證據和觀點的協調

論證活動要讓學生面對多種證據與各種可能的結論形成合理的主張，在論證過程中，學生要有理有據地表達自己對問題的看法，借助于“精致化”的語言來交流和表達推測和解決問題的方案，用科學的語言把論證過程中直觀、零散的發現進行概括和整理，使之形成有條理、有內在邏輯的科學概念。

例如，小蘇打和白醋混合活動后，教師組織學生交流小蘇打和白醋的混合與小蘇打在水中的混合有什么不同，有什么證據？學生交流如下：

“小蘇打在水中慢慢地消失了，溶解在水中了。小蘇打和白醋混合后，會產生大量的氣泡，小蘇打和白醋混合不是溶解現象?！?/p>

“小蘇打和白醋混合后，一開始冒泡泡，后來就變成了一杯液體，看不到小蘇打了，我們覺得小蘇打也溶解在白醋里了。”

“我們組往小蘇打和白醋混合后剩下的液體中再倒入一些白醋，液體不會冒氣泡，說明小蘇打不在了，這種混合不是溶解現象?！?/p>

“我們組往小蘇打和水混合的溶液中放入白醋，發現會冒氣泡，說明小蘇打還在，說明兩個混合是不一樣的?！?/p>

可見，師生、生生之間的反思、評價、表達，可以讓“緘默性”的學生個體經驗轉化為顯性的可以言說的集體共識，成為學生推理論證、構建科學概念的催化劑。

在《相貌各異的我們》一課交流反思環節，學生圍繞“我們的相貌是否各異”這個論點，先從兩個同學的相貌觀察入手，再擴大到全班學生相貌的觀察、統計，針對統計中出現信息分散、難以發現規律的情況，他們想出了分類和編碼的方法。接著，學生在交流研討中發現全班有相同性狀的學生出現，我就以班級出現的相同性狀編碼的幾個學生為繼續深入研討反思的突破口，趁熱打鐵追問：這幾個性狀編碼相同的學生的相貌真的相同嗎？是什么原因造成的？學生思考后認為：這幾個學生只是這5個性狀相同，隨著性狀個數的增加，這些同學不可能分在同一類。于是，我順勢出示了在5個性狀基礎上再增加1個能分成幾類，再增加2個、3個、4個……40個又會有幾種相貌特征的問題，引導學生對自己的論證進行反思和評價，并對自己建構的觀點有根據地調整和修改。隨著論證交流的深入，學生能把他人的說法與自己的論證過程及發現進行比對，產生思維碰撞，使原有想法與新證據之間形成多重“對質”，提煉出更為合適的解釋，最后達到理論與證據的協調，即促進前概念向科學概念的真正轉化。