指向科學論證的學與教的設計

摘 要：科學論證是物理核心素養的主要組成部分，是在物理教學中應當著力培養的思維方式.實際教學中，科學論證被忽視了.在學習目標制定中，更多的指向對知識結論的解釋和理解而不是論證，即“有證無論”;在發現證據的過程中，更多的為了結論而忽略推理過程，即“有論無證”;在解釋證據的過程中，往往依賴“三次實驗所得證據”而缺乏質疑和反駁，即“有據無駁”.具體教學中，可以通過指向論證的目標設計、通過問題——證據鏈的任務設計、展開辯論的“反駁”設計，來走出“有證無論”“有論無證”“有據無駁”的現狀.

關鍵詞：科學論證;證據;反駁

文章編號：1008-4134（2019）16-0037 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標識碼：B

基金項目：江蘇省教育科學“十三五”規劃重點資助課題“指向科學思維的初中物理‘證據課堂構建研究”（項目編號：E-a/2018/05）;

江蘇省教育科學“十三五”規劃課題“支持兒童深度學習的區域推進學校教學變革行動研究”（項目編號：D/2018/02/86）.

作者簡介：張世成（1966-），男，陜西漢中人，本科，中學正高級教師，江蘇省特級教師，江蘇省教學名師，研究方向：基于證據的初中物理教學.

科學論證是物理核心素養中的主要組成部分，是在物理教學中應當著力培養的思維方式.如何將科學論證融入教學，促進學生物理觀念和科學思維的共同發展，是物理教學實踐中迫切需要研究和解決的問題.與此同時，科學論證也是科學探究的核心，學生參與科學論證活動能夠增強對物理概念的認識，深化對合理使用證據的理解，提高邏輯論證能力.

證據是科學論證的基石，科學論證的過程，就是“尊重證據、尋找證據、解釋證據”的過程[1].實際教學中，科學論證被忽視了.在學習目標制定中，更多的指向對知識結論的解釋和理解而不是論證，即“有證無論”[2];在尋找證據的過程中，更多的為了結論而忽略推理過程，即“有論無證”;在解釋證據的過程中，往往依賴“三次實驗所得證據”而缺乏質疑和反駁，即“有據無駁”.要落實核心素養，這些現狀就必須改變.下面以“電能與電能表”（蘇科版）教學為例，就在實踐中如何走出“有證無論”“有論無證”“有據無駁”等現狀展開探討.

1 設計指向科學論證的學習目標，走出“有證無論”的現狀

學習目標是學科的價值指向.在日常教學中，對“電能與電能表”的目標設計中，往往是這樣表達的：“通過實驗理解電功公式W=UIt，并會利用該公式進行簡單的計算.”在此目標的指引下，教師的具體教學過程就是引導學生設計實驗，收集證據去理解W=UIt，這就是說，W=UIt是一個無需懷疑的定論，我們要做的就是去解釋、理解和傳承.有證據無主張，這就是“有證無論”現象.

教材安排的順序是“學習電能表——介紹電功公式——設計實驗證明電功公式的正確性——利用電功公式進行計算”.由此看出，教材充分考慮到初中生的認知水平，它不是要學生去發現影響電功的因素并得出電功公式W=UIt，而是假定這個論點（計算公式）成立，要求學生去設計實驗，去尋找證據對論點證實或者證偽.在完成論證的過程中，培養學生“尊重證據、尋找證據、解釋證據”的論證素養，促進學生批判性思維的發展和學科關鍵能力的提升.為此，實踐中將上述目標進行修改，制定“指向科學論證”的學習目標：

會用電能表測量電能，通過電能表的使用，能用證據說明燈泡越亮的消耗電能越多（相同時間內）;

會設計實驗，找到支持或者反對W=UIt的證據，并對W=UIt的正確性進行論證.

修改后的學習目標，不再是對公式W=UIt的理解和解釋，而是論證.解釋與論證不同，解釋常始于定論，即開始解釋時就預設了學習者對結論的肯定.論證是從“暫定的假設”開始，要么接受要么拒絕，主張鮮明，為了證實或證偽主張，需要進一步設計實驗去尋找證據，從而完成知識的建構.

當然，有了目標還需要評價.為此，我們借鑒郭玉英教授的研究成果設計了“指向論證的學習評價” [3]（見表1），以幫助學生完成學習進階.

水平1，主要是明確主張，能夠將主張與證據分別開來.水平2，能夠將證據與主張建立聯系.為什么這個實驗要分兩步做？這個證據鏈有什么價值？水平3，能找到反例和質疑.這是論證的高級水平，有反駁的論證更加完善和可靠.每位學生對科學論證進行自評，確認自己處于哪一水平，小組互評，以促進組內的商討與辯護.需要說明的是，這些評價將以后測的方式呈現，用基于證據的分析方式來確認學生科學論證素養的前后變化，并為后續教與學的改進提供決策.

2 搭建“問題-證據鏈”腳手架，走出“有論無證”的現狀

有論無證，即過于注重結論而忽視推理過程，以教師的權威“強勢給定”結論，讓“尊重證據、尋找證據、解釋證據”等論證核心要素缺失，從而使得科學論證無法落地生根.

為了落實指向科學論證的學習目標，在具體實踐中，將學習任務用問題鏈的形式組成，而問題鏈又構成證據鏈，以此為腳手架，圍繞核心主張“課本上電功的公式W=UIt，你支持還是拒絕這個公式呢？你的證據是什么”來展開（如圖1所示）.

問題1：小明家為什么要交電費？

情景支持：出示電費發票.

學生論證：交電費是因為消耗了電，“耗電”是指消耗了電流、電壓還是電能？電能.理由：電路中的電流不會改變，所以不是電流.電壓總是220V，也不是電壓.

問題2：兩盞白熾燈，相同時間，哪只消耗的電能多？

情景支持：出示兩盞白熾燈，額定功率分別為25W和100W.讓它們并聯在220V的電路中同時工作40s.

學生論證：推測“比較亮的那盞燈消耗的電能多”.理由是，亮的，得到的光能多，光能是從電能轉化而來，所以，消耗的電能多.