核心素養背景下小學生科學論證能力培養的研究

■天津市北辰區辰昌路小學 筍福鑫

隨著小學教育不斷強調學生思維能力以及學習能力培養的重要性，培養小學生科學論證能力，已成為小學教學至關重要的內容。在核心素養要求下，教師應轉變傳統的教學方式，依托于培養學生科學論證能力來設計教學方案，以此提升小學教學質量。

一、核心素養背景下科學論證的基本方式以及發展路徑

（一）科學論證的基本方式

一般來講，科學論證的主要方式有三種，分別是聯想類比、實驗推導以及變式思維。其中，聯想類比就是將同類事物特征與以往的概念進行有效聯系，以此得到全新的設想；實驗推導就是通過設計實驗活動幫助學生獲取感性認識，并結合有效的推理得到科學的解釋；變式思維就是通過不斷變化材料以及相關事例的表現方式，從不同維度對知識概念進行有效的分析，幫助學生從本質上理解知識概念。

（二）科學論證的認知路徑

目前而言，科學認證的認知路徑有三種，分別是漸進式路徑、跳躍式路徑以及滯留式路徑。其中，漸進式路徑本質上就是小學生從一種較低的認知水平逐漸朝著較高的認知水平進行正向遷移的主要過程，這也屬于小學生在科學論證過程中較為普遍的認知路徑；跳躍式路徑本質上就是小學生從某一種認知水平跳過相臨認知水平向更高的認知水平進行遷移的主要過程，僅有少數小學生在科學論證過程中存在此類認知路徑；滯留式路徑本質上就是小學生在教學前后認知水平并沒有出現明顯變化，意味著小學生很難轉變原有的錯誤認知概念。

二、核心素養背景下小學生科學論證能力的培養策略

（一）通過課前診斷來掌握學生原有認知水平

眾所周知，學生在學習新的知識以及概念時，通常具有一定的認知，也稱之為前概念。一般來講，前概念對于小學生學習新的科學知識具有重要作用。如果新的科學概念能夠與學生的前概念處于一致，就容易幫助學生理解新的科學概念；如果新的科學概念與學生的前概念并不一致，就不利于學生理解新的概念。因此，教師可事先通過課前診斷來掌握學生原有的認知水平，充分了解學生的前概念，就能夠確保教學內容有的放矢，從而提升教學效果。例如，在講解浮力這一知識點時，教師可在教學前通過談話法以及問卷調查法來摸清學生的前概念，熟悉學生的原認知結構。通常情況下，學生在學習浮力這一知識點之前已經了解過影響物體沉浮的相關因素，并對重力以及拉力等相關概念具有一定的認知，也對浮力這一概念有著生活經驗。但大多數學生容易錯誤地認為浮在水面的物體重力為0，這就難以掌握浮力測量的知識，在已有的經驗下也很難理解物體浮在水面的本質原因。通過這種方式，可幫助學生更好地擺脫原有經驗的束縛，從而真正理解浮力的知識內容。

（二）通過思維導圖來引領科學論證思維方向

首先，教師可有效梳理單元大概念以及下位概念之間的內在關聯，再將教材書本的大概念進行有效轉化，使大概念能夠轉化為大白話的形式，確保學生能夠真正理解大概念的意思。例如，針對“描述月相的變化現象”這一句大概念，教師可有效轉化為“月相就是樣子發生改變的月亮”這一句大白話，幫助學生更好地理解月相的意思。其次，教師在根據大概念進行教學時應遵循由淺入深的思維理念，引導學生的思維過程能夠從表淺水平發展到深層水平。例如，在講解《物質的溶解》這一知識點時，教師可準備粗鹽在水中溶解的實驗，讓學生有效觀察粗鹽顆粒在水中的溶解變化情況，再通過思維導圖的方式繪制出粗鹽顆粒的變化情況。如此一來，可有效幫助學生將日常現象與課堂知識點進行有效聯系，使學生能夠站在原本對溶解知識的認知基礎上深入了解到物質在水中溶解會形成微小顆粒。最后，教師可設計一些有趣的科學活動，幫助學生組建形成抽象概念。例如，在講解《磁鐵的磁性》這一知識點時，教師可設計一個關于磁鐵的科學活動，一方面讓學生看到磁鐵能夠吸引鐵塊這類的金屬材料；另一方面讓學生看到磁鐵無法吸引鋁塊、銅片等其他金屬材料，讓學生真正掌握磁鐵的磁性只能吸引鐵類金屬材質這一概念。

（三）利用實驗材料來挖掘新觀點

眾所周知，實驗材料能夠有效影響學生的思維方向。因此，教師可利用實驗材料來挖掘新觀點，幫助學生將學習經驗與知識概念進行有效聯系，促使學生獨立進行深度思考。一般來講，教師可尋找一些現象較為明顯的實驗材料，有利于突出事實以及觀點之間的內在聯系。例如，在講解《熱的傳遞》這一知識點時，教師可特意選擇“溫變油墨”類型的材料，由于這類材料能夠在遇到熱量時迅速發生變色反應，并且在遇到冷氣時迅速恢復到原本的情況，能夠有效激發學生對于熱傳遞的學習興趣，促使學生為了尋找原理進行反復試驗，從而幫助學生通過觀察實驗現象來思考熱傳遞的本質。此外，尋找一些較為典型的實驗材料，有利于加強觀點以及材料之間的關聯。例如，在講解《聲音的產生》這一知識點時，教師可特意選擇塑料小球、橡皮筋、音叉以及鋼尺等材料，使學生能夠有效觀察到物體振動效果，防止學生思維方向受到外界因素的干擾。學生能夠通過自主動手操作認識到自己以往認知存在的不足之處，發現不論是敲擊還是碰撞塑料小球，都會出現往返運動現象，從而幫助學生通過觀察實驗現象來理解知識概念。

（四）搭建反饋平臺來增強論證質量

一般來講，推理維度反饋能夠對學生實際論證水平產生重要影響，這是由于學生在交流過程中普遍會將自己原本的經驗與收集的證據相混淆，導致學生論證結果存在偏差。因此，教師可搭建反饋平臺來增強論證質量，若學生的論證過程不符合基本邏輯，再加上學生發表的觀點不符合科學概念，可要求學生進行有效解釋。例如，在講解《光源》這一知識點時，如果學生認為月光也能作為一種光源，教師可引導學生發表自己的解釋，再進行針對性的指導。由于此時學生在判斷光源時主要停留在只有物體能夠發亮就是光源的知識層面，并沒有上升到物體必須依靠自身發光才是光源的知識層面，只要進行相關引導，就能夠幫助學生重新認識光源的概念，提高學生的論證質量。此外，當學生在實際論證過程中存在質疑時，教師可組織學生尋找各種證據進行有效回應。例如，在講解《物質變化》這一知識點時，如果學生對于勺子中剩下的黑色固體是否屬于新物質存在不同看法，有的學生認為黑色固體還是糖，理由是生活中本來就存在黑糖；有的學生則認為黑色固體不是糖，理由是黑色固體存在焦臭味。盡管兩類觀點均有一定道理，但是論證過程不夠嚴密，教師可以引導學生進行思考，如果黑色固體還是糖，是不是還具備糖的特點。再讓學生將事實情況與糖的特點進行有效聯系，使學生能夠聯想到將黑色固體放到水中，要是黑色固體能夠溶解就還是糖，要是黑色固體不能溶解就不是糖。如此一來，可讓學生根據證據呈現自己的思維方式，并幫助學生意識到證據對于觀點確認的關鍵性，以此提高學生科學論證的有效性和嚴密性。

三、結語

綜上所述，培養學生科學論證能力，已成為小學教學的重要目標，教師應通過課前診斷來掌握學生原有認知水平，充分了解學生的前概念，這樣就能夠確保教學內容有的放矢；借助思維導圖來引領科學論證思維方向；利用實驗材料來挖掘新觀點，幫助學生將學習經驗與知識概念進行有效聯系；搭建反饋平臺來增強論證質量，以此培養小學生的科學論證能力。