強化學生探究中的“證據意識”

◇杜 偉（廣東：深圳市寶安區教育科學研究院）

一、證據的科學意義——相信證據

教科版科學教材的核心作者王小梅老師，曾經上過一節三年級的全國公開課——《水珠從哪里來》。課堂上有一個特別有意思的細節：前排的一個男生，從上課一開始，就堅信一個觀點，就是裝有冰水的玻璃杯外面的水珠，是從杯口流出來的。當然，除了以這個男生為代表的解釋，還有另外三種不同的解釋。王小梅老師帶領學生從一系列實驗現象中尋找能證實或證偽這些解釋的證據，通過論證活動，成效顯著。在大量的證據面前，大多數起初持錯誤解釋觀點的學生都改變了自己的看法，唯獨前排這個男生，無論面對多么有說服力的證據，還是堅持自己起初的觀點。最后，王小梅老師對他，同時也是對全班學生說：你可以保留自己的觀點，但老師給你個建議，在證據面前，你要尊重證據。證據和自己的想法，哪個更重要？所以我建議你再仔細看看（事實和證據）。

這個場景，讓我想到了達爾文進化論與宗教神創論近200年的終極爭論——人到底從何而來？在證據和信仰面前，有人選擇相信科學，有人依然執著宗教，科學和宗教因此而產生的爭論從未停止過。選擇相信科學還是宗教，是一個復雜的社會話題，拋開宗教積極的社會意義不談，如果只從邏輯和事實的角度進行判斷，誰更理性，不言自明。在“證據”面前，“我認為”這樣的字眼是何等蒼白！因此，科學教育的一大價值就在于讓學生學會用“證據”說話，而不是蠻橫無理地堅持“我認為”。

二、證據的追本溯源——提出觀點/假設/推理

很多科學真理的確立，最初都是從一個假設或一個推理開始的。如果這個假設或推理可以找到更多的持續不斷的證據，那假設或推理就更加接近事實的真相。《水珠從哪里來》這個內容，到底需要找些什么樣的證據？那就要看學生能提出什么樣的觀點（假設）了。

課例1

課例2

兩種課例雖然具體流程和組織方式不同，但秉持的核心理念，都是以證據來說明觀點的可靠性。你贊同哪個觀點，請給出證據，你懷疑哪個觀點，也請給出證據。你的證據既可以來自眼見為實的現象，也可以來自符合邏輯的推理。在王小梅老師的案例中，為了規范學生用證據說話的習慣，甚至給出了這樣的例句：

我剛才的猜想是（ ），在觀察中我發現（ ），所以我（堅持/否定）我的猜想。我現在的新想法是（ ）。

可見，證據在科學探究中的意義不言而喻。

也許有的老師在上這節課的時候會發現，不同于以上課例，學生并不能提出這么多不同觀點。原因是什么呢？我見過一位老師的處理方式是：在觀點問詢的時候，采用小組合作的方式，將“水珠從哪里來”的猜想用集體結論的方式來組織。很多想法在小組討論時就被“斃”掉了，根本輪不到被老師發現。個性化想法提前被淘汰，導致預測的觀點基本趨于一致。這是值得關注的問題。

三、證據的獲取途徑——學生記錄

探究活動的目的是獲取證據，但并不意味著有了探究活動，就能發現有價值的證據，一定還需要輔助手段，比如記錄單。有了記錄單還不夠，還要根據證據搜集的實際需要，設計一個結構化的記錄單。有經驗的老師，還會巧用學生記錄單里的關鍵信息，把論證活動推向深入。

二年級《它們去哪兒了》一課，研究食鹽、紅糖、小石子在水中的溶解對比結果。一位老師設計了如下的學生記錄單：

以上是兩個不同小組的兩份不同記錄結果。從記錄證據和現象的角度來看，這份記錄單的設計，簡直太棒了：有過程性的可視化記錄，也有規范的結論勾選。從兩份記錄單里，除了這節課需要重點關注的“誰容易溶解于水”的信息外，我能看到的值得挖掘的信息，至少還有以下三條。

第12 組畫的小石子的顆粒，在圖中的大小發生了變化，但結果里勾選的是“不變”，能否說明原因呢？（觀察結果和表征結果的不匹配）

第8 組在攪拌后的圓圈里，在食鹽和紅糖一欄什么都沒畫，是表示食鹽和紅糖徹底消失了？還是看不見顆粒了？（物質溶解的根本原因：肉眼可見的大顆粒變為肉眼不可見的極小顆粒，均勻分散到水中。）

兩個組的食鹽和紅糖在攪拌后，結果不一樣，說明了什么呢？（物質的溶解能力可能存在一定的限度。）

再例如,在三年級《磁鐵有磁性》這節課里，一個學生的記錄單結果如下：

這份記錄單里，有兩個值得追問的信息挖掘點。

鋁片的預測和實測結果不一樣，其他學生的結果也是這樣嗎？如果不是，產生差異的原因是什么呢？（記錄失誤？材料不純？其他原因？）

對銅片和銅燈帽的預測是可以被磁鐵吸引，但對銅線的預測卻剛好相反。都是銅質物品，為什么會有不同的預測結果？（了解學生是否持有這樣觀點：物品用途會影響其被磁鐵吸引的結果。）

四、證據的虛擬使用——思想實驗

證據獲取后，如何利用其來佐證自己的論證言辭，也是需要老師引導學生刻意訓練的地方，同時也不能忽視“思想實驗”的方法。所謂“思想實驗”，百度詞條上的定義是：使用想象力去進行的實驗。所做的都是在現實中無法做到（或現實未做到）的實驗。按廣義的理解，在大腦里虛擬演繹的實驗都可以稱為思想實驗。例如，有一次我上《用氣球驅動小車》這節課，當預測使用粗噴嘴和細噴嘴哪個驅動力更強時，有一個學生大膽提出：兩者應該是相同的！因為她記得在做雨量計實驗的時候，只要容器符合雨量計標準，無論是大口徑還是小口徑的容器，最后測得的降雨量都是一樣的。以此類推，她認為粗噴嘴和細噴嘴也是相同的原理：粗噴嘴推力大，但放氣快，推力作用時間短暫；細噴嘴推力小，但放氣慢，推力持久。兩者的優劣勢相互抵消，最后的作用效果也就差不多了。雖然這樣的經驗是經不起檢驗的，但當學生用“思想實驗”的方式提出這樣精彩觀點的時候，值得我們為她鼓掌。

五、證據的補充手段——科學閱讀

我們看過這樣一些資料：科學家每年的閱讀時間占了他工作時間的23%，用于說和寫的時間達到58%，科學家就是這樣在工作。我們的學生有多少時間在課堂上讀、寫、說這是很值得我們思考的問題?！端閺哪睦飦怼愤@個內容，雖然可以通過諸多的證據說明，水珠是從空氣中來的，但論證過程中各種觀點的交互，難免會讓一些學生依然抱有懷疑的心態。為了讓學生對“水珠從哪里來”的科學事實更為明確，王小梅老師的方式是采用更多生活案例進行類比舉證。也有的老師，直接采用科學閱讀的方式，將科學家對于“水珠從哪里來”這個問題的研究結果，清晰明了地呈現在學生面前。這些都是行之有效的解決方式。因此，學生自己的科學實驗論證搭配閱讀資料的科學解釋，應該成為科學課的一種常規探究手段?！?/p>