用證據說話 培養學生科學論證能力

◇陳 斌 （浙江：杭州市蕭山區城東小學）

科學論證是培養學生實證意識的重要學習方式。學生在論證過程中，需要像科學家一樣經歷深層的探究過程，通過收集觀察到的事實和證據，開展個人論證和集體論證，并將證據和結論有機聯系起來。論證教學的開展，能夠加深學生對科學知識的理解和掌握，還能引領學生走向深度探究、發展理性思維，進而提高科學素養和對科學本質的認識。

一、研究現狀：科學論證是科學實踐的關鍵要素

科學論證是學生習得科學知識、掌握科學技能、發展創新能力必不可少的環節。美國《K-12科學教育框架》聚焦兩方面的重要內容：一是提出“科學即實踐”，作為實踐的科學，不僅包括科學過程與方法，還包括以語言為載體的社會互動與話語論述；二是提出以論證和批判為關鍵要素的評估活動是科學實踐的核心（見下圖），在探究實驗和構建解釋等具體的實踐活動中都需要辨別、比較和評判不同的競爭性觀點。

2022年頒發的《義務教育科學課程標準》中有較大篇幅提到“基于證據、事實表達自己的觀點”，其實就在指向科學論證。如，在科學探究維度的課程目標中提出，“科學探究需要圍繞已提出和聚焦的問題設計研究方案，通過收集和分析信息獲取證據，經過推理得出結論，并通過有效表達與他人交流自己的探究結果和觀點”，倡導實事求是的科學教學目標，并分年級做了細致要求，為各年級開展科學論證提供了正確導向。

二、直面問題：學生缺失科學論證的思維學習過程

當前科學教學更加偏重對實驗現象和結論的描述，基于現象得出結論的論證過程卻容易被忽視。缺失了思維參與的探究是盲目的，也是淺薄的，教師在科學教學中要注重在科學論證活動中發展學生的理性思維。通過調查分析，學生在科學課堂論證環節主要存在以下幾方面的問題。

（一）草率做出結論，輕易建立概念

在科學學習中，學生是帶著原有認知，即前概念，進行探究活動的。當獲得的實驗現象或數據和學生原有想法一致時，他們就會很快得出結論，提前享受實驗成功的喜悅。但這種結論概念的建立未經過反復驗證，嚴謹性亟須提高。

（二）從眾心理影響，質疑本組數據

當班上的學優生提出觀點、數據或者結論并得到大多數學生認可時，其他有不同觀點的學生在從眾心理的作用下，就開始質疑自己的實驗數據，怯于把自己真實的觀點表達出來，導致有些寶貴的發現石沉大海。

（三）缺乏論證方法，研討浮于表面

論證是理性的思維活動，在呈現、闡述、組織證據和主張時，非常注重嚴密性和邏輯性。但是，很多學生不知道怎樣開展基于證據的深度論證，缺乏批判性思維和質疑精神，不會使用科學術語進行表達，使得課堂交流研討草草了之。

三、培養路徑：實施基于證據的論證式科學教學

（一）收集有效信息，使論證有據可依

1.充分討論，明確目的

在探究前拋出論證主題，引導學生進行預測，再以預測展開實驗前的推理，暴露學生的觀點。教師引導學生明確實驗目的以及自己的預測和現有的解釋，使學生將要收集的證據與觀點建立初步聯系，讓學生帶著目的去實驗，使探究更加深入。

2.細致指導，精準探究

當學生在收集信息過程中產生迷茫時，需要教師適時介入，提供細致的實驗指導，引導學生收集有效的證據。可以從以下三個方面體現：（1）通過提出關鍵性的問題，使學生聚焦實驗細節，使學生明確要收集的證據，使探究更有目的性；（2）通過提示重要步驟，提醒學生實驗過程中的注意事項，使學生收集更加準確的證據；（3）明確學生的分工，使探究可以有條不紊地進行，以收集最完整的信息。

【案例1】在三年上冊《水能溶解多少物質》一課中，筆者引導學生如何公平地對食鹽和小蘇打進行溶解能力的比較。在學生回答的基礎上，教師抓住重點，明確相同條件：都是50ml的水；每次都加一勺；兩組都攪拌。在此基礎上追問關鍵性問題：怎么樣保證一勺一樣多？可以將勺子裝滿，再用牙簽刮平。怎樣才算完全溶解呢？看不到食鹽顆粒。如果加到第7勺時，食鹽沒有完全溶解，那算溶解了幾勺？最后明確學生的分工：學生分別負責攪拌、取一勺勺的食鹽、記錄、監督。

3.優化表單，翔實記錄

描述是解釋的基礎，描述是證據，解釋是觀點。因此，設計優秀實驗記錄單，使學生可以方便又完整地記錄，有助于學生將信息轉化成證據，將證據和觀點建立聯系。

【案例2】在六年級下冊《發現變化中的新物質》一課中，白糖加熱是一個經典的化學實驗。為了讓學生更加細致地觀察，獲得更加完整的證據，筆者設計了以下學習單。

白糖顏色形態氣味我們的發現加熱前 加熱過程中的變化 加熱后

學生在完成實驗記錄時，必須通過仔細觀察，收集完整的證據，然后分析、比較白糖發生的一系列變化，進而認識到白糖在加熱過程中發生了兩種變化。一是白糖的ron融化：白糖從白色的固態變成無色的液態，又馬上變成黃褐色；二是白糖的炭化：液態白糖顏色加深，最后變成黑色的炭等。通過對現象的分析，引導學生判斷是否產生了新物質，整理出物理變化和化學變化的本質區別。

（二）直觀呈現信息，為論證搭建支架

1.數據信息，圖表呈現

在學生獲取實驗數據后，需要把數據呈現出來進行解釋與論證。常見的讀報數據、投影數據、板書匯總等數據呈現方式，都不利于數據的直接處理，而且也費時間。在數字化時代，我們完全可以利用Excel等軟件，以數據圖表的形式呈現，同時可以對數據進行直觀處理，提高論證的有效性。

2.全班記錄，集體呈現

教科版教材中經常會出現一張班級記錄表，需要全班學生共同記錄，把探究活動中獲得的信息集體呈現。在此基礎上，教師引導學生從全班的角度觀察數據、分析數據，圍繞記錄中的不同觀點表達贊同、質疑或者進行補充，通過集體論證形成共識。這樣，學生的匯報交流就不再是數據的簡單呈現與結果的主觀臆斷，而是一個不斷對話、理性思考的過程。

3.活動板書，分類呈現

教科版科學教材中，有很多內容涉及分類，如，一年級下冊《給物體分類》和《給動物分類》。這類課型沒有有趣的探究實驗，更多的是基于經驗進行研討論證。如何把觀點與結論有序地呈現，以便于學生開展論證呢？很多教師采用了分類呈現的方法，即把文字或圖片粘上磁貼，做成活動式板貼，可以根據學生不同的論點即時改變呈現方式。

（三）建立論點聯系，用論證發展思維

1.圍繞核心問題，做好論證準備

探究結束后，教師要留給學生一定的時間思考核心問題，做好論證的準備。首先，可以小組為單位進行交流論證，討論實驗現象與結論之間的聯系，最終形成小組的論點；其次，教師要指導學生圍繞核心問題進行匯報交流，強調論證術語的使用；最后，教師要引導學生清楚地表達自己的觀點，可以讓學生用自己擅長的方式來匯報。

2.創設教學情境，提供論證技巧

在集體論證環節，教師營造論證的情境，有利于幫助學生厘清思維過程，建立證據和論點之間的聯系。這樣就不僅僅是簡單匯報交流了。

（1）用規范的要求，創設論證的情境

規范要求具體包括：學會傾聽；輪流發言；發言聲音宏亮；清晰表達；注意發言者的態度；保持冷靜、友善。

（2）用一定的句式，對話論證的情境

可以用以下一些句式：①我贊同……同時我想補充；②我的觀點是……因為……；③我反對……因為……；④我不明白你的觀點……你能詳細地說一下嗎？⑤剛才的觀點你能提供證據嗎？⑥對于這個觀點你有什么看法？

【案例3】筆者在執教蘇教版新教材《適應生存的本領》一課時，在學生閱讀科學資料完成探究任務后，組織了一次科學論證會，讓學生基于證據發表觀點。

3.我們的科學論證會要開始了，我給你們三個建議

（1）表達自己的觀點，有證據：我認為……因為……

（2）分析別人的觀點，有證據：我贊同……；我補充……；我反對……因為……

（3）互動交流觀點，有追問：關于……你能詳細地講一下嗎？

4.講述：支撐你們論證的是這兩張氣候數據圖和地形圖，請你根據這些信息說說對兩個問題的理解

（1）東非大草原的環境特點是怎樣的？

（2）東非野生動物遷徙的原因是什么？

5.講述：既然是論證會，當表達結束，你要組織學生對你的觀點提出建議。想聽聽大家的意見嗎

6.引領證據推理，建立論證邏輯

在學生論證、解釋的關鍵階段，教師要采用恰當的關鍵導學語點撥引領，幫助學生學會邏輯推理。具體可分為三個階段：

（1）“亮出觀點”階段

在學生提出自己的觀點后，教師可以引導式提問：“根據實驗現象（數據），你有什么想法？”“你為什么這樣認為？”從而讓學生慎重審視自己的結論是否建立在科學證據之上。

（2）“進一步論證”階段

在學生基于證據提出主張后，教師可以向其他學生提問：“你們都這么認為嗎？”“誰有不同的看法？”等批判式問題，鼓勵他們對其他學生的解釋與結論進行反思、批判和質疑。

（3）“形成合理解釋”階段

論證的最終目的是形成合理解釋，教師可以提出“誰的解釋更有說服力？”“你現在是怎么想的？”“我們的研究現象支持這樣的觀點嗎？”等反思式問題，引導學生再次思考研究結論是否嚴謹科學。

在科學教學中，教師要引導學生關注實踐活動中獲取的事實與證據，時時滲透“用證據說話”的思想，讓學生用證據去分析現象、解釋問題，學生的認知結構就會不斷重組、優化，就會不斷糾正和完善屬于自己的科學概念體系。如此，相信他們的科學核心素養必能得到極大發展。