依托實驗教學養(yǎng)成學生論證素養(yǎng)

〔摘 要〕 2022年版《義務教育科學課程標準》指出：科學課程要培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)，逐步形成適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力；最新頒布的《基礎教育課程改革指導綱要》提出：基礎教育課程改革，既要加強學生的基礎性學習，又要提高學生的發(fā)展性學習和創(chuàng)造性學習，提倡重視創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)，這已成為教育教學的一個重要的目標和一條基本原則，倡導主動探究、動手實踐、積極體驗等多樣化的學習方式，使學生經(jīng)歷像科學家一樣的探究過程。小學科學課程作為整個科學課程的基石，實驗教學在科學教學中具有舉足輕重的作用。富有創(chuàng)新性、創(chuàng)造力的實驗，不僅能使學生全面認識事物，掌握科學的探究方法和技能，還能發(fā)展學生的科學探究實踐能力。創(chuàng)新實驗對小學生科學創(chuàng)造力和思維的發(fā)展起著促進作用。在實驗教學時，教師應多一些趣味性、多聯(lián)系生活，采用多種形式，這樣才可以提高創(chuàng)新實驗的實效性，讓學生在做中玩、在玩中學，促進小學生核心素養(yǎng)的提高與發(fā)展。本文對依托實驗教學養(yǎng)成學生科學論證素養(yǎng)問題，進行了研究。

〔關鍵詞〕 小學科學；科學論證素養(yǎng)；實驗

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 23 082-084

在小學科學教學中，部分教師不重視實驗教學，用講解代替演示和實操，照本宣科，導致部分學生知其然而不知其所以然，學習積極性不高，掌握知識不扎實。其次，在實驗教學中普遍存在“推理缺失”的現(xiàn)象。在實驗教學中，教師在學生初讀課本，或初步探究階段，就急于揭示科學結(jié)論，不給學生提供深入探究、發(fā)現(xiàn)的機會，致使學生在實驗推理中數(shù)據(jù)過少，無法進行實驗推理、論證，出現(xiàn)推理缺失的問題，阻礙學生學習。同時，學生“等靠要”思想嚴重。實驗教學中，很多教師在學生遇到“難題”時，過早講解，進行“告訴”式教學，導致學生經(jīng)常以聽為主，缺少主動思考過程，學生被動地學習，素養(yǎng)難以形成。學生在學習過程中，邏輯思維混亂，不能依據(jù)實驗現(xiàn)象推理，遇到創(chuàng)新型探究便束手無策。課程開始時氛圍較好，可當進入探究、問題、傾聽、表達等需深度思維的環(huán)節(jié)時，學生興趣減弱，參與探究的學生少，更不會出現(xiàn)生生補充、辯駁觀點的現(xiàn)象，科學論證素養(yǎng)較差。

因此，筆者針對以上問題進行分析，從創(chuàng)新實驗的視角，采用相應的教學策略以培養(yǎng)小學生科學論證素養(yǎng)。那么怎樣對科學教學中的實驗教學進行創(chuàng)新，促進學生科學論證素養(yǎng)提升呢？筆者從課前、課中、課后三個教學環(huán)節(jié)進行了探究，模式圖如下。

創(chuàng)新實驗教學模式圖

此模式圖第一層是從促進學生思維的角度，層層深入，注重思維培養(yǎng)；第二層分別從課前、課中、課后三個階段，根據(jù)不同的課型對實驗教學進行精心設計；第三層是通過創(chuàng)新實驗培養(yǎng)學生科學論證素養(yǎng)的教學意圖及教學策略。根據(jù)學生獲取證據(jù)途徑的不同，可以在任意一個教學環(huán)節(jié)對實驗進行創(chuàng)新，以培養(yǎng)學生科學論證素養(yǎng)。下面根據(jù)模式圖進行詳細闡述。

一、課前實驗聚焦主題，激發(fā)學生科學論證的興趣，點燃思維火花

小學科學實驗課程時間有限，無法細致深入地將所有知識展現(xiàn)給學生，所以教師要善于啟發(fā)學生思考，鼓勵學生自主參與到科學實驗中去，以此聯(lián)動學生課前活動，充分發(fā)揮科學實驗的價值。教師可對于部分研究主題進行課前觀測實驗以及自主實驗的設計，為即將研究的主題提供更有利以及更為豐富的科學論證。

（一）觀測實驗

科學觀察是借助人的感覺器官或儀器，有目的、有計劃地進行觀測、記錄、分析，同時對觀察對象進行客觀記錄的綜合活動。在整個科學實踐研究過程中，科學觀察是必不可少的基本認識活動。“沒有觀察，就沒有研究，更沒有認識。”可見，科學觀察是小學科學課程探究與實踐的基礎。當然，在指導學生科學觀測時，也要注意一些問題。

不便在學校進行觀察的活動，教師一定要布置好觀察的要求、注意的問題，不定期地結(jié)合科學記錄進行過程性評價。1～2年級學生可以在教師的幫助下完成簡單的表格，或者用圖畫、簡單的文字來記錄；對于3～6年級的學生，鼓勵利用對比、邏輯推理等方法進行記錄，例如《月相》《星座》《養(yǎng)蠶》等課。

（二）自主實驗

自主實驗的目的主要是培養(yǎng)學生的實驗設計能力。由于受時間、空間、設備等條件影響，設計方案經(jīng)教師評閱指導后，學生可以自行在校外進行自主實驗探究，以促進對相關主題的探究，更好地了解學情。

例如在教學《發(fā)霉和發(fā)酵》一課時，教師通過訪談，了解學生在生活中看到過的食物發(fā)霉的現(xiàn)象。對于食物發(fā)霉的條件，部分學生猜測與溫度、水有關。因此在本節(jié)課探究導致食物發(fā)霉的因素，用饅頭為樣品，通過溫度、潮濕程度進行對比實驗是本節(jié)課的教學重點。通過課前布置探究實踐活動，落實到自主完成整個探究活動。也可引導學生課前查閱資料，以小組的形式進行分享。

二、課中實驗探究主題，聚焦學生科學論證素養(yǎng)提升，促進學生深度思維發(fā)展

科學課程的目標是發(fā)展學生的核心素養(yǎng)，主要的途徑是教學活動。在科學探究過程中，學生會聚焦情境并發(fā)現(xiàn)研究的問題，圍繞問題，提出猜想，制訂計劃，收集證據(jù)，并對信息進行加工處理，從而獲得結(jié)論，再進行表達與交流、反思與評價，最后應用遷移。當然，科學實驗過程并不是固定不變的，可以與科學思維有機結(jié)合進行探究活動。結(jié)合教學實踐，從以下四點進行論述。

（一）優(yōu)化實驗材料

學生的學習僅僅依靠教材是不夠的，教材雖然是重要的學習資源，但不是唯一的資源。核心素養(yǎng)的落實要直面現(xiàn)實生活中的真問題，讓學生在解決問題的過程中，學習知識，提高技能，體驗情感，培育素養(yǎng)。一切能幫助學生解決問題的，一切能支持學生學習的環(huán)境、材料、工具，都是資源。

教師要積極引導學生利用身邊的實驗材料，進行創(chuàng)新實踐，使學生養(yǎng)成自主發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的思維模式，培養(yǎng)其科學論證素養(yǎng)。通過教師的引導，對教材上的材料進行創(chuàng)新改良，充分利用生活中所能接觸到的實驗材料，以取得更好的實驗效果。

（二）創(chuàng)新實驗記錄方法

學生可以利用畫圖法畫出自己對于探究活動主題的描述，這樣可以挖掘?qū)W生模糊的、不夠全面的前認知，再通過仔細觀察和實驗，進而明確自己前認知中的不足。學生通過實驗前后的記錄對照，可以看出新舊知識的聯(lián)結(jié)，最終實現(xiàn)有意義的學習。

如在教學《它溶解了嗎？》一課時，基于學生的認知背景，教師可以給學生布置課前體驗活動：配制一杯白糖水，把吸管放入水中不同深淺的位置，不攪拌白糖水去品嘗的話，會有怎樣的發(fā)現(xiàn)呢？如果攪拌后，再放入不同的位置去品嘗，又會有怎樣的體驗呢？在講解簡單的調(diào)配過程后，要求學生一邊觀察白糖在水中溶解的過程，一邊用自己喜歡的方式進行課前預測，再根據(jù)自己的預測回家進行實驗，看誰記錄得最詳細。以學生最喜愛的畫畫方式進行記錄，培養(yǎng)了他們認真細致觀察及記錄的能力，從記錄中關注每個學生的思維及推理過程，為學生科學論證提供更多的依據(jù)。

（三）實驗過程創(chuàng)新

可借助多種儀器的創(chuàng)新使用，獲得更加豐富、精準的感性材料，對研究的本質(zhì)進行深入研究。2022年版課程標準涉及78個學生必做探究實踐活動。通過教學實踐，發(fā)現(xiàn)實驗過程創(chuàng)新要注意幾點：由幾個小活動層層遞進有機整合成的大活動，要注意問題鏈的設計是否具有邏輯關系；在探索實驗活動中發(fā)展學生思維，一定要給學生充分的時間去思考、去表達，通過論證的方式激發(fā)學生語言表達能力以及發(fā)散學生的思維。

（四）老實驗新方法

新課程標準指導意見提倡教師要用多樣化的教學方法，改變原有的重知識輕能力的思想，采用教材教而不是教教材的教學理念。教師只有潛心挖掘教材，大膽創(chuàng)新，才能更好地適應新課標中的素養(yǎng)培養(yǎng)目標，有效培養(yǎng)學生科學論證素養(yǎng)。

例如在教學《摩擦力》一課中研究摩擦力大小與接觸面關系時，學生很快就能想到“摩擦力大小與接觸面的光滑程度有關”。本節(jié)課采用綜合實踐的教學方法，利用校園中不同的地面環(huán)境，讓學生分小組到校園的不同地方去測量。學生明確了測量內(nèi)容，興致勃勃地去校園不同的地面去探究，例如操場的塑膠跑道、國旗臺、樓道地面等。

三、課后實驗拓展主題，延續(xù)學生科學論證興趣，進而拓寬學生思維廣度

教育部頒布了《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》，強調(diào)學生終身發(fā)展應該具備的素養(yǎng)。其中，在科學精神素養(yǎng)中明確提出：要培養(yǎng)學生理性思維，尊重事實和證據(jù)，能夠提出問題，形成假設，并通過科學方法檢驗求證、得出結(jié)論。因此科學教師必須注重實驗教學的創(chuàng)新，除了在課堂上教師要講授的實驗，也可以提倡學生課后去完成一些拓展實驗。

（一）鞏固概念

科學論證素養(yǎng)的提升，不是僅靠一種教學策略或?qū)嵺`活動就能實現(xiàn)的。同時也受環(huán)境及課堂條件的限制，不完全依靠課上的觀察和探究實驗獲得。因此可以通過開展課外的科普閱讀、科技史的學習等來幫助學生拓寬視野，提高對科學本質(zhì)的認識，進而提升科學素養(yǎng)。

學生收集的相關資料可能有相同，也可能會出現(xiàn)差異，但是通過課上師生之間、學生之間的信息交流，思維的火花不斷碰撞，科學論證素養(yǎng)也在逐漸養(yǎng)成。對科技史、大部分地球與宇宙領域、環(huán)境保護等知識的學習，都可以采用這種形式。

（二）拓展應用

教師在參與學生拓展應用時，要從個別擴展到“類”再從“類”到一般規(guī)律，在幫助學生掌握概念、規(guī)律或者原理的基礎上，促使其主動參與和解決實際問題，提高思維能力。

在“植物的秘密”“植物的一生”兩個單元的教學設計中，可依據(jù)概念建構(gòu)的認知發(fā)展流程，按“典例聚焦、比較異同、類比舉證、歸納概念”的概念順序建構(gòu)流程，組織活動。引導學生對植物進行更深層次的探究，初步歸納出綠色開花植物的某些共同特征，觀察、描述綠色開花植物的器官及結(jié)構(gòu)，了解這些器官維持自身生存所具有的一些功能。引導學生走進一株植物的整個生命過程，對于植物“身體”中種子、花、果實這三個器官進行觀察與研究，幫助學生將其結(jié)構(gòu)與功能建立關聯(lián)。

（三）技術(shù)與工程相結(jié)合

技術(shù)與工程強調(diào)手腦并用、知行合一，有利于培養(yǎng)學生積極開放、不斷進取、努力合作以及正確對待挫折等積極情感。教師要關注以下問題：注意安全性、可操作性、科學性和趣味性；強調(diào)創(chuàng)意；要與學生所學科學知識相關聯(lián)；涉及的工具和材料應盡可能簡單、容易獲得；難度適中，大部分學生應能在要求的時間內(nèi)完成設計和制作，教師給予過程性指導；活動前就要告知實踐活動的流程及方案，一定要有總結(jié)性的展示評價活動，以得到學生思想上的重視。實踐活動結(jié)束后，可以采用總結(jié)匯報、評價等多種形式進行展示，注重訓練學生的溝通交流能力。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

[2]義務教育科學課程標準修訂組.義務教育科學課程標準（2022年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2022.