激疑·推證·表述學生實證思維形成的三部曲

〔摘" "要〕" 小學科學實踐是學生直接參與、自主發現科學知識的過程。在三至四年級的科學教學中，教學內容應從直觀觀察向實驗驗證過渡。在此階段，過分強調知識的灌輸或僅側重于實驗結論的獲取均與科學課程的宗旨相悖。教學應以學生的視角為出發點，引導學生仿效科學家的方式探索科學知識，進而在此過程中逐漸培養其實證意識和實證思維。本研究通過實踐探索，結合年級和學科特性，依據“學習進階理論”，采用“激發興趣，培養思維靈活性；推理驗證，培養思維創造性；精確表達，培養思維條理性”的科學探究策略，真實地呈現科學知識的發現過程，并逐步促進學生形成健全的實證思維。

〔關鍵詞〕" 小學科學；激疑·推證·表述；實證思維

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）20" " 0031-03

在小學3～4年級的科學教學中，教學方法逐漸從直觀觀察轉變為實驗驗證，強調科學知識發現、假設及驗證過程的再現。在此探究過程中，通過激發疑問、引發興趣，以及推理驗證，學生最終能夠發現科學知識，并準確記錄與表述，從而逐步培養出科學研究中至關重要的實證思維能力。

然而，在傳統的知識傳授思維框架下，教學過程中對科學實證思維的培養往往被忽視，更多地側重于科學知識的學習。在喧囂的實驗活動中，教學時間被過度消耗；或者在設計教學流程以得出科學結論時，雖看似自然流暢，卻未能真實反映科學知識的生成與發現過程，未能有效培養學生的實證意識和科學實證思維能力。

筆者在近幾年的3～4年級科學教學中，主動放低身段，力求以學生的視角去觀察科學，從科學家的角度去探究科學，重點關注學生思維的靈活性、創造性和條理性。在不同年級和學段設置不同的實證思維培養要求，力爭由低到高逐步培養學生的實證意識和思維能力。通過數年的課堂教學實踐，初步探索形成了實證思維培養的若干策略，取得了良好的教學效果。

一、激疑引趣，創設認知沖突，在動態生成中激發學生思維活性

進入三年級后，學生的認知模式已不再局限于具體形象的層面，對科學知識表現出濃厚的興趣，并對與自身感知相悖的現象表現出更高的好奇心，傾向于挑戰性學習。然而，在實際的科學學習活動中，學生往往缺乏系統性的邏輯思維能力，難以獨立進行探索和學習。

本研究對象是三年級的科學教學實踐，其間有意識地強化對學生實證思維能力的培養。在教學過程中，遵循“激發疑問—引發興趣—開展辯論—擴大疑問—再次辯論—解答疑問”的教學策略，針對科學探究活動的特性，促使學生在探究過程中真實地提出問題，構建認知沖突，捕捉課堂動態生成的教育契機，引導學生逐步深入，打破傳統思維模式和知識框架，持續發現新知，滿足求知欲，從而激發思維的靈活性。

在講授人教版科學三年級上冊《氣體能否溶解于水》一課時，教師提出了“氣體能否溶解于水？”的問題，隨即引發了學生的熱烈討論。部分學生基于日常觀察，認為氣體無法溶解于水，其論據為飲用含氣飲料時，通過吸管向飲料中吹氣會導致氣泡的產生，從而推斷氣體并未溶解于水中。這一假設與先前“溶解”概念的學習相關聯，即吹入水中的氣體以氣泡形式逸出，表明氣體未在水中發生溶解。此推論看似合理，導致原本支持氣體可溶解的學生觀點發生轉變。不久，其他學生亦提出更多現象以支持“氣體無法溶解于水”的觀點，課堂上形成了一邊倒的態勢。

在學生探索新的科學概念時，他們傾向于利用現有的知識體系和經驗，通過類比和聯想，構建新的理論解釋。盡管這些解釋未必準確，但它們并非無根據的臆測，而是基于邏輯的假設。學生在此過程中所形成的結論清晰地揭示了他們對物質溶解性極限的理解尚不充分。例如，在之前的鹽溶解實驗中，盡管在達到飽和狀態后繼續添加鹽分無法進一步溶解，但這并不意味著食鹽無法在水中溶解。

在該教學環節中，教師引導學生回顧先前的知識點，提出問題：“魚類在水中是否需要進行呼吸？”學生迅速識別出問題的核心，意識到魚類所進行的呼吸實際上是吸收溶解于水中的氧氣。課堂氛圍隨即變得活躍，認知沖突被激發并持續深化。教師繼續提問：“在一杯水中不斷添加鹽分，是否可以無限溶解？”學生迅速發現并指出，當鹽水達到飽和狀態時，將無法進一步溶解鹽分。基于此，學生提出假設：“若通過吸管向水中吹氣，是否意味著多余的空氣無法溶解而逸出？”進而引發思考“是否有可能將水中的空氣成分分離出來？”由此，課堂研究活動得以進一步推進。

在本教學模式中，通過提出問題，激發學生進行探究的內在動機。在達成共識的基礎上，新的問題又會涌現，從而打破固有的思維模式，不斷引發新的認知沖突，進而激活學生的思維過程。通過“激發疑問—引發興趣—開展辯論—擴大問題—再次辯論—解決問題”的教學策略，層層深入，將“問題”轉化為課堂知識生成的寶貴資源，學生的思維靈活性得以持續提升。

二、推斷驗證，重視猜想和研討，在試錯中培養學生思維創造性

在小學3～4年級的科學教學過程中，隨著學生認知特征的轉變，實驗驗證與探索活動逐漸展開。鑒于學生科學思維尚處于初級階段，若教學過程中缺乏細致的引導，探究活動易流于形式。因此，教師需將自己定位為學生學習過程中的平等伙伴，并采取“無知者”的姿態，以促進學生真正成為課堂探究的主體。通過這種方式，學生將更有可能形成問題意識，并激發出諸多創新性的思考。

在教學實踐中，本研究遵循“假設—討論—方案制定—實驗—總結—再假設……驗證”的邏輯框架，強調推理與證明過程的重要性。通過持續的嘗試與錯誤修正，促進學生思維創造性的培養，激發思維的活力。鑒于科學學科的特性，在一個平等的教學環境中，學生往往能夠提出諸多出乎意料的問題。這些“奇思妙想”有時使教師面臨挑戰，若忽視這些問題或強行引導至既定的教學路徑，將不利于學生問題意識的培養，學生創造力的培養亦會受到抑制，實證思維的發展亦將受阻。然而，若能妥善利用這些教學契機，在試錯過程中不斷進行推理與證明，則能有效地促進學生思維創造性的提升。

對于人教版科學四年級上冊“光是否直線傳播？”的問題，學生提出了疑問：“光是否能穿過小孔？我們并未觀察到任何可見的痕跡?！辫b于小孔為空心結構，光通過后未留下可辨識的痕跡，這增加了證明光直線傳播的難度。為了使學生能夠明確地觀察到光確實穿過小孔，我們開始廣泛征集意見，探討是否存在某種方法能夠捕捉到光的“軌跡”。部分學生提出，通過在光盤上覆蓋一層薄紗布，可以觀察到紅外光通過紗布時產生的光斑。在學生分組進行實驗并交流后，達成了一致的理解。隨后，教師提出了進一步的質疑：盡管將多個光斑連成一線確實呈現出直線的形態，但光盤與光盤之間的光傳播路徑如何，由于我們無法直接觀察，是否可以斷定光的傳播路徑一定是直線呢？對此，有學生建議在兩個光盤之間增設更多光盤進行驗證。通過實驗驗證后，學生1得出結論：每個光盤孔的紗布上均出現了光斑，并且所有光斑連成一線，因此他們認為光是沿直線傳播的。然而，學生2提出了質疑：盡管更多的光斑連成一線看似直線，但光斑之間的空隙部分的光路我們仍然無法觀察到，因此不能斷言光的傳播路徑一定是直線。學生3提出了一個解決方案：在所有空隙處放置光盤，若所有光盤孔上的光斑連成一線，則可以證明光的直線傳播。教師認可這是一個合理的方案，但指出使用大量光盤進行實驗操作較為煩瑣。在進一步的思考和相互啟發之后，學生發現紅光在霧氣中能夠留下可見的痕跡。教師隨即提供了實驗器材，通過在透明玻璃容器中點燃香煙產生煙霧，并打開激光筆，紅色激光束穿過充滿煙霧的容器，學生觀察到了一條清晰的直線光路，從而驗證了光的直線傳播特性。教師第三次提出問題：是否可以認為光僅在玻璃容器內部沿直線傳播，而容器外部未觀察到相同現象，表明光的直線傳播僅限于容器內部？學生隨即提出疑問：是否可以在容器外部進行實驗以驗證此假設？教師隨即展示指星筆，開啟設備，使光束投射至教室墻壁，展示出一條清晰的直線光路。隨后，將指星筆的光束射向窗外，觀察到更長距離的光束。學生目睹此景，不約而同地發出驚嘆聲，認為這一實驗結果足以證明光的直線傳播特性。

在前述案例分析中，教育者與學習者持續對實證材料提出疑問，并對實驗方法進行優化，采納新的實驗材料，以獲取新的實證支持。這一過程將光傳播的抽象概念具體化，并在現象學基礎上構建相關概念，同時深化對科學本質的理解。因此，辯證思維的形成過程本質上是持續質疑與求證的過程。在探究式學習過程中，應允許甚至鼓勵學生經歷錯誤。例如，在蘇教版科學四年級上冊《光與影》課程的分組實驗環節，有學生提出在兩個手電筒的照射下，物體的影子會消失。這一觀點起初未被廣泛接受，多數人對此結論持懷疑態度。教師采取了寬容的態度，邀請該學生上臺進行演示實驗，結果出乎意料，學生發現確實不存在影子。這一現象引發了進一步的思考：其原因何在？經過探討，最終得出結論，當多個手電筒同時照射同一物體時，實際上不會產生“影子”?；诖嗽?，我們可以探索制作“無影燈”。盡管物體的影子消失了，但這一發現激發了學生的想象力，創造性思維得到了顯著提升。

三、準確表述，聚焦語言能力，在思考中培養學生思維條理性

進入三年級的學生開始展現出初步的邏輯組織能力，能夠運用語言和文字有條理地表達個人見解。科學課程中的實驗記錄、實驗結論以及學生的課堂匯報，不僅反映了學生探究活動的成果，而且是其思維活動動態的直觀體現。在這一過程中，通過書面和口頭語言的組織與表達，學生的思維能力得到顯著提升，有效地促進了思維條理性的培養。

實驗記錄作為實證思維培養的關鍵途徑之一，對促進學生思維能力的發展具有顯著作用。然而，小學3～4年級學生在進行科學、詳盡的記錄時面臨一定挑戰，這會導致他們在匯報時缺乏針對性，甚至實驗結論出現偏差。因此，在教學實踐中，我們遵循3～4年級學生的認知發展規律，以學生為中心，精心設計了適合他們的實驗記錄模板，真實反映其探究過程，進而提升探究活動的成效。在實驗記錄的形成過程中，學生的演繹推理、歸納分析等思維技能得以發展，思維的條理性得以構建。此外，實驗記錄的過程亦有助于加深學生對實驗現象和結果的理解，這是一個知識重構的過程。顯然，實驗記錄能夠促進學生進行更深入的研究，使語言邏輯更加有序，從而促進學生實證思維的形成。

學生的語言表達能力是其思維能力外化的體現。小學階段的學生傾向于表達個人意見，并樂于展示自我。在教學實踐中，我們觀察到3～4年級學生在語言組織上存在邏輯性不足的問題，他們往往無法有序且完整地描述觀察到的現象，這無疑會影響他們清晰闡述觀點的能力。因此，在教學過程中，我們應致力于營造一個寬松且包容的課堂環境，鼓勵學生自由地表達思想，暢所欲言。在這樣的教學氛圍中，學生不必擔心提出問題會遭到同伴的嘲笑；在這樣的課堂上，學生的每一個問題都會得到教師的關注。通過引導學生闡述觀點、提供證據，并構建思維的階梯，使學生的思維過程更加有序，進而提升其科學實證思維的水平。

四、結語

在本研究中，針對小學3～4年級學生，筆者基于學習進階理論，結合科學學科的特性，提出了科學實證思維培養的策略。該策略包括三個主要方面：首先，通過激發疑問和興趣，促進學生思維的靈活性；其次，通過推斷和驗證的過程，培養學生的創造性思維；最后，通過精確的表述，鍛煉學生的思維條理性。這些策略旨在真實地呈現科學知識的發現過程，引導學生模仿科學家的思考和探究方式，從而逐步構建起扎實的實證思維能力。本研究期望為科學教育領域提供可借鑒的教學策略，以實現科學課程的教學目標。

參考文獻

[1]馮昕怡.淺談小學三年級科學探究中學生的實證交流的案例研究[J].科學咨詢（教育科研），2021（5）：296-298