以探究活動為抓手 培養學生的論證能力

【摘" 要】具有初步的論證能力是小學科學核心素養之一，科學思維能力決定著學生論證能力的發展。在小學科學教學中，教師可通過訓練學生的科學思維能力，培養學生的論證能力。本文以“電磁鐵”一課為例，以科學探究活動為抓手，創設真實生活情境，引導學生“敢質疑、能假設，調動科學科學思維；找證據、善推理，培養論證能力；重遷移、喜物化，提升科學思維能力”三個環節，訓練學生的科學思維，提升學生的論證能力。

【關鍵詞】小學科學；科學思維；論證能力

《義務教育科學課程標準（2022版）》（以下簡稱新課標）指出：小學科學要培養合理分析與綜合判斷各種信息、事實和證據，運用證據與推理對研究的問題進行描述、解釋和預測，具有初步的推理與論證能力。因此，小學科學課堂不僅要關注“人人都會探究科學問題”，更重要的是“能根據實驗現象做出假設，在探究中尋找證據證明自己假設”的能力。然而，訓練是提升學生科學思維、發展論證能力的有效方法。因此，教師必須以探究活動為抓手，通過設計有梯度的、螺旋上升的探究活動，引導學生主動參考到觀察、質疑、尋證、表達、辯駁等論證環節中，讓創新思維、逆向思維主動參與論證和觀點的形成過程，發展學生的創新意識，促進他們高階思維和認證水平的提升。本文以教科版科學六年級下冊“電磁鐵”為例，闡述以科學探究活動為例，訓練學生的科學思維能力，提升論證能力的策略。

一、敢質疑、能假設——調動科學思維

質疑源于學生對科學現象與原有認知產生沖突，它是激發學生好奇心的源泉，也是小學科學需要培養的重要素養之一，教師要設計真實、有趣的情境體驗活動，通過觀察探究活動現象，引發學生質疑，采用合理的評價，鼓勵學生做出假設，為形成觀點做好鋪墊。

（一）創設認知沖突情境，吸引思維興趣

導入新課，可以持續吸引學生的關注，科學問題能推動學生自主探究，教師可以通過創設有趣的教學情境，用科學現象引發學生認識沖突，吸引學生大膽猜測，引導學生總結出現象中有哪幾種可能，使學生迅速聚焦探究的問題，牽動學生的思緒， 促使學生不由自主地去探究科學問題，達到吸引學生積極思考的目的。

比如，在導入環節中，教師以現場捆扎線圈為導入，拿著捆扎好的線圈問：如果直接用線圈的兩端和電池的兩極連接，線圈會發生什么現象？學生在四年級電路單元學過短路現象，大部分學生都認為整個電路會短路，可能造成線圈燒毀或電池損壞。當教師演示時，并沒有出現這兩種現象，一下子調動學生的好奇心。當教師演示將通電的線圈靠近指南針時細心的學生發現，指南針發生了偏轉。教師加以引導：是什么原因造成指南針發生偏轉呢？吸引學生猜測：是通電的線圈產生磁場讓指南針發生偏轉？通電線圈變成鐵啦？能被指南針吸住并發生偏轉？

（二）引導、鼓勵式的評價，鼓勵依據事實大膽假設

學生不愿猜想的原因有兩個：一是怕自己猜錯，被同學嘲笑或被老師指責；二是沒有認真觀察，亂假設或不懂基于現象及認知做出猜測。要培養學生大膽假設，并讓猜測與探究的問題接近。還需要師生共同建立評價機制，鼓勵學生創新思維，并引導“背道而馳”的假設向需要探究的問題靠攏。可以借助提示語“你觀察得真認真，如果你把假設和觀察的現象聯系在一起會更好”“你的猜想很有前瞻性，如果你的假設能貼近現有的科學知識會更好”等，引導學生的猜想（假設）與科學知識、實驗現象相關聯，提出自己的見解。讓學生在假設的交流中獲得同學和老師的贊美，從而收獲觀察思考帶來的快樂，提高學生積極思考的主動性，從而訓練學生的科學思維。

比如：在交流假設過程中，教師除了要鼓勵學生的各種“異想天開”，還應引導學生將生活中的事物和觀察的現象相聯系，讓自己的想法“合乎情理”。全班通過討論后得出通電線圈產生磁場這個結論。此時，教師引導學生思考：通電的線圈產生磁場大小與哪些因素有關呢？吸引學生大膽猜想，通過討論后，確定了本節課要探究和尋證的方向：（1）可能與電流的大小有關，電流大磁場強。（2）可能與線圈和指南針的距離有關，距離近磁場強。（3）可能與電流的方向有關。

（4）可能與導線的材料有關。

在建構“通電的線圈產生磁場”過程中，需要創設寬松的、有趣的探究情境，基于學生原有認知條件出發，引導學生大膽做出假設，為探究活動和尋證、論證環節做好鋪墊。

二、找證據、善推理——培養論證能力

在實驗探究過程中，如果引導學生用證據證明自己的假設，并用科學語言表達出來，讓學生理解，最后形成科學結論，讓學生的思維更有邏輯性和結構化，并逐漸形成富有個性色彩的科學思維策略，進而培養嚴謹、細致、求真、創新的科學家精神。

（一）訓練尋證意識，讓思維有支架

有經驗的科學教師會根據新課標的要求，從一年級開始注重訓練和培養學生的尋證能力和意識，訓練學生觀察和捕捉實驗過程中的細微變化，尋找證據與假設之間、現象與假設之間的聯系，用觀察到的事實作為自己假設的證據。其中規范的實驗探究過程是尋證的關鍵。首先，教師要規范學生的實驗探究環節，做好人員分工，確保人人都有事做，特別是選好小組長角色，是所有學生參與到尋證的過程中的保證。接著，訓練學生尋找證據的能力，指導學生認真觀察實驗前和實驗后的數據或現象變化，觀察實驗過程中事物發生的現象等，幫助學生形成認真、細致的觀察方法和洞察能力。最后幫助學生訓練記錄證據的能力，小學科學證據低年級以圖畫、文字為主，中年級以表格記錄數據為主，高年級一般以表格、統計圖、拆線圖、示意圖等為主，利用實驗記錄單、活動手冊等工具真實記錄數據和現象，不得隨意修改，以確保實驗記錄的真實性。

比如：在探究電磁鐵實驗前，做好人員分工，并訓練組長的組織和協調能力，確保每位學生都能完成探究的各項任務，這是完成尋證的保障。同時設計了實驗記錄單，將四個猜測對應的現象讓學生用圖畫或文字將現象記錄下來，鼓勵學生記錄實驗前后的細微變化，培養尋證能力。

（二）建構論證框架，讓思維有結構

高質量的論證，一定不是冗長、零碎地呈現，要讓論證有質量，教師需從思維結構上訓練學生的證據鏈和語言表達能力。一般來說，科學推理論證中常用的方法有對比推理、演繹推理、歸納推理等。教師可以訓練學生的論證能力，幫助學生掌握論證框架，使學生建立因果關系，教師可以加以引導和訓練：“你描述的實驗現象，可以證明你的假設嗎？”“從這幾組數據對比中可得出什么結論？”“你的結論證據是什么？”中高年級還可以讓學生將證據和結論用思維導圖畫出來，幫助學生厘清證據與結論的關系，形成“論”中有“據”，依“據”而“論”，并及時評價，讓學生養成推理論證意愿，幫助學生形成論證框架，才能讓學生思維有結構化。

比如：在論證電流大，磁場強的過程中，教師可以引導學生先說明當導線連接1節電池時，磁針只是輕微地動了一下，當導線連接兩節并聯的電池時，磁針動得更厲害，從而證明了電流大、磁場大的結論，讓學生明白論證時，要通過對比變化證明自己的觀點，當學生論證線圈和指南針距離時，就有了論證的框架。

（三）創設辯駁環境，讓思維有深度

創設平等、開放、自由的交流環境，讓學生的論證活動成為一個說理、質疑、反駁、修正的討論過程，能幫助學生形成證據完整、觀點清晰、推理論證合理的思維模式，有助于學生形成邏輯清晰、結構嚴謹的推理論證模式。在教學中，教師首先要引導學生做到觀點的清晰性。如“你認為他的觀點不正確，你的理由是什么？有什么證據？”“你同意其他小組的意見嗎？還有什么要補充的嗎？”提醒學生用科學的語言表達并及時修正自己的觀點。其次要引導學生完善自己的證據鏈。如“你們小組記錄了什么現象，這些現象能證明你的觀點嗎“你認為他的觀點不對，你有什么證據？”鼓勵學生用批判思維幫助同學修正證據，也訓練自己的論證能力。最后，要訓練學生合理推理能力，幫助學生建構推理框架。如“我們小組觀察到的現象是……，從這些現象可以得出結論：……”“通過比較發現，實驗前的數值是……，實驗后的數值是……，我們小組的結論是……”通過完善推理論證的框架，發展邏輯思維能力，提升科學思維品質。

三、重遷移、喜物化——提升科學思維

有學者認為，科學論證是基于多個事實進行歸納推理，總結出一般規律，最終建構科學概念。因此，教師在課堂教學結尾可以引導學生聯系生活實際，用生活中的現象解釋自己推理出來的見解，以起到反向推理的作用，發展逆向思維能力，讓自己的見解更有說服力。同時也可以創設條件讓學生將推理論證出來的結論物化，制作或設計一些小發明小創造。第二節課留時間給學生展示，讓學生感受到科學推理帶來的愉悅，使學生熱愛科學探究，延伸學生推理論證的長度，從而提升科學思維品質。

比如：在課文的結尾，可以讓學生找一找生活中“哪些地方用到電磁鐵？”“它們還用到什么原理？”我們可以用電磁鐵的原理制作生活物品等，學生在家長和同學的幫助下，既實現了科學原理的物化，又延伸了科學探究的時間和空間，以達到提升科學思維能力的目的。

縱觀整節課，教師通過設計螺旋上升的探究活動，引導學生質疑，學生科學思維開始萌芽。基于現象與原有認識之間的聯系，引導學生大膽假設，科學思維開始生長，為探究活動和尋證、論證活動做好鋪墊。同時，教師幫助學生建立思維、論證支架，引導學生科學地表達自己的觀點，科學思維和認證能力得到發展。最后，教師創設合理的辯駁情境，吸引學生在質疑別人觀點的同時，修正自己的觀點，提升科學思維和論證能力，實現核心素養的提升。

四、結束語

在核心素養背景下，科學探究活動作為培養小學科學思維的重要載體，教師應創設合理的情境體驗活動，在訓練學生的思維能力的同時，使學生獲得依據假設的能力、尋證的能力、推理的能力、論證表達能力、依據辯駁的能力和質疑的能力。同時，教師在教學各環節中，要整體規劃，合理設置各環節任務。教學的首要任務就是論證的培養，并根據各年級新課標的論證要求和學生的年齡特點，深入挖掘探究任務的論證元素，將其深度融入教學設計的每個環節，訓練學生的科學思維能力，促進核心素養的形成。

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