浅析基于证据的探究教学

谢海军

【摘要】 科学探究学习方式是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径，它包含提出问题、猜想假设、设计实验与制定计划、收集证据并评价交流等要素，这些要素都指向一个共同的核心——证据。基于证据是探究教学最深刻的本质。

【关键词】 科学探究 证据

【中图分类号】 G632.0 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2014）05-006-01

当前的科学教育越来越重视科学探究在课程教学改革的作用，《义务教育科学课程标准》（2011年版）强调“科学探究学习方式是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径”，并将科学探究纳入“课程内容”。但纵观当下的科学教育现状，依然面临巨大的困境：教师忽视科学探究特质，学生动手机会少，用课件动画甚至做题代替探究，学生感受不到科学的真实与震撼。或者探究的形式有了，但实质依然是知识性课堂，目标依旧只有一个：简单直接地教授正确的结论，只是传递知识而无法达到提升学生科学素养的目的。笔者结合自身的课堂实践，总结出尊重证据、寻找证据、解释证据的实施路径使探究教学走向深刻。

一、尊重证据：提问有依，猜想有据

“提问有依”就是强调要善于创设问题情境来激发学生的问题意识，提出有价值的研究问题。问题情境就提出问题的“依据”，只有当学生在问题情境中感到自己需要问“为什么”、“是什么”、“怎么办”的时候，思维才真正开启。例如：上“大气压强”这一节课时，教师把一个小试管套在一个大试管中，然后把试管口朝下，看到的现象是：小试管不是下降而是上升，学生无不感到好奇，依此提出了有探究价值的问题“是什么力使得小试管不下降反而上升呢？”问题情境是产生问题的孵化器，我们往往就是通过熟悉的情境产生出新奇的问题。

“猜想有据”就是提倡有理由、有逻辑地说出猜想和支持猜想的证据。猜想是根据部分事实得到的不确定的结论，我们就是需要学生说出他们经验中积累的“部分事实”，从而使生活世界与科学世界联系在一起。猜想的关键在于引领，教师要带头讲依据，还要善于追问学生的依据，让学生进一步陈述“部分事实”。例如，学生猜想影响浮力的因素是物体重力的大小，依据是“铁块在水中下沉而木块在水中会上浮”。另外一学生的依据则是“铁碗与铁密度一样，但却能够在水中漂浮”。到底影响浮力的因素是什么？此时就需要教师用事实依据来支持或反驳学生的依据，猜想本身就是“理由的竞争”，最后幸存下来的才是最逼近真相的“假说”。

经过一段时间的教学实践，笔者欣喜地注意到学生的论证行为有了一些可喜的变化：注意倾听别人的意见，发表自己的问题或猜想时主动说出相关的事实或证据。同时，常采用“我补充……”、“我和××同学相同的是……、不同的是……”等句式来陈述观点或事实，可见学生对证据的关注改变了他们提出问题和猜想假设的陈述方式。

二、寻找证据：设计有方，改进有法

仅仅尊重证据是不够的，这只是探究的起点。为了证实自己的观点，我们需要设计实验去获得更加翔实的证据。而设计实验的过程往往是培养学生创新思维的过程，是培养学生提升解决问题方法的过程。

在寻找证据的过程中，笔者以低学力学生的实验方案为“毛坯”，经过具有中等学力的学生的改进和具有优秀学力的学生的完善，最后将“毛坯”发展为“精品”。每一次实验改进都是思维展开的过程。“他的方案还有什么缺陷？他为什么这样改？我能够做些什么？”“只有知道你改进的理由，我才可能学会如何改进”。在与他人对话、与依据对话、与自己对话的过程中，学生的思维不断深入和发展。

在探究教学中，不应直接把最终的探究方案告诉学生，要给学生留下创新思维发育生长的空间。科学探究的实质就是让学生像科学家一样“重走关键的那么几步”。在课堂上通过“设计有方改进有法”的展示，优秀学生带领中等生，中等生带领“后进生”，每一个层次的学生都在属于自己的最佳发展区里发展，以自己的设计为起点，表达改进的依据，开发自己的思维。

三、解释证据：评价有思，交流有想

经过实验我们获得了新的证据，如何根据这些证据得出新的规律？我们得到的规律或者发现可靠吗？在“解释证据”的过程中，参与者的思想决定了整体评价交流的品质。

解释证据的时候要培养学生思想的独立性。有些教师“只要有学生说出正确的结论，对证据的解释就会戛然而止。”这样做最大的问题就是“结论与证据的关联被隔断了”。因此，解释证据需要教师放权来解放学生的思想，尽管他们对证据的解读能力是有所差异的，但直接告知结论对于学生提升证据的解读能力显然是低效的。教师应当让学生受限承担起“思想”的责任，把发现问题的权利还给学生，只有这样学生的“思”和“想”才会主动参与，他们的证据解读能力才会提升。

在解释证据的过程中，学生起初比较习惯于挑出支持自己观点的证据来得出结论，对问题数据视而不见。到了后来，学生明显更加重视论证证据的可靠性、全面性。学生认识到，由于某些条件无法保持相同，探究的结果会不可靠；当实验仪器不够先进时，探究的结果也可能不够准确。在实践中笔者发现，“评价有思，交流有想”能有效促进学生收集、处理和分析证据能力的发展。他们会自觉地手持记录本发表自己观点，在交流之前，学生已经开始重视利用对所有数据的归纳分析来得出自己的结论，能够借助组织化的书面语言更清晰地表达自己的发现。

基于证据的科学探究就是“尊重证据、寻找证据、解释证据”的学习过程，正如南师大著名教授刘炳昇所说，“提出问题要讲依据，猜想假设要有依据，实验设计要有过程，交流评价要有证据，一句话，证据意识贯穿在探究教学的始终。”