基于论证的科学实验教学

余逆梦

【关键词】科学教学;科学论证;实验;提搜论用

一、论证教学概述

近年来，科学论证正逐渐成为国内外科学教育的热门话题。所谓论证教学，就是让学生经历类似科学家的论证过程，理解科学概念和科学本质，并促进思维发展的科学探究教学。经过不断探索，国内外研究者总结出许多相关的教学模式，其中适用于实验探究课的有ADI、5E和SWH教学模式等。然而这些教学模式的环节通常包含复杂的论证表达，甚至是多达数轮的科学写作，这在小学科学教学中是难以实践的。基于此，笔者将实验探究课的论证过程分为“提搜论用”4个环节。“提”是起始环节，在该环节中，教师创设情境，了解学生的前概念，帮助其组织语言，提出观点。“搜”是关键环节，在出现观点冲突后，顺应学生的探究兴趣，展开实验，搜集证据，以支持或修改观点。“论”是主体环节，学生通过文字（实验记录单）、语言（汇报、评价、辩论）、画图（思维导图）等方式展开论证，完善观点，最终形成科学概念。“用”是拓展环节，学生在解释、判断、制作等过程中运用论证的结论。

二、基于“提搜论用”论证环节的教学过程

结合“提搜论用”的论证教学环节，笔者将新编苏教版《科学》六上《蜡烛的变化》一课分为两个层次、三个活动，分别对应“提搜论用”的不同环节（见表1）。下文，笔者结合本课的三个教学活动，具体阐述论证教学的实践。

（一）加热蜡烛

由于学生在四年级就已经学过“物体加热、冷却会产生形态的变化”的知识，所以在传统教学中，很多教师只让学生提出观点——根据示意图说说蜡烛的变化。于是，学生只能基于生活经验说出蜡烛“变小”“化成蜡油”“发烫”。为了让学生说出“没有新物质产生”的观点，师生会进行机械的问答，牵引痕迹十分明显。

由于证据搜集是后续论证的基础，所以教师一定要让学生亲历这一过程。否则，学生将难以自主形成概念。鉴于此，笔者为学生提供模具、大蜡块、金属勺、塑料刀、火柴、酒精灯等材料，让他们自己制作一个蜡烛。有了切、加热、冷却蜡块的体验，学生能细致观察并描述出：用刀切，大蠟块会碎开;加热后变成透明蜡油;冷却后凝固成蜡烛等现象。他们不仅注意到蜡烛的体积、重量、本质等特征始终没变，还能提出“蜡烛还是蜡烛，没有新物质产生”的观点。

（二）点燃蜡烛

1. 提出观点：精设问题，保持连贯。

提出观点要与搜集证据保持连贯性。教师要从学生的视角出发进行引导，让学生意识到其观点可能存在不足或缺乏说服力，需要通过实验搜集更多的证据进行完善或证明。为此，笔者先让学生基于经验说说蜡烛燃烧的变化，然后播放视频，视频中天平两端放有等质量的两根蜡烛，一根燃烧，一根不燃烧，这时学生发现天平放燃烧蜡烛的一端慢慢翘起。该设计可以突出蜡烛的质量变化，学生不仅能说出“有一部分蜡烛可能飞走了”，还会急于探究“飞”走的是什么，这时教师就可以带领学生“拦”住“飞”走的物质，并通过实验检测它们是什么。

2. 搜集证据：聚焦有效证据。

科学论证是基于证据的，只有聚焦有效证据才能对观点进行解释说明。然而在有些实验中，学生或因无法正确完成复杂操作而不能观察到现象，或因实验现象繁多而被无关现象“带偏”，这都会使学生无法准确得出结论。如本课，学生在观察将干燥烧杯斜罩在火焰上方时，记录的现象有：烧杯变热、烧杯底部变黑、火焰倾斜且变弱。这些现象确实是实验产生的，但过多关注它们对发现“产生了水”这一现象没有任何帮助，还会导致论证环节无法进行。

为了提高证据搜集的有效性，笔者不仅拍摄微视频示范实验操作，还在实验记录单上重点标注观察对象。如此，学生就不会被繁杂的现象迷惑，而是清晰记录下“烧杯底部变黑了”“烧杯内壁有水汽”“澄清石灰水变浑浊”等现象。

（三）综合加热、观察变化

1. 展开论证：设置合理跨度。

教学实践表明：有些结论的得出要进行多层思考，要求学生根据现象在大脑中迅速完成论证的全过程是不可行的。如在本课的传统教学中，学生根据现象填写实验单上“推测蜡烛发生的变化”一栏时，要么停留于现象描述，要么纠结于熔化，觉得加热和点燃没有区别。其实，由现象到结论需要经过一系列的思考：观察现象;推测是什么物质;思考燃烧前有无这些物质;得出结论——燃烧产生这些物质。在本课教学中，笔者降低思维难度，将实验单中“推测蜡烛产生的变化”改为“推测这是什么物质”，从而帮助学生逐步得出结论。

2. 运用论证结论。

经历了一系列的论证后，学生终于形成科学概念，但这还不是科学论证的终点，最终还要运用论证所得的概念，进行解释、判断、制作。这需要教师通过设计问题、创造情境、提供材料等方法创造运用论证结论的机会。

本课教材仅提供图片，然后让学生判断图中属于哪种变化。教学时，笔者发现，即使学生知道要根据是否有新物质产生进行判断，也常因为对这些变化不熟悉而判断错误，进而动摇其对刚刚形成的科学概念的认可度。因此，笔者将这些变化过程以多组对比图、视频、演示实验等方式提供给学生，然后让其进行判断。

总之，在“提搜论用”的论证环节中，教师应该在课前对学生的前概念有大致了解，在课上帮助学生精炼语言，适时将观点分类，以免学生进行冗余论证，偏离课的主题。