基于实证意识培养的小学科学教学

江苏省无锡市港下实验小学 尤春来

科学的目的在于认识世界，一部科学发展史，就是一个不断发现证据来证实猜想、得出结论，对世界产生新认识的过程，所以科学离不开证据，证据是科学的根基。因此，在小学科学教育中培养学生实证精神、树立证据意识应该成为科学课教学的重要任务。

一、培养学生实证意识的重要意义

实证是科学本质的体现。科学是什么？科学的本质是什么？对这个问题的回答有很多不同的答案，但是比较一致的观点都认为科学应该有这三方面特征：1.科学是一个实证系统，科学可以通过证实的、证伪的方法得出结果；2.科学是讲求逻辑的，科学结论能通过推理的方法得出；3.科学结论有局限性，随着时间发展，结论可能会被推翻或更新。从以上对科学本质的看法中可以看出，实证是科学的首要特征，是最重要的特征，科学的逻辑性必须以证据为前提，科学结论的得出也必须以证据为基础。

实证是课程标准的要求。2017版《义务教育小学科学课程标准》中“倡导探究式学习”这一条课程理念是这样表述的：“以证据为基础，运用各种信息分析和逻辑推理得出结论，公开研究结果，接受质疑，不断更新和深入，是科学探究的主要特点。”由此可以看出，课程标准明确把科学的实证思想作为教学的理念，指引科学教学。

实证是发展科学思维的需要。小学科学教育对学生进行科学启蒙，除了要让学生获得一些基本的科学知识，最主要的是培养学生的科学思维能力。科学思维是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出疑问、批判，进而提出创造性见解的能力。科学思维的总纲就是实证和逻辑，因此，要培养科学思维能力，离不开实证意识的培养。

综上所述，培养学生的实证意识应该成为小学科学教育的重要任务。

二、课堂中缺乏实证意识的现状

观察我们的小学科学课堂，漠视证据、缺乏实证意识的现象比较多见。

（一）教师实证意识不强

课堂教学的目标有时候单一地指向获得“科学结论”，探究教学中只要获得了期待的答案就直接总结出实验结论，课堂交流便戛然而止，可能存在的特殊数据、异常数据就被无视、过滤掉了；当学生的实验证据不支持假设，事实与原本想法相背离的时候，教师会把原因简单归结为实验误差而不再做深入探究，这些都是教师证据意识不强的表现。

（二）学生证据意识缺失

课堂交流中很多学生习惯性服从教师的想法，服从同学的意见，缺乏自己独立的思考，遇到自己的实验数据与同学有差异，还往往会认为是自己的实验出错，缺乏学习自信；学生不重视实验记录，马虎应对，数据记录不完整、不准确的情况时有发生；为了迎合大部分同学的数据而更改自己的数据，种种不尊重事实、不尊重证据的情况对后续探究都产生了极大干扰。

三、培养实证意识的课堂教学策略

在新版《义务教育小学科学课程标准》实施意见中，实事求是这一维度的分级基本上是按照如下思路：一至二年级学生具有实事求是的意识；三至四年级学生能基于证据坚持或者调整自己的观点；五至六年级学生能对不一致的结果进行分析，并进行再次观察和实验。在课堂教学实践中，教师可以据此有意识地采取以下策略。

（一）切实提高观察成效，收集有效证据

在科学界有这样一种共识，评判一项科学是否科学，首先不在于你的理论有多么高深，而在于你的观察资料有多真实。小学生进行科学探究，大部分证据都来自观察，实验也可以理解为一种观察，观察自然事物，观察实验对象，观察实验现象，来收集证据，获得事实。因此，观察的成效会直接影响探究结果。

1.学习掌握观察方法。观察事物的时候，我们要让学生养成多感官全面观察的习惯，先用眼睛看，再可以用鼻子闻一闻，可以摇一摇，听听声音，还能用手摸一摸，感受一下粗糙与软硬，如果是食物，在得知食物安全的情况下还可以尝一尝它的味道。另外，对事物的观察也需要讲究方法，比如，观察一朵花的结构，可以先整体观察花的形态，由哪几部分组成，再按照顺序对每个局部展开细致观察，每部分的形态什么样、数量有多少，力求细致全面，避免遗漏信息。

2.学会准确使用仪器。我们人的感官功能是有限的，仪器可以帮助我们拓展感官的能力，也可以帮助我们对事物进行定量观察。比如，测量力的大小要用测力计，使用前要对测力计进行校零，测量过程中如何读数、怎样保证数据的准确等事项，都涉及仪器的操作使用方法，而方法的掌握需要我们指导学生多次练习。有了仪器的帮助，再加上认真细致的观察，就能获得可靠的数据。

3.制订可靠观察方案。我们还需培养学生为获得可靠数据而进行决策的意识，也就是制订观察方案，这是实证意识的深层体现。比如，测量一杯热水在空气中的降温是不是有规律，选择多少起始温度的热水、每隔几分钟测量一次、测到什么时候停止等都需要综合考虑。实际上一杯热水的降温会呈现先快后慢的规律，最终的水温会和周围空气的温度持平，因此，选择刚烧开的水或者90摄氏度左右的水开始测量，每隔2分钟测量一次，会明显观察到降温的变化，如果选择五六十摄氏度的水进行实验，数据的下降规律就不会这么明显，所以在实验之前制订可靠的方案显得尤为重要。

（二）尊重事实数据，谨慎得出结论

实证意识在科学课堂中的一项具体体现就是“用数据说话”。数据有助于学生寻找规律、得出结论，数据使课堂探究变得更真实、更准确、更可信，尊重数据是科学探究活动必须遵循的准则。

1.分析整理数据，探寻规律

探究中学生采集到的数据有时是表象的，有时是凌乱无序的，需要对数据进行比较、整理、分析。对数据进行分析，可以对数据进行排序或绘制统计图表，这样可以更好地体现出数据的关系。比如，研究声音在各种介质中传播的速度快慢问题，当获取了一系列数据后，对数据进行排序，就能发现在固体中传播的速度最快，其次是液体，最后是气体。再深入研究，还能发现实际是跟密度相关，密度越大，声音的传播速度越大，反之亦反。用数据说话，这也是实证观的体现。

2.不轻易否定异常数据

实验中学生收集的数据，难免会有差错存在，错误的数据、不支持假设的数据经常会出现，教师在遇到异常数据的时候，应该带领学生分析产生的原因，反思实验过程中是否有错误操作出现。如果实验很规范，那教师也应该本着实事求是的态度对待异常数据，谨慎得出科学结论。比如，研究摆的快慢，按照假设会分别进行摆线长短、摆角大小、摆锤轻重三方面的对比实验，数据中能发现摆线长短对摆的快慢的影响是显而易见的。但摆角和摆锤实验的数据往往不会完全一致，即使考虑实验误差的存在，我们也不妨把结论更改为“摆的快慢与摆角大小、摆锤轻重关系不大”这样的表述，更符合理性精神。

（三）勇于质疑反思，培养理性思维

基于证据的思维，要求人们形成基于实事求是的科学态度，具有基于证据和推理发表自己见解的意识，乐于倾听不同的意见和理解别人的想法，不迷信权威，勇于修正证据和完善自己的观点。

科学课堂上，我们要培养学生的质疑精神，能根据证据谨慎分析、做出判断，拥有自己独立的思考。在一节关于液体的课上，教师出示了两杯无色透明的液体，取出一个鸡蛋，放入第一个杯子里，鸡蛋下沉，捞出鸡蛋继续放入第二个杯子里，鸡蛋浮着。有孩子猜测第二杯液体是盐水，那怎么证明呢？于是孩子上前给大家做实验，往清水里不断加盐，鸡蛋终于浮起来。孩子说，这就是证据，说明教师的那一杯肯定也是盐水。教学到此为止，貌似完整了，但是其实仔细推敲下，还可以引导学生再想一想：我们看到的事实是同学的盐水让鸡蛋浮起来了，这样的一个条件是不是足够证明教师那杯也是盐水了呢？两杯液体看上去都是无色无嗅的。是不是只有盐水才能让鸡蛋浮起来？别的物质溶于水后有没有可能也产生这样的现象？要把水蒸发了看是不是会析出盐的结晶，证据才充分。在这样一连串的质疑和思考中，学生的科学思维变得更严谨，能对证据做出理性评估。

科学的本质在于建立证据，在小学科学教学中培养学生实证意识，有利于形成理性、批判的学科思维，具有普遍意义的教育价值，是科学本质观的体现，也能更好地促进学生科学素养的发展。