培养学生论证能力的教学策略初探

霍敏

摘要：论证能力是指在小学科学课堂中学生的论证表现，包括能用事实、理由、反驳、限制性条件等来支持自己的主张。培养学生的论证能力，不仅可以发展他们对科学探究的主动理解，也可以发展他们对科学本质的深层理解。在教学活动中，有意识地改进器材排除干扰，借助实验任务单开展定性定量观察，借助图表直观呈现数据，利用问题链深入剖析论证，帮助学生获得有效探究，建立科学探究的精神，从而有效培养学生的论证能力。

关键词：实验数据 推理论证 教学策略

中图分类号：G4 文献标识码：A

一、教学背景

论证能力是指在小学科学课堂中学生的论证表现，包括能用事实、理由、反驳、限制性条件等来支持自己的主张。

教科版小学科学五下册《热》第3课《液体的热胀冷缩》围绕液体的热胀冷缩，试图通过三个实验构建起液体热胀冷缩的概念。三个实验分别是：探究水的热胀、探究水的冷缩、探究其他液体热胀冷缩的性质。笔者在现实教学中，出现以下困惑：

1.容量大，时间少。3个实验容量过大，在一节课中基本无法完成。

2.目标空，论证缺。通过调查，同学们已具备热胀冷缩的感性认识，本节课的几个实验活动只是让孩子们明显的观察到了这种现象，而对于水热胀冷缩的本质（也就是随着水温度的变化，形态发生改变）并没有进一步探究，学生在此概念上的向前发展甚少。

笔者在执教本课后，发现学生普遍存在的情况：一是学生对热胀冷缩的认识还是停留在感性认识上;二是缺乏分析与解释，使学生对变化与概念之间难以建立关联，难以使概念真正内化于心;三是缺对科学逻辑思维能力的培养。

二、教学策略

如何在教学设计中培养学生的论证能力呢？以《液体的热胀冷缩》一课为例谈谈自己的教学策略。

（一）改进器材，变“生活现象”为“时长探究”

基于论证的前提是学生获取科学的数据。在探究活动中，实验仪器的精确度、环境条件等影响下，都会导致实验的误差，甚至论证数据的不合理。因此，笔者先对实验仪器进行优化。

1.改进测量仪器，避免估值影响数据

《液体的热胀冷缩》一课教材安排用玻棒式温度计测量放在热水中的单口烧瓶的温度。对于玻棒式温度计的观察，能以精确到0.1-0.9摄氏度，会出现估计值，引起实验数据的误差。温度能否不用估计就直接显示出来呢？基于需要，教师进行了仪器的改进：取而代之的是数字温度计。让学生更直观地观察出数据的变化。

2.改進器皿，增强实验的直观对比性

课本上原使用单口平底烧瓶，通过烧瓶上的双孔橡胶塞，能同时测量出液体温度和体积的变化，并不是单一观测液体体积的变化，利用定性测量的方法知道“热胀”现象，让学生用定量观测的方法感受到物体内能变化与形态变化之间的关系。实验原理：液体温度上升，体积变大。

传统的烧瓶装置功能有局限，只能做到测量水体积的变化但不能测量内部的水温的变化。

所以，教师为学生提供了平底烧瓶、带有刻度的玻璃细管、能方便在购买到的电子温度计，组成方便测量的工具。

（二）借助图表，有效论证描述变量之间的定量关系

1.借助任务单记录，开展定性定量观察

论证过程中，任务单起到关键作用。一是让学生关注变化的方向;二是让学生思考关键信息;三是便于接下来的数据整理。以往的教学中，教师们常见于使用记录式的任务单，一般操作方式是学生以实验小组形式分任务，根据记录表读、报数据，然后横向分析本组数据的变化从而获得实验结论。基于对数据进行有效论证，并描述变量之间的定量关系，教师把任务单进行了以下调整：

1）根据测量数据，用绿笔在图中将几次温度的高度连起来画成折线图。

2）根据测量数据，用红笔在图中将几次水位的高度连起来画成折线图。

改进的表格比传统的表格更加直观和形象，学生能从中快速获得所需要的信息，比较2者的变化关系，更符合学生的身心特点，也是学生转变概念建构的一种更高的形式。

2.借助折线统计图，呈现数据变化趋势

在对数据进行论证时，往往因为呈现出的数据比较抽象，学生难以发现数据之间的关系 和解释数据，为形成科学概念带来困难。对于折线统计图的呈现，使数据的变化可视化。同时，教师组织学生分析图中的数据。同学们得出了一个普遍而具有归纳性的结论：水的温度上升，体积也会随之变大。

通过引导让学生发现我们实验中观测水的温度变化并不是水温的全部，超过40摄氏度、低于20摄氏度的水也有这样的变化吗？

通过“个人思考—小组共识—组间交流—全班研讨”四个层次问题链的引导，学生不再像挤牙膏那样问一句答一句，而是主动进行交流。同时，学生论证的思路清晰，而且被质疑的小组也能进行有依据的回应。

论证活动在举证支持、反驳与质疑、教师引导运用证据和材料、教师帮助化解反驳与质疑、对话论证等环节中进行，学生从现象到结论做出解释，逐步形成科学概念，在完成本课知识性目标的同时，也大大提高了学生科学论证的能力。

这里，对数据的分析与交流、推理与解释，既验证了“一定温度范围内，液体的温度上升，体积也随之变大”又产生了新的问题。

所以今天的实验得出的结论是：水温在20℃～40℃之间，随着水的温度上升，它的体积也随之变大。老师对知识加以拓展：液体不是在每个温度范围都是热胀冷缩的。举例：水，在4℃时便会出现“热缩冷胀”，达到0℃以下时更明显，如：同样重量的冰块体积会比水大。

三、结语

通过《液体的热胀冷缩》一课，教师通过确凿的证据，用定量观测来培养学生的科学论证能力，促进学生对科学概念的深入理解和应用，并指向课堂概念背后的大概念，有效地提高学生的科学实践能力。

在今日，以培养学生成为具有科学素养的公民为目标的科学教育诉求中，论证教学有其不可忽视的重要性。论证和推理是科学教学的核心，论证教学的主体是学生，教学的指向是发展学生的论证能力。在科学教学的过程中，需要教师创造论证的机会，让每个孩子经历运用论证推理结论的过程，以达到对思维能力的训练，这是一种促进学生有效学习的教学策略。

参考文献

[1]童海云.科学教学要重视集体论证[J].人民教育， 2013，（20） ：41-44，

[2]中华人民共和国教育部.小学科学课程标准[S]. 北京师范大学出版社，2017.3：6-9.