用证据说话 培养学生科学论证能力

◇陈 斌 （浙江：杭州市萧山区城东小学）

科学论证是培养学生实证意识的重要学习方式。学生在论证过程中，需要像科学家一样经历深层的探究过程，通过收集观察到的事实和证据，开展个人论证和集体论证，并将证据和结论有机联系起来。论证教学的开展，能够加深学生对科学知识的理解和掌握，还能引领学生走向深度探究、发展理性思维，进而提高科学素养和对科学本质的认识。

一、研究现状：科学论证是科学实践的关键要素

科学论证是学生习得科学知识、掌握科学技能、发展创新能力必不可少的环节。美国《K-12科学教育框架》聚焦两方面的重要内容：一是提出“科学即实践”，作为实践的科学，不仅包括科学过程与方法，还包括以语言为载体的社会互动与话语论述；二是提出以论证和批判为关键要素的评估活动是科学实践的核心（见下图），在探究实验和构建解释等具体的实践活动中都需要辨别、比较和评判不同的竞争性观点。

2022年颁发的《义务教育科学课程标准》中有较大篇幅提到“基于证据、事实表达自己的观点”，其实就在指向科学论证。如，在科学探究维度的课程目标中提出，“科学探究需要围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案，通过收集和分析信息获取证据，经过推理得出结论，并通过有效表达与他人交流自己的探究结果和观点”，倡导实事求是的科学教学目标，并分年级做了细致要求，为各年级开展科学论证提供了正确导向。

二、直面问题：学生缺失科学论证的思维学习过程

当前科学教学更加偏重对实验现象和结论的描述，基于现象得出结论的论证过程却容易被忽视。缺失了思维参与的探究是盲目的，也是浅薄的，教师在科学教学中要注重在科学论证活动中发展学生的理性思维。通过调查分析，学生在科学课堂论证环节主要存在以下几方面的问题。

（一）草率做出结论，轻易建立概念

在科学学习中，学生是带着原有认知，即前概念，进行探究活动的。当获得的实验现象或数据和学生原有想法一致时，他们就会很快得出结论，提前享受实验成功的喜悦。但这种结论概念的建立未经过反复验证，严谨性亟须提高。

（二）从众心理影响，质疑本组数据

当班上的学优生提出观点、数据或者结论并得到大多数学生认可时，其他有不同观点的学生在从众心理的作用下，就开始质疑自己的实验数据，怯于把自己真实的观点表达出来，导致有些宝贵的发现石沉大海。

（三）缺乏论证方法，研讨浮于表面

论证是理性的思维活动，在呈现、阐述、组织证据和主张时，非常注重严密性和逻辑性。但是，很多学生不知道怎样开展基于证据的深度论证，缺乏批判性思维和质疑精神，不会使用科学术语进行表达，使得课堂交流研讨草草了之。

三、培养路径：实施基于证据的论证式科学教学

（一）收集有效信息，使论证有据可依

1.充分讨论，明确目的

在探究前抛出论证主题，引导学生进行预测，再以预测展开实验前的推理，暴露学生的观点。教师引导学生明确实验目的以及自己的预测和现有的解释，使学生将要收集的证据与观点建立初步联系，让学生带着目的去实验，使探究更加深入。

2.细致指导，精准探究

当学生在收集信息过程中产生迷茫时，需要教师适时介入，提供细致的实验指导，引导学生收集有效的证据。可以从以下三个方面体现：（1）通过提出关键性的问题，使学生聚焦实验细节，使学生明确要收集的证据，使探究更有目的性；（2）通过提示重要步骤，提醒学生实验过程中的注意事项，使学生收集更加准确的证据；（3）明确学生的分工，使探究可以有条不紊地进行，以收集最完整的信息。

【案例1】在三年上册《水能溶解多少物质》一课中，笔者引导学生如何公平地对食盐和小苏打进行溶解能力的比较。在学生回答的基础上，教师抓住重点，明确相同条件：都是50ml的水；每次都加一勺；两组都搅拌。在此基础上追问关键性问题：怎么样保证一勺一样多？可以将勺子装满，再用牙签刮平。怎样才算完全溶解呢？看不到食盐颗粒。如果加到第7勺时，食盐没有完全溶解，那算溶解了几勺？最后明确学生的分工：学生分别负责搅拌、取一勺勺的食盐、记录、监督。

3.优化表单，翔实记录

描述是解释的基础，描述是证据，解释是观点。因此，设计优秀实验记录单，使学生可以方便又完整地记录，有助于学生将信息转化成证据，将证据和观点建立联系。

【案例2】在六年级下册《发现变化中的新物质》一课中，白糖加热是一个经典的化学实验。为了让学生更加细致地观察，获得更加完整的证据，笔者设计了以下学习单。

白糖颜色形态气味我们的发现加热前 加热过程中的变化 加热后

学生在完成实验记录时，必须通过仔细观察，收集完整的证据，然后分析、比较白糖发生的一系列变化，进而认识到白糖在加热过程中发生了两种变化。一是白糖的ron融化：白糖从白色的固态变成无色的液态，又马上变成黄褐色；二是白糖的炭化：液态白糖颜色加深，最后变成黑色的炭等。通过对现象的分析，引导学生判断是否产生了新物质，整理出物理变化和化学变化的本质区别。

（二）直观呈现信息，为论证搭建支架

1.数据信息，图表呈现

在学生获取实验数据后，需要把数据呈现出来进行解释与论证。常见的读报数据、投影数据、板书汇总等数据呈现方式，都不利于数据的直接处理，而且也费时间。在数字化时代，我们完全可以利用Excel等软件，以数据图表的形式呈现，同时可以对数据进行直观处理，提高论证的有效性。

2.全班记录，集体呈现

教科版教材中经常会出现一张班级记录表，需要全班学生共同记录，把探究活动中获得的信息集体呈现。在此基础上，教师引导学生从全班的角度观察数据、分析数据，围绕记录中的不同观点表达赞同、质疑或者进行补充，通过集体论证形成共识。这样，学生的汇报交流就不再是数据的简单呈现与结果的主观臆断，而是一个不断对话、理性思考的过程。

3.活动板书，分类呈现

教科版科学教材中，有很多内容涉及分类，如，一年级下册《给物体分类》和《给动物分类》。这类课型没有有趣的探究实验，更多的是基于经验进行研讨论证。如何把观点与结论有序地呈现，以便于学生开展论证呢？很多教师采用了分类呈现的方法，即把文字或图片粘上磁贴，做成活动式板贴，可以根据学生不同的论点即时改变呈现方式。

（三）建立论点联系，用论证发展思维

1.围绕核心问题，做好论证准备

探究结束后，教师要留给学生一定的时间思考核心问题，做好论证的准备。首先，可以小组为单位进行交流论证，讨论实验现象与结论之间的联系，最终形成小组的论点；其次，教师要指导学生围绕核心问题进行汇报交流，强调论证术语的使用；最后，教师要引导学生清楚地表达自己的观点，可以让学生用自己擅长的方式来汇报。

2.创设教学情境，提供论证技巧

在集体论证环节，教师营造论证的情境，有利于帮助学生厘清思维过程，建立证据和论点之间的联系。这样就不仅仅是简单汇报交流了。

（1）用规范的要求，创设论证的情境

规范要求具体包括：学会倾听；轮流发言；发言声音宏亮；清晰表达；注意发言者的态度；保持冷静、友善。

（2）用一定的句式，对话论证的情境

可以用以下一些句式：①我赞同……同时我想补充；②我的观点是……因为……；③我反对……因为……；④我不明白你的观点……你能详细地说一下吗？⑤刚才的观点你能提供证据吗？⑥对于这个观点你有什么看法？

【案例3】笔者在执教苏教版新教材《适应生存的本领》一课时，在学生阅读科学资料完成探究任务后，组织了一次科学论证会，让学生基于证据发表观点。

3.我们的科学论证会要开始了，我给你们三个建议

（1）表达自己的观点，有证据：我认为……因为……

（2）分析别人的观点，有证据：我赞同……；我补充……；我反对……因为……

（3）互动交流观点，有追问：关于……你能详细地讲一下吗？

4.讲述：支撑你们论证的是这两张气候数据图和地形图，请你根据这些信息说说对两个问题的理解

（1）东非大草原的环境特点是怎样的？

（2）东非野生动物迁徙的原因是什么？

5.讲述：既然是论证会，当表达结束，你要组织学生对你的观点提出建议。想听听大家的意见吗

6.引领证据推理，建立论证逻辑

在学生论证、解释的关键阶段，教师要采用恰当的关键导学语点拨引领，帮助学生学会逻辑推理。具体可分为三个阶段：

（1）“亮出观点”阶段

在学生提出自己的观点后，教师可以引导式提问：“根据实验现象（数据），你有什么想法？”“你为什么这样认为？”从而让学生慎重审视自己的结论是否建立在科学证据之上。

（2）“进一步论证”阶段

在学生基于证据提出主张后，教师可以向其他学生提问：“你们都这么认为吗？”“谁有不同的看法？”等批判式问题，鼓励他们对其他学生的解释与结论进行反思、批判和质疑。

（3）“形成合理解释”阶段

论证的最终目的是形成合理解释，教师可以提出“谁的解释更有说服力？”“你现在是怎么想的？”“我们的研究现象支持这样的观点吗？”等反思式问题，引导学生再次思考研究结论是否严谨科学。

在科学教学中，教师要引导学生关注实践活动中获取的事实与证据，时时渗透“用证据说话”的思想，让学生用证据去分析现象、解释问题，学生的认知结构就会不断重组、优化，就会不断纠正和完善属于自己的科学概念体系。如此，相信他们的科学核心素养必能得到极大发展。