树立论证意识 培养学生科学思维能力

吴美玲

〔摘    要〕    在学生学习科学的过程中，教师要时刻注意让学生及时搜集证据、整理证据、呈现证据，用证据来支持自己的观点，对探究中发现的证据，通过反复检测和验证加以印证，使学生在探究活动中，既主动认识到证据的重要性，又逐步建立证据与说明的关系，提出自己的合理见解。

〔关键词〕    小学科学；论证意识；科学思维能力

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  09-0031-03

2022年版《义务教育科学课程标准》在课程总目标中提出：掌握具有初步科学思维能力的基本思维方法。要让学生“对各种信息、事实、证据进行合理的分析和综合判断，对所研究的问题运用证据和推理进行描述、说明和预测，具备初步的推理论证能力”。其中推理论证思维是实证意识，这也是科学教学与其他学科教学的最大区别。只有通过严谨的实验、精确的数据、科学的分析，才能使学生归纳出正确的实验结论，从而获得综合的科学素养。

但是，在日常教学中，我们经常看到论证意识缺乏的情况：教师和学生对资料的态度不严谨，资料的收集以偏概全；科学分析意识淡薄，一味轻率下结论；质疑实验不成功时，数据与前概念相矛盾；当数据和别人不一样的时候，对自己的数据产生从众心理。

科学讲究证据、讲究事实。论证意识有助于培养学生辩证唯物主義思维方式。因此，教师应当通过各种策略培养学生的论证意识。

一、科学提问是有效论证的方向

带着问题的学习是高效的，教师要注重培养学生的问题意识。源源不断地有问题提出恰恰体现了学生的好奇心。这是一种强大的内驱力，有好奇心的探究实践才更具活力。

如，五年级教科版上册《认识棱镜》一课有这样一个环节。

师：大自然中真的有很多美好的现象，而这些美好现象背后真的像童话故事中描述的那样，有魔法师吗？

生：没有，童话故事都是虚构的。

师：魔法师是虚构的，但是雨过天晴的彩虹可是我们真实看见的场景啊！

生：对哦，眼见为实，这可不是虚构的。

生：那到底是怎样形成的呢。

师：这一自然现象的奥秘，同学们是不是很想搞清楚呢？

生：想！想！很想！

师：那你们有什么好办法吗？

生：我想模拟雨过天晴的场景。

生：你难道想在教室里面模拟下雨？那书本湿了可怎么办？

生：我在花丛中也见过五颜六色的光线，我们不如现在去看看吧！

师：同学们看看这些工具可以帮得上大家吗？（出示：水盆、镜子）

评析：虽然直接接触和认识棱镜的学生不多，但是生活中浇水的现象是易见的，水盆、镜子也是易得的。教师不是直接展示三棱镜，而是从美好的自然现象，导入虚构的童话故事，由学生自己在好奇心的驱使下提出问题，并试图找到解决问题的方法、设计解决问题的方法。

研究的问题源于学生的观察和思考，研究的方案源于学生的联系与研讨，研究的发现源于学生的探究与交流，学生的思维由感性逐步走向理性。学生的推理、论证、解释能力也在不断形成。

二、实事求是是论证思维的初心

严谨求实是指学生在科学探究的过程中，应该谨小慎微，以事实为依据，以实践为检验依据，而不是一味地把别人的观点、建议照单全收。唯有尊重事实，实事求是的品格才会形成。

（一）用铁板钉钉的证据论证

科学思维是从科学的角度，证据是支撑学生正确认识的支柱，是认识客观事物的本质属性、内在规律和相互关系的途径。教师要始终注重让学生及时搜集证据、整理证据、呈现证据，用证据支撑自己的观点。

如，在六年级下册教科版科学教材《发现变化中的新物质》一课中有这样一个环节。

师：这个水到底是蜡烛燃烧产生的，还是空气中的水遇冷凝结的？

生：肯定是蜡烛燃烧产生的。因为被子下面就只有蜡烛在燃烧啊！

师：可是蜡烛火焰的周围也有空气，空气中也有水呢。

生：空气中的水是不是真的遇冷就会凝结在一起？

师：每个人的看法都不够实在，也不够坚决哦，这样很容易以偏概全。

同学们有没有什么好办法可以让大家找到依据，证明这个水到底是哪里来的？

生：我们可否把玻璃杯加热一下，放在上面，这样就不会有遇冷凝结的情况了。

师：这样玻璃杯过一会儿也会温度降低的，不够稳定。

生：我们可否做个对照实验，把蜡烛换成另外一个发热的装置？

师：能用什么代替呢？

生：火柴。

师：火柴也可以。不过火柴还是燃烧着的物质，会不会也产生新物质？

生：那就用灯泡。

点评：在科学探究活动中，教师要引导学生在接受书本信息或其他学生、教师的观点时，不要轻易迷信权威和科学结论，盲目接受，而要做到不唯上、不唯书、不唯众，唯“据”。要经过自己的认真分析和思考，敢于用实验来验证，敢于寻找新的证据；要做到“有据可依”，对自己的看法增强说服力。

（二）用客观存在的数据求证

在科学探究的过程中，必须反复实验。认真观察取得的数据，才是有力的实证，才经得起质疑和验证。要培养实证意识，就要培养学生关注实验资料。这是证据的重要组成部分，也是得出科学概念的重要依据。在科学探究活动中，学生通过观察、实验和其他操作活动得到有关资料，教师应引导学生对每一项数据加以关注，以便对有关问题或现象进行说明。

数据是有力的实证，支持科学理念的形成。

如《时间在流逝》一课有这样一个环节。

师：请汇报一下你们的数据，并说说你们的发现。

生：我们组记录的数据是这样的，2分56秒，2分50秒，2分59秒，2分57秒。所以我们组认为，燃香可以用于记录时间流逝。

师：其他小组都是这样的数据吗？有没有不同的情况？

生：没有。

师：第4小组没有说话，也没有举手，是为什么呢？你们的数据可以分享一下吗？

生：我们的数据可能记错了，组长还没有修改好。

师：这是为什么呢？没关系，你可以大胆分享出来，大家一起帮忙分析一下。实验当中出现一些异常现象也是有可能的，不一定是你们错了，不要担心。

师：不过，不管什么情况，都不能随意修改原有的真实数据，我们要尊重自己的实现现象和事实。就算这些现象和其他人的都不同，也要敢于面对和分析。是实际测量的数据写错了呢，还是你们小组的工具有什么异常？

生：我们组的数据是1分钟，2分40秒，2分55秒，2分钟。

师：什么原因会让香刚开始和最后燃烧得都比较快呢？大家一起想一想。

后来在七嘴八舌的猜测和第四小组的回忆反思中发现，刚开始的时候，他们组特别兴奋，一边观察一边说话，还用小手扇风，让香味散发得更快，而最后的时候，他们希望第一个完成实验，所以又加快了空气流动。

评析：教师关注全体学生，对课程的推进不盲目，而是积极引导学生对意外数据进行反思，让他们像科学家一样，对意外数据加以关注，对意外数据大胆质疑，帮助学生对意外数据的成因进行分析，引导学生对整个探究过程认真梳理和反思。这有利于学生养成良好严谨的探究习惯。

（三）用逆向思维的方式证伪

科学的论点都能够被证实、证伪的。我们要在5～6年级教学中多开展证伪实验，旨在实现学生实证意识的长远发展。

如，在六年级课本上册《昼夜交替现象》一课中有这样一个环节。

师：同学们提出了这么多种昼夜交替的假设，到底哪一种假设才是宇宙中实际存在的状态呢？

生：谁都知道地球是绕着太阳转的。这个想都不用想，直接就可以做出正确选择了。

师：虽然有些科学知识已经过很多科学家论证了，但是我们在学习的同时，也可以尝试回到当初未知的探究状态，试着用我们自己的智慧和思维看看能否得出相应的结论。这是一种很好的思维考验。

生：可是我们都已经知道其他观点不成立了，那我们还有必要证明它是否成立吗？

师：那我们可否尝试寻找证据，用客观现象论证它不成立呢？

生：哦，我明白了。虽然仅地球自转也能实现昼夜交替，但是交替的时间周期就不像我们现在生活中的这样，而是非常均衡不变的日出日落时间。

师：瞧，你已经有了证伪的思维了，大家就按照这样的思路继续证明其他假设可能性吧。

评析：教师没有跳过探究直接教授结论，而是引导学生尝试证伪。这是“像科学家一样思考问题”的必备技能之一，面对学生已有的认识基础和已成共识的科学观念。

三、科学表述是推理论证的呈现

体现科学思维的深度探究实践，不仅仅表现在动手做，还要重视表达与交流。这也是学生学习后内化的具有科学特性的品质。教师要引导学生把自己的所思所想表达出来，把内隐的思考说出来。这有助于思维外显，促进交流。

如，六年級下册《发现变种的新物质》一课有这样一个环节。

师：通过仔细实验，大家说说白砂糖在加热过程中是否产生了新物质？

生：产生了新物质。

师：我建议大家用这样的方式表述。例如，在白砂糖加热实验中，我观察到了什么物质发生了什么变化，表现出什么状态，我判断这是或者不是一种新物质。

生：我来汇报。我刚才特别认真地在观察，发现白砂糖在加热后期颜色变黑了，还冒着烟雾，有一股难闻的味道，最后都燃烧起来了。这和最初的白砂糖的样子完全不同，所以我判断这个实验最后产生了新物质。

师：你的表述比刚才更加有理有据了。哪位同学再来补充一下白砂糖加热的初期是什么现象？这样对整个实验的描述就更完整了。

点评：教师在教学中要注重培养学生的表达、描写能力，必须规范细致地观察，才能得出有效的事实，掌握事实的证据，才能回答科学的问题。

科学需要进行一系列的证实与证伪，从而获得相关的结果，针对这个结果再进行反复实践，确保结果更加准确。学生根据现象进行推测并不难，难的是主动检测和证实的意识。这是教师教学和学生学习中容易忽视的，也是核心素养培养的一个重要方面。学生在科学探究活动中，运用证据来证实自己的观察结论和推测结果。教师要有效培养学生形成实证意识并且将这种意识深化发展下去，使学生获得全面的科学素养，为终身学习做准备，为终身发展奠基。

参考文献

［1］中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］喻伯军.义务教育课程标准（2022年版）课例式解读科学[M].北京：教育科学出版社，2022.

［3］吴树生.小学科学课学生实证意识的培养[J].小学科学（教师版），2014（3）.