在小学科学验证活动中如何引领学生获取可靠证据

王雪梅

小学科学探究活动一般经历了假设——解释的过程，其中解释中的“验证”环节是学生科学探究活动的核心环节。但目前小学科学探究活动中常常出现一些不尽人意的情况，验证过程走过场，取证片面或不够全面等一些状况影响了学科本质的体现。如何引领学生获取可靠证据成为迫切需要解决的问题。笔者认为，只有做实做足验证环节，才能更好地实践《新课标》，培养好学科核心素养。本文试着从重复验证、对比验证、证伪验证、整理证据等不同角度谈立体式验证模式的构建。

张红霞在《科学究竟是什么》中说道：“科学课的核心目标：引领学生懂得什么是证据？怎样获得可靠的证据去解释世界？”小学科学探究活动一般经历了假设——解释的过程，其中解释中的验证正是这个获取证据的过程，是学科核心目标所在之处。

然而，目前小学科学探究活动中常常出现一些不尽人意的状况：受课堂时间限制，验证只冲着假设进行，没有得到充分的客观事实；活动中学生没有根据事先设计的方案来验证假设，做与思脱节，所获证据可信度低；学生知道实验的操作但不注意观察细节，导致对实验结果“想当然”。凡此种种获得的证据缺乏说服力，不足以成为可靠证据。那么，什么是可靠的证据？笔者认为，可靠的证据首先必须是事实，是对可观察到的物体和事件的客观性、确定性的陈述；其次可靠证据是经得起反复验证的事实，具有有效性、严谨性。可靠的证据怎么来？新的《小学科学课程标准》科学探究总目标中指出：了解科学探究是获取科学知识的主要途径，是通过多种方法寻找证据，运用创造性思维和逻辑推理解决问题，并通过评价与交流等方式达成共识的过程。据此，我们可以立足核心素养培养，从重复验证、对比验证、证伪验证、整理证据等不同维度构建立体式的验证模式，去获取可靠证据。

一、重复验证，保证证据的有效性

可靠的证据是经得起反复验证的，重复验证而不是“一次搞定”就凸显实验结果的科学性、有效性。

同组相同方法重复验证。这是小学科学实验中最常用的方法，尤其是获取数据的实验中，每组测3次数据，最后取平均值。避免了数据因误差带来的极端，让普遍性的数据成为有效证据。

异组相同方法重复验证。结论的得出需要大量的事实证据验证，证据的指向性越集中得出的结论越接近科学。因此，我们在需要大量的时间去验证寻找证据而课堂时间不允许的情况下，把一个班级分成几个小组用同样的验证方法去获取证据，寻找规律。这9个小组之间同样是重复验证，既节省时间，又有利于发现共性，摒弃偶然性，使所获证据的有效度得到提高。

同组不同方法重复验证。对于时间足够的探究活动或小组，我们可以尝试用这种方法获取可靠证据。譬如，在测“水滴速度与哪些因素有关的实验”时，时间来得及的小组可以尝试两种或两种以上的验证方法，异曲同工，提高证据的有效性。

异组不同方法重复验证。受课堂教学时间限制，有多种方法寻找证据时很难逐一在课堂上展开，为此，我们提供足够的材料允许各小组自行选择方法验证。不同方法的取证，如能得到一致的发现，那这个发现的有效性就大大提高。

二、对比验证，提高证据的可信性

对比实验通过控制变量获取所需信息，体现证据获取的公平性和可信度。对小学生来说，在证据的收集过程中，变量的识别与控制是获取证据的难点，我们可以从选择材料和分解实验两个角度去突破这个难点。

对比实验的材料是提高证据可信度的关键。选材时我们可以通过下水试验比较材料。最合适的材料往往是简单明了的材料。如《物质发生了什么变化》教材中有混合黄豆和沙、加热白糖两个探究活动，前者涉及材料多，细节烦琐，获取证据过程中干扰因素多，而且与后者没有结构上的联系。为保证探究活动的主题集中，特改用方糖为材料，以夹碎方糖代替混合黄豆和沙，通过样本与夹碎后的物质观察比较，相关证据一目了然，毋庸置疑。

对综合性对比实验进行分解是提高证据可信度的重要方法。例如，《铁生锈》中“铁生锈是水和空气共同作用的结果”，涉及两个因素个一同起作用。不管是教材还是作业设计上，都是几个对比实验综合在一起，对照的不止一组，增加了辨别变量和不变量的难度。为此我们在验证活动中有必要把它们分解成几组对比实验，逐一辨别变量和不变量，再综合起来实验。因为理解了实验就是保证实验的公平性，从中获得的证据更具说服力。

三、证伪验证，强化证据的严谨性

科學之所以能保证科学结论的真实性和确定性，是因为科学研究有严密的实证逻辑。科学的实证逻辑包括证实和证伪。我们的教材编排绝大多数是证实，通过大量的正面事实和证据验证假设。其实证伪作为实证活动的一部分，有着特殊的意义和价值，值得我们重视。

证实假设后增设证伪验证，严谨证据。如，四下《声音是怎样产生的》一课，学生通过操作橡皮筋、琴弦、锣、鼓等物体，发现了“物体不动时没有产生声音，物体振动时产生声音”这一现象。如果验证活动到此结束，获得的证据只能牵强证实假设，是不严密的。反过来想，本来振动的物体停止振动还会产生声音吗？组织学生再次操作材料，发现振动一停止，声音马上消失的现象，补充前面的证据，严密地证明了声音是物体振动产生的。

难于证实假设时增设证伪验证，严谨证据。比如，混合小苏打和白醋时以三比一的分量混合，正好充分反应，那么杯中剩下的液体是不是新产生的物质这个问题就好解决了。取一部分杯中的液体加入小苏打，如能像刚才那样反应，那杯中的液体是白醋；另取一部分杯中的液体加入白醋，如能像刚才那样反应，那杯中的液体含有小苏打；如都没有像刚才那样反应，则杯中的液体既不是小苏打也不是白醋，而是新产生的物质。从而从反面证实混合后产生了新物质。

四、整理证据，提高证据的可靠性

整理证据，是一个审视所获信息是否符合事实、排除不合理信息的过程，是获取可靠证据不可缺失的环节。

客观记录所有发现是整理证据的前提。验证活动中的记录，是学生利用多种感官获取的事实证据的陈述，是宝贵的第一手材料，但并不等于都是可靠证据。由于受小学生年龄特点的影响，记录中往往带有一定的主观性，比如，在验证小苏打和白醋混合后产生的气体是否比空气重时，有小组的火只是变弱而没有熄灭，但看到其他组的火灭了就记下“火灭了”的信息。这信息显然是学生所期望的而非事实。因此在记录信息时，我们要培养学生尊重事实的意识。在整理信息时，要剔除像这样的非事实信息，以保证所获证据的真实有效。

围绕假设审视所有证据是整理证据的关键。验证活动中学生不只是证据的收集人、汇报人，更应是使用证据证明假设的人。因此，学生必须要对已获取的证据围绕假设进行甄选。如，加热白糖的验证活动，细心的学生在记录中发现很多，不仅记录了白糖形态、颜色、气味等方面的变化，还记录了勺子底部变黑等细节变化。验证活动的指向是为假设取证，围绕假设寻找证据才是有的放矢。在甄选证据时选择与白糖变化有关的信息，摒弃与白糖变化无关的信息，使整理后的证据更加可靠。

总之，我们以《新课标》为指导，立足于学生核心素养的培养，构建起立体式的验证模式，引领学生经历获取可靠证据的过程，才能把探究活动真正做到实处，促进核心素养的长足发展。

[作者单位：桐乡市启新学校 浙江]