指向科学论证的学与教的设计

摘 要：科学论证是物理核心素养的主要组成部分，是在物理教学中应当着力培养的思维方式.实际教学中，科学论证被忽视了.在学习目标制定中，更多的指向对知识结论的解释和理解而不是论证，即“有证无论”;在发现证据的过程中，更多的为了结论而忽略推理过程，即“有论无证”;在解释证据的过程中，往往依赖“三次实验所得证据”而缺乏质疑和反驳，即“有据无驳”.具体教学中，可以通过指向论证的目标设计、通过问题——证据链的任务设计、展开辩论的“反驳”设计，来走出“有证无论”“有论无证”“有据无驳”的现状.

关键词：科学论证;证据;反驳

文章编号：1008-4134（2019）16-0037    中图分类号：G633.7    文献标识码：B

基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划重点资助课题“指向科学思维的初中物理‘证据课堂构建研究”（项目编号：E-a/2018/05）;

江苏省教育科学“十三五”规划课题“支持儿童深度学习的区域推进学校教学变革行动研究”（项目编号：D/2018/02/86）.

作者简介：张世成（1966-），男，陕西汉中人，本科，中学正高级教师，江苏省特级教师，江苏省教学名师，研究方向：基于证据的初中物理教学.

科学论证是物理核心素养中的主要组成部分，是在物理教学中应当着力培养的思维方式.如何将科学论证融入教学，促进学生物理观念和科学思维的共同发展，是物理教学实践中迫切需要研究和解决的问题.与此同时，科学论证也是科学探究的核心，学生参与科学论证活动能够增强对物理概念的认识，深化对合理使用证据的理解，提高逻辑论证能力.

证据是科学论证的基石，科学论证的过程，就是“尊重证据、寻找证据、解释证据”的过程[1].实际教学中，科学论证被忽视了.在学习目标制定中，更多的指向对知识结论的解释和理解而不是论证，即“有证无论”[2];在寻找证据的过程中，更多的为了结论而忽略推理过程，即“有论无证”;在解释证据的过程中，往往依赖“三次实验所得证据”而缺乏质疑和反驳，即“有据无驳”.要落实核心素养，这些现状就必须改变.下面以“电能与电能表”（苏科版）教学为例，就在实践中如何走出“有证无论”“有论无证”“有据无驳”等现状展开探讨.

1 设计指向科学论证的学习目标，走出“有证无论”的现状

学习目标是学科的价值指向.在日常教学中，对“电能与电能表”的目标设计中，往往是这样表达的：“通过实验理解电功公式W=UIt，并会利用该公式进行简单的计算.”在此目标的指引下，教师的具体教学过程就是引导学生设计实验，收集证据去理解W=UIt，这就是说，W=UIt是一个无需怀疑的定论，我们要做的就是去解释、理解和传承.有证据无主张，这就是“有证无论”现象.

教材安排的顺序是“学习电能表——介绍电功公式——设计实验证明电功公式的正确性——利用电功公式进行计算”.由此看出，教材充分考虑到初中生的认知水平，它不是要学生去发现影响电功的因素并得出电功公式W=UIt，而是假定这个论点（计算公式）成立，要求学生去设计实验，去寻找证据对论点证实或者证伪.在完成论证的过程中，培养学生“尊重证据、寻找证据、解释证据”的论证素养，促进学生批判性思维的发展和学科关键能力的提升.为此，实践中将上述目标进行修改，制定“指向科学论证”的学习目标：

会用电能表测量电能，通过电能表的使用，能用证据说明灯泡越亮的消耗电能越多（相同时间内）;

會设计实验，找到支持或者反对W=UIt的证据，并对W=UIt的正确性进行论证.

修改后的学习目标，不再是对公式W=UIt的理解和解释，而是论证.解释与论证不同，解释常始于定论，即开始解释时就预设了学习者对结论的肯定.论证是从“暂定的假设”开始，要么接受要么拒绝，主张鲜明，为了证实或证伪主张，需要进一步设计实验去寻找证据，从而完成知识的建构.

当然，有了目标还需要评价.为此，我们借鉴郭玉英教授的研究成果设计了“指向论证的学习评价” [3]（见表1），以帮助学生完成学习进阶.

水平1，主要是明确主张，能够将主张与证据分别开来.水平2，能够将证据与主张建立联系.为什么这个实验要分两步做？这个证据链有什么价值？水平3，能找到反例和质疑.这是论证的高级水平，有反驳的论证更加完善和可靠.每位学生对科学论证进行自评，确认自己处于哪一水平，小组互评，以促进组内的商讨与辩护.需要说明的是，这些评价将以后测的方式呈现，用基于证据的分析方式来确认学生科学论证素养的前后变化，并为后续教与学的改进提供决策.

2 搭建“问题-证据链”脚手架，走出“有论无证”的现状

有论无证，即过于注重结论而忽视推理过程，以教师的权威“强势给定”结论，让“尊重证据、寻找证据、解释证据”等论证核心要素缺失，从而使得科学论证无法落地生根.

为了落实指向科学论证的学习目标，在具体实践中，将学习任务用问题链的形式组成，而问题链又构成证据链，以此为脚手架，围绕核心主张“课本上电功的公式W=UIt，你支持还是拒绝这个公式呢？你的证据是什么”来展开（如图1所示）.

问题1：小明家为什么要交电费？

情景支持：出示电费发票.

学生论证：交电费是因为消耗了电，“耗电”是指消耗了电流、电压还是电能？电能.理由：电路中的电流不会改变，所以不是电流.电压总是220V，也不是电压.

问题2：两盏白炽灯，相同时间，哪只消耗的电能多？

情景支持：出示两盏白炽灯，额定功率分别为25W和100W.让它们并联在220V的电路中同时工作40s.

学生论证：推测“比较亮的那盏灯消耗的电能多”.理由是，亮的，得到的光能多，光能是从电能转化而来，所以，消耗的电能多.