如何在科学论证中提高学生获取证据的质量

熊曳

科学课堂上的科学论证是学生个体或群体面对科学问题，根据已有的知识经验提出主张，并基于证据建构科学解释、辩护或反驳主张，经历以质疑和论证为关键要素的评估，最终形成主张的修正或完善的动态过程。从科学论证的定义可以看出，学生获取证据的质量不仅关系着基于证据构建科学解释的正确性，同时关系着最终形成的主张的科学性，可以说证据的质量直接决定着整个科学论证的效率和效果。那如何才能在科学论证中提高学生获取证据的质量呢？

在论证问题的拟定上，强调情境性和挑战性

认知心理学理论认为，学生真正的学习过程是认知结构不断改造拓展的过程。真实的情境性问题可以让学生将已有的知识经验与外部情境产生交互，从而促进认知结构的改造拓展。挑战性问题可以刺激学生在已有知识经验与外部情境交互的过程中产生强烈的思维活动，从而反过来促进外部知识与内部认知之间的交互，实现认知结构的不断发展。因此，在围绕核心教学目标提出论证问题时，要将论证问题进行“包装”，赋予论证问题更真实的情境性和挑战性，更好地激发学生运用已有的知识经验去探究未知的欲望，从而产生探究的内驱力，愿意去主动获取有效的证据来论证。

例如，在“造纸桥”内容教学中，为了增加论证问题的情境性和挑战性，我设计了一个“小组合作设计、制作人行天桥”的探究问题，给学生的真实生活情境是学校附近某街道的人行天桥设计，挑战性问题是要根据查阅的资料设计、制作人行天桥的等比例缩小的模型，同时兼顾承重能力和实用性。由于街道所在位置几乎是同学们都去过的，且人行天桥是他们都接触过的，当他们面对这个探究问题时，都跃跃欲试、信心满满。

在论证过程的组织上，强调适宜性和规范性

1.要求的明确性

在论证过程中，为了提高获取证据的质量，教师需要对学生提出明确的要求。

一是，教师对学生收集事实与资料的过程提出明确的要求，如对观察类实验可以提出“客观、全面、细致”的要求，让学生观察并记录实验现象，同时围绕这三个要求来让他们分享交流收集到的事实与资料，展开相互评价。

二是，教师对学生最终的成果有明确的评价量表，如在前文中提到的“造纸桥”中对最终的桥有承重能力和实用性的评价要求，对于承重能力和实用性的评价有具体明确的量表来支撑，学生可以对照量表想办法获取有效证据支撑自己的论证。

2.方法的规范性

在论证过程中，学生往往是通过查阅资料或者实验获取事实与资料形成论证的证据，获取方法的规范性直接影响着论证所用证据的质量。如果是通过查阅资料的方式获取证据，资料来源的可信度就显得尤为重要，教师需给学生推荐一些可信度强的官方网站或者App。如果是通过实验的方式来获取证据，就要对实验方法的规范性加以强调。

如在“衣服能给身体增加热量吗”这个问题的论证中，学生有时会因为不规范的操作（每隔1分钟看温度计示数时，将温度计从衣服中拿出来看，或者在等待的时间内将手放在了测量的衣服上等）导致温度计的示数有变化或升高，使得获取的证据不能支撑科学的结论，甚至形成错误的认识。

3.材料的结构性

在论证过程中，学生需要获取充足的证据来支撑自己的结论，而充足证据的获取往往依赖于教师提供的有结构的材料。在“物体的沉浮”内容预测环节中，学生常常认为：物体的沉浮与物体的轻重有关;物体的沉浮与物体的体积有关;物体的沉浮与物体的轻重和体积都有关。为了充分论证这个问题，学生在设计实验时会用到控制变量法，教师就要提前准备好大小相同、轻重不同及轻重相同、大小不同的物体。

4.工具的适宜性

在论证过程中，学生获取的证据质量还受限于教师给学生所提供的采集事实与资料的工具是否适宜。比如观察食盐的晶体时，教师可以提供放大镜或者显微镜;探究“拉力的大小与小车运动”关系时，如果能给学生提供传感器自动计时，就能使得学生获取的证据质量得到很大的提升。

在论证记录的设计和使用上，强调指引性和完整性

在科学课上，一份好的论证记录可以起到很好的指引作用。教师要引导学生通过记录层层递进地收集一系列证据，形成一个完整的证据链来进行科学论证。如果是打印的记录单，还可以将探究要求、评价标准等呈现在记录单上供学生在科学论证时进行审视，從而提高学生收集证据的质量。

例如，在“造纸桥”内容教学中，学生的任务是要设计并制作一座兼有承重能力和实用性的人行天桥模型。在实际教学中，为了让学生的探究层层递进，教师可以在开展探究前，根据“纸桥承重能力”评价标准（见表1）、“纸桥承重能力和实用性”评价标准（见表2）设计记录单，让学生自主探究出不同形状的纸的承重能力并进行大小排序。为了让表2中罗列的评价标准获得学生普遍的认同感，在实际教学中，教师可以提前与学生商议后拟定，并且允许运用拍照、PPT汇报等形式充分寻找有质量的证据，论证自己所在小组制作的桥的“完美性”。

当然，记录单设计的指引性只是一个辅助作用，更关键的还在于学生能够按照指引性的记录单进行完整记录，记录完整才是获取有质量的证据的关键，记录的形式不必拘泥于纸笔，还可以是与信息技术结合的有个性的记录。在日常教学中，教师给学生创设条件利用PPT制作论证报告，图片、文字、视频等丰富的证据表现形式，可以进一步提高学生获取证据的质量。