科学教学要培育学生的证据意识和求证能力

陈煜晴

科学的本质是实证，这种科学的实证，不仅是一个证实过程，也是一个证伪过程。科学的实证，不仅重视证据，而且重视论证的过程。因此，在科学教学中，教师不仅要重视培育学生的证据意识，还要注重培育学生的求证能力。从某种意义上说，学生的科学学习是一个从问题开始，进而猜想、搜集证据、进行实证的过程。在这个过程中，自然能培育学生科学观察、科学假设、科学操作、科学推理等科学活动能力。通过科学的论证，发展学生的科学思考力、探究力，发展学生的科学核心素养。

一、找寻“证据”，让科学学习激发学生的内在需求

在科学课堂上，我们经常发现，教师怎样教，学生就怎样学。若“演示”“模仿”等学习方式充斥课堂，学生的科学学习就停留在浅层次的操作层面上，这样的科学学习，不能发展学生的科学素养。科学教学，要引导学生主动探究，寻找“证据”，从而激发学生科学思考、探究的内在需求。对于科学探究来说，所追求的证据，应当是基于客观事实的，应当是完善的，应当是精准的。

在科学教学中，笔者发现，部分学生觉得自己认可的道理就是证据，这说明学生还不明白什么是真正的证据，由此导致小学科学学习中，学生的“伪证据”“虚证据”泛滥，而真正的证据总是付诸阙如，从而造成学生科学实验数据失真现象。为此，教师可以做一些重复实验，去寻找必然性证據；可以做一些对比实验，去寻找多维性证据；可以创设一些条件，去寻找隐蔽性证据；可以通过控制变量，去寻找精准性证据等。证据，是学生科学实验的根基。比如，教学“探索马铃薯沉浮的原因”时，笔者运用学生配置的浓盐水，让马铃薯浮起来了。如何让学生探寻到“马铃薯沉浮的真正原因”？笔者引导学生对比同体积的马铃薯和浓盐水的质量，结果发现同体积的马铃薯和浓盐水，浓盐水的质量更大。由此学生形成猜想：同体积的液体质量大于马铃薯，马铃薯在这种液体中就是上浮的。借助这种猜想，学生运用其他液体，如白砂糖溶液、味精溶液进行实验，从而验证了猜想的正确性。这样的实验，从根本上说是一种“不完全归纳”，即从个别实验现象，通过猜想、验证，形成科学性的结论。在这里，个别的实验现象就成为学生的一种证据，这种证据是学生自主创生的，因而不具备完全性。通过多次不同材料的重复性实验，可以将这种不具备完全性的实验证据，发展、提升为完全性的证据。这种从一种实验现象推广到科学结论的过程，能够发展学生的科学高阶思维。

科学学习是一项严谨的活动，只有增强学生的证据意识，才能让学生的科学学习走向深度、走向深入。基于证据，学生不仅能“知其然”，更能“知其所以然”。要做到证据科学，高度重视证据，全面依靠证据，合理解释证据。在学生的科学学习中，要让找寻证据成为学生科学学习的内在需求。

二、基于“证据”，让科学学习提升学生的论证能力

科学学习，从本质上看就是进行论证（证实和证伪）。在科学学习中，要引导学生辨别证据的真伪，引导学生证明论点、论据之间的关系，不仅要引导学生找寻证据，而且要引导学生补充证据、证明证据等。在科学学习中，证据应当贯穿论证过程的始终。在引导学生论证的过程中，不仅要注重论据的科学性，而且要注重论证的合理性、逻辑性，重视学生的逻辑推理，从而让学生的科学学习成为一种严密性、严谨性的学习。

比如，教学“找拱形”时，这部分内容是在学生学习了“拱形的力量”的基础上展开的，学生已经认识了“拱可以承受一定的压力”，因为“拱形能将承受力向下和向外传递给相邻的部分，拱形各部分承受力的时候会产生一个外推力”“因而只要能抵住拱形的外推力，拱就能承受很大的压力”，有了这样的知识基础，学生就能探究“为什么圆顶形能承受较大的压力”。比如，有学生拿出乒乓球，用笔在乒乓球上画了许多的拱形，并且这样解释：圆形可以看成是由无数个拱形组成的，能将压力分解到外面，因而能承受较大的力；有学生用笔画出了“力走的方向”，并且这样解释：乒乓球可以看成是由无数个拱形组成的，由于无数个拱形的拱足在底部形成了一个圆，因而不需要在底部将拱足抵住，拱就能承受很大的压力；有学生认为，圆顶形可以看成无数个拱形，这些拱形将压力向四周分散，而由于这无数个拱足是相连的，因而不会产生外推力等。在这里，学生运用“圆顶形是由无数个拱形组成的”这一论据，围绕“拱”“拱足”“拱足相连”等相关联的论据，通过逻辑推理，得出了科学性的猜想。根据科学性的猜想，学生展开了对比性的实验，他们用纸拱搭圆顶形，一种不连拱足，一种连拱足，通过实验数据，证明了“拱足相连的圆顶形能承受较大的压力”。

借助证据和推理，学生充分调动关于拱形的原有认知，将圆顶形与拱形建立关联，从而论证出“圆顶形可以看成无数个拱形的组合”的科学结论。在论证过程中，教师倾听来自不同学生的猜想、见解，对学生的观念予以保留，通过实验，引导学生建立“力”与“形”之间的联系。在这个过程中，学生逐步学会用证据、推理、实验来解释科学现象，得出科学结论。

三、聚焦“证据”，让科学学习助推学生的反思辨析

科学论证性活动，要求学生在面对多重证据、多重观点时，能主动进行辨析、选择，主动对科学证据进行反思、评价。聚焦证据，要让学生的科学学习助推学生的反思辨析能力。面对同样的证据，不同的学生拥有不同的想法，这些想法有的是一致的，有的却充满着冲突。作为教师，要引导学生进行比较，如让学生自我反思：你同意某某的观点吗？某某的解释是什么意思？某某的解释是否符合事物的发展顺序？如此，学生就会在诸多的观点、猜想之间选择正确的、合理的主张。

在科学学习中，要让学生用心倾听，从而让学生从多个视角对证据进行考量。通过对证据的考量，培育学生的逻辑思维能力、证据思维能力及科学思维能力。教学中，教师要赋予学生自主思考、探究的空间，规范选择结构材料，鼓励学生质疑问难。比如，教学“影响摆的快慢的因素有哪些”时，有学生猜想“摆的快慢与摆的长短有关”；有学生猜想“摆的快慢与摆锤的质量有关”；有学生猜想“摆的快慢与摆幅的大小有关”等。面对不同的猜想，教师不宜直接对之进行肯定或否定，而应让学生摆出证据。比如，有学生认为，“在日常生活中，摆线越长，也就是摆来回的路线长，来回的时间就会多，因而摆长长，就摆得慢”；有学生认为，“在日常生活中，角度越大，说明坡度越陡，摆幅大，可能就摆得快些”；有学生认为，“在日常生活中，重的物体下落得快，因而摆锤越重、越大，就摆动得越快”等。这些证据，都是学生在日常生活中积累的生活经验，具有一定的合情性、合理性，但合情、合理不等同于“合法”（即符合自然的客观规律）。为此，教师要引导学生做对比实验，对各自的猜想进行验证。通过实验，聚焦各自的证据，学生能够发现生活证据的真伪，从而帮助学生厘清认知。

在科学教学中，教师不仅要重视学生正确的猜想、证据，也要正视学生错误的猜想、证据。要保持师生、生生之间的平等对话，以理服人，而不是将教师的观点强加给学生。只有让学生自己对证据进行辨析，自己展开实验验证，才能让学生的科学论证能力获得发展，学生的科学学习力才能获得真正的提升。

参考文献：

[1]张世成.培养证据意识提升科学素养[J].初中生世界，2014（10）.

[2]史柏良.在科学探究活动中提升学生科学素养的策略[J].湖北教育，2017（2）.