谈小学科学“问题—活动化”教学的论证方式

江苏省苏州市吴江经济技术开发区花港迎春小学 宋佳音

2016 年教育部核心素养课题组确立了学生发展六大核心素养，其中，理性思维、批判质疑、勇于探究、信息意识，以及问题解决等与科学教学的两大关键要素——“问题”和“活动”相呼应。当然，学生的科学学习不能止步于问题和活动，论证也应该在“问题—活动化”教学中得到重视和培养。

一、小学科学论证概述

在教育教学中，论证被视为是一种以学生为主体的在特定教学情境下的活动与实践，它既是一种个体心智内隐的推理历程，亦是由多个人或群组通过交互协商而共同建构观点的过程。以常见的图尔敏科学论证模型来说，论证本体包含三大基本要素——资料、主张和理由，以及三个补充要素——支援、反驳和限定。其中，资料指的是能支持主张的事实依据，即证据，而从证据过渡到主张，需要基于一定的理由才能得出观点结论。随着论证的推进，论证的资料、理由和主张均可能受到学生自我或他人的质疑和批判，此为反驳。

笔者在小学科学教学实践中发现，学生的论证遇到了困难，表现为：①不规范性。教师和学生会把活动前某个问题的发散性讨论、无根据的猜测当作是一场论证，或是把交流分享实验结论看成一次论证。②不完整性。学生根据研究问题，开展观察、调查、实验等活动收集资料，但往往不能把资料转化成证据，以此推理形成可靠的主张。③随着研究问题的提出以及活动的开展，学生经历了多轮机械化论证，但却不能突出教学重难点。由此，笔者研究相关理论后，尝试把论证融合进小学科学“问题-活动化”教学。

二、“问题—活动化”教学简述

（一）“问题—活动化”教学概念

“问题—活动化”教学是“问题教学”和“活动教学”的改进与融合。小学科学“问题—活动化”教学以科学课程和教材为依托，围绕教学目标，以问题为导向，活动为载体，两者相辅相成促进学生带着问题经历认知思维立体深化、活动有序开展的科学学习过程，最终实现解决问题的目的。

（二）“问题—活动化”的特征和类型

“问题—活动化”教学本着学生为学习主体的立场，以活动为明线，问题为暗线，按照逻辑顺序引导学生发现和提出问题，活动则同步开展。在此，问题和活动二位一体，不管是哪种类型的问题都要以活动为边界；不管是哪种类型的活动，都要对问题产生阶段性反馈。因此，“问题-活动化”作为课堂教学一个功能单元其明显的特征是问题和活动的组合具有逻辑结构，可分两种类型：问题的逻辑思维是链式递进关系，伴随问题开展的活动也呈现链式递进关系，称为“阶梯式问题—活动化”；只有一个核心问题，但围绕核心问题开展的活动之间是平行并列关系，称为“中心式问题—活动化”。当然，随着研究视角和分类标准的改变，“问题—活动化”教学还可有其他类型的划分。

三、小学科学“问题—活动化”教学论证方式

以问题和活动的逻辑关系为导向的科学教学可以分为“阶梯式问题-活动化”教学和“中心式问题-活动化”教学。下面我分别谈谈上述两类“问题-活动化”教学的论证方式。

（一）“阶梯式问题—活动化”教学的链式论证

“阶梯式问题-活动化”教学最关键的地方在于先形成问题链。问题链不仅要考虑到一个活动中问题之间的逻辑关系，还要明白各个问题在论证中起到的作用，在此基础上助推论证沿着问题链有方向性地进行。

以教科版五年级下册《液体的热胀冷缩》一课为例，我在该课教学时设计了三大活动：观察水的体积变化、观察其他液体的体积变化，以及观察水结成冰的体积变化。三个活动可以形成三条主问题链，三条问题链都体现了这样一种论证思路：先从已有的现象或事实出发收集新的数据和信息，据此形成一个分论点，最后整合分论点得出最终的总主张。

1.活动一：观察水的体积变化

（1）试管中冷水变成热水后，试管口蒙着的气球皮有什么变化？

（2）你认为试管和气球皮组成的实验装置是否需要改进？应该怎样改进？

（3）利用新的实验装置你观察到什么现象？你推导出水有什么性质？为什么这么推导？

论证作用：问题1 说明了气球皮的凹凸现象不明显，不能作为判断水体积变化的证据。在此，证据的不充分性得到暴露，继而问题2 的出现推动收集新证据：需要设计出能直接观察到水的液面升降变化的装置。最后问题3 进一步推动基于水的液面升降变化这一证据，经合理推理形成分论点：水在受热后体积膨胀，受冷后体积缩小。

2.活动二：观察其他液体的体积变化

（1）将吸管插入奶牛盒中，再将牛奶盒放入热水中加热，会观察到牛奶有什么现象？说明了什么？

（2）如果在家里你怎么设计实验证明牛奶等液体也会热胀冷缩？

（3）观察到水、牛奶、橙汁等液体会热胀冷缩后，能得出什么结论？

论证作用：问题1 的提出要让学生识别伪证据，即牛奶盒并未装满牛奶，牛奶受热后从吸管里升上来可能并不是牛奶本身受热膨胀引起，或许是空气受热导致的。接着，问题2 推动学生思考收集新证据的方法：将水的热胀冷缩装置用生活中的材料进行改换后实施实验。问题3 则用于整合证据形成论点：像水、牛奶、酒精等常见的液体都会热胀冷缩。

3.活动三：观察水结成冰的体积变化

（1）水结成冰后，体积会出现什么变化？

（2）前面水会热胀冷缩这个结论对吗？液体都会热胀冷缩吗？

论证作用：问题1 是在活动一已经得到“水受热后体积膨胀，受冷后体积缩小”分论点的前提下让学生通过活动三产生补充性证据——水在4℃以下结成冰体积变大。此补充性证据能够限定和反驳前面“水会热胀冷缩”分论点，同时为得出“在一定条件下，大多数液体会热胀冷缩”这一总论点提供理由。

在前两个活动中，两条问题链在论证中所起到的作用是推动学生寻找可靠证据，运用推理形成论点。最后，在“观察水结成冰的体积变化”活动中，3 个子问题组成第三条问题链，此问题链起到的作用是让学生再次立足证据进行推理，进而产生对话，在对话中修正前面两个分论点，最终得出一致性的总论点。活动是环环相扣的，使得论证从不成熟走向成熟。

（二）“中心式问题—活动化”教学的集合论证

“中心式问题—活动化”教学由一个核心问题导出几项并列的活动，而从论证层面看，在每项并列的活动中，分别收集资料进行比对整合后用作论证的证据。也就是说，活动产生资料，资料变成证据后经过分析推理得出论点用来回答核心问题。

以教科版五年级下册《摆的研究》一课为例，该课的核心问题是“摆动的快慢与哪些因素有关？”围绕此核心问题开展了三个并列的探究活动——摆锤的轻重、摆绳的长短，以及摆幅的大小对摆摆动快慢的影响。三个探究活动之所以是并列的，首先是因为每个探究活动遵循相同的探究步骤，即提出问题、作出假设、设计并实施实验、收集并处理数据和得出结论。其次，三个探究活动的实验方法一致：用对比实验的方法来研究摆锤轻重、摆绳长短，以及摆幅大小对摆摆动快慢的影响。这样，虽然三个探究活动的研究内容有所不同，但相同的探究步骤和实验方法为论证中证据的产生提供便利，也为集合论证打下了基础——摆动快慢与摆绳长短有关，与摆锤轻重和摆幅大小无关。

当然，不同的小组由于操作技巧和实验策略的影响，收集到的数据不一定全部有效，有时甚至在处理数据时不可避免地会出现差错导致个别假论点。这时就需要听取各组意见，纠正错误，形成真论点。所以，在“中心式问题—活动化”教学中由于论证的目的是解决一个核心问题，虽是做完几个活动后才进行一次论证，但集合论证的方式可以让全班学生都聚焦问题，对一节课的知识有综合性的认识，有利于提升总括能力。

小学科学“问题—活动化”教学和论证之间彼此存在着紧密的关系。前文已分别阐述“问题—活动化”教学的含义和论证的概念，并结合课堂教学实践用课例探讨了在不同类型“问题—活动化”教学中论证的方式。在今后的教学中，我将进一步根据教学内容属性设计问题与活动，继续关注学生在科学学习中论证能力的发展及其对科学素养的作用。