借助信息技术 培育学生论证能力

〔摘 要〕 信息技术在小学生科学论证能力的培养方面存在一定的潜力与优势，本文参考探究式教学模式教学流程、CER 论证模型和PCRR论证教学模型，总结出信息技术支持下的小学生科学论证能力培养的有效实施策略，旨在为小学科学教师提供实践参考。

〔关键词〕 小学科学；科学论证能力；信息技术；培育策略

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 22 109-111

信息技术与教育的创新融合是教育领域共同关注的重要议题，教育部发布《教师数字素养》教育行业标准，从多个维度描述了未来教师应具备的数字素养，强调教师应善于运用信息技术手段解决教学实际问题。在目前的一线教学中，多数信息技术与小学科学教学的融合只处于浅层整合，注重技术使用的形式和过程，但往往忽略技术对思维能力发展的影响。《义务教育科学课程标准（2022年版）》强调科学思维是科学素养的核心，而科学论证能力则是科学思维的重要组成部分。因此，科学论证教学应以学生思维能力的发展为核心，在论证中激发学生的积极主动思维进而加深其对知识的理解。在这一过程中，合理利用信息技术进行辅助，让技术成为学生思维发展的载体与工具，能够有效提高小学生的科学论证能力。

一、信息技术支持下科学论证教学的意义

科学论证是个人引用数据或资料支撑自己或反驳他人论点的过程。它不仅能够促进学生对科学概念的理解和转变，发展学生的探究能力，启发学生的认知论和概念上的协调，训练学生的科学语言能力，呈现学生科学思考和科学推理的过程，还能促进学生对科学本质的了解，发展批判性思维。但在实际的科学论证教学过程中，教师往往注重重构学生的知识体系，在论证过程中不断降低难度，提供过量的脚手架，对学生思维有着过多的限制，让学生在镣铐中探究，一步步走向已经预设好的探究结果。学生尚未进行较为系统的科学论证，教师就已经呈现了“数据－证据－结论”的关系链，导致学生逐渐倾向于接受结构完整的主张，难以积极自主地开展科学论证。

信息技术支持的科学论证教学具有鲜明的思维培养优势。近年来，随着信息技术的发展，以计算机为媒介辅助学生在网络情境下参与科学论证活动，使学生拥有了更多科学论证的机会。同时，技术深度融合的论证环境为学生提供了更多沉浸式参与科学探究的契机，借助丰富的信息资源和各类技术认知脚手架的有力支撑，学生的思维过程得以更加直观、生动地展现。信息技术支持的科学论证教学必然会影响论证教学活动的设计与实施，如何在日常教学中实现信息技术与科学论证教学的融合，是教育工作者当前面临的重要课题。

二、借助信息技术培育学生科学论证能力

科学论证教学是在探究式教学的基础上发展而来的，其主要聚焦于探究式教学中的推理、交流、解释、批判、反思及形成观点。何克抗教授在信息技术与课程整合教学模式系列研究中提出的探究式教学模式教学流程非常经典，在此基础上，结合科学论证能力结构和科学论证教学特点，参考CER论证模型及PCRR论证教学模型，确定了如图1所示的科学论证教学流程。

将技术丰富的环境与科学论证教学融合，能够促进学生思维能力的提升。需要注意的是，在技术赋能科学论证教学的过程中，技术始终是幕后驱动因素。不能将技术置于首位，要以学定教，以学选技，教育技术需要结合具体的科学论证教学活动，在思考技术的必要性和有效性后再进行使用。基于以上原则，设计了如图2所示的信息技术支持下的小学生科学论证能力培养策略。下面将依据科学论证教学的流程，分步叙述信息技术支持下的小学生科学论证能力培养策略。

（一）情境创设

教学情境是教学的基本要素，结合科学论证议题创设论证情境，能够帮助学生理解论证主题，唤起学生已有的知识经验，激发学生开展科学论证的兴趣和动机，通过创设情境调动学生积极思维，使教学更生动、学习更有效。小学生从小生活在信息化社会，他们的生活方式、学习方式甚至思维方式都以信息化为底色，科学论证情境的创设也难以脱离信息化背景。技术丰富的课堂环境不仅能通过图像、模型、视频等富媒体方式为学生提供直观、生动、富有启发性的科学论证材料，还能够通过交互、现实增强等方式引导学生参与科学论证情境，形成自己的主观体验经历，营造更具体验感和情境性的氛围，创设良好的思维环境。创设论证情境的技术大体可分为两大类，一类是可视化技术，包括各种图像和视频技术、数据可视化技术等，其能够提供丰富的图片、数据和视频，帮助学生进入论证学习情境，形成学习的心理准备，例如多媒体教学课件、微课等；一类是现实增强技术，包括AR、VR软件等，这类技术能为学生开展论证学习创设近似真实的虚拟情境，充分激发其参与科学论证的兴趣和动机。

（二）论证激发

论证激发正是在论证情境的基础上，明确科学论证的中心议题。教师在这一阶段应适时提出启发性问题，利用语言或信息技术手段激发学生的认知冲突，带领学生初步分析议题，根据已有知识经验初步建构主张，并思考寻找哪些证据、如何寻找证据支持自己的主张。在论证激发阶段，除利用多媒体课件展示论证议题外，还可以使用信息技术对学生的前概念或现有观点进行调查。例如使用问卷星、UMU平台等编制简单问卷推送到班级群，收集学生对论证内容的前概念，或利用希沃投票器、交互平板等工具，在智慧教室内实时收集学生对该论证主题的现有观点，而后使用技术手段分析问卷数据、展示学生间的不同观点及各观点的支持人数和百分比。这不仅能够激发学生为自己的论证主张辩护的内在动机，还能够促进学生进一步思考自身论证主张的合理性，尝试寻找证据佐证自己的主张。在这一环节，教师应及时引导，尽量不设置非黑即白的双选项单选题，以免造成单纯观点的两极冲突，因为这样容易让学生陷入站队思维，导致思考议题不够全面、辩证。

（三）论据收集

在论据收集环节，期望学生能根据自己的论证主张，利用实验探究、科学观察、科学阅读等方法，对各类信息进行收集、分析、加工和评价，这些加工分析后的信息就成为学生用于佐证自身主张的论据。信息技术在论据收集尤其是实验过程的论据收集方面有着明显的优势，富媒体环境能够提供更多元的资料与证据。对某些需要长期观察的实验、危险性系数较高的实验，可以通过交互式虚拟实验完成实验操作的练习、实验步骤的设计甚至实验数据等论据的收集；利用各类传感器、数码显微镜等新技术，更能帮助学生轻松记录在传统的普通实验中难以记录的实验现象，提升学生在实验中收集论据的效率和准确度；除虚拟实验技术和数字化实验技术外，利用Excel等数据分析工具对实验数据进行收集、列表、作图，能够更直观地呈现实验数据，有助于学生充分挖掘实验数据的价值，为后续的论证提供强有力的论据。

（四）论证建构

论证建构是指学生在自主探究的基础上开展基于思维和情感参与的论证活动。在此过程中，学生要进行推理、交流、解释、批判、反思，梳理论据，建构“数据—证据—结论”的关系链，建立数据与观点之间的联系，发展论证能力。人们在应用教育技术时存在一定的倾向性，在教学过程中，教师或学习者更倾向于将信息技术视为“输入”的工具，而容易忽视技术作为“输出”方式的价值。在科学论证教学中，教育技术不仅能够创设论证情境，辅助论据收集，在论证“输出”方面同样有它的优势。利用iMindMap、X-mind等软件，能够帮助学生绘制概念地图、思维导图，这一过程将学生个人的内在隐形的思维过程以有根据的、合理的和可被交流的方式呈现，让学生再次审视自己的论证过程。同时，也促进学生间的交互性论证建构和分享，信息技术成为学生阐释、重组和显性化个人知识的思维工具，有效地支持科学论证建构，提高学生的科学论证能力。

（五）论证评价

在科学论证教学中，对论证进行有效分析评价和及时反馈是保证学生论证质量的手段，也是提升学生科学论证能力的关键步骤。在这一过程中，教师要引导并帮助学生对论证内容、论证方法和论证品质进行讨论、反思和自评。信息技术在此过程中也可以起到辅助的作用，教师可以利用班级“优化大师”对学生在科学论证过程中的表现进行评价，对学生进行激励，提高其科学论证能力。还可以利用希沃授课助手收集学生建构论证的过程或结论，利用投屏技术及时进行反馈，帮助学生反思、自评并优化现有论证，同时利用学生间的论证差异激发新一轮论证。这一环节的技术使用，应聚焦提升学生的科学论证倾向，对学生论证过程的细节进行鼓励表扬，引导学生见贤思齐，帮助学生明确自身的论证不足并加以改进。

三、结语

科学论证能力是一种高阶思维能力，是能够通过技能训练培养的。将信息技术应用于科学论证教学过程中，要重视技术对思维活动的辅助作用，让教育技术成为学生学习思维活动的载体和工具，在激发学生思维发展，释放学生学习潜能和促进学生深度学习方面发挥重要作用。同时，也应注意技术的适用范围，对加大学生认知负荷但对论据收集辅助作用不大的技术应做出取舍，脱离技术崇拜，回归数字资源的育人本质。任何技术的使用都应着眼于学生论证思维能力发展，在论证情境创设、论证思路呈现、论据收集、论据分析等方面体现智慧性，将学生的注意力从关注技术的新颖趣味性转移到知识的习得及思维能力的提升上，让信息技术真正赋能学生科学论证能力的发展。

参考文献

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