小学科学探究中实证意识培养“三步曲”

邓晗彦

摘 要：实证意识是课标中需要的培养目标，也是当下教师正在努力的研究方向。笔者在日常教学中发现教师课前的准备程度，学生数据记录习惯以及实验后的反思缺乏等均会导致学生实证意识的缺乏。本文笔者以六年级上册《工具和使用》单元为例提出了三大举措：（1）课前精准备，防实践之万一；（2）课中重指导，明操作之误区；（3）数据强分析，全数据之多样，通过实践达到在科学探究中培养学生实证意识的目的。

关键词：科学探究活动 实验数据 实证意识

[现场掠影]

在《杠杆的科学》一课中，笔者发现有几组学生的数据记录是错误的，可结论是正确的，这不禁令笔者感到诧异。在课后笔者询问了这几组学生，得到学生羞涩的回答——“在操作的时候发现‘用力点离支点越远就越省力的结论，那数据就随手一写。”

对于实验现象明显而操作、理解难度较大的课程内容，会導致学生直接忽视数据的重要性，利用直观现象说明问题，缺乏利用证据来推导的实证意识。

小学科学课程标准中指出：科学探究要培养学生的实证意识，是要以证据为基础，进行信息分析和逻辑推理得出结论。这就要求教师能在教学中引导学生科学地理解和运用科学探究中的实验数据，修正学生对待数据的心态，形成严谨细致、实事求是的科学态度，从而达到培养学生实证意识的目的。

一、审视现状：学生缺乏实证意识的具体表现

1.课前预设“不到位”，学生实验犹如无头苍蝇

教师的课前准备在教学中占有十分重要的地位，但是部分教师会凭借对教材的简单理解或者经验草草进行备课，如对杠杆尺的研究中，学生找不到更多的杠杆类型，导致数据分析难以进行，教师只能临时演示处理，大大影响了教学效果。

2.主观意识“强占位”，学生数据遗记录或失真

（1）缺乏及时记录意识

小学生正处于对各种事物好奇的阶段，非常热衷于动手实践活动，常沉迷于其中而忽视了及时记录的重要性，会凭借记忆去记录数据，也会直接根据实验现象编纂数据，甚至于直接遗漏部分内容数据，导致数据上的失真。

（2）易生盲目跟从心态

对于自己数据的不自信，但又十分想要完成实验获得表扬，会导致学生去参考其他组的数据，进行涂改修正，出现不验证就跟从的心理。尤其对于研究滑轮组一类难度较大的实验，小组内学生能力又弱，更会盲目跟从其他组记录数据。

3.思辨意识“少在位”，学生不将“失误”作宝贝

对于简单数据，学生容易得出结论，但对于复杂数据，学生一方面不能多角度分析，另一方面缺少数据再处理意识，不能深入分析。再者对于错误或异样数据，学生极少会主动提出质疑之声，缺少思辨的意识。

二、探索对策：培养学生实证意识的策略研究

1.前奏：精准备，防实践之万一

（1）改良教学设计：契合实际的科学探究

[设计思考]

对于不同阶段的学生而言，实际认知水平都在逐年变化，而教科书中所呈现的实验组织形式是否适合学生的逻辑思维，所在教学中是否具备合适的探究条件等方面都是需要多推敲思考的。

案例1：拾级而上

首次教学，利用书本记录单，以“左边2个钩码，阻力点到支点距离为2格”为例演示实验。笔者发现学生填写的“用力情况”以“不省力也不费力”居多数，极少有其他情况。

二次教学，笔者修改了记录单，创建了实验小目标——寻找所有能使“阻力点距离支点1格处悬挂2个钩码”和“阻力点距离支点2格处悬挂3个钩码”的杠杆尺平衡情况，并判断用力情况；实验挑战目标——自由发挥寻找更多的用力情况。对比两次实验记录单，笔者发现第二次教学中学生能找出更多不同的用力情况。

[策略提升]

①设立“小目标”，优化实验记录单

本案例中实验难度较大，现阶段学生的探究逻辑性不强，很难按照教师的设想去尝试和发现。于是将原有开放性的实验记录单进行优化，设立阶梯性的目标，先利用小目标引导学生有规律的去动手实验，再通过模仿进行挑战实验，以此提升学生的思维力。

②操作“小实验”，培养实证意识

对于40分钟的课堂教学而言能给学生尝试的时间不多，又为了利于学生的理解和操作，可将大实验分割成不同等级的小实验，再进行整合理解大实验的内容，对于培养学生的实证意识具有积极的作用。

（2）注重下水实验：预设课堂的疑难杂症

[设计思考]

在充分了解教材和学情后，教师还应在课前对学生的实验器材、实验操作等进行充分的了解，预防课中问题。这要求教师开展下水实验，熟悉实验操作流程，了解实验器材的合理性，提前发现学生的实验问题，进行合理的改良优化，并能在课中进行有针对性的实验指导。

案例2：“细节”决定实验成败

在《杠杆尺的研究》实验中，笔者发现许多学生出现了在距离支点第一格处悬挂钩码，无论个数，都能使杠杆尺平衡的情况，经检查发现是由于学生器材的每格间距略窄于钩码的原因。

[策略提升]

①熟悉“器材”，预防操作意外

案例2中笔者缺少下水实验，对学生器材不熟悉，导致课上意外频现，大大占用了学生探究时间，同时也会影响学生探究时的兴趣度。

②感受“操作”，立足学生视角

教师的预先操作，立足学生现有的水平能力，考虑实验操作的每一环节，思考学生的可接受操作程度，进而做到对器材、操作以及教学内容的合理改良。

③下水“实验”，改进教学环节

对比两个案例，增加下水实验更能全方位预设课堂情形，便于教师对课程内容进行合理设计，使学生有充分体验时间，也能有效避免问题的发生。

（3）优取实验器材：减小实验数据的误差

[设计思考]

由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异——测量误差。减小误差的首要环节，就是选择合适的实验器材，减少外部环境对数据的影响。

案例4： 小“变化”，大世界

在《定滑轮和动滑轮》一课，学生材料中固定定滑轮的支点容易松动，且整个支架高度较低，会导致实际操作的不方便。于是，笔者利用蜡油封住支点的背面，增加固定性；将支架的横杆从水平改成竖直放置，增加支架的高度；同时在课前预先组装并固定好装置，增加学生的探究时间。

[策略提升]

①原器材，优改良

笔者对实验器材的优选和改良，不仅使实验现象更明显，还避免学生实验中出现组装问题，在降低了操作难度的同时拓宽了探究时间。

②无器材，自创设

案例5中筆者自制的教具，让学生能通过直观现象解决实际问题，而不是仅通过理论的推导。并且教师能在制作的过程中，对学生的制作操作进行有针对性的指导。

2.正曲：重指导，明操作之误区

（1）着眼操作过程：提高数据的准确性

[设计思考]

科学课的主要表现形式是探究活动，而正确了解所用实验器材的操作方式，是进行探究活动的基础。

案例6： 动脑动手

对动滑轮是否省力的探究活动中，笔者通过“定滑轮装置的组装”提问“动滑轮如何使用”，再进行演示指导。笔者发现在活动时部分学生的操作中出现绳子脱落滑轮的凹槽的现象，导致记录的数据有较大误差。

[策略提升]

①花样“指导”，绘操作过程

教师利用了模仿、演示的方式，能让学生在脑中初步描绘出操作方法的大轮廓。但案例中学生还是会出现问题，思考问题所在是由于讲台上的演示效果并不能让所有学生观察到，更不能注意到其中的细节问题。

②踏实“操作”，补细节漏洞

教师可利用微课、图片显示实验细节，操作要点提示等方式进行操作上的说明，辅以提问的形式，反馈学生学习程度以及加强操作规范性意识。

③来回“巡视”，助习惯建立

教师活动过程的巡视，要着眼于学生的操作过程，及时纠正错误方式，助于学生养成良好的操作习惯。

（2）习惯及时记录：提高数据的有效性

[设计思考]

实事求是的科学态度，要求学生需要面对真实、有效的实验数据，这也就需要学生养成一个及时记录数据的习惯，避免出现后期回忆错误数据或盲目跟从他人数据等情况，造成无法进行有效的数据分析过程。

案例7： 欢乐中“遗忘”

在研究动滑轮是否省力的实验中，笔者发现一组学生已经做了好几次实验，但是实验记录单上却空空如也，经询问，得到以下

对话：

生：数据忘写上去了，但是我记得，刚好节省一半的力。

师：确定吗？2个钩码时弹簧测力计读数为多少？

生：0.5N。

师：我们来验证下。

学生演示后发现为0.48N。

[策略提升]

①强化“及时”意识，明了“记录”的重要性

案例中是学生经常出现的情况，这就要教师在操作的任何时段内反复强调及时记录的重要性，强化学生对其的潜在意识。

②关注“小组”能力，知晓“分工”的可靠性

科学课中许多实验会小组为单位进行操作的，数据记录可进行分工完成，但在实际活动中学生常会遗忘或互相推脱，那针对这类薄弱的实验小组教师可进行人为分工，确保每人都能参与活动的同时，也能达到强化“及时记录”的目的。

（3）勤于重复实验：提高数据的严谨性

[设计思考]

科学探究中重复实验可避免一次实验的片面性，包括对实验操作的再思考，对实验数据的再核对，对提高数据的严谨性、结论的正确性起到了积极作用，体现了细致的科学精神。

案例8： 我们都要明白的“为什么”

实验前，笔者提问“在实验中我们能通过一次的操作，证明斜面是否省力的问题吗？为什么？”，学生齐说：“不能，为了避免实验过程中的偶然性。”

[策略提升]

①“重复”意识，养成“重复实验”的习惯

案例中笔者通过实验前提问的方式强化“重复实验”的意识，也可以在数据分析环节中进行提问强化，潜在地培养学生重复实验的习惯。

②“理解”原因，保持多次实验的热情

当学生从“能”和“不能”的知道上升到“为什么做”的明白中，那在实验中会自然地重复操作，避免操作的偶然性，同时也保持了对实验热情的持久性。

3.尾声：强分析，全数据之多样

（1）找寻数据规律：惊现实验奥秘

[设计思考]

除了操作的乐趣外，寻找实验数据间的相同点或者不同点，同样能带给学生科学探究的趣味性，能让学生发现原有探究目的外更多的可能结论，并能进一步思考，发掘新内容。

案例9： 不同角度，不同视角

师：根据每组数据，你们发现了什么？

生：不同物体利用斜面拉动更省力。

……

师：为什么3个组同学斜面上所用的力各不相同呢？

生：因为我们每组的斜面倾斜角度不一样。

[策略提升]

①发现数据间的“相同”规律

通过拉动时的轻松程度可以得到结论，但有时感官是不敏锐的，如案例中钩码重量的拉动感觉是不显著的，而通过每组数据的相似性能更真实地推出结论。

②寻找数据间的“不同”规律

案例中笔者引导学生发现数据间的不同点，从而让学生联想每组间制作的斜面是否不同从而影响了实验数据的问题，也能作为下一内容的引入，促使学生进一步去探究发现更多的问题。

（2）呈现多种分析：迸发无限可能

[设计思考]

小学阶段刚接触科学探究活动，对数据的分析比较表面，遇到大数据就会出现混乱、不理解的情况，主要通过教师的引导和讲授的方法，学习制作图表等多种数据处理方法，建立数据处理意识。

案例10： 你“筛”我“选”

笔者利用EXCEL软件的“筛选”功能进行杠杆尺研究的数据分析，区分不同杠杆类型的数据，再让学生从中发现规律得出结论。

[策略提升]

①复杂数据“简化”分析法

有时实验记录的数据相当多和复杂，难以得出结论，此时可对数据进行分类“简化”的方式，分析每种类别的数据规律，再进行整合分析，得出实验结论。

②简单数据“加工”分析法

简单数据一般情况可直观得出结论，但有时会呈现无规律性，需要进一步处理才能发现其中的奥秘，如利用数学的简单计算法可以得出杠杆尺的平衡公式。

③利用“软件”处理分析法

对于更加复杂的大数据而言，提升了学生分析数据的难度，同时考量到上课时间，教师可利用多种软件直接在课上对数据进行分析处理，降低学生的分析难度。

（3）谨慎问题数据：培养实证意识

[设计思考]

在科学探究活动中会因各种问题造成错误数据和异样数据，而学生会出现不反思，忽略其意义的情况，不利于实证意识的培养。

案例11： 马虎的“错误数据”

在研究动滑轮是否省力的实验中，有一个小组率先完成实验得出“动滑轮是费力工具”的结论，下图为该组实验记录单。

师：咦？你们一个钩码重是“0.25N”吗？

生：恩，用弹簧测力计测出的。

师：可是我们一个钩码起码是0.5N，这个误差有点大啊。

生：我们可能填反了。

[策略提升]

①错误数据，多提防

错误数据多由于学生的马虎，对于此类数据要提示学生进行反复验证，记录时要多次确认，实在避免不了需要进行重新实验，并反思实验操作过程。

②異样数据，勤思考

对于“异样数据”，教师可在分析时提问或者由学生发现，从而激发起学生间的讨论意识，得出可能原因，再进行验证，修正实验数据。这个过程不仅加强了学生的数据意识，更激发学生的反思意识，勇于面对异样数据并找到解决或解释的方法。

三、展望：针对小学科学探究活动对实证意识培养的思考

科学探究活动中要不断渗透证据意识，增加学生对数据的认识，从忽视到正视，从无视到重视，形成愿意“用数据说话”的科学态度，逐步培养良好的实证意识。除此之外，科学探究活动的其他方面对学生实证意识的培养是否有积极意义，笔者有如下三点的思考：

1.如何在探究活动中利用“语言艺术”培养学生的实证意识

笔者发现意识培养的开始都会通过教师语言上的引导，如直接讲授，简单明了告知学生应该做和为什么做；提问追问，扎实巩固学生的知识内容；质疑提示，开阔学生多种视角，这些方式能潜在地引导学生建立教师所希望的意识。

2.如何利用设计“实验方案”的方法培养学生的实证意识

除实验操作以外，实验方案的设计也是学生学习内容的一部分，通过实验方案能够体现学生的实证意识，教师可据此反馈，有针对性的进行教学和培养。

3.科学探究活动拓展到家庭活动对培养实证意识的积极意义

课堂教学时间毕竟有限，针对不同的教学内容可以将部分简易实验拓展到家庭活动中，让学生不单能在课上，更能在课后培养其实证意识。

参考文献

[1]义务教育小学科学课程标准[M].北京师范大学出版社.2017年3月

[2]俞芳芳.科学对待实验数据有效形成实证意识[J].小学科学：教师.2014年

[3]王世龙.关注数据培养学生实证意识——以《斜坡的科学》一课教学为例[J].科学课.2015年5-6月

[4]任桂良，姚燕玉.有“据”有“导”方可有效——浅谈小学生处理分析实验数据能力的培养策略[J].小学科学：教师.2013年（3）

[5]刘进贤.重视实验数据的记录与分析提高科学探究有效性[J].小学科学：教师.2013年（2）