基于三力评价引领的科学论证能力培养策略

林浩

【摘   要】培养学生的科学论证能力对促进学生的科学素养具有十分重大的意义。教师借助对话能力、实践能力、质疑能力这三力评价维度，可有效掌握学生论证活动中的思考历程，并进一步调整教学策略，最终达到提升学生论证能力的培养目标。

【关键词】小学科学;论证能力;三力评价

论证行为是生活中常见的思维实践，而科学论证是围绕相关问题展开的论证，是学生形成科学核心素养的重要途径。目前科学教育界普遍认为的科学论证能力具体表现为“面对科学问题情境时，能基于所获得的资料对科学问题或者社会科学性议题进行解释说明，产生个人主张并进行合理辩护，能考虑到对方观点的不足并提出反驳，进而重新评估自己最初的主张”。为更好地掌握学生论证活动中的思考历程，并进一步调整自己的教学策略，教师可以从对话能力、实践能力、质疑能力三个方面入手，对这一综合性评价内容进行解构，具体如图1。

一、对话能力：用论据支持或反驳主张

随着教学改革的不断深入，小学科学课堂已经渐渐地由教师的“教”为中心，转为以学生的“学”为中心。关注学生在对话中呈现的思维方式，尤其是运用科学论证思维进行有理有据的对话的能力是“学为中心”的重要表现。学生在某一科学情境中与他人沟通意见或进行论证时，是否拥有自身的主张和观点，并能对讨论的现象和问题提出自己的主张或反驳对方的主张，是评价其科学论证能力的一个重要指标。

（一）从单一素材到丰富素材

《声音是怎样产生的》是教科版小学科学四年级上册第一单元第2课的内容。教材围绕“声音是怎样产生的”这一核心问题对相关内容进行聚焦。即以周围的生活环境为研讨环境，先让学生观察“橡皮筋是怎样发出声音的”，在此基础上再对“声音是怎样产生的”这一问题进行论证对话。

一个良好的科学论证活动应具备适切的、开放的对谈情境，并给学生提供足够的研讨素材和支持数据。基于此，教师可以在开始的探索环节，提供多种活动材料（如图2），让学生进行观察活动，为接下来的论证对话提供丰富的数据。

本次活动旨在让学生通过观察音叉、鼓、橡皮筋、钢尺四种物体发声时的状态，提出自己的主张。基于充足的观察数据，学生可以在对话中以事实依据为论据，为自己的主张证明，或对他人的主张进行反驳。这也为学生在科学论证活动中创建了真实的交谈情境，有利于培养对话能力。

（二）从问题情境到交谈情境

教师在引导学生研讨论题时，往往以得到预期的答案为目标，而后在规定的问题情境中，引导学生一步步找到这个答案。这样的设计理念自然有其可取之处，但从培养学生科学论证能力的角度来看，答案不是重点，对话过程才是教师应该关注并重视的。

学生在讨论“声音是怎样产生的”这一论题时，往往会出现两种主张。其一是“我认为四种物体在发声时都受到了力的作用，所以声音是由力的作用产生的”。其二是“我发现四种物体发声时都有微微的振动，这说明它们发出声音都是因为有振动”。对于这两种观点，学生都为自己的主张提供了事实论据，但还未进入以一定论据反驳对方观点的阶段。在问题情境模式下，教师应及时提供引导性问题，具体如下。

师：同学们注意观察我手上的尺子，我现在用力掰弯它，你们听到它发出声音了吗？

生：没有。

师：这说明什么？

生：力的作用并不是物体发声的原因。

如果在交谈情境模式下，则可以这样进行。

师：同学们，你们当中现在出现了两种观点，听了对方的想法，你还有什么想说的吗？

生甲：老師，他们说声音是由物体振动产生的，但我并没有看到鼓在发声时出现振动。

生乙：鼓发声时，我用手摸到了它的振动，不信你自己试试。你们说声音的产生是因为力的作用，我也不认同，你看我用手压着桌子，但它并没有发出声音。

在问题情境下提出的问题具有明显的导向暗示，对学生的思维形成了无形的引导。显然，相比于问题情境下的学生对话，交谈情境下的学生对话虽具有不可控性，但也更加开放。如果教师将教学目标设定为提升学生在对话中的论证能力，而非根据观察实验得出正确的主张，那么，教学设计也应做出相应的改变。可以说，这也是一种教学优化。

二、实践能力：用多种方法提供有效论据

教师不仅要创设论证对话的课堂氛围，引导学生在科学课堂上养成基于证据和理由进行辩论的习惯，还应指导学生基于动手实践，寻找更多的证据，以此夯实自己的观点或反驳他人的观点。《义务教育小学科学课程标准》针对科学探究总目标，明确提出“科学探究是获取科学知识的主要途径，是通过多种方法寻找证据、运用创造性思维和逻辑推理解决问题，并通过评价与交流等方式达成共识的过程”。事实上，要实现对学生科学论证能力进行全面培养，必须引导学生通过实践，寻找多种方法论证自己的观点，实现科学探究的目标。

（一）从感官观察到探究观察

论证行为虽然是日常生活中常见的思维实践，但人们往往习惯于从事物的表面来获取信息，以感官观察为手段进行论证行为。学生能否借助各种方法从实践行为中获取论据，是评价其论证能力高低的重要标准。而实验材料能够有效影响学生的思维方向，帮助学生将已有观点和相关论据进行有效联系，从而独立地进行深度思考。

在《声音是怎样产生的》一课的探索环节，教师鼓励学生通过感官、实验等方法尽可能多地搜集支持自己观点的证据。教师可在必要时为学生提供适当的教学支架（实验材料如图3），组织和引导学生开展探究活动，寻找物体发出声音时会产生振动的证据。

本次探究活动主要聚焦于获取“物体发声时是否有振动”现象的证据。学生根据教师提供的道具（装水的水槽、泡沫粒、拴绳的小球）进行简单的实验设计，在实践中寻求事实证据。在开放、自由的探究活动中，有些学生将敲击后的音叉伸入水槽，将观察到的水纹作为证据;有些学生把泡沫粒放到鼓面上，再敲击鼓面，将观察到的跳动的泡沫粒作为证据;还有学生用小球靠近敲击后的音叉，将小球的跳动作为证据。这些形式的探究观察有助于学生探寻观点背后的证据依托，促使其形成成熟的论证思维。

（二）从直接获取到间接获取

学生能否在观察和实践的探究性活动中找到更多可供论证的论据，是评价其论证能力高低的标准之一。除此以外，教师也要关注学生的学情，对于相应学龄段的学生的思维水平进行大致的估计。

在寻找“发声物体在振动”的证据过程中，学生受限于教室环境、器材特征和自身的思维能力，无法在集体论证中得出统一的结论。此时，教师通过信息技术等新型手段，间接地提供“发声物体在振动”的证据。如在学生汇报了实践观察中获取的证据，并进行了集体论证活动后，教师提供音叉、鼓、橡皮筋、钢尺四种物体发声时的慢动作视频。视频中，学生清晰地看到物体在发声时的振动状态。该视频极大地刺激了学生的感官，呈现出令人震撼的视觉效果。这种间接获取证据的形式一定程度上突破了空间和思维的限制，有利于学生进一步得出正确答案。

三、质疑能力：用批判性思维看待观点

从培养学生论证能力的角度来看，引导学生进行质疑是不可或缺的一个环节。质疑精神也是一切探究活动的源泉，培养学生的质疑精神能够使其突破崇信权威的心理习惯，为其提供充分的空间表达自己的想法，加强其主体地位。批判性思维是质疑精神中最为重要的一项思维品质。在这种思维的引导下，学习者对现有的事实和理由不盲目接受，而是抱疑问的态度，并尝试用更多的事实去证实。

（一）从正向思维到逆向思维

逆向思维也称求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点进行反向思考的一种思维方式。对于一些问题，尝试从结论往回推，或从问题的相反面进行探索，能够有效论证相关观点。教师应在教学过程中有意识地培养学生的逆向思维能力，激发其对已有观点的质疑。在对四样发声物体进行探究后，学生已经初步达成了对“声音是由物体振动产生的”这一观点的认同。此时教师可适时地进行引导。

1.敲锣发声。教师出示一面锣：锣在发出声音时有没有在振动？这说明什么？

2.停止锣的振动。如果让振动的锣停止振动，会怎么样？这说明什么？

在这个环节的教学中，教师先通过敲锣，引导学生发现振动，从正面再次证实该观点。之后再通过预测和观察“停止振动的锣”，从反面逆向证明物体的发声正是其振动的结果。在正反两面的验证下，学生对“声音是由物体振动产生的”这一观点的认同度也进一步得到强化。

（二）从有限的材料到无限的迁移

想要让学生跳出课堂空间的桎梏，教师应引导其进行迁移思考，鼓励其大胆猜想、怀疑并敢于提出自己的问题。在课堂上积极引导，允许学生对书本上已达成统一的观点提出质疑，允许他们有不同的看法或者思想，這些都是培养批判性思维的方法。

教师在《声音是怎样产生的》一课中共出示了音叉、鼓、橡皮筋、钢尺、锣五种物体，在课堂结束时继续引导学生思考：本课我们研究了这五种物体，通过不同的观察方法搜集到了一些证据，初步证明了我们的观点。那么，这是不是意味着所有物体的发声都是由振动产生的呢？为进一步激发学生进行迁移思考，教师在了解学情的基础上继续引导：我们在一开始的视频中就听到过“碰杯声”“海浪声”“船笛声”，这些声音是由物体的振动产生的吗？说说你的想法和理由。

经过对五种固体的研究，学生已经初步证明了自己的观点。但受限于课堂的时间和空间，论证活动仅是对提供的几样物体进行了探究，得出的观点并不能作为科学论证的一般结论。视频中，固体玻璃杯的碰撞声可以说是对前面论证的强化和检验，但海浪声和船笛声分别是液体物质和气体物质发出的声音，推测这两种物质发出声音的原因是在已有认知基础上进行的一种思维迁移，且很有可能会对固有观点造成冲击。

科学论证能力并不是学生参与科学探究活动的一种必然结果和自然习得。教师应从对话能力、实践能力、质疑能力三个评价维度入手，把科学论证列入教学活动的框架，并在组织教学时有意识地予以关注。由此，学生科学探究的兴趣才能得到激发，科学论证的能力才能到发展。

参考文献：

[1]许春良.以科学论证为导向，实施科学探究教学[J].江苏教育研究，2017（28）.

[2]张世成.探究教学中证据意识的培养[J].物理通报，2012（4）.

[3]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2017.

（浙江省舟山市普陀区沈家门第一小学   316100）