霍敏

摘要：論證能力是指在小學(xué)科學(xué)課堂中學(xué)生的論證表現(xiàn)，包括能用事實(shí)、理由、反駁、限制性條件等來(lái)支持自己的主張。培養(yǎng)學(xué)生的論證能力，不僅可以發(fā)展他們對(duì)科學(xué)探究的主動(dòng)理解，也可以發(fā)展他們對(duì)科學(xué)本質(zhì)的深層理解。在教學(xué)活動(dòng)中，有意識(shí)地改進(jìn)器材排除干擾，借助實(shí)驗(yàn)任務(wù)單開(kāi)展定性定量觀察，借助圖表直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，利用問(wèn)題鏈深入剖析論證，幫助學(xué)生獲得有效探究，建立科學(xué)探究的精神，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的論證能力。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 推理論證 教學(xué)策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、教學(xué)背景

論證能力是指在小學(xué)科學(xué)課堂中學(xué)生的論證表現(xiàn)，包括能用事實(shí)、理由、反駁、限制性條件等來(lái)支持自己的主張。

教科版小學(xué)科學(xué)五下冊(cè)《熱》第3課《液體的熱脹冷縮》圍繞液體的熱脹冷縮，試圖通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)建起液體熱脹冷縮的概念。三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別是：探究水的熱脹、探究水的冷縮、探究其他液體熱脹冷縮的性質(zhì)。筆者在現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，出現(xiàn)以下困惑：

1.容量大，時(shí)間少。3個(gè)實(shí)驗(yàn)容量過(guò)大，在一節(jié)課中基本無(wú)法完成。

2.目標(biāo)空，論證缺。通過(guò)調(diào)查，同學(xué)們已具備熱脹冷縮的感性認(rèn)識(shí)，本節(jié)課的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)只是讓孩子們明顯的觀察到了這種現(xiàn)象，而對(duì)于水熱脹冷縮的本質(zhì)（也就是隨著水溫度的變化，形態(tài)發(fā)生改變）并沒(méi)有進(jìn)一步探究，學(xué)生在此概念上的向前發(fā)展甚少。

筆者在執(zhí)教本課后，發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍存在的情況：一是學(xué)生對(duì)熱脹冷縮的認(rèn)識(shí)還是停留在感性認(rèn)識(shí)上;二是缺乏分析與解釋?zhuān)箤W(xué)生對(duì)變化與概念之間難以建立關(guān)聯(lián)，難以使概念真正內(nèi)化于心;三是缺對(duì)科學(xué)邏輯思維能力的培養(yǎng)。

二、教學(xué)策略

如何在教學(xué)設(shè)計(jì)中培養(yǎng)學(xué)生的論證能力呢？以《液體的熱脹冷縮》一課為例談?wù)勛约旱慕虒W(xué)策略。

（一）改進(jìn)器材，變“生活現(xiàn)象”為“時(shí)長(zhǎng)探究”

基于論證的前提是學(xué)生獲取科學(xué)的數(shù)據(jù)。在探究活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)儀器的精確度、環(huán)境條件等影響下，都會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的誤差，甚至論證數(shù)據(jù)的不合理。因此，筆者先對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行優(yōu)化。

1.改進(jìn)測(cè)量?jī)x器，避免估值影響數(shù)據(jù)

《液體的熱脹冷縮》一課教材安排用玻棒式溫度計(jì)測(cè)量放在熱水中的單口燒瓶的溫度。對(duì)于玻棒式溫度計(jì)的觀察，能以精確到0.1-0.9攝氏度，會(huì)出現(xiàn)估計(jì)值，引起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差。溫度能否不用估計(jì)就直接顯示出來(lái)呢？基于需要，教師進(jìn)行了儀器的改進(jìn)：取而代之的是數(shù)字溫度計(jì)。讓學(xué)生更直觀地觀察出數(shù)據(jù)的變化。

2.改進(jìn)器皿，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀對(duì)比性

課本上原使用單口平底燒瓶，通過(guò)燒瓶上的雙孔橡膠塞，能同時(shí)測(cè)量出液體溫度和體積的變化，并不是單一觀測(cè)液體體積的變化，利用定性測(cè)量的方法知道“熱脹”現(xiàn)象，讓學(xué)生用定量觀測(cè)的方法感受到物體內(nèi)能變化與形態(tài)變化之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)原理：液體溫度上升，體積變大。

傳統(tǒng)的燒瓶裝置功能有局限，只能做到測(cè)量水體積的變化但不能測(cè)量?jī)?nèi)部的水溫的變化。

所以，教師為學(xué)生提供了平底燒瓶、帶有刻度的玻璃細(xì)管、能方便在購(gòu)買(mǎi)到的電子溫度計(jì)，組成方便測(cè)量的工具。

（二）借助圖表，有效論證描述變量之間的定量關(guān)系

1.借助任務(wù)單記錄，開(kāi)展定性定量觀察

論證過(guò)程中，任務(wù)單起到關(guān)鍵作用。一是讓學(xué)生關(guān)注變化的方向;二是讓學(xué)生思考關(guān)鍵信息;三是便于接下來(lái)的數(shù)據(jù)整理。以往的教學(xué)中，教師們常見(jiàn)于使用記錄式的任務(wù)單，一般操作方式是學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組形式分任務(wù)，根據(jù)記錄表讀、報(bào)數(shù)據(jù)，然后橫向分析本組數(shù)據(jù)的變化從而獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論?；趯?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效論證，并描述變量之間的定量關(guān)系，教師把任務(wù)單進(jìn)行了以下調(diào)整：

1）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，用綠筆在圖中將幾次溫度的高度連起來(lái)畫(huà)成折線(xiàn)圖。

2）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，用紅筆在圖中將幾次水位的高度連起來(lái)畫(huà)成折線(xiàn)圖。

改進(jìn)的表格比傳統(tǒng)的表格更加直觀和形象，學(xué)生能從中快速獲得所需要的信息，比較2者的變化關(guān)系，更符合學(xué)生的身心特點(diǎn)，也是學(xué)生轉(zhuǎn)變概念建構(gòu)的一種更高的形式。

2.借助折線(xiàn)統(tǒng)計(jì)圖，呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行論證時(shí)，往往因?yàn)槌尸F(xiàn)出的數(shù)據(jù)比較抽象，學(xué)生難以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 和解釋數(shù)據(jù)，為形成科學(xué)概念帶來(lái)困難。對(duì)于折線(xiàn)統(tǒng)計(jì)圖的呈現(xiàn)，使數(shù)據(jù)的變化可視化。同時(shí)，教師組織學(xué)生分析圖中的數(shù)據(jù)。同學(xué)們得出了一個(gè)普遍而具有歸納性的結(jié)論：水的溫度上升，體積也會(huì)隨之變大。

通過(guò)引導(dǎo)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)我們實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)水的溫度變化并不是水溫的全部，超過(guò)40攝氏度、低于20攝氏度的水也有這樣的變化嗎？

通過(guò)“個(gè)人思考—小組共識(shí)—組間交流—全班研討”四個(gè)層次問(wèn)題鏈的引導(dǎo)，學(xué)生不再像擠牙膏那樣問(wèn)一句答一句，而是主動(dòng)進(jìn)行交流。同時(shí)，學(xué)生論證的思路清晰，而且被質(zhì)疑的小組也能進(jìn)行有依據(jù)的回應(yīng)。

論證活動(dòng)在舉證支持、反駁與質(zhì)疑、教師引導(dǎo)運(yùn)用證據(jù)和材料、教師幫助化解反駁與質(zhì)疑、對(duì)話(huà)論證等環(huán)節(jié)中進(jìn)行，學(xué)生從現(xiàn)象到結(jié)論做出解釋?zhuān)鸩叫纬煽茖W(xué)概念，在完成本課知識(shí)性目標(biāo)的同時(shí)，也大大提高了學(xué)生科學(xué)論證的能力。

這里，對(duì)數(shù)據(jù)的分析與交流、推理與解釋?zhuān)闰?yàn)證了“一定溫度范圍內(nèi)，液體的溫度上升，體積也隨之變大”又產(chǎn)生了新的問(wèn)題。

所以今天的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：水溫在20℃～40℃之間，隨著水的溫度上升，它的體積也隨之變大。老師對(duì)知識(shí)加以拓展：液體不是在每個(gè)溫度范圍都是熱脹冷縮的。舉例：水，在4℃時(shí)便會(huì)出現(xiàn)“熱縮冷脹”，達(dá)到0℃以下時(shí)更明顯，如：同樣重量的冰塊體積會(huì)比水大。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)《液體的熱脹冷縮》一課，教師通過(guò)確鑿的證據(jù)，用定量觀測(cè)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的深入理解和應(yīng)用，并指向課堂概念背后的大概念，有效地提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力。

在今日，以培養(yǎng)學(xué)生成為具有科學(xué)素養(yǎng)的公民為目標(biāo)的科學(xué)教育訴求中，論證教學(xué)有其不可忽視的重要性。論證和推理是科學(xué)教學(xué)的核心，論證教學(xué)的主體是學(xué)生，教學(xué)的指向是發(fā)展學(xué)生的論證能力。在科學(xué)教學(xué)的過(guò)程中，需要教師創(chuàng)造論證的機(jī)會(huì)，讓每個(gè)孩子經(jīng)歷運(yùn)用論證推理結(jié)論的過(guò)程，以達(dá)到對(duì)思維能力的訓(xùn)練，這是一種促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。

參考文獻(xiàn)

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