〔摘 要〕 信息技術(shù)在小學(xué)生科學(xué)論證能力的培養(yǎng)方面存在一定的潛力與優(yōu)勢，本文參考探究式教學(xué)模式教學(xué)流程、CER 論證模型和PCRR論證教學(xué)模型，總結(jié)出信息技術(shù)支持下的小學(xué)生科學(xué)論證能力培養(yǎng)的有效實施策略，旨在為小學(xué)科學(xué)教師提供實踐參考。

〔關(guān)鍵詞〕 小學(xué)科學(xué)；科學(xué)論證能力；信息技術(shù)；培育策略

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 22 109-111

信息技術(shù)與教育的創(chuàng)新融合是教育領(lǐng)域共同關(guān)注的重要議題，教育部發(fā)布《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標準，從多個維度描述了未來教師應(yīng)具備的數(shù)字素養(yǎng)，強調(diào)教師應(yīng)善于運用信息技術(shù)手段解決教學(xué)實際問題。在目前的一線教學(xué)中，多數(shù)信息技術(shù)與小學(xué)科學(xué)教學(xué)的融合只處于淺層整合，注重技術(shù)使用的形式和過程，但往往忽略技術(shù)對思維能力發(fā)展的影響。《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》強調(diào)科學(xué)思維是科學(xué)素養(yǎng)的核心，而科學(xué)論證能力則是科學(xué)思維的重要組成部分。因此，科學(xué)論證教學(xué)應(yīng)以學(xué)生思維能力的發(fā)展為核心，在論證中激發(fā)學(xué)生的積極主動思維進而加深其對知識的理解。在這一過程中，合理利用信息技術(shù)進行輔助，讓技術(shù)成為學(xué)生思維發(fā)展的載體與工具，能夠有效提高小學(xué)生的科學(xué)論證能力。

一、信息技術(shù)支持下科學(xué)論證教學(xué)的意義

科學(xué)論證是個人引用數(shù)據(jù)或資料支撐自己或反駁他人論點的過程。它不僅能夠促進學(xué)生對科學(xué)概念的理解和轉(zhuǎn)變，發(fā)展學(xué)生的探究能力，啟發(fā)學(xué)生的認知論和概念上的協(xié)調(diào)，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)語言能力，呈現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思考和科學(xué)推理的過程，還能促進學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的了解，發(fā)展批判性思維。但在實際的科學(xué)論證教學(xué)過程中，教師往往注重重構(gòu)學(xué)生的知識體系，在論證過程中不斷降低難度，提供過量的腳手架，對學(xué)生思維有著過多的限制，讓學(xué)生在鐐銬中探究，一步步走向已經(jīng)預(yù)設(shè)好的探究結(jié)果。學(xué)生尚未進行較為系統(tǒng)的科學(xué)論證，教師就已經(jīng)呈現(xiàn)了“數(shù)據(jù)－證據(jù)－結(jié)論”的關(guān)系鏈，導(dǎo)致學(xué)生逐漸傾向于接受結(jié)構(gòu)完整的主張，難以積極自主地開展科學(xué)論證。

信息技術(shù)支持的科學(xué)論證教學(xué)具有鮮明的思維培養(yǎng)優(yōu)勢。近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以計算機為媒介輔助學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)情境下參與科學(xué)論證活動，使學(xué)生擁有了更多科學(xué)論證的機會。同時，技術(shù)深度融合的論證環(huán)境為學(xué)生提供了更多沉浸式參與科學(xué)探究的契機，借助豐富的信息資源和各類技術(shù)認知腳手架的有力支撐，學(xué)生的思維過程得以更加直觀、生動地展現(xiàn)。信息技術(shù)支持的科學(xué)論證教學(xué)必然會影響論證教學(xué)活動的設(shè)計與實施，如何在日常教學(xué)中實現(xiàn)信息技術(shù)與科學(xué)論證教學(xué)的融合，是教育工作者當前面臨的重要課題。

二、借助信息技術(shù)培育學(xué)生科學(xué)論證能力

科學(xué)論證教學(xué)是在探究式教學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，其主要聚焦于探究式教學(xué)中的推理、交流、解釋、批判、反思及形成觀點。何克抗教授在信息技術(shù)與課程整合教學(xué)模式系列研究中提出的探究式教學(xué)模式教學(xué)流程非常經(jīng)典，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合科學(xué)論證能力結(jié)構(gòu)和科學(xué)論證教學(xué)特點，參考CER論證模型及PCRR論證教學(xué)模型，確定了如圖1所示的科學(xué)論證教學(xué)流程。

將技術(shù)豐富的環(huán)境與科學(xué)論證教學(xué)融合，能夠促進學(xué)生思維能力的提升。需要注意的是，在技術(shù)賦能科學(xué)論證教學(xué)的過程中，技術(shù)始終是幕后驅(qū)動因素。不能將技術(shù)置于首位，要以學(xué)定教，以學(xué)選技，教育技術(shù)需要結(jié)合具體的科學(xué)論證教學(xué)活動，在思考技術(shù)的必要性和有效性后再進行使用?；谝陨显瓌t，設(shè)計了如圖2所示的信息技術(shù)支持下的小學(xué)生科學(xué)論證能力培養(yǎng)策略。下面將依據(jù)科學(xué)論證教學(xué)的流程，分步敘述信息技術(shù)支持下的小學(xué)生科學(xué)論證能力培養(yǎng)策略。

（一）情境創(chuàng)設(shè)

教學(xué)情境是教學(xué)的基本要素，結(jié)合科學(xué)論證議題創(chuàng)設(shè)論證情境，能夠幫助學(xué)生理解論證主題，喚起學(xué)生已有的知識經(jīng)驗，激發(fā)學(xué)生開展科學(xué)論證的興趣和動機，通過創(chuàng)設(shè)情境調(diào)動學(xué)生積極思維，使教學(xué)更生動、學(xué)習(xí)更有效。小學(xué)生從小生活在信息化社會，他們的生活方式、學(xué)習(xí)方式甚至思維方式都以信息化為底色，科學(xué)論證情境的創(chuàng)設(shè)也難以脫離信息化背景。技術(shù)豐富的課堂環(huán)境不僅能通過圖像、模型、視頻等富媒體方式為學(xué)生提供直觀、生動、富有啟發(fā)性的科學(xué)論證材料，還能夠通過交互、現(xiàn)實增強等方式引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)論證情境，形成自己的主觀體驗經(jīng)歷，營造更具體驗感和情境性的氛圍，創(chuàng)設(shè)良好的思維環(huán)境。創(chuàng)設(shè)論證情境的技術(shù)大體可分為兩大類，一類是可視化技術(shù)，包括各種圖像和視頻技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等，其能夠提供豐富的圖片、數(shù)據(jù)和視頻，幫助學(xué)生進入論證學(xué)習(xí)情境，形成學(xué)習(xí)的心理準備，例如多媒體教學(xué)課件、微課等；一類是現(xiàn)實增強技術(shù)，包括AR、VR軟件等，這類技術(shù)能為學(xué)生開展論證學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)近似真實的虛擬情境，充分激發(fā)其參與科學(xué)論證的興趣和動機。

（二）論證激發(fā)

論證激發(fā)正是在論證情境的基礎(chǔ)上，明確科學(xué)論證的中心議題。教師在這一階段應(yīng)適時提出啟發(fā)性問題，利用語言或信息技術(shù)手段激發(fā)學(xué)生的認知沖突，帶領(lǐng)學(xué)生初步分析議題，根據(jù)已有知識經(jīng)驗初步建構(gòu)主張，并思考尋找哪些證據(jù)、如何尋找證據(jù)支持自己的主張。在論證激發(fā)階段，除利用多媒體課件展示論證議題外，還可以使用信息技術(shù)對學(xué)生的前概念或現(xiàn)有觀點進行調(diào)查。例如使用問卷星、UMU平臺等編制簡單問卷推送到班級群，收集學(xué)生對論證內(nèi)容的前概念，或利用希沃投票器、交互平板等工具，在智慧教室內(nèi)實時收集學(xué)生對該論證主題的現(xiàn)有觀點，而后使用技術(shù)手段分析問卷數(shù)據(jù)、展示學(xué)生間的不同觀點及各觀點的支持人數(shù)和百分比。這不僅能夠激發(fā)學(xué)生為自己的論證主張辯護的內(nèi)在動機，還能夠促進學(xué)生進一步思考自身論證主張的合理性，嘗試尋找證據(jù)佐證自己的主張。在這一環(huán)節(jié)，教師應(yīng)及時引導(dǎo)，盡量不設(shè)置非黑即白的雙選項單選題，以免造成單純觀點的兩極沖突，因為這樣容易讓學(xué)生陷入站隊思維，導(dǎo)致思考議題不夠全面、辯證。

（三）論據(jù)收集

在論據(jù)收集環(huán)節(jié)，期望學(xué)生能根據(jù)自己的論證主張，利用實驗探究、科學(xué)觀察、科學(xué)閱讀等方法，對各類信息進行收集、分析、加工和評價，這些加工分析后的信息就成為學(xué)生用于佐證自身主張的論據(jù)。信息技術(shù)在論據(jù)收集尤其是實驗過程的論據(jù)收集方面有著明顯的優(yōu)勢，富媒體環(huán)境能夠提供更多元的資料與證據(jù)。對某些需要長期觀察的實驗、危險性系數(shù)較高的實驗，可以通過交互式虛擬實驗完成實驗操作的練習(xí)、實驗步驟的設(shè)計甚至實驗數(shù)據(jù)等論據(jù)的收集；利用各類傳感器、數(shù)碼顯微鏡等新技術(shù)，更能幫助學(xué)生輕松記錄在傳統(tǒng)的普通實驗中難以記錄的實驗現(xiàn)象，提升學(xué)生在實驗中收集論據(jù)的效率和準確度；除虛擬實驗技術(shù)和數(shù)字化實驗技術(shù)外，利用Excel等數(shù)據(jù)分析工具對實驗數(shù)據(jù)進行收集、列表、作圖，能夠更直觀地呈現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，有助于學(xué)生充分挖掘?qū)嶒灁?shù)據(jù)的價值，為后續(xù)的論證提供強有力的論據(jù)。

（四）論證建構(gòu)

論證建構(gòu)是指學(xué)生在自主探究的基礎(chǔ)上開展基于思維和情感參與的論證活動。在此過程中，學(xué)生要進行推理、交流、解釋、批判、反思，梳理論據(jù)，建構(gòu)“數(shù)據(jù)—證據(jù)—結(jié)論”的關(guān)系鏈，建立數(shù)據(jù)與觀點之間的聯(lián)系，發(fā)展論證能力。人們在應(yīng)用教育技術(shù)時存在一定的傾向性，在教學(xué)過程中，教師或?qū)W習(xí)者更傾向于將信息技術(shù)視為“輸入”的工具，而容易忽視技術(shù)作為“輸出”方式的價值。在科學(xué)論證教學(xué)中，教育技術(shù)不僅能夠創(chuàng)設(shè)論證情境，輔助論據(jù)收集，在論證“輸出”方面同樣有它的優(yōu)勢。利用iMindMap、X-mind等軟件，能夠幫助學(xué)生繪制概念地圖、思維導(dǎo)圖，這一過程將學(xué)生個人的內(nèi)在隱形的思維過程以有根據(jù)的、合理的和可被交流的方式呈現(xiàn)，讓學(xué)生再次審視自己的論證過程。同時，也促進學(xué)生間的交互性論證建構(gòu)和分享，信息技術(shù)成為學(xué)生闡釋、重組和顯性化個人知識的思維工具，有效地支持科學(xué)論證建構(gòu)，提高學(xué)生的科學(xué)論證能力。

（五）論證評價

在科學(xué)論證教學(xué)中，對論證進行有效分析評價和及時反饋是保證學(xué)生論證質(zhì)量的手段，也是提升學(xué)生科學(xué)論證能力的關(guān)鍵步驟。在這一過程中，教師要引導(dǎo)并幫助學(xué)生對論證內(nèi)容、論證方法和論證品質(zhì)進行討論、反思和自評。信息技術(shù)在此過程中也可以起到輔助的作用，教師可以利用班級“優(yōu)化大師”對學(xué)生在科學(xué)論證過程中的表現(xiàn)進行評價，對學(xué)生進行激勵，提高其科學(xué)論證能力。還可以利用希沃授課助手收集學(xué)生建構(gòu)論證的過程或結(jié)論，利用投屏技術(shù)及時進行反饋，幫助學(xué)生反思、自評并優(yōu)化現(xiàn)有論證，同時利用學(xué)生間的論證差異激發(fā)新一輪論證。這一環(huán)節(jié)的技術(shù)使用，應(yīng)聚焦提升學(xué)生的科學(xué)論證傾向，對學(xué)生論證過程的細節(jié)進行鼓勵表揚，引導(dǎo)學(xué)生見賢思齊，幫助學(xué)生明確自身的論證不足并加以改進。

三、結(jié)語

科學(xué)論證能力是一種高階思維能力，是能夠通過技能訓(xùn)練培養(yǎng)的。將信息技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)論證教學(xué)過程中，要重視技術(shù)對思維活動的輔助作用，讓教育技術(shù)成為學(xué)生學(xué)習(xí)思維活動的載體和工具，在激發(fā)學(xué)生思維發(fā)展，釋放學(xué)生學(xué)習(xí)潛能和促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)方面發(fā)揮重要作用。同時，也應(yīng)注意技術(shù)的適用范圍，對加大學(xué)生認知負荷但對論據(jù)收集輔助作用不大的技術(shù)應(yīng)做出取舍，脫離技術(shù)崇拜，回歸數(shù)字資源的育人本質(zhì)。任何技術(shù)的使用都應(yīng)著眼于學(xué)生論證思維能力發(fā)展，在論證情境創(chuàng)設(shè)、論證思路呈現(xiàn)、論據(jù)收集、論據(jù)分析等方面體現(xiàn)智慧性，將學(xué)生的注意力從關(guān)注技術(shù)的新穎趣味性轉(zhuǎn)移到知識的習(xí)得及思維能力的提升上，讓信息技術(shù)真正賦能學(xué)生科學(xué)論證能力的發(fā)展。

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