霍敏

摘要：論證能力是指在小學科學課堂中學生的論證表現(xiàn)，包括能用事實、理由、反駁、限制性條件等來支持自己的主張。培養(yǎng)學生的論證能力，不僅可以發(fā)展他們對科學探究的主動理解，也可以發(fā)展他們對科學本質的深層理解。在教學活動中，有意識地改進器材排除干擾，借助實驗任務單開展定性定量觀察，借助圖表直觀呈現(xiàn)數據，利用問題鏈深入剖析論證，幫助學生獲得有效探究，建立科學探究的精神，從而有效培養(yǎng)學生的論證能力。

關鍵詞：實驗數據 推理論證 教學策略

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

一、教學背景

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

教科版小學科學五下冊《熱》第3課《液體的熱脹冷縮》圍繞液體的熱脹冷縮，試圖通過三個實驗構建起液體熱脹冷縮的概念。三個實驗分別是：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。筆者在現(xiàn)實教學中，出現(xiàn)以下困惑：

1.容量大，時間少。3個實驗容量過大，在一節(jié)課中基本無法完成。

2.目標空，論證缺。通過調查，同學們已具備熱脹冷縮的感性認識，本節(jié)課的幾個實驗活動只是讓孩子們明顯的觀察到了這種現(xiàn)象，而對于水熱脹冷縮的本質（也就是隨著水溫度的變化，形態(tài)發(fā)生改變）并沒有進一步探究，學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)學生普遍存在的情況：一是學生對熱脹冷縮的認識還是停留在感性認識上;二是缺乏分析與解釋，使學生對變化與概念之間難以建立關聯(lián)，難以使概念真正內化于心;三是缺對科學邏輯思維能力的培養(yǎng)。

二、教學策略

如何在教學設計中培養(yǎng)學生的論證能力呢？以《液體的熱脹冷縮》一課為例談談自己的教學策略。

（一）改進器材，變“生活現(xiàn)象”為“時長探究”

基于論證的前提是學生獲取科學的數據。在探究活動中，實驗儀器的精確度、環(huán)境條件等影響下，都會導致實驗的誤差，甚至論證數據的不合理。因此，筆者先對實驗儀器進行優(yōu)化。

1.改進測量儀器，避免估值影響數據

《液體的熱脹冷縮》一課教材安排用玻棒式溫度計測量放在熱水中的單口燒瓶的溫度。對于玻棒式溫度計的觀察，能以精確到0.1-0.9攝氏度，會出現(xiàn)估計值，引起實驗數據的誤差。溫度能否不用估計就直接顯示出來呢？基于需要，教師進行了儀器的改進：取而代之的是數字溫度計。讓學生更直觀地觀察出數據的變化。

2.改進器皿，增強實驗的直觀對比性

課本上原使用單口平底燒瓶，通過燒瓶上的雙孔橡膠塞，能同時測量出液體溫度和體積的變化，并不是單一觀測液體體積的變化，利用定性測量的方法知道“熱脹”現(xiàn)象，讓學生用定量觀測的方法感受到物體內能變化與形態(tài)變化之間的關系。實驗原理：液體溫度上升，體積變大。

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

所以，教師為學生提供了平底燒瓶、帶有刻度的玻璃細管、能方便在購買到的電子溫度計，組成方便測量的工具。

（二）借助圖表，有效論證描述變量之間的定量關系

1.借助任務單記錄，開展定性定量觀察

論證過程中，任務單起到關鍵作用。一是讓學生關注變化的方向;二是讓學生思考關鍵信息;三是便于接下來的數據整理。以往的教學中，教師們常見于使用記錄式的任務單，一般操作方式是學生以實驗小組形式分任務，根據記錄表讀、報數據，然后橫向分析本組數據的變化從而獲得實驗結論?；趯祿M行有效論證，并描述變量之間的定量關系，教師把任務單進行了以下調整：

1）根據測量數據，用綠筆在圖中將幾次溫度的高度連起來畫成折線圖。

2）根據測量數據，用紅筆在圖中將幾次水位的高度連起來畫成折線圖。

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

2.借助折線統(tǒng)計圖，呈現(xiàn)數據變化趨勢

在對數據進行論證時，往往因為呈現(xiàn)出的數據比較抽象，學生難以發(fā)現(xiàn)數據之間的關系 和解釋數據，為形成科學概念帶來困難。對于折線統(tǒng)計圖的呈現(xiàn)，使數據的變化可視化。同時，教師組織學生分析圖中的數據。同學們得出了一個普遍而具有歸納性的結論：水的溫度上升，體積也會隨之變大。

通過引導讓學生發(fā)現(xiàn)我們實驗中觀測水的溫度變化并不是水溫的全部，超過40攝氏度、低于20攝氏度的水也有這樣的變化嗎？

通過“個人思考—小組共識—組間交流—全班研討”四個層次問題鏈的引導，學生不再像擠牙膏那樣問一句答一句，而是主動進行交流。同時，學生論證的思路清晰，而且被質疑的小組也能進行有依據的回應。

論證活動在舉證支持、反駁與質疑、教師引導運用證據和材料、教師幫助化解反駁與質疑、對話論證等環(huán)節(jié)中進行，學生從現(xiàn)象到結論做出解釋，逐步形成科學概念，在完成本課知識性目標的同時，也大大提高了學生科學論證的能力。

這里，對數據的分析與交流、推理與解釋，既驗證了“一定溫度范圍內，液體的溫度上升，體積也隨之變大”又產生了新的問題。

所以今天的實驗得出的結論是：水溫在20℃～40℃之間，隨著水的溫度上升，它的體積也隨之變大。老師對知識加以拓展：液體不是在每個溫度范圍都是熱脹冷縮的。舉例：水，在4℃時便會出現(xiàn)“熱縮冷脹”，達到0℃以下時更明顯，如：同樣重量的冰塊體積會比水大。

三、結語

通過《液體的熱脹冷縮》一課，教師通過確鑿的證據，用定量觀測來培養(yǎng)學生的科學論證能力，促進學生對科學概念的深入理解和應用，并指向課堂概念背后的大概念，有效地提高學生的科學實踐能力。

在今日，以培養(yǎng)學生成為具有科學素養(yǎng)的公民為目標的科學教育訴求中，論證教學有其不可忽視的重要性。論證和推理是科學教學的核心，論證教學的主體是學生，教學的指向是發(fā)展學生的論證能力。在科學教學的過程中，需要教師創(chuàng)造論證的機會，讓每個孩子經歷運用論證推理結論的過程，以達到對思維能力的訓練，這是一種促進學生有效學習的教學策略。

參考文獻

[1]童海云.科學教學要重視集體論證[J].人民教育， 2013，（20） ：41-44，

[2]中華人民共和國教育部.小學科學課程標準[S]. 北京師范大學出版社，2017.3：6-9.