熊曳

【摘 要】科學(xué)論證是理解科學(xué)本質(zhì)與提升科學(xué)素養(yǎng)所必需的能力，因此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力一直被認(rèn)為是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的重中之重。文章針對持續(xù)修訂的對話教學(xué)模型在提出主張、收集證據(jù)、證據(jù)推理、質(zhì)疑反駁等環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力存在的問題，提出改善教師設(shè)問方式、提升收集證據(jù)的規(guī)范性、優(yōu)化學(xué)習(xí)記錄單引導(dǎo)方式、利用可視化方式進(jìn)行記錄等策略，以期為利用對話教學(xué)方法開展提升學(xué)生科學(xué)論證能力的課堂實(shí)踐提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；對話教學(xué)；科學(xué)論證；持續(xù)論證；實(shí)施策略

一、引言

培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的公民已成為科學(xué)教育的重要目標(biāo)，其中，科學(xué)論證能力被廣泛認(rèn)為是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。科學(xué)論證不僅是學(xué)生在面對科學(xué)世界時(shí)的“表達(dá)方式”，還是學(xué)生在解決科學(xué)問題時(shí)的“分析工具”。因此，培養(yǎng)科學(xué)論證能力對于提升小學(xué)生的科學(xué)探究推理能力、批判性思維能力以及合作解決問題能力都具有重要價(jià)值。《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面［1］?？茖W(xué)論證能力則是科學(xué)思維核心素養(yǎng)的重要組成部分。

對話作為一種教學(xué)手段和理念，其主要強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)過程的平等性、啟發(fā)性、探索性、批判性與協(xié)商性，同時(shí)能促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知思維發(fā)展，是目前科學(xué)課堂培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)論證能力的重要途徑與手段。筆者在對傳統(tǒng)的課堂對話教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)提升的工作中，發(fā)現(xiàn)基于持續(xù)修訂的對話教學(xué)模型能較好地培養(yǎng)學(xué)生在提出主張、收集證據(jù)、證據(jù)推理、質(zhì)疑反駁等方面的科學(xué)論證能力。本文針對持續(xù)修訂的對話教學(xué)模型實(shí)踐中存在的一些問題開展探究，并以對話教學(xué)環(huán)節(jié)為對象，提出了針對性的解決策略。

二、持續(xù)修訂的對話教學(xué)模型應(yīng)用于科學(xué)論證能力培養(yǎng)的理論依據(jù)

對話教學(xué)模型重視對話在師生互動、生生互動中的支架作用，強(qiáng)調(diào)平等對話的主體身份、意義協(xié)商與建構(gòu)，體現(xiàn)了循序漸進(jìn)性和引導(dǎo)性，符合學(xué)習(xí)者的心理認(rèn)知特點(diǎn)。維果茨基的社會文化理論強(qiáng)調(diào)重視語言在互動過程中促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的中介作用［2］，他認(rèn)為教師的職責(zé)就是幫助學(xué)生完成日常知識（自發(fā)概念）和學(xué)校知識（科學(xué)概念）之間路徑的協(xié)商。在課堂教學(xué)中，對話成為這一協(xié)商過程的“橋梁”，幫助教師在學(xué)生已有認(rèn)知和理解基礎(chǔ)之上開展意義協(xié)商，具有不可替代的作用。

學(xué)習(xí)不僅是個(gè)體自主發(fā)生的活動，也是個(gè)體與外界的人、事、物溝通與交流的過程。學(xué)生每天都與新的知識相遇，與新的思想碰撞。筆者所在團(tuán)隊(duì)基于對話教學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合維果茨基的社會文化理論與佐藤學(xué)關(guān)于對話學(xué)習(xí)的三位一體論［3］，提出了一種基于持續(xù)修訂的對話教學(xué)模型（見表1）。同時(shí)，筆者將學(xué)習(xí)重新定義為學(xué)生與客觀世界對話、與他人對話、與自我對話的交往實(shí)踐，在此基礎(chǔ)上持續(xù)修訂自己的認(rèn)知。

科學(xué)論證是個(gè)體或群體面對科學(xué)問題情境，根據(jù)已有知識經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)主張，并基于證據(jù)建構(gòu)科學(xué)解釋、辯護(hù)或反駁主張，經(jīng)歷以質(zhì)疑和論證為關(guān)鍵要素的評估，最終達(dá)成修正或完善主張的動態(tài)過程［4］。小學(xué)科學(xué)教材的一般教學(xué)結(jié)構(gòu)是聚焦—探索—研討。在聚焦環(huán)節(jié)，學(xué)生會根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)對研究問題提出初步主張；在探索環(huán)節(jié)，學(xué)生會通過收集數(shù)據(jù)或資料形成證據(jù)，并經(jīng)由推理來驗(yàn)證自己的主張；在研討環(huán)節(jié)，學(xué)生會通過分享交流證據(jù)、相互質(zhì)疑或反駁來總結(jié)最終的主張。因此，根據(jù)科學(xué)論證的要素以及小學(xué)科學(xué)教材的一般教學(xué)結(jié)構(gòu)，我們可以將小學(xué)生的科學(xué)論證能力劃分為提出主張、收集證據(jù)、證據(jù)推理、質(zhì)疑反駁4個(gè)方面，具體表現(xiàn)見表2。

將對話教學(xué)環(huán)節(jié)與科學(xué)論證能力進(jìn)行對應(yīng)可以發(fā)現(xiàn)（見表3），對話教學(xué)包含了科學(xué)論證能力的所有要點(diǎn)，這是在對話教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)論證能力的主要理論依據(jù)。

三、持續(xù)修訂的對話教學(xué)模型實(shí)踐中存在的問題

為了探索對話教學(xué)中小學(xué)生科學(xué)論證能力存在的問題，筆者以“熱起來了”一課為對象進(jìn)行研究，共發(fā)放了321份學(xué)習(xí)記錄單，有效回收319份，同時(shí)收集了6個(gè)班級的教學(xué)視頻和6個(gè)小組（4人/組）合作活動的視頻。在學(xué)習(xí)記錄單中，學(xué)生需要寫下關(guān)于“衣服能不能給我們的身體增加熱量”這個(gè)問題的個(gè)人主張，小組研討后的主張，以及實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)探究后的主張，最后基于反例再次修訂主張。以班級為單位的教學(xué)視頻主要記錄班級主張和集體修訂主張，以及持續(xù)修訂主張的師生和生生對話。以小組為單位的視頻主要記錄小組主張中的生生對話和觀察小組合作開展實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)的過程。

（一）學(xué)生提出主張時(shí)存在的問題

提出主張能力是指學(xué)生能根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)或證據(jù)提出主張。在對話教學(xué)中，提出主張貫穿始終。筆者按照對話教學(xué)環(huán)節(jié)，對319份學(xué)習(xí)記錄單、6個(gè)班級的教學(xué)視頻和6個(gè)小組（4人/組）合作活動的視頻進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)（見表4）。

根據(jù)表4的統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在提出主張上存在的問題是只陳述觀點(diǎn)而忽略理由、沒有基于證據(jù)完善主張和沒有基于反例完善主張。

（二）學(xué)生收集證據(jù)存在的問題

收集證據(jù)能力是指學(xué)生能運(yùn)用規(guī)范的方法收集真實(shí)、客觀的證據(jù)。教師對照學(xué)生學(xué)習(xí)記錄單上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)有問題的小組，然后在班級教學(xué)視頻和小組活動視頻中找出數(shù)據(jù)有問題的小組的活動畫面，分析學(xué)生收集證據(jù)存在問題的原因。通過觀察、分析發(fā)現(xiàn)，“熱起來了”一課中，學(xué)生收集到的10次溫度計(jì)數(shù)據(jù)不一樣的原因主要有三：一是在讀取數(shù)據(jù)的過程中將溫度計(jì)從桌面的圍巾里抽出來了；二是在實(shí)驗(yàn)中將手放在了圍巾上；三是在領(lǐng)取溫度計(jì)時(shí)，手握著溫度計(jì)的玻璃泡，沒有等溫度計(jì)的溫度穩(wěn)定就開始測量，導(dǎo)致測出來的溫度是下降的。從以上分析可以看出，學(xué)生的操作不當(dāng)使得收集的證據(jù)不夠真實(shí)、客觀。

（三）學(xué)生證據(jù)推理時(shí)存在的問題

證據(jù)推理能力是指學(xué)生能運(yùn)用收集到的證據(jù)推理形成證據(jù)可以支撐的結(jié)論。在集體修訂主張環(huán)節(jié)，關(guān)于“衣服能不能給我們的身體增加熱量”的319份學(xué)習(xí)記錄單中，有124份記錄的10次數(shù)據(jù)并不一致，而這124份學(xué)習(xí)記錄單中有39份根據(jù)不一致的數(shù)據(jù)，得到“衣服不能給我們的身體增加熱量”的結(jié)論。由此可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在證據(jù)推理中存在基于證據(jù)推理不夠準(zhǔn)確的問題。另外，持續(xù)修訂主張環(huán)節(jié)中，在反例出示后，319份學(xué)習(xí)記錄單中仍然有53份學(xué)習(xí)記錄單的修訂主張沒有調(diào)整，依然是“衣服不能給我們的身體增加熱量”。可見，學(xué)生在證據(jù)推理時(shí)沒有根據(jù)證據(jù)進(jìn)行有限的推理。

（四）學(xué)生質(zhì)疑反駁存在的問題

質(zhì)疑反駁能力是指學(xué)生能基于事實(shí)或證據(jù)進(jìn)行質(zhì)疑反駁。在對話教學(xué)中，質(zhì)疑反駁在小組主張、班級主張、集體修訂主張、持續(xù)修訂主張環(huán)節(jié)中均有涉及。筆者按照對話教學(xué)環(huán)節(jié)，對6個(gè)班級的教學(xué)視頻和6個(gè)小組（4人/組）合作活動的視頻進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)（見表5）。

由表5的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在小組主張和班級主張環(huán)節(jié)的質(zhì)疑反駁中存在無理由的問題，在集體修訂主張環(huán)節(jié)中存在無證據(jù)地進(jìn)行反駁的問題，在持續(xù)修訂主張環(huán)節(jié)中存在難以提出反例的問題。

四、對話教學(xué)中小學(xué)生科學(xué)論證能力的提升策略

（一）提出主張的提升策略

從對話教學(xué)環(huán)節(jié)中可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生提出主張貫穿始終。學(xué)生提出主張是需要觀點(diǎn)與理由的，并能夠根據(jù)探究中獲取的證據(jù)或反例適時(shí)地對提出的主張進(jìn)行修訂，而學(xué)生在實(shí)際探究中往往在說明理由、提供證據(jù)或反例上較為薄弱。針對學(xué)生存在的問題，教師可以用以下的策略提升小學(xué)生提出主張的能力（見表6）。

（二）收集證據(jù)的提升策略

在收集證據(jù)上，學(xué)生存在的問題是收集的證據(jù)不夠真實(shí)、客觀。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生一般是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中收集證據(jù)，而真實(shí)、客觀的證據(jù)依賴于規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法和合適的工具。因此，教師可以采取以下措施，讓學(xué)生能夠收集到真實(shí)、客觀的證據(jù)。

1.讓小組成員共同監(jiān)督收集證據(jù)方法的規(guī)范性

在收集證據(jù)時(shí)采用小組成員共同監(jiān)督是一種運(yùn)用合作提高證據(jù)有效性的方式。學(xué)生在運(yùn)用實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)前，教師一般會講解實(shí)驗(yàn)操作的正確方法和注意事項(xiàng)，但并不是小組內(nèi)每名學(xué)生都會認(rèn)真聽講，并在實(shí)驗(yàn)中完成正確的操作。當(dāng)分組開展實(shí)驗(yàn)時(shí)，最先有機(jī)會發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方法不正確的是小組成員，因此小組成員共同監(jiān)督實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)的過程，有利于小組迅速發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)做出調(diào)整。以在“熱起來了”一課研究“衣服能不能給我們的身體增加熱量”這個(gè)問題的論證為例，學(xué)生有時(shí)會因?yàn)椴灰?guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，如將手放在了測量的衣服上而導(dǎo)致溫度計(jì)顯示的數(shù)值升高，導(dǎo)致獲取的證據(jù)不能支撐科學(xué)的結(jié)論，從而造成錯誤的認(rèn)識。在這種情況下，小組成員共同監(jiān)督可以在一開始發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的操作時(shí)就及時(shí)糾正，使得收集的證據(jù)真實(shí)、客觀。

2.為學(xué)生提供適宜的工具以收集證據(jù)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，不同證據(jù)的收集依賴于不同的實(shí)驗(yàn)工具。實(shí)驗(yàn)工具是否適宜會直接影響證據(jù)的質(zhì)量。比如“觀察土壤”一課中運(yùn)用工具觀察土壤了解土壤的組成成分時(shí)，只用肉眼和放大鏡觀察，難以區(qū)分特別細(xì)小的顆粒，加入顯微鏡可以幫助學(xué)生進(jìn)一步收集土壤組成成分的證據(jù)。另外，土壤中的空氣通常也不能直接看到，因此，教師還需要提供水，讓學(xué)生將土壤放入水中后出現(xiàn)氣泡的現(xiàn)象作為土壤中含有空氣的證據(jù)等。

3.教學(xué)條件允許下可以給學(xué)生提供精確的工具收集證據(jù)

科學(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，但是在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，受限于實(shí)驗(yàn)條件的影響，有時(shí)收集到的證據(jù)并不是很理想。如“機(jī)械擺鐘”一課的教學(xué)目標(biāo)之一是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識到擺鐘擺動具有等時(shí)性。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行小組合作時(shí)，手的擺放與計(jì)時(shí)難以同步，使得測量出相同時(shí)間內(nèi)擺鐘的擺動次數(shù)并不相同，從而影響教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。在這種情況下，如果能夠引入信息化工具（如光電門），可以實(shí)現(xiàn)自動精確地計(jì)時(shí)、計(jì)次數(shù)，從而減少誤差，讓學(xué)生收集到的證據(jù)更加真實(shí)、客觀。

（三）證據(jù)推理的提升策略

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要求學(xué)生運(yùn)用收集到的證據(jù)進(jìn)行推理，同時(shí)需要形成證據(jù)能夠支撐的結(jié)論。針對學(xué)生沒有基于證據(jù)進(jìn)行有限推理的問題，教師可以通過學(xué)習(xí)記錄單的設(shè)計(jì)有意識地引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)展開推理，如讓學(xué)生在學(xué)習(xí)記錄單上記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的同時(shí)，使用“根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，我對研究問題的解釋是”這樣的引導(dǎo)語指導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是地根據(jù)證據(jù)做出推理。對于學(xué)生基于證據(jù)推理不夠準(zhǔn)確的問題，教師在對學(xué)生進(jìn)行訪談時(shí)發(fā)現(xiàn)，此類問題主要發(fā)生在學(xué)生需要運(yùn)用較多數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律或記錄現(xiàn)象不夠準(zhǔn)確的內(nèi)容中。因此，在教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生以可視化的方式對收集的證據(jù)進(jìn)行記錄，如現(xiàn)象類證據(jù)可以拍照或繪圖，數(shù)據(jù)類證據(jù)可用表格或統(tǒng)計(jì)圖來記錄，從而使學(xué)生能夠依據(jù)準(zhǔn)確的證據(jù)做出推理。

（四）質(zhì)疑反駁的提升策略

質(zhì)疑反駁在對話教學(xué)大部分環(huán)節(jié)中都有運(yùn)用。學(xué)生能運(yùn)用合理的理由進(jìn)行反駁是科學(xué)論證能力水平高的一種表現(xiàn)。良好的質(zhì)疑反駁應(yīng)該是理性的，是基于事實(shí)或證據(jù)的，而不是毫無理由的強(qiáng)辯。但學(xué)生在課堂探究中，往往做不到良好的質(zhì)疑反駁。針對學(xué)生存在的問題，教師可以運(yùn)用以下策略提升學(xué)生的質(zhì)疑反駁能力（見表7）。

綜上所述，持續(xù)修訂的對話教學(xué)強(qiáng)調(diào)在平等性、啟發(fā)性、探索性、批判性、協(xié)商性等理念的指導(dǎo)下激發(fā)學(xué)生不斷自主修訂已有認(rèn)知，提升科學(xué)論證能力。本文在研究基于持續(xù)修訂的對話教學(xué)提升小學(xué)生科學(xué)論證能力的策略時(shí)，通過課堂觀察和學(xué)習(xí)記錄單的分析統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在對話教學(xué)的各環(huán)節(jié)中小學(xué)生的科學(xué)論證能力存在的問題，并根據(jù)一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對學(xué)生科學(xué)論證能力的提升提出了一些策略，以期為利用對話教學(xué)方法開展提升學(xué)生科學(xué)論證能力的課堂實(shí)踐提供借鑒，后期也可以進(jìn)一步通過對比實(shí)驗(yàn)的方法開展提升策略的實(shí)證研究。

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（責(zé)任編輯：羅小熒）