黃平

〔摘? ? 要〕? 實(shí)證是科學(xué)的本質(zhì)之一?？茖W(xué)學(xué)習(xí)一般要求學(xué)生遵從事實(shí)，在尋求證據(jù)中探求結(jié)果，因此，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識(shí)具有極其重要的教育意義。教學(xué)中，要以學(xué)生為本、以生活為本、以發(fā)展為本，立足本真的科學(xué)課堂，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的反思三個(gè)方面，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)，培育科學(xué)精神。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；實(shí)證意識(shí)

〔中圖分類號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 052-054

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）指出：倡導(dǎo)以探究和實(shí)踐為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究以及技術(shù)與工程實(shí)踐的過(guò)程；重視師生互動(dòng)和生生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行總結(jié)、反思、?應(yīng)用和遷移，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。充分發(fā)揮科學(xué)教育獨(dú)特的育人價(jià)值，科學(xué)課堂需要提高實(shí)證意識(shí)，引領(lǐng)學(xué)生從事實(shí)、證據(jù)出發(fā)去探求真知，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)科學(xué)認(rèn)知的規(guī)律和本質(zhì)。

在科學(xué)探究活動(dòng)中，我們經(jīng)常需要用數(shù)據(jù)來(lái)作為實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)的證據(jù)，這是一種體現(xiàn)實(shí)證意識(shí)的重要方法。那么，如何合理利用客觀數(shù)據(jù)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)呢？

一、多措并舉，獲取數(shù)據(jù)

（一）掌握技能，巧用工具

在科學(xué)探究過(guò)程中，學(xué)生主要經(jīng)歷觀察現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)操作、思維推理、合作交流、自我反思等學(xué)習(xí)行為，圍繞客觀現(xiàn)象展開活動(dòng)，獲取客觀事實(shí)。觀測(cè)工具的準(zhǔn)度及學(xué)生運(yùn)用工具技能的精度，其正確性和技巧性都會(huì)直接影響到實(shí)驗(yàn)中的思維判斷并決定最終結(jié)果。因此，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取前，學(xué)生必須具備運(yùn)用工具的技能，如蘇教版四年級(jí)上冊(cè)《冷熱與溫度》一課，連續(xù)測(cè)量一杯水的溫度，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生掌握正確使用溫度計(jì)和秒表的技能，學(xué)會(huì)正確地認(rèn)讀溫度計(jì)的讀數(shù)。如蘇教版四年級(jí)下冊(cè)《摩擦力的秘密》一課，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生須掌握正確使用彈簧測(cè)力計(jì)的技能，學(xué)會(huì)正確認(rèn)讀測(cè)力計(jì)讀數(shù)。此外，如量筒、酒精燈、滴管、放大鏡等工具的使用都是學(xué)生必須掌握的運(yùn)用工具的技能，如果學(xué)生不具備這些技能，那么實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)無(wú)法獲取，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性也無(wú)從談起。

（二）分組探究，引導(dǎo)合作

實(shí)驗(yàn)中，要獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生不僅要具備一定的動(dòng)手能力和運(yùn)用工具的技能，還要有小組合作的意識(shí)。課堂教學(xué)中，教師可綜合考慮學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力等的相似性，依此將學(xué)生分成4～6人學(xué)習(xí)小組。在探究過(guò)程中，教師可及時(shí)根據(jù)小組學(xué)習(xí)質(zhì)量及時(shí)調(diào)整成員，最終形成組內(nèi)同質(zhì)、組間異質(zhì)的課堂學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)。

同質(zhì)組內(nèi)，其小組成員更多的相似性能最大限度地發(fā)揮每個(gè)學(xué)習(xí)個(gè)體的潛能，促使學(xué)生的思維發(fā)生碰撞，激發(fā)創(chuàng)新思維，較為高效地完成探究實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)任務(wù)，從而使小組成員收獲學(xué)習(xí)的愉悅，建立自信。異質(zhì)組間，更利于發(fā)現(xiàn)、比較，幫助其他小組開闊視野，增進(jìn)探究。

教學(xué)時(shí)，教師要重視學(xué)生合作技能的培養(yǎng)，幫助小組明確學(xué)習(xí)任務(wù)，且小組內(nèi)部有清晰的個(gè)人任務(wù)安排。在組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，學(xué)生形成一定的協(xié)助規(guī)范，更利于順利展開小組合作探究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才相對(duì)有效。我們還應(yīng)該根據(jù)知識(shí)探究的實(shí)際需要，合理選擇并階段安排小組合作，在小組內(nèi)設(shè)立相應(yīng)崗位。如：組長(zhǎng)要負(fù)責(zé)組內(nèi)成員的實(shí)驗(yàn)分工，圍繞探究主題維持小組活動(dòng)秩序，帶領(lǐng)組員對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展開討論以及及時(shí)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，保證每個(gè)成員都能積極參與。記錄員：在積極思維參與探究活動(dòng)的同時(shí)，及時(shí)準(zhǔn)確地記錄本組實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)員：一般可分配2～3人，由其負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作。匯報(bào)員：負(fù)責(zé)把本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)象、存在問(wèn)題進(jìn)行匯報(bào)交流，不足時(shí)再由小組內(nèi)其他成員補(bǔ)充。當(dāng)然，教學(xué)中還可視任務(wù)要求和組員人數(shù)，靈活設(shè)崗，及時(shí)輪換崗位，讓每個(gè)學(xué)生都有不同崗位的體驗(yàn)，助力素養(yǎng)發(fā)展。

（三）合理猜想，形成態(tài)度

磨刀不誤砍柴工。教學(xué)中，要獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師還應(yīng)幫助學(xué)生樹立操作前的思辨意識(shí)，“想好了再做”，既對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程要了然于胸，又能針對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行思考，這不僅是學(xué)生形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)探究能力的關(guān)鍵，也是獲取準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提。

如在教蘇教版四年級(jí)上冊(cè)《冷熱與溫度》一課時(shí)，探究一杯熱水變涼的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓學(xué)生先預(yù)測(cè)水的降溫過(guò)程，是均勻下降，還是先快后慢；是先慢后快，還是沒有規(guī)律。接著讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)記錄單（見下圖表1），引導(dǎo)學(xué)生思考：①在0分鐘時(shí)，記錄的是水的什么溫度？（水的最高溫度）②秒表在什么時(shí)候開始計(jì)時(shí)？（讀出水的最高溫度時(shí)，開始計(jì)時(shí)）③測(cè)水溫時(shí)，每隔幾分鐘記錄水的溫度？（2分鐘）④在記錄2，4，6，8，10各個(gè)不同時(shí)間段水的溫度時(shí)，秒表要按暫停嗎？（秒表不能停，連續(xù)計(jì)時(shí)，10分鐘到停表）學(xué)生經(jīng)過(guò)這一系列問(wèn)題的思考后，不僅明確了實(shí)驗(yàn)中的細(xì)節(jié)，還意識(shí)到計(jì)時(shí)員、實(shí)驗(yàn)員、記錄員需要緊密配合。即實(shí)驗(yàn)員讀出水的最高溫度時(shí)，記錄員要及時(shí)記下水的溫度，同時(shí)計(jì)時(shí)員則要開始計(jì)時(shí)。2分鐘前，記錄員要提醒實(shí)驗(yàn)員。2分鐘到，實(shí)驗(yàn)員讀出此時(shí)水的溫度，記錄員及時(shí)記錄。

二、分析數(shù)據(jù)，深入探究

準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)后，引領(lǐng)學(xué)生深入思考，繼續(xù)探究，學(xué)會(huì)科學(xué)分析數(shù)據(jù)是科學(xué)探究活動(dòng)后提升思維能力的重要階段。分析數(shù)據(jù)既是一個(gè)共享與分析、整理的過(guò)程，也是培養(yǎng)學(xué)生核心科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)機(jī)。

（一）圖表分析

圖表是一種能讓數(shù)據(jù)以直觀方式體現(xiàn)差異的有效方法。大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)是有一定規(guī)律的，教學(xué)中要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)和直觀呈現(xiàn)其變化，借助直觀、適合的圖表，把所得的連續(xù)數(shù)據(jù)和對(duì)比數(shù)據(jù)用統(tǒng)計(jì)圖等形式予以呈現(xiàn)，更清晰地看出數(shù)據(jù)之間的變化關(guān)系，也更加容易發(fā)現(xiàn)其中隱藏的規(guī)律，從而得出較為科學(xué)的探究結(jié)論。例如蘇教版四年級(jí)上冊(cè)《冷熱與溫度》一課，表2是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中按規(guī)定時(shí)間操作測(cè)試獲得的一組水溫?cái)?shù)據(jù)，直觀地表現(xiàn)出熱水先快后慢的降溫過(guò)程。

再如蘇教版五年級(jí)上冊(cè)《測(cè)量呼吸和心跳》一課，在教師引領(lǐng)下，學(xué)生可分別測(cè)量“安靜狀態(tài)”“運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)”“休息3分鐘后”的1分鐘呼吸次數(shù)和心跳次數(shù)，再將獲得的第一手?jǐn)?shù)據(jù)繪制成柱形圖（表3：三種狀態(tài)下，每分鐘呼吸和脈搏次數(shù)）。通過(guò)柱形圖的分析，學(xué)生就能清晰地發(fā)現(xiàn)：人體在運(yùn)動(dòng)后，呼吸次數(shù)和脈搏次數(shù)會(huì)明顯增加。休息3分鐘后，人體的呼吸次數(shù)和脈搏次數(shù)又會(huì)減少，漸漸接近于安靜時(shí)的狀態(tài)，進(jìn)而身體力行地了解其背后隱藏的科學(xué)：人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要更多的氧氣來(lái)維持生命活動(dòng)。

（二）和均計(jì)算

和均計(jì)算是指用計(jì)算總和或平均數(shù)的方法來(lái)分析數(shù)據(jù)。如《小車的運(yùn)動(dòng)》一課，在探究“小車運(yùn)動(dòng)的快慢與小車載重量”和“小車的運(yùn)動(dòng)快慢與拉力大小”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，均可采用取平均數(shù)的方法來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的反思

在科學(xué)探究中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不支持假設(shè)的數(shù)據(jù)，有的教師為了得出與假設(shè)一致的數(shù)據(jù)，往往對(duì)于這些意外的數(shù)據(jù)視而不見，這是一種不好的現(xiàn)象。這樣不利于對(duì)學(xué)生科學(xué)理性思維的培養(yǎng)，這與我們的科學(xué)教育的目的是相違背的。其實(shí)，這些意外的數(shù)據(jù)，對(duì)我們教師而言，雖然無(wú)法得出自己想要的數(shù)據(jù)，但卻可以成為學(xué)生體驗(yàn)本質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生理性態(tài)度和實(shí)證精神的良好契機(jī)。教學(xué)中，教師要及時(shí)利用好這些意外的數(shù)據(jù)，引領(lǐng)學(xué)生本著“尊重事實(shí)，合理懷疑”的態(tài)度，學(xué)會(huì)在實(shí)踐中反思，在反思中再實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中再發(fā)現(xiàn)。避免在證據(jù)不充分的情況下做出過(guò)于主觀且不夠準(zhǔn)確的判斷，在多次實(shí)驗(yàn)中獲取新的證據(jù)，勇于懷疑、修改自己的意見，最終形成較為科學(xué)的結(jié)論。

如探究“擺的快慢與擺錘的重量有無(wú)關(guān)系”這一實(shí)驗(yàn)中，擺線長(zhǎng)度一致、擺角大小固定、擺動(dòng)時(shí)間保持不變，通過(guò)改變擺錘的重量，小組分別測(cè)1個(gè)螺帽、2個(gè)螺帽、3個(gè)螺帽在15秒內(nèi)擺動(dòng)的次數(shù)。表4是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)。

教師在組織學(xué)生討論交流后得出結(jié)論：擺的快慢與擺錘的重量無(wú)關(guān)。上表中，對(duì)于“11”這個(gè)“意外數(shù)據(jù)”，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)和思考，幫助學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)探究的詳細(xì)過(guò)程，可設(shè)計(jì)以下的教學(xué)路徑：一是反思實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)的操作流程有無(wú)問(wèn)題；二是回顧是否嚴(yán)格按照既定設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)范的操作；三是思考在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，計(jì)時(shí)是否精準(zhǔn)……如果學(xué)生能找到出現(xiàn)問(wèn)題的蛛絲馬跡，他們就能在較為縝密的思維后及時(shí)調(diào)整失誤，進(jìn)行再次實(shí)驗(yàn)，以實(shí)際的測(cè)試驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會(huì)不會(huì)回到“12”這個(gè)次數(shù)。最后，實(shí)事求是地根據(jù)全班各組的研究數(shù)據(jù)，形成共同的研究結(jié)論。當(dāng)然，如果在實(shí)驗(yàn)后續(xù)的反思中沒有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，那就說(shuō)明自己的數(shù)據(jù)可能是正確的。即便如此，本著科學(xué)探究的精神也該再多次實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性，體悟?qū)嵺`是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)科學(xué)探究的品質(zhì)。

再如蘇教版五年級(jí)上冊(cè)《心臟與血液循環(huán)》一課中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中使用聽診器測(cè)心跳后，在組內(nèi)算出小組平均數(shù)，教師匯總?cè)鄶?shù)據(jù)以后，再引領(lǐng)學(xué)生算出全班的平均數(shù)。此時(shí)，教師再讓學(xué)生把手放在自己脈搏的位置，用同樣的方法測(cè)出全班脈搏的次數(shù)。在學(xué)生匯報(bào)數(shù)據(jù)的時(shí)候，我們也發(fā)現(xiàn)了一些“意外數(shù)據(jù)”，如有的學(xué)生的心跳次數(shù)低于40次，有的學(xué)生的心跳次數(shù)高達(dá)180次。一般來(lái)說(shuō)，少年兒童正常的心跳次數(shù)在60～100之間。對(duì)于這些特殊的數(shù)據(jù)，教師要適時(shí)引導(dǎo)其他學(xué)生提出疑問(wèn)，及時(shí)幫助這些特殊數(shù)據(jù)的學(xué)生分析原因，是不是自己太緊張，導(dǎo)致心跳次數(shù)過(guò)快？或是自己數(shù)錯(cuò)了次數(shù)？還是借助聽診器測(cè)量時(shí)，聽得不清楚？……只有幫助學(xué)生找到錯(cuò)誤的原因所在，才能幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)概念。否則，學(xué)生就可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的認(rèn)知或印象：測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)不十分準(zhǔn)確也不打緊。大體、差不多，甚至自己編一個(gè)數(shù)據(jù)等則是科學(xué)探究最要不得的態(tài)度。

四、結(jié)語(yǔ)

科學(xué)是追求嚴(yán)謹(jǐn)和準(zhǔn)確的，它是一個(gè)實(shí)證的系統(tǒng)。我們要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)，需要在課堂上關(guān)注教學(xué)中的細(xì)節(jié)、關(guān)心學(xué)生對(duì)信息的處理，引領(lǐng)學(xué)生勇于自我追問(wèn)、勤于實(shí)踐反思、積極實(shí)踐探索——“證據(jù)是什么”。引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)認(rèn)真細(xì)致的觀察，規(guī)范熟練地實(shí)驗(yàn)，及時(shí)準(zhǔn)確地捕捉，并學(xué)會(huì)獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，采用合適的方式科學(xué)地分析，在科學(xué)探究中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，在觀察與思考、分享與質(zhì)疑、探究與發(fā)展中，不斷培養(yǎng)他們的實(shí)證意識(shí)。當(dāng)然，我們也要敢于直面“意外數(shù)據(jù)”，發(fā)現(xiàn)其中的教學(xué)契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生合理懷疑，再思考、再發(fā)現(xiàn)、再驗(yàn)證。這既是實(shí)證意識(shí)最好的體現(xiàn)方式，也是學(xué)生需要的科學(xué)核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]喻伯軍.《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》課例式解讀[M].北京：教育科學(xué)出版社，2022.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見[S]北京：教基〔2019〕16號(hào)，2019.11.