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

〔關鍵詞〕 小學科學；科學論證能力；信息技術；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

信息技術與教育的創(chuàng)新融合是教育領域共同關注的重要議題，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具備的數(shù)字素養(yǎng)，強調(diào)教師應善于運用信息技術手段解決教學實際問題。在目前的一線教學中，多數(shù)信息技術與小學科學教學的融合只處于淺層整合，注重技術使用的形式和過程，但往往忽略技術對思維能力發(fā)展的影響?！读x務教育科學課程標準（2022年版）》強調(diào)科學思維是科學素養(yǎng)的核心，而科學論證能力則是科學思維的重要組成部分。因此，科學論證教學應以學生思維能力的發(fā)展為核心，在論證中激發(fā)學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，合理利用信息技術進行輔助，讓技術成為學生思維發(fā)展的載體與工具，能夠有效提高小學生的科學論證能力。

一、信息技術支持下科學論證教學的意義

科學論證是個人引用數(shù)據(jù)或資料支撐自己或反駁他人論點的過程。它不僅能夠促進學生對科學概念的理解和轉(zhuǎn)變，發(fā)展學生的探究能力，啟發(fā)學生的認知論和概念上的協(xié)調(diào)，訓練學生的科學語言能力，呈現(xiàn)學生科學思考和科學推理的過程，還能促進學生對科學本質(zhì)的了解，發(fā)展批判性思維。但在實際的科學論證教學過程中，教師往往注重重構(gòu)學生的知識體系，在論證過程中不斷降低難度，提供過量的腳手架，對學生思維有著過多的限制，讓學生在鐐銬中探究，一步步走向已經(jīng)預設好的探究結(jié)果。學生尚未進行較為系統(tǒng)的科學論證，教師就已經(jīng)呈現(xiàn)了“數(shù)據(jù)－證據(jù)－結(jié)論”的關系鏈，導致學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論證。

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

二、借助信息技術培育學生科學論證能力

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

將技術豐富的環(huán)境與科學論證教學融合，能夠促進學生思維能力的提升。需要注意的是，在技術賦能科學論證教學的過程中，技術始終是幕后驅(qū)動因素。不能將技術置于首位，要以學定教，以學選技，教育技術需要結(jié)合具體的科學論證教學活動，在思考技術的必要性和有效性后再進行使用。基于以上原則，設計了如圖2所示的信息技術支持下的小學生科學論證能力培養(yǎng)策略。下面將依據(jù)科學論證教學的流程，分步敘述信息技術支持下的小學生科學論證能力培養(yǎng)策略。

（一）情境創(chuàng)設

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

（二）論證激發(fā)

論證激發(fā)正是在論證情境的基礎上，明確科學論證的中心議題。教師在這一階段應適時提出啟發(fā)性問題，利用語言或信息技術手段激發(fā)學生的認知沖突，帶領學生初步分析議題，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對學生的前概念或現(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)實時收集學生對該論證主題的現(xiàn)有觀點，而后使用技術手段分析問卷數(shù)據(jù)、展示學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)學生為自己的論證主張辯護的內(nèi)在動機，還能夠促進學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)，教師應及時引導，盡量不設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，因為這樣容易讓學生陷入站隊思維，導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)，期望學生能根據(jù)自己的論證主張，利用實驗探究、科學觀察、科學閱讀等方法，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生用于佐證自身主張的論據(jù)。信息技術在論據(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、實驗步驟的設計甚至實驗數(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，更能幫助學生輕松記錄在傳統(tǒng)的普通實驗中難以記錄的實驗現(xiàn)象，提升學生在實驗中收集論據(jù)的效率和準確度；除虛擬實驗技術和數(shù)字化實驗技術外，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)是指學生在自主探究的基礎上開展基于思維和情感參與的論證活動。在此過程中，學生要進行推理、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。人們在應用教育技術時存在一定的傾向性，在教學過程中，教師或?qū)W習者更傾向于將信息技術視為“輸入”的工具，而容易忽視技術作為“輸出”方式的價值。在科學論證教學中，教育技術不僅能夠創(chuàng)設論證情境，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，能夠幫助學生繪制概念地圖、思維導圖，這一過程將學生個人的內(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)，讓學生再次審視自己的論證過程。同時，也促進學生間的交互性論證建構(gòu)和分享，信息技術成為學生闡釋、重組和顯性化個人知識的思維工具，有效地支持科學論證建構(gòu)，提高學生的科學論證能力。

（五）論證評價

在科學論證教學中，對論證進行有效分析評價和及時反饋是保證學生論證質(zhì)量的手段，也是提升學生科學論證能力的關鍵步驟。在這一過程中，教師要引導并幫助學生對論證內(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”對學生在科學論證過程中的表現(xiàn)進行評價，對學生進行激勵，提高其科學論證能力。還可以利用希沃授課助手收集學生建構(gòu)論證的過程或結(jié)論，利用投屏技術及時進行反饋，幫助學生反思、自評并優(yōu)化現(xiàn)有論證，同時利用學生間的論證差異激發(fā)新一輪論證。這一環(huán)節(jié)的技術使用，應聚焦提升學生的科學論證傾向，對學生論證過程的細節(jié)進行鼓勵表揚，引導學生見賢思齊，幫助學生明確自身的論證不足并加以改進。

三、結(jié)語

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

參考文獻

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