《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)強(qiáng)調(diào),要關(guān)注學(xué)生推理論證能力的培養(yǎng),即基于證據(jù)與邏輯,運(yùn)用分析與綜合、比較與分類、歸納與演繹等思維方法,建立證據(jù)與解釋之間的關(guān)系并提出合理見(jiàn)解。然而,在日常教學(xué)過(guò)程中,教師往往忽視學(xué)生推理論證能力的培養(yǎng)。課堂中常缺乏深入探討、質(zhì)疑辯駁的環(huán)節(jié)。這導(dǎo)致學(xué)生的論證過(guò)程不夠深入,提出的解決辦法大多流于表面,缺乏深度和可行性。為解決這一問(wèn)題,教師可引入社會(huì)性科學(xué)議題,以促進(jìn)學(xué)生推理論證能力的發(fā)展。
社會(huì)性科學(xué)議題(Socio-scientificIssues,簡(jiǎn)稱SSI),指的是與科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)、具有一定爭(zhēng)議性的社會(huì)問(wèn)題,例如生物入侵、霧霾、轉(zhuǎn)基因食品等。社會(huì)性科學(xué)議題具有社會(huì)性、科學(xué)性和開(kāi)放性的特點(diǎn),能夠推動(dòng)學(xué)生結(jié)合社會(huì)問(wèn)題開(kāi)展多角度、多層次的論證,將學(xué)校教育與現(xiàn)實(shí)社會(huì)緊密聯(lián)系起來(lái)。這種議題對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生推理論證能力具有重要價(jià)值,也與《課程標(biāo)準(zhǔn)》的理念和要求高度契合?;诖耍疚膹摹皟?nèi)容梳理、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、全程推進(jìn)\"的實(shí)施路徑展開(kāi)具體探討。
一、內(nèi)容梳理,創(chuàng)編多角度的論證話題
社會(huì)性科學(xué)議題通常涉及工程、社會(huì)、技術(shù)、倫理等多個(gè)領(lǐng)域,美國(guó)科學(xué)教育家拜比將其劃分為五個(gè)方面:健康與疾病、自然資源、環(huán)境質(zhì)量、自然災(zāi)害和科技發(fā)展前沿。筆者根據(jù)教科版小學(xué)科學(xué)教材的單元內(nèi)容分布情況進(jìn)行梳理后發(fā)現(xiàn),中高年級(jí)教材共包含19個(gè)社會(huì)性科學(xué)議題,主要涉及資源利用、環(huán)境保護(hù)、健康生活、科學(xué)倫理爭(zhēng)議等主題(如表1)。接著,結(jié)合《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的13個(gè)學(xué)科核心概念,依據(jù)內(nèi)容屬性將這些社會(huì)性科學(xué)議題劃分為生態(tài)環(huán)境、人類健康、倫理道德三天專題(如表2)。教學(xué)實(shí)踐中,教師如果每學(xué)期增設(shè)1至2個(gè)拓展課時(shí),即可系統(tǒng)覆蓋相關(guān)議題的教學(xué)內(nèi)容。這樣的安排契合學(xué)生由具體運(yùn)算階段向形成運(yùn)算階段過(guò)渡的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。
1.生態(tài)環(huán)境專題,貼近生活
選取氣候變暖、水污染、資源開(kāi)發(fā)、城市光污染等生活中常見(jiàn)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,從科學(xué)、文化、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多角度引導(dǎo)學(xué)生綜合分析,提出具體可行的解決策略。例如,“西湖柳樹(shù)移栽事件”就與“生物與環(huán)境”單元的知識(shí)深度契合。
2.人類健康專題,關(guān)注爭(zhēng)議
引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注食品安全、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物、食品添加劑等具有爭(zhēng)議性的健康問(wèn)題,通過(guò)正反兩方面的討論,促進(jìn)辯證思維的有效發(fā)展。例如針對(duì)“預(yù)制菜進(jìn)校園\"這一熱點(diǎn)事件。
3.倫理道德專題,緊追熱點(diǎn)
以克隆技術(shù)、基因治療、胚胎移植等新聞熱點(diǎn)為切入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注倫理道德問(wèn)題。例如,可以呈現(xiàn)“基因編輯嬰兒\"這一時(shí)事新聞,引發(fā)技術(shù)進(jìn)步與倫理準(zhǔn)則的討論。
二、問(wèn)題驅(qū)動(dòng),提煉多側(cè)重的論證思路
社會(huì)性科學(xué)議題往往是結(jié)構(gòu)不良或有一定爭(zhēng)議的問(wèn)題,學(xué)生很難直接給出明確的答案或解決方法。因此,教師需要設(shè)計(jì)一系列有結(jié)構(gòu)的問(wèn)題串,幫助學(xué)生逐步厘清思路,構(gòu)建論證框架。針對(duì)不同的社會(huì)性科學(xué)議題,可以設(shè)計(jì)以下三類驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題。
(一)關(guān)注“焦點(diǎn)問(wèn)題”,觸發(fā)即時(shí)的議題論證
“焦點(diǎn)問(wèn)題”通常圍繞社會(huì)熱點(diǎn)事件展開(kāi),貼近學(xué)生的實(shí)際生活,能夠吸引他們的探究興趣,具有即時(shí)性和話題性。例如,“杭州西湖柳樹(shù)被換成月季\"就是一個(gè)發(fā)生在學(xué)生身邊且備受關(guān)注的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。因此,教師可抓住這樣的契機(jī),引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)、文化、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多角度,圍繞“該不該移走柳樹(shù)”這一議題表達(dá)觀點(diǎn)。通過(guò)討論,學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)到移走柳樹(shù)的原因是該區(qū)域陽(yáng)光條件差,不再適宜柳樹(shù)生長(zhǎng)。教師可據(jù)此進(jìn)一步提問(wèn):“植物生長(zhǎng)是否需要充足的陽(yáng)光?\"引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn),獲取證據(jù)支持自己的觀點(diǎn)。在此過(guò)程中,學(xué)生不僅能夠加深對(duì)植物生長(zhǎng)條件的理解,還能認(rèn)識(shí)到生物與環(huán)境是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的整體。
(二)利用“沖突問(wèn)題”,表達(dá)中立的論點(diǎn)立場(chǎng)
“沖突問(wèn)題”是指與學(xué)生的前概念或已有認(rèn)知不一致的問(wèn)題。這類問(wèn)題能夠引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,促使他們重新審視自己的觀點(diǎn),從而推動(dòng)思維的發(fā)展。通過(guò)解決沖突問(wèn)題,學(xué)生可以經(jīng)歷認(rèn)知發(fā)展的過(guò)程。例如,針對(duì)“漢堡是不是垃圾食品”這一問(wèn)題,教師可以引導(dǎo)學(xué)生暴露正反雙方的認(rèn)知沖突:正方認(rèn)為,漢堡加工過(guò)程中添加了天量油脂、調(diào)味料,是垃圾食品;反方認(rèn)為,漢堡有鶯有素,含有蛋白質(zhì)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不是垃圾食品。教師可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生明確判斷標(biāo)準(zhǔn),如“營(yíng)養(yǎng)均衡\"的具體含義,并對(duì)照“平衡膳食寶塔\"模型,分析漢堡中各營(yíng)養(yǎng)成分的適宜比例。通過(guò)這一過(guò)程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠在科學(xué)證據(jù)的基礎(chǔ)上作出合理判斷,提升辯證思維能力。
(三)研討“生發(fā)問(wèn)題”,形成進(jìn)階的論證環(huán)節(jié)
“生發(fā)問(wèn)題”是指從一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題出發(fā),進(jìn)一步延伸和拓展出的更深層次或相關(guān)的問(wèn)題。這類問(wèn)題能夠引導(dǎo)學(xué)生逐步深入思考,形成進(jìn)階的論證環(huán)節(jié),幫助他們更全面地理解議題。例如,塑料制品是學(xué)生日常生活中熟悉的物品,看似簡(jiǎn)單,卻可以生發(fā)出很多值得探討的議題,如塑料垃圾對(duì)海洋生物的影響、塑料的回收利用、可降解塑料的研究等。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)多種方式不斷深入論證和研討。如:通過(guò)統(tǒng)計(jì)一天中家庭產(chǎn)生的垃圾數(shù)量和組成,認(rèn)識(shí)到塑料制品在生活中有著廣泛的應(yīng)用;通過(guò)閱讀資料,了解常見(jiàn)的塑料垃圾處理方式(填理法、焚燒法、造粒法、熱解法)的優(yōu)缺點(diǎn);通過(guò)對(duì)比觀察家中不同塑料制品,逐步認(rèn)識(shí)到塑料還有不同的種類;通過(guò)觀看紀(jì)錄片《塑料海洋》,繪制食物鏈和食物網(wǎng)等。
三、全程推進(jìn),發(fā)展多路徑的論證思維
科學(xué)論證的價(jià)值不在于尋找單一解答,而在于幫助學(xué)生在“明晰問(wèn)題一思辨研討一平衡延伸\"的過(guò)程中逐步達(dá)成共識(shí),培養(yǎng)他們有理有據(jù)地表達(dá)自己主張的能力,從而推動(dòng)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的有效解決。社會(huì)性科學(xué)議題的探討需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的推理論證過(guò)程,教師要引導(dǎo)學(xué)生以理性的態(tài)度看待社會(huì)中的“兩難”議題。
(一)量之有度 明晰問(wèn)題,整合各方事實(shí)
推理論證的第一步,是引導(dǎo)學(xué)生借助星形圖、比較圖等可視化工具,從多個(gè)角度全面地分析問(wèn)題,獲取盡可能多的信息,以便后續(xù)提出有針對(duì)性的解決措施。例如,針對(duì)“未來(lái)燃油車會(huì)被新能源汽車取代嗎?”這個(gè)問(wèn)題,可以借助星形圖這一工具,引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)五個(gè)角度出發(fā),對(duì)已有信息進(jìn)行整合、分析。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生能夠快速找到議題的關(guān)鍵爭(zhēng)議點(diǎn),發(fā)現(xiàn)燃油車和電車在經(jīng)濟(jì)成本、環(huán)保性等方面的差異。此外,也可以借助比較圖表等工具,讓學(xué)生在“支持”和“反對(duì)\"欄中分別寫(xiě)下自己的理由,從而獲得對(duì)議題的全局性認(rèn)識(shí)。例如:支持者認(rèn)為燃油車存在尾氣污染,而新能源汽車充電費(fèi)用較低、更環(huán)保;反對(duì)者則認(rèn)為燃油車技術(shù)成熟、耐用,而新能源汽車可能存在一定的安全隱患。通過(guò)這種方式,學(xué)生可以在整合多方事實(shí)的基礎(chǔ)上,逐步厘清問(wèn)題的本質(zhì)。
(二)依之有據(jù) 思辨研討,分析各方觀點(diǎn)
推理論證的第二步,是引導(dǎo)學(xué)生圍繞議題的關(guān)鍵點(diǎn),通過(guò)搜集證據(jù)支持自己的觀點(diǎn),并反思他人論點(diǎn)的不足,提出反駁,展開(kāi)一系列基于證據(jù)的思辨研討。例如,流感期間,檸檬被市民瘋狂搶購(gòu)。不少消費(fèi)者表示檸檬較酸,富含維生素C,可以增強(qiáng)免疫力。那么,檸檬的維生素C含量真的有這么高嗎?是否應(yīng)該搶購(gòu)檸檬應(yīng)對(duì)流感季?針對(duì)這一社會(huì)性科學(xué)議題,教師可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)搜集證據(jù),比較檸檬、小白菜、冬棗、橙子等不同果蔬中的維生素C含量。由于維生素C具有強(qiáng)還原性,能與碘酒中的碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)并使其褪色,學(xué)生可以通過(guò)觀察溶液顏色的深淺來(lái)判斷維生素C的含量。通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生發(fā)現(xiàn)檸檬的維生素C含量低于預(yù)期,而有甜味的冬棗反而含有更多的維生素C。透過(guò)這一現(xiàn)象讓學(xué)生更容易理解,水果的酸味并非由維生素C決定,而是由水果里的有機(jī)酸決定。通過(guò)這個(gè)過(guò)程,學(xué)生逐步糾正已有的錯(cuò)誤認(rèn)知,并基于證據(jù)推理得出正確的結(jié)論。
(三)行之有效 -平衡延伸,達(dá)成各方共識(shí)
社會(huì)性科學(xué)議題往往涉及多方的利益,因此需要學(xué)生從不同立場(chǎng)出發(fā),深人探討它們之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)。例如,20世紀(jì)80年代初,西湖水質(zhì)較差,富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,水面經(jīng)常被藻類覆蓋,湖心島附近的水域甚至散發(fā)惡臭。面對(duì)這一問(wèn)題,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生思考“西湖水質(zhì)惡化\"可能與哪些人員有關(guān),以及他們會(huì)對(duì)西湖環(huán)境造成哪些不良影響。學(xué)生聯(lián)想到當(dāng)?shù)厥忻瘛⒂未?、環(huán)湖飯店老板、游客等不同角色,并意識(shí)到個(gè)人與環(huán)境之間是緊密相聯(lián)的。在此基礎(chǔ)上,教師再引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位,代表不同角色,撰寫(xiě)角色觀點(diǎn)卡,并提出西湖水質(zhì)的解決辦法。接著,針對(duì)不同角色提出的解決辦法,從科學(xué)性、可行性、公平性這三個(gè)原則出發(fā),全班一同梳理各方案的合理性,達(dá)成共識(shí)。例如,定期清理需要考慮人力成本,禁漁期的確定需要兼顧魚(yú)的繁殖期和捕撈強(qiáng)度等。
綜上所述,推理論證能力的培養(yǎng)不僅是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的有效途徑,更是引導(dǎo)他們關(guān)注社會(huì)問(wèn)題、提出建設(shè)性解決方案的重要方式之一。通過(guò)“內(nèi)容梳理、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、全程推進(jìn)\"的實(shí)施路徑,學(xué)生能夠在科學(xué)的引導(dǎo)下形成有理有據(jù)的觀點(diǎn),并為推動(dòng)社會(huì)性科學(xué)議題的解決貢獻(xiàn)自己的力量,從而實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的發(fā)展。
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(浙江省杭州市翠苑第一小學(xué))