淺談教師在學(xué)生收集證據(jù) 支持假設(shè)過程中的作用

盛海濤

摘要：《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：初中科學(xué) 課程旨在實(shí)現(xiàn)科學(xué)的核心（科學(xué)探究）和教育的目的（促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展）的統(tǒng)一，即通過科學(xué)探究活動(dòng)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?？茖W(xué)探究是一個(gè)包含了提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、觀察、實(shí)驗(yàn)、搜集證據(jù)、進(jìn)行解釋、表達(dá)與交流的過程。提出合理假設(shè)是探究活動(dòng)的開始，收集證據(jù)，用證據(jù)支持假設(shè)是對(duì)科學(xué)探究得出解釋與結(jié)論的唯一依據(jù)。教師在科學(xué)探究中指導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)收集證據(jù)支持假設(shè)的重要性，指導(dǎo)學(xué)生如何收集證據(jù)，用證據(jù)支持假設(shè)成為科學(xué)探究成功的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究、假設(shè)、證據(jù)

《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：初中科學(xué)課程旨在實(shí)現(xiàn)科學(xué)的核心（科學(xué)探究）和教育的目的（促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展）的統(tǒng)一，即通過科學(xué)探究活動(dòng)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)探究作為科學(xué)的核心，科學(xué)探究能力與方法的培養(yǎng)是全面發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。

科學(xué)探究是一個(gè)包含了提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、觀察、實(shí)驗(yàn)、搜集證據(jù)、進(jìn)行解釋、表達(dá)與交流的過程?？茖W(xué)探究的重點(diǎn)不在探究的操作方法和操作技能上，而在于通過探究培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。恩格斯說過：“只要自然科學(xué)在思維著，它的發(fā)展形式就是假設(shè)?！奔僭O(shè)既是科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和思維形式，又是科學(xué)研究活動(dòng)中的基本程序之一。啟發(fā)學(xué)生多進(jìn)行有科學(xué)根據(jù)的假設(shè)，能夠通過感官、觀察、測(cè)量和實(shí)驗(yàn)或運(yùn)用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器、儀器組合獲得證據(jù);能夠判斷證據(jù)是否能支持假設(shè)，能夠用同種證據(jù)多次支持假設(shè);能夠用多種證據(jù)支持假設(shè)，都對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力起著至關(guān)重要的作用。

一、指導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)收集證據(jù)

支持假設(shè)的重要性

“證據(jù)”一般分為直接證據(jù)和間接證據(jù)兩大類。直接證據(jù)是客觀存在的事實(shí)，如自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。間接證據(jù)是指前人已經(jīng)經(jīng)過觀察和研究得出的有關(guān)規(guī)律。有研究表明：初中學(xué)生通常會(huì)借助個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)作為判斷某項(xiàng)假設(shè)的依據(jù)。他們認(rèn)為證據(jù)來自于已經(jīng)知道的信息和個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，或來自于其他的二手資料，而不是通過實(shí)驗(yàn)形成的信息。同樣大部分初中學(xué)生可以判斷證據(jù)是否與某項(xiàng)理論相關(guān)，但是卻不能隨時(shí)判斷證據(jù)正確與否。因此，教師要結(jié)合教材進(jìn)行適時(shí)選擇典型案例分析，讓學(xué)生逐步明確“證據(jù)”的內(nèi)涵，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)收集證據(jù)對(duì)驗(yàn)證假設(shè)、對(duì)科學(xué)探究的重要性。

二、指導(dǎo)學(xué)生明確收集證據(jù)

支持假設(shè)的途徑

一個(gè)成功的科學(xué)研究，往往具有清晰的假設(shè)。同樣一個(gè)有效的、具有科學(xué)性的探究活動(dòng)也離不開合理的假設(shè)。教師要讓學(xué)生明確收集證據(jù)支持假設(shè)途徑是多樣的，可以是觀察、實(shí)驗(yàn)、資料查詢等。

1.觀察

觀察是科學(xué)探究中收集證據(jù)的主要方式，是獲取感性材料的基本途徑。觀察是圍繞問題與假設(shè)，在一定的觀察工具支持下，盡可能地多收集有關(guān)研究對(duì)象的相關(guān)證據(jù)。教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生有目的、有計(jì)劃地利用多種感覺器官，進(jìn)行全面、深入觀察，引導(dǎo)學(xué)生靈活選擇觀察方式，及時(shí)調(diào)整觀察思路進(jìn)行客觀、實(shí)事求是的觀察。

例如：學(xué)生觀察土壤時(shí)，教師讓學(xué)生重點(diǎn)觀察土壤的顏色、粗細(xì)和氣味。觀察土壤的顏色，指導(dǎo)學(xué)生用“看一看”的方法;感受土壤的粗細(xì)，指導(dǎo)學(xué)生用“捻一捻”的方法;了解土壤的氣味，指導(dǎo)學(xué)生用“聞一聞”的方法。用不同的觀察方式收集土壤的相關(guān)信息證據(jù)。

2.實(shí)驗(yàn)

在科學(xué)探究中往往采用通過合理地實(shí)驗(yàn)，充分地收集證據(jù)并加以分析， 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中獲得證據(jù)支持假設(shè)。例如在《土壤》一課中關(guān)于土壤的成分，教師可以指導(dǎo)學(xué)生通過不同的實(shí)驗(yàn)方法尋找土壤中有“水”和“空氣”的成分，從而獲得猜測(cè)土壤成分的證據(jù)。

3.查閱公共資料

查閱公共資料是收集證據(jù)的重要方式。查閱資料是圍繞一定的問題，通過檢索和閱讀文獻(xiàn)資料，尋找問題答案的過程。例如在《土壤》一課中，學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過資料收集知道土壤與地球上生物的生存息息相關(guān)，感受土壤是地球上寶貴的資源，學(xué)會(huì)用這些收集的文獻(xiàn)證據(jù)來支持“種植植物能防止土壤流失”的假設(shè)，從而知道保護(hù)土壤的方法。

三、教師在學(xué)生收集證據(jù)

支持假設(shè)過程中的作用

教師作為學(xué)生收集證據(jù)過程中的組織者、引導(dǎo)者、合作者，在學(xué)生收集證據(jù)支持假設(shè)的過程中要適時(shí)提供器材的選擇、操作的指南及組織有效交流等。

1.提供器材選擇

進(jìn)行有效的科學(xué)探究，幫助學(xué)生收集證據(jù)支持假設(shè)的過程需要一定的實(shí)驗(yàn)器材?；顒?dòng)材料的優(yōu)化、有效能為探究實(shí)驗(yàn)的有效提供保障。只有當(dāng)活動(dòng)材料充足且為探究活動(dòng)所用時(shí)，學(xué)生的探究活動(dòng)，收集證據(jù)支持假設(shè)之路才能順利。通過教師提供器材的選擇，既避免學(xué)生因?yàn)闆]有器材進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)而無法獲得證據(jù)，又避免了因教師指定器材的探究而扼殺學(xué)生的思考和求知欲。

如在《近視與遠(yuǎn)視》一課中，教師提供了自制的針孔相機(jī)，不同凸度的凸透鏡、凹透鏡，讓學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)獲得形成近視與遠(yuǎn)視原因及矯正方法的證據(jù)。

2.給予操作指南

進(jìn)行有效的科學(xué)探究，幫助學(xué)生收集證據(jù)支持假設(shè)的過程需要教師有的放矢地予以指導(dǎo)和調(diào)控。由于學(xué)生年齡特點(diǎn)、知識(shí)結(jié)構(gòu)的局限性，如果教師缺少對(duì)學(xué)生探究活動(dòng)，收集證據(jù)支持假設(shè)過程中的適度指導(dǎo)，往往會(huì)使學(xué)生任務(wù)不明確，甚至偏離方向，最后導(dǎo)致尋找證據(jù)失敗，久而久之，對(duì)探究活動(dòng)也失去信心和興趣。

如在《光線與眼》一課中，指導(dǎo)學(xué)生尋找光在固體、液體、氣體中直線傳播的證據(jù)環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)讓學(xué)生在簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，大部分小組學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵之處把握不夠（如：直接把激光筆對(duì)準(zhǔn)放清水或淀粉溶液的燒杯）。于是教師以光在液體（淀粉溶液）為例指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵之處。1.用激光型電筒（緊貼燒杯的側(cè)壁將光束照射到燒杯內(nèi)（盡可能貼著淀粉溶液的液面）;2.從杯口向下觀察，光在液體中的傳播途徑。并采用追問的方法詢問學(xué)生這樣操作的目的是什么？在這樣的指導(dǎo)下，學(xué)生自主探究活動(dòng)的曲折和難度有所降低，學(xué)生尋找證據(jù)支持假設(shè)的成功性也就大大提高了。

3.倡導(dǎo)有效交流

學(xué)生對(duì)探究活動(dòng)現(xiàn)象、活動(dòng)結(jié)果的討論、交流是學(xué)生在此驗(yàn)證自己假設(shè)的過程，也是整理自己在收集證據(jù)的過程中獲得的信息，形成認(rèn)識(shí)的過程。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效交流，有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

如在《光線與眼》一課中利用針孔相機(jī)觀察蠟燭燭焰，探究針孔相機(jī)的成像原理時(shí)，在討論為什么蠟燭燭焰的像是倒立、縮小的像時(shí)，采用教師講解、板書及視頻呈現(xiàn)的方法，讓學(xué)生理解。在討論為什么蠟燭與針孔的距離增大，成的像反而縮小時(shí)，教師采用讓學(xué)生運(yùn)用教師講解的學(xué)習(xí)方法和已獲得的知識(shí)繪制光線的方法，并利用實(shí)物投影儀介紹交流的形式。在討論為什么針孔擴(kuò)大，成的像反而亮卻模糊時(shí)，采用學(xué)生直接在視頻上講解交流的方法。

總之，科學(xué)的結(jié)論是建立在實(shí)證的基礎(chǔ)上的，它注重證據(jù)對(duì)結(jié)果的支撐。“收集證據(jù)支持假設(shè)”是學(xué)生獲得新知的關(guān)鍵所在，更是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的需要。教師在學(xué)生收集證據(jù)支持假設(shè)的過程中的作用會(huì)對(duì)學(xué)生科學(xué)探究的成功及對(duì)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升起著關(guān)鍵作用。

參考文獻(xiàn)

1.上海市教育委員會(huì)《上海市初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（試行稿）2004.10

2.上海市中小學(xué)課程改革委員會(huì) 《上海市初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》2006.1

3.科學(xué)普及出版社《科學(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn)》2001.1