強化學(xué)生探究中的“證據(jù)意識”

◇杜 偉（廣東：深圳市寶安區(qū)教育科學(xué)研究院）

一、證據(jù)的科學(xué)意義——相信證據(jù)

教科版科學(xué)教材的核心作者王小梅老師，曾經(jīng)上過一節(jié)三年級的全國公開課——《水珠從哪里來》。課堂上有一個特別有意思的細節(jié)：前排的一個男生，從上課一開始，就堅信一個觀點，就是裝有冰水的玻璃杯外面的水珠，是從杯口流出來的。當(dāng)然，除了以這個男生為代表的解釋，還有另外三種不同的解釋。王小梅老師帶領(lǐng)學(xué)生從一系列實驗現(xiàn)象中尋找能證實或證偽這些解釋的證據(jù)，通過論證活動，成效顯著。在大量的證據(jù)面前，大多數(shù)起初持錯誤解釋觀點的學(xué)生都改變了自己的看法，唯獨前排這個男生，無論面對多么有說服力的證據(jù)，還是堅持自己起初的觀點。最后，王小梅老師對他，同時也是對全班學(xué)生說：你可以保留自己的觀點，但老師給你個建議，在證據(jù)面前，你要尊重證據(jù)。證據(jù)和自己的想法，哪個更重要？所以我建議你再仔細看看（事實和證據(jù)）。

這個場景，讓我想到了達爾文進化論與宗教神創(chuàng)論近200年的終極爭論——人到底從何而來？在證據(jù)和信仰面前，有人選擇相信科學(xué)，有人依然執(zhí)著宗教，科學(xué)和宗教因此而產(chǎn)生的爭論從未停止過。選擇相信科學(xué)還是宗教，是一個復(fù)雜的社會話題，拋開宗教積極的社會意義不談，如果只從邏輯和事實的角度進行判斷，誰更理性，不言自明。在“證據(jù)”面前，“我認為”這樣的字眼是何等蒼白！因此，科學(xué)教育的一大價值就在于讓學(xué)生學(xué)會用“證據(jù)”說話，而不是蠻橫無理地堅持“我認為”。

二、證據(jù)的追本溯源——提出觀點/假設(shè)/推理

很多科學(xué)真理的確立，最初都是從一個假設(shè)或一個推理開始的。如果這個假設(shè)或推理可以找到更多的持續(xù)不斷的證據(jù)，那假設(shè)或推理就更加接近事實的真相?！端閺哪睦飦怼愤@個內(nèi)容，到底需要找些什么樣的證據(jù)？那就要看學(xué)生能提出什么樣的觀點（假設(shè)）了。

課例1

課例2

兩種課例雖然具體流程和組織方式不同，但秉持的核心理念，都是以證據(jù)來說明觀點的可靠性。你贊同哪個觀點，請給出證據(jù)，你懷疑哪個觀點，也請給出證據(jù)。你的證據(jù)既可以來自眼見為實的現(xiàn)象，也可以來自符合邏輯的推理。在王小梅老師的案例中，為了規(guī)范學(xué)生用證據(jù)說話的習(xí)慣，甚至給出了這樣的例句：

我剛才的猜想是（ ），在觀察中我發(fā)現(xiàn)（ ），所以我（堅持/否定）我的猜想。我現(xiàn)在的新想法是（ ）。

可見，證據(jù)在科學(xué)探究中的意義不言而喻。

也許有的老師在上這節(jié)課的時候會發(fā)現(xiàn)，不同于以上課例，學(xué)生并不能提出這么多不同觀點。原因是什么呢？我見過一位老師的處理方式是：在觀點問詢的時候，采用小組合作的方式，將“水珠從哪里來”的猜想用集體結(jié)論的方式來組織。很多想法在小組討論時就被“斃”掉了，根本輪不到被老師發(fā)現(xiàn)。個性化想法提前被淘汰，導(dǎo)致預(yù)測的觀點基本趨于一致。這是值得關(guān)注的問題。

三、證據(jù)的獲取途徑——學(xué)生記錄

探究活動的目的是獲取證據(jù)，但并不意味著有了探究活動，就能發(fā)現(xiàn)有價值的證據(jù)，一定還需要輔助手段，比如記錄單。有了記錄單還不夠，還要根據(jù)證據(jù)搜集的實際需要，設(shè)計一個結(jié)構(gòu)化的記錄單。有經(jīng)驗的老師，還會巧用學(xué)生記錄單里的關(guān)鍵信息，把論證活動推向深入。

二年級《它們?nèi)ツ膬毫恕芬徽n，研究食鹽、紅糖、小石子在水中的溶解對比結(jié)果。一位老師設(shè)計了如下的學(xué)生記錄單：

以上是兩個不同小組的兩份不同記錄結(jié)果。從記錄證據(jù)和現(xiàn)象的角度來看，這份記錄單的設(shè)計，簡直太棒了：有過程性的可視化記錄，也有規(guī)范的結(jié)論勾選。從兩份記錄單里，除了這節(jié)課需要重點關(guān)注的“誰容易溶解于水”的信息外，我能看到的值得挖掘的信息，至少還有以下三條。

第12 組畫的小石子的顆粒，在圖中的大小發(fā)生了變化，但結(jié)果里勾選的是“不變”，能否說明原因呢？（觀察結(jié)果和表征結(jié)果的不匹配）

第8 組在攪拌后的圓圈里，在食鹽和紅糖一欄什么都沒畫，是表示食鹽和紅糖徹底消失了？還是看不見顆粒了？（物質(zhì)溶解的根本原因：肉眼可見的大顆粒變?yōu)槿庋鄄豢梢姷臉O小顆粒，均勻分散到水中。）

兩個組的食鹽和紅糖在攪拌后，結(jié)果不一樣，說明了什么呢？（物質(zhì)的溶解能力可能存在一定的限度。）

再例如,在三年級《磁鐵有磁性》這節(jié)課里，一個學(xué)生的記錄單結(jié)果如下：

這份記錄單里，有兩個值得追問的信息挖掘點。

鋁片的預(yù)測和實測結(jié)果不一樣，其他學(xué)生的結(jié)果也是這樣嗎？如果不是，產(chǎn)生差異的原因是什么呢？（記錄失誤？材料不純？其他原因？）

對銅片和銅燈帽的預(yù)測是可以被磁鐵吸引，但對銅線的預(yù)測卻剛好相反。都是銅質(zhì)物品，為什么會有不同的預(yù)測結(jié)果？（了解學(xué)生是否持有這樣觀點：物品用途會影響其被磁鐵吸引的結(jié)果。）

四、證據(jù)的虛擬使用——思想實驗

證據(jù)獲取后，如何利用其來佐證自己的論證言辭，也是需要老師引導(dǎo)學(xué)生刻意訓(xùn)練的地方，同時也不能忽視“思想實驗”的方法。所謂“思想實驗”，百度詞條上的定義是：使用想象力去進行的實驗。所做的都是在現(xiàn)實中無法做到（或現(xiàn)實未做到）的實驗。按廣義的理解，在大腦里虛擬演繹的實驗都可以稱為思想實驗。例如，有一次我上《用氣球驅(qū)動小車》這節(jié)課，當(dāng)預(yù)測使用粗噴嘴和細噴嘴哪個驅(qū)動力更強時，有一個學(xué)生大膽提出：兩者應(yīng)該是相同的！因為她記得在做雨量計實驗的時候，只要容器符合雨量計標準，無論是大口徑還是小口徑的容器，最后測得的降雨量都是一樣的。以此類推，她認為粗噴嘴和細噴嘴也是相同的原理：粗噴嘴推力大，但放氣快，推力作用時間短暫；細噴嘴推力小，但放氣慢，推力持久。兩者的優(yōu)劣勢相互抵消，最后的作用效果也就差不多了。雖然這樣的經(jīng)驗是經(jīng)不起檢驗的，但當(dāng)學(xué)生用“思想實驗”的方式提出這樣精彩觀點的時候，值得我們?yōu)樗恼啤?/p>

五、證據(jù)的補充手段——科學(xué)閱讀

我們看過這樣一些資料：科學(xué)家每年的閱讀時間占了他工作時間的23%，用于說和寫的時間達到58%，科學(xué)家就是這樣在工作。我們的學(xué)生有多少時間在課堂上讀、寫、說這是很值得我們思考的問題?！端閺哪睦飦怼愤@個內(nèi)容，雖然可以通過諸多的證據(jù)說明，水珠是從空氣中來的，但論證過程中各種觀點的交互，難免會讓一些學(xué)生依然抱有懷疑的心態(tài)。為了讓學(xué)生對“水珠從哪里來”的科學(xué)事實更為明確，王小梅老師的方式是采用更多生活案例進行類比舉證。也有的老師，直接采用科學(xué)閱讀的方式，將科學(xué)家對于“水珠從哪里來”這個問題的研究結(jié)果，清晰明了地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。這些都是行之有效的解決方式。因此，學(xué)生自己的科學(xué)實驗論證搭配閱讀資料的科學(xué)解釋，應(yīng)該成為科學(xué)課的一種常規(guī)探究手段。■