基于持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)提升小學(xué)生科學(xué)論證能力的策略

熊曳

【摘 要】科學(xué)論證是理解科學(xué)本質(zhì)與提升科學(xué)素養(yǎng)所必需的能力，因此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力一直被認(rèn)為是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的重中之重。文章針對(duì)持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)模型在提出主張、收集證據(jù)、證據(jù)推理、質(zhì)疑反駁等環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)論證能力存在的問(wèn)題，提出改善教師設(shè)問(wèn)方式、提升收集證據(jù)的規(guī)范性、優(yōu)化學(xué)習(xí)記錄單引導(dǎo)方式、利用可視化方式進(jìn)行記錄等策略，以期為利用對(duì)話教學(xué)方法開(kāi)展提升學(xué)生科學(xué)論證能力的課堂實(shí)踐提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；對(duì)話教學(xué)；科學(xué)論證；持續(xù)論證；實(shí)施策略

一、引言

培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的公民已成為科學(xué)教育的重要目標(biāo)，其中，科學(xué)論證能力被廣泛認(rèn)為是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分?？茖W(xué)論證不僅是學(xué)生在面對(duì)科學(xué)世界時(shí)的“表達(dá)方式”，還是學(xué)生在解決科學(xué)問(wèn)題時(shí)的“分析工具”。因此，培養(yǎng)科學(xué)論證能力對(duì)于提升小學(xué)生的科學(xué)探究推理能力、批判性思維能力以及合作解決問(wèn)題能力都具有重要價(jià)值?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任等方面［1］?？茖W(xué)論證能力則是科學(xué)思維核心素養(yǎng)的重要組成部分。

對(duì)話作為一種教學(xué)手段和理念，其主要強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)過(guò)程的平等性、啟發(fā)性、探索性、批判性與協(xié)商性，同時(shí)能促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知思維發(fā)展，是目前科學(xué)課堂培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)論證能力的重要途徑與手段。筆者在對(duì)傳統(tǒng)的課堂對(duì)話教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)提升的工作中，發(fā)現(xiàn)基于持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)模型能較好地培養(yǎng)學(xué)生在提出主張、收集證據(jù)、證據(jù)推理、質(zhì)疑反駁等方面的科學(xué)論證能力。本文針對(duì)持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)模型實(shí)踐中存在的一些問(wèn)題開(kāi)展探究，并以對(duì)話教學(xué)環(huán)節(jié)為對(duì)象，提出了針對(duì)性的解決策略。

二、持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)模型應(yīng)用于科學(xué)論證能力培養(yǎng)的理論依據(jù)

對(duì)話教學(xué)模型重視對(duì)話在師生互動(dòng)、生生互動(dòng)中的支架作用，強(qiáng)調(diào)平等對(duì)話的主體身份、意義協(xié)商與建構(gòu)，體現(xiàn)了循序漸進(jìn)性和引導(dǎo)性，符合學(xué)習(xí)者的心理認(rèn)知特點(diǎn)。維果茨基的社會(huì)文化理論強(qiáng)調(diào)重視語(yǔ)言在互動(dòng)過(guò)程中促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知發(fā)展的中介作用［2］，他認(rèn)為教師的職責(zé)就是幫助學(xué)生完成日常知識(shí)（自發(fā)概念）和學(xué)校知識(shí)（科學(xué)概念）之間路徑的協(xié)商。在課堂教學(xué)中，對(duì)話成為這一協(xié)商過(guò)程的“橋梁”，幫助教師在學(xué)生已有認(rèn)知和理解基礎(chǔ)之上開(kāi)展意義協(xié)商，具有不可替代的作用。

學(xué)習(xí)不僅是個(gè)體自主發(fā)生的活動(dòng)，也是個(gè)體與外界的人、事、物溝通與交流的過(guò)程。學(xué)生每天都與新的知識(shí)相遇，與新的思想碰撞。筆者所在團(tuán)隊(duì)基于對(duì)話教學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合維果茨基的社會(huì)文化理論與佐藤學(xué)關(guān)于對(duì)話學(xué)習(xí)的三位一體論［3］，提出了一種基于持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)模型（見(jiàn)表1）。同時(shí)，筆者將學(xué)習(xí)重新定義為學(xué)生與客觀世界對(duì)話、與他人對(duì)話、與自我對(duì)話的交往實(shí)踐，在此基礎(chǔ)上持續(xù)修訂自己的認(rèn)知。

科學(xué)論證是個(gè)體或群體面對(duì)科學(xué)問(wèn)題情境，根據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)主張，并基于證據(jù)建構(gòu)科學(xué)解釋、辯護(hù)或反駁主張，經(jīng)歷以質(zhì)疑和論證為關(guān)鍵要素的評(píng)估，最終達(dá)成修正或完善主張的動(dòng)態(tài)過(guò)程［4］。小學(xué)科學(xué)教材的一般教學(xué)結(jié)構(gòu)是聚焦—探索—研討。在聚焦環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)對(duì)研究問(wèn)題提出初步主張；在探索環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)通過(guò)收集數(shù)據(jù)或資料形成證據(jù)，并經(jīng)由推理來(lái)驗(yàn)證自己的主張；在研討環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)通過(guò)分享交流證據(jù)、相互質(zhì)疑或反駁來(lái)總結(jié)最終的主張。因此，根據(jù)科學(xué)論證的要素以及小學(xué)科學(xué)教材的一般教學(xué)結(jié)構(gòu)，我們可以將小學(xué)生的科學(xué)論證能力劃分為提出主張、收集證據(jù)、證據(jù)推理、質(zhì)疑反駁4個(gè)方面，具體表現(xiàn)見(jiàn)表2。

將對(duì)話教學(xué)環(huán)節(jié)與科學(xué)論證能力進(jìn)行對(duì)應(yīng)可以發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)表3），對(duì)話教學(xué)包含了科學(xué)論證能力的所有要點(diǎn)，這是在對(duì)話教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)論證能力的主要理論依據(jù)。

三、持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)模型實(shí)踐中存在的問(wèn)題

為了探索對(duì)話教學(xué)中小學(xué)生科學(xué)論證能力存在的問(wèn)題，筆者以“熱起來(lái)了”一課為對(duì)象進(jìn)行研究，共發(fā)放了321份學(xué)習(xí)記錄單，有效回收319份，同時(shí)收集了6個(gè)班級(jí)的教學(xué)視頻和6個(gè)小組（4人/組）合作活動(dòng)的視頻。在學(xué)習(xí)記錄單中，學(xué)生需要寫(xiě)下關(guān)于“衣服能不能給我們的身體增加熱量”這個(gè)問(wèn)題的個(gè)人主張，小組研討后的主張，以及實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)探究后的主張，最后基于反例再次修訂主張。以班級(jí)為單位的教學(xué)視頻主要記錄班級(jí)主張和集體修訂主張，以及持續(xù)修訂主張的師生和生生對(duì)話。以小組為單位的視頻主要記錄小組主張中的生生對(duì)話和觀察小組合作開(kāi)展實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)的過(guò)程。

（一）學(xué)生提出主張時(shí)存在的問(wèn)題

提出主張能力是指學(xué)生能根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)或證據(jù)提出主張。在對(duì)話教學(xué)中，提出主張貫穿始終。筆者按照對(duì)話教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)319份學(xué)習(xí)記錄單、6個(gè)班級(jí)的教學(xué)視頻和6個(gè)小組（4人/組）合作活動(dòng)的視頻進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表4）。

根據(jù)表4的統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在提出主張上存在的問(wèn)題是只陳述觀點(diǎn)而忽略理由、沒(méi)有基于證據(jù)完善主張和沒(méi)有基于反例完善主張。

（二）學(xué)生收集證據(jù)存在的問(wèn)題

收集證據(jù)能力是指學(xué)生能運(yùn)用規(guī)范的方法收集真實(shí)、客觀的證據(jù)。教師對(duì)照學(xué)生學(xué)習(xí)記錄單上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出數(shù)據(jù)有問(wèn)題的小組，然后在班級(jí)教學(xué)視頻和小組活動(dòng)視頻中找出數(shù)據(jù)有問(wèn)題的小組的活動(dòng)畫(huà)面，分析學(xué)生收集證據(jù)存在問(wèn)題的原因。通過(guò)觀察、分析發(fā)現(xiàn)，“熱起來(lái)了”一課中，學(xué)生收集到的10次溫度計(jì)數(shù)據(jù)不一樣的原因主要有三：一是在讀取數(shù)據(jù)的過(guò)程中將溫度計(jì)從桌面的圍巾里抽出來(lái)了；二是在實(shí)驗(yàn)中將手放在了圍巾上；三是在領(lǐng)取溫度計(jì)時(shí)，手握著溫度計(jì)的玻璃泡，沒(méi)有等溫度計(jì)的溫度穩(wěn)定就開(kāi)始測(cè)量，導(dǎo)致測(cè)出來(lái)的溫度是下降的。從以上分析可以看出，學(xué)生的操作不當(dāng)使得收集的證據(jù)不夠真實(shí)、客觀。

（三）學(xué)生證據(jù)推理時(shí)存在的問(wèn)題

證據(jù)推理能力是指學(xué)生能運(yùn)用收集到的證據(jù)推理形成證據(jù)可以支撐的結(jié)論。在集體修訂主張環(huán)節(jié)，關(guān)于“衣服能不能給我們的身體增加熱量”的319份學(xué)習(xí)記錄單中，有124份記錄的10次數(shù)據(jù)并不一致，而這124份學(xué)習(xí)記錄單中有39份根據(jù)不一致的數(shù)據(jù)，得到“衣服不能給我們的身體增加熱量”的結(jié)論。由此可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在證據(jù)推理中存在基于證據(jù)推理不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。另外，持續(xù)修訂主張環(huán)節(jié)中，在反例出示后，319份學(xué)習(xí)記錄單中仍然有53份學(xué)習(xí)記錄單的修訂主張沒(méi)有調(diào)整，依然是“衣服不能給我們的身體增加熱量”?？梢?jiàn)，學(xué)生在證據(jù)推理時(shí)沒(méi)有根據(jù)證據(jù)進(jìn)行有限的推理。

（四）學(xué)生質(zhì)疑反駁存在的問(wèn)題

質(zhì)疑反駁能力是指學(xué)生能基于事實(shí)或證據(jù)進(jìn)行質(zhì)疑反駁。在對(duì)話教學(xué)中，質(zhì)疑反駁在小組主張、班級(jí)主張、集體修訂主張、持續(xù)修訂主張環(huán)節(jié)中均有涉及。筆者按照對(duì)話教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)6個(gè)班級(jí)的教學(xué)視頻和6個(gè)小組（4人/組）合作活動(dòng)的視頻進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表5）。

由表5的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在小組主張和班級(jí)主張環(huán)節(jié)的質(zhì)疑反駁中存在無(wú)理由的問(wèn)題，在集體修訂主張環(huán)節(jié)中存在無(wú)證據(jù)地進(jìn)行反駁的問(wèn)題，在持續(xù)修訂主張環(huán)節(jié)中存在難以提出反例的問(wèn)題。

四、對(duì)話教學(xué)中小學(xué)生科學(xué)論證能力的提升策略

（一）提出主張的提升策略

從對(duì)話教學(xué)環(huán)節(jié)中可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生提出主張貫穿始終。學(xué)生提出主張是需要觀點(diǎn)與理由的，并能夠根據(jù)探究中獲取的證據(jù)或反例適時(shí)地對(duì)提出的主張進(jìn)行修訂，而學(xué)生在實(shí)際探究中往往在說(shuō)明理由、提供證據(jù)或反例上較為薄弱。針對(duì)學(xué)生存在的問(wèn)題，教師可以用以下的策略提升小學(xué)生提出主張的能力（見(jiàn)表6）。

（二）收集證據(jù)的提升策略

在收集證據(jù)上，學(xué)生存在的問(wèn)題是收集的證據(jù)不夠真實(shí)、客觀。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生一般是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中收集證據(jù)，而真實(shí)、客觀的證據(jù)依賴(lài)于規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法和合適的工具。因此，教師可以采取以下措施，讓學(xué)生能夠收集到真實(shí)、客觀的證據(jù)。

1.讓小組成員共同監(jiān)督收集證據(jù)方法的規(guī)范性

在收集證據(jù)時(shí)采用小組成員共同監(jiān)督是一種運(yùn)用合作提高證據(jù)有效性的方式。學(xué)生在運(yùn)用實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)前，教師一般會(huì)講解實(shí)驗(yàn)操作的正確方法和注意事項(xiàng)，但并不是小組內(nèi)每名學(xué)生都會(huì)認(rèn)真聽(tīng)講，并在實(shí)驗(yàn)中完成正確的操作。當(dāng)分組開(kāi)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，最先有機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方法不正確的是小組成員，因此小組成員共同監(jiān)督實(shí)驗(yàn)收集證據(jù)的過(guò)程，有利于小組迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)做出調(diào)整。以在“熱起來(lái)了”一課研究“衣服能不能給我們的身體增加熱量”這個(gè)問(wèn)題的論證為例，學(xué)生有時(shí)會(huì)因?yàn)椴灰?guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，如將手放在了測(cè)量的衣服上而導(dǎo)致溫度計(jì)顯示的數(shù)值升高，導(dǎo)致獲取的證據(jù)不能支撐科學(xué)的結(jié)論，從而造成錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。在這種情況下，小組成員共同監(jiān)督可以在一開(kāi)始發(fā)現(xiàn)不規(guī)范的操作時(shí)就及時(shí)糾正，使得收集的證據(jù)真實(shí)、客觀。

2.為學(xué)生提供適宜的工具以收集證據(jù)

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，不同證據(jù)的收集依賴(lài)于不同的實(shí)驗(yàn)工具。實(shí)驗(yàn)工具是否適宜會(huì)直接影響證據(jù)的質(zhì)量。比如“觀察土壤”一課中運(yùn)用工具觀察土壤了解土壤的組成成分時(shí)，只用肉眼和放大鏡觀察，難以區(qū)分特別細(xì)小的顆粒，加入顯微鏡可以幫助學(xué)生進(jìn)一步收集土壤組成成分的證據(jù)。另外，土壤中的空氣通常也不能直接看到，因此，教師還需要提供水，讓學(xué)生將土壤放入水中后出現(xiàn)氣泡的現(xiàn)象作為土壤中含有空氣的證據(jù)等。

3.教學(xué)條件允許下可以給學(xué)生提供精確的工具收集證據(jù)

科學(xué)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，但是在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，受限于實(shí)驗(yàn)條件的影響，有時(shí)收集到的證據(jù)并不是很理想。如“機(jī)械擺鐘”一課的教學(xué)目標(biāo)之一是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到擺鐘擺動(dòng)具有等時(shí)性。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生進(jìn)行小組合作時(shí)，手的擺放與計(jì)時(shí)難以同步，使得測(cè)量出相同時(shí)間內(nèi)擺鐘的擺動(dòng)次數(shù)并不相同，從而影響教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。在這種情況下，如果能夠引入信息化工具（如光電門(mén)），可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)精確地計(jì)時(shí)、計(jì)次數(shù)，從而減少誤差，讓學(xué)生收集到的證據(jù)更加真實(shí)、客觀。

（三）證據(jù)推理的提升策略

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要求學(xué)生運(yùn)用收集到的證據(jù)進(jìn)行推理，同時(shí)需要形成證據(jù)能夠支撐的結(jié)論。針對(duì)學(xué)生沒(méi)有基于證據(jù)進(jìn)行有限推理的問(wèn)題，教師可以通過(guò)學(xué)習(xí)記錄單的設(shè)計(jì)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)展開(kāi)推理，如讓學(xué)生在學(xué)習(xí)記錄單上記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象的同時(shí)，使用“根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，我對(duì)研究問(wèn)題的解釋是”這樣的引導(dǎo)語(yǔ)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)事求是地根據(jù)證據(jù)做出推理。對(duì)于學(xué)生基于證據(jù)推理不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題，教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行訪談時(shí)發(fā)現(xiàn)，此類(lèi)問(wèn)題主要發(fā)生在學(xué)生需要運(yùn)用較多數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律或記錄現(xiàn)象不夠準(zhǔn)確的內(nèi)容中。因此，在教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生以可視化的方式對(duì)收集的證據(jù)進(jìn)行記錄，如現(xiàn)象類(lèi)證據(jù)可以拍照或繪圖，數(shù)據(jù)類(lèi)證據(jù)可用表格或統(tǒng)計(jì)圖來(lái)記錄，從而使學(xué)生能夠依據(jù)準(zhǔn)確的證據(jù)做出推理。

（四）質(zhì)疑反駁的提升策略

質(zhì)疑反駁在對(duì)話教學(xué)大部分環(huán)節(jié)中都有運(yùn)用。學(xué)生能運(yùn)用合理的理由進(jìn)行反駁是科學(xué)論證能力水平高的一種表現(xiàn)。良好的質(zhì)疑反駁應(yīng)該是理性的，是基于事實(shí)或證據(jù)的，而不是毫無(wú)理由的強(qiáng)辯。但學(xué)生在課堂探究中，往往做不到良好的質(zhì)疑反駁。針對(duì)學(xué)生存在的問(wèn)題，教師可以運(yùn)用以下策略提升學(xué)生的質(zhì)疑反駁能力（見(jiàn)表7）。

綜上所述，持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)強(qiáng)調(diào)在平等性、啟發(fā)性、探索性、批判性、協(xié)商性等理念的指導(dǎo)下激發(fā)學(xué)生不斷自主修訂已有認(rèn)知，提升科學(xué)論證能力。本文在研究基于持續(xù)修訂的對(duì)話教學(xué)提升小學(xué)生科學(xué)論證能力的策略時(shí)，通過(guò)課堂觀察和學(xué)習(xí)記錄單的分析統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在對(duì)話教學(xué)的各環(huán)節(jié)中小學(xué)生的科學(xué)論證能力存在的問(wèn)題，并根據(jù)一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)論證能力的提升提出了一些策略，以期為利用對(duì)話教學(xué)方法開(kāi)展提升學(xué)生科學(xué)論證能力的課堂實(shí)踐提供借鑒，后期也可以進(jìn)一步通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法開(kāi)展提升策略的實(shí)證研究。

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（責(zé)任編輯：羅小熒）