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    小学科学集体论证要重视过程的可视化

    时间：2023-10-10 16:42:55 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

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    小学科学集体论证要重视过程的可视化

    　集体论证表开始可以由组长填写，随后采用组员轮换填写。在集体共识的基础上，每位学生反思自己的论证过程，改进个体论证。以下是蒲公英阅读网小编为大家收集的内容，希望能够帮助到大家。

    　　科学论证是科学思维的主要类型之一，是科学素养的重要组成部分。科学论证教学对一个人科学素养的形成起着至关重要的作用。近代科学史证明了科学的发展是科学家个体和团队不断探索与论证的过程，也就是个体论证与集体论证交互发展的过程。建构主义认为，学习者的知识建构既是一个个体的认知建构过程，又是社会建构的过程。在小学科学教学中，学生在探索实验活动中完成认知的个体建构过程，相当于个体论证；学生在研讨交流活动中完成认知的社会建构过程，相当于集体论证。个体论证是集体论证的基础，集体论证反过来又促进个体论证的发展，最终促进学生科学论证能力的发展。

    　　《义务教育科学课程标准（2022 年版）》总目标要求，学生能合理分析与综合判断各种信息、事实和证据，运用证据与推理对研究的问题进行描述、解释和预测，具有初步的推理与论证能力。集体论证是指全班面对一个共同的论证主题，每个个体围绕主题提出观点，分析和综合各种证据，做出推理，同时分析判断不同的观点和证据，思考证据的合理性和推理的严密性，形成相对一致的观点、证据和论证过程，构建科学概念。集体论证包括小组论证和班级论证。

    　　一、集体论证教学活动存在的问题与分析

    　　当前的小学科学论证教学，特别是集体论证教学活动中存在两大问题亟待解决：一是支架缺失，在集体论证时，学生的论证活动缺少思维支架指引，以口头论证为主，没有记录学生个体论证行为迭代跟进的思维过程；二是集体论证缺位，主要表现为学生参与度较低，高水平论证话语较少，存在以个体论证展示替代集体论证等现象。究其原因，是因为科学论证是一个内隐的思维活动，教师缺少论证活动的外显思维支架和集体论证教学策略。因此，教师要为学生的集体论证活动搭建活动支架和思维支架，使全体学生参与科学论证活动，并探索集体论证的教学策略，使内隐的思维活动转化为可见的论证话语，以促进学生科学论证能力的发展。

    　　二、促进集体论证的学习支架支持系统

    　　针对集体论证中存在的缺少思维支架、学生参与度较低、论证话语水平低下等问题。教师可以编写集体论证表推进集体论证，以促进每个个体都参与论证研讨。

    　　指向科学论证能力发展的集体论证表包括导语、集体论证、集体共识三个部分。导语以提问形式呈现，指引学生论证的方向，提高学生论证活动的参与度。集体论证主要包括观点和证据的表述，以及基于倾听基础上的提问，指引学生做出解释、补充、支持、质疑等论证行为。集体共识是集体论证的结果，以书面论证的形式呈现观点和证据链。

    　　集体论证表开始可以由组长填写，随后采用组员轮换填写。在集体共识的基础上，每位学生反思自己的论证过程，改进个体论证。采用集体论证表使集体论证可见的支持系统包括采用角色卡片促进全员参与、改进论证流程提升论证效度、合理使用句式提升论证话语三种。

    　　1.采用角色卡片，全员参与论证

    　　在集体论证时设计“角色卡片”，小组内每个学生都是论证活动的重要一员，具体的角色可以促进组员参与论证，从而提升论证参与度。掌舵者将集体论证拉回到当前研讨主题上，提问者聆听并提出问题，怀疑者尝试指出他人想法的弱点，监督者让同学认识论证的进度。随着集体论证熟练程度的提升，小组内“角色卡片”可以轮换使用。

    　　2.改进论证流程，提高论证效度

    　　当前的课堂教学中，大多采用异质分组，可称为ABBC 式小组，A 是优质生，常担任组长，B 是中等生，C 是潜质生。在组内对话时，常态教学下A学生主导了整个讨论活动，其他学生往往无法判断或质疑 A 学生观点。为了改进这种论证流程，教师需要对学生进行培训，建议小组论证采用“B1-C-B2-A-C”的论证流程。在论证中，组长是论证的组织者，要让组内的同学都参与到论证中；是对话的引领者，提出自己的意见，引发同学的思考；是学习的促进者，采用“你现在怎么想?为什么会改变想法”句式，要关注组内同学 C的概念学习和思考过程，体现教学面向全体的原则。根据学习难度和学生对论证活动的熟练程度，教师可以灵活安排论证流程，促使小组成员全体参与论证活动。

    　　3.使用论证话语，提升论证水平

    　　科学论证活动有着一定的话语体系。学生掌握这些话语体系，能使论证活动充满论证味。在集体论证表中，教师设计一些论证话语，供学生集体论证时使用。根据科学论证的结构，集体论证包括主张、证据、推理、支持、质疑、限定等要素。教师设计可见的论证话语句式，指向科学论证的六个要素。学生习得这些常用的科学论证的话语，将有助于科学论证活动的开展，能支持学生之间的交互论证，从而提升论证话语水平。

    　　三、指向科学论证的集体论证教学策略

    　　学生使用集体论证表开展集体论证，能极大地促进全体学生参与集体论证活动。在教学活动中，教师还应采用多种策略使学生看到论证的过程，指向科学论证能力的内核，以促进学生科学论证能力的发展。具体来讲，集体论证的重点是汇总信息收集证据、基于新证据重构论证、展示质疑反思论证。

    　强调科学论证能力的集体论证表各部分指向不同能力的培养。整理证据指向全面评价证据，以获取真实、可靠、关联的证据；重构论证指向综合运用证据证明主张，以得出富有逻辑、严谨、合理的结论；反思论证指向合理质疑能力，以支持、限定、反驳主张。

    　　在集体论证教学时，教师以集体论证表为依托，使用多种教学策略呈现证据、展示推理和反思论证，开展看得见的论证教学活动。

    　　1.汇集证据，整理证据，培养获取证据能力

    　　集体论证首先是汇集和呈现证据，教师和学生要用较短的时间完成证据收集，然后是整理证据，学生对比各种数据和信息，收集更多的证据并尝试建立证据链以支持主张。同时，学生对异常证据做出辩证思考，是证据有问题，还是自己的主张错误。教师可以采用以下句式，指引学生关注全班证据，以培养学生的证据意识与获取证据的能力。比如，“其他组取得了哪些证据?这些证据是支持还是反对我们的观点?”

    　　（1）巧用媒介是汇集证据的技术保障。集体论证首先需要将各小组的观点和证据罗列出来，方便学生了解全班的观点和证据。常用的方法有以下四种：第一，教师直接将学生的信息呈现在大铅画纸上；第二，师生借助“56 学生”等媒体，收集整理信息；第三，学生利用磁条在黑板上汇总呈现各小组的数据信息表；第四，学生将数据在EXCEL表上汇总，教师进行排序或制成各种统计图对数据进行处理。

    　　比如在“相貌各异的我们”一课整理证据时，笔者用 KT 板制作了性状转轮图，将耳垂、指上有毛、发际、舌卷曲、下颌、眼皮 6 种性状采用二分法进行排列组合，生成 64 种组合。教学时，笔者将性状转轮图贴在黑板上，要求学生将自己的学号磁贴，按照自己的性状编码粘贴在性状转轮图上。学生快速完成了证据的汇集，并将证据与主张“我们的相貌是独一无二的”建立联系。利用可视化的证据，有的学生认为相貌是相同的，因为在编号 22、50、54上出现了多人；有的学生认为相貌是不同的，因为在很多编号上只有一人。矛盾冲突引发学生的新一轮认知活动，学生去寻求更多的证据支持自己的观点。

    　　（2）整理证据是培养证据意识的关键。面对多种证据，教师需要引导学生关注证据的真实性、可靠性和关联性，通过比较证据，分析证据之间的关系，是相似并列，还是关联补充，或是矛盾冲突，以此强化学生的证据意识。

    　　①比较分析，关注异常，确保证据的真实性。在科学论证活动中，如果证据错了，那么论证也就垮了。由此可见，证据的真实性对论证具有重要作用。在整理证据时，通过比较与分析，学生发现许多相似的数据。这些具有可重复性的证据一方面证明学生获得的证据是真实的，另一方面学生从中找到更多的证据以支持自己的论证，不但提高了主张的可信度，而且还认识到科学具有重复性的特征。

    　　但在实际教学中，由于测量工具、实验材料、周围环境、操作方法等原因，学生在实验研究中会出现各种“异常数据”。此时，学生会出现杜撰证据和篡改数据的现象，教师也会选择性地呈现小组数据，这会对科学本质的认识、科学态度的形成和科学概念的建立带来极大的破坏。

    　　因此，在整理证据时，师生必须关注“异常数据”，强调证据的真实性，以发展学生的证据意识。首先，为了解“异常数据”产生的原因，教师可用“下水实验”的方法进行预查摸排。其次，教师在教学中关注学生的研究活动，了解“特殊数据”产生的原因，避免学生篡改数据现象的发生。最后，教师要引导学生比较数据，发现异常数据，并对“异常数据”提出质疑，比如“你的数据是怎么来的?”

    　　②方法科学，技术优化，提升证据的可靠性。在科学研究中，可靠的证据是证明科学理论的关键。在整理证据时，教师要采用一定的策略以获得可靠的关键性证据。首先，通过科学的研究方法获得可靠的证据。比如在研究线圈圈数与磁力实验时，师生在变量设置上选择存在倍数关系的 10 圈、20圈、40圈，增大实验数据的差异性，减小实验误差的影响，学生能获得更为可靠的可视化证据，支持主张。其次，采用合理工具和现代媒体技术提高证据的可靠性。比如在研究“鸡蛋内部各部分在胚胎发育过程中的作用“时，观察受精卵发育过程图片时，学生发现一条红线，但不知道红线是什么。教师播放“无壳鸡蛋孵化”视频，在显微镜下学生动态观察到“红线”是胚中的脊柱，学生震撼地观察到生命诞生的过程。动态可视的信息使学生获得关键性证据，证实了小鸡是由胚发育而来的。

    　　③分析概括，证据成链，凸显证据的关联性。证据的关联性是指证据与命题之间的关联程度。在科学论证活动中，教师要引导学生建立证据与主张之间的联系。在整理证据时，教师需要提高证据与命题之间的关联性，从而提升结论的必然性。

    　　比如制作岩石和矿物标本时，判断一块金色的不知名矿物是金矿石还是其他矿物。首先，从矿物的颜色判断，金色表明矿物可能是金矿、黄铜矿、黄铁矿中的一种；接着，从矿物的条痕色判断，绿黑色表明矿物不是金矿，而是黄铜矿和黄铁矿中的一种；最后，从矿物的硬度判断，硬度较硬表明矿物不是黄铜矿，而是黄铁矿。在观察中，学生不断获取矿物的颜色、条痕、硬度等信息，整理证据时将这些零散的证据分析概括形成证据链，从而提高证据与主张之间的关联性。因此，学生对矿物的判别更为准确。

    　　2.重构论证，得出结论，提升证明主张能力

    　　重构论证是指综合运用证据证明主张，以得出富有逻辑，严谨、合理的结论。基于全班证据，学生反思个体论证过程，及时作出修正完善。

    　　教师可以在论证表中提供如下语句，鼓励学生建立证据与主张之间的联系。比如：“为了证明观点，我们已经有了哪些证据支持?还需要补充什么证据?哪些证据没有支持观点?你的观点需要做出调整吗?”具体来说，重构论证有以下几种策略。

    　　（1）补充证据，证实与证伪相融，支持主张。在比较分析证据的基础上，教师引导学生对证据进行分类，补充证据形成证据链，使结论更为可靠。比如在教学“声音在传播的过程中借助了什么物质?”时，学生在探索活动中搜集到的证据是“声音在空气、桌面、水中能传播”，由此论证声音的传播离不开物质。在集体论证时，教师提出问题：“没有物质，声音还能传播吗?”学生交流以后，教师播放微视频“电铃声不能在真空玻璃罩中传播”。随后，学生在集体论证表中补充证据。证实与证伪相融，使科学结论更为可靠。（2）证据进阶，证据与观点协调，论证主张。人们对科学问题的研究是一个逐步进阶的过程。在教学中，教材设计了层层递进的活动，学生在探索活动中逐步获得进阶的证据，使科学主张得到证实。比如，在“相貌各异的我们”一课教学中，研讨问题“在世界上能找到完全相同的两个人吗?为什么?”学生对整节课中获得的证据进行梳理，证据从个体相貌到性状组合再到遗传组合，发现论证的过程是原有想法与证据之间的多次碰撞，是一个不断获取证据的过程，不断进阶的证据可以论证主张“每个人的相貌是各不相同的”最终达成证据与观点的协调，建构科学概念。

    　　3.展示质疑，反思论证，发展合理质疑能力

    　　班级论证最终在研讨交流中将论证活动推向高潮。学生在整理全班证据和再次个体论证的基础上，陈述自己的论证过程，运用分析、比较、推理、概括等思维方法得出科学探究结论，并判断结论与主张是否一致。其他学生倾听论证过程，与自己的论证过程做出比较，对自己的探索过程、证据、结论与主张做出反思，并给出肯定、修改或重新建构等建议。同时，学生基于倾听和反思做出反应，参与全班的集体论证，作出质疑补充，以支持、限定、反驳主张。经历全班的集体论证之后，学生整体回顾论证过程，统筹证据，梳理推理，建立一个逻辑清晰、结构严谨的论证过程，得出一个科学的结论。在教学中，反思论证可以从知晓反思进程和明确反思要点两方面入手，以指导学生质疑论证。

    　　（1）知晓反思序，外显思维，指引反思。反思论证没有固定的模式。但对于小学生来讲，提供一定的模式，有助于学生反思活动的开展，在熟练之后可以灵活运用。用思维导图的形式呈现反思论证的程序，以指引学生反思论证。

    　　当学会了图7所述的反思模式以后，学生可以以此思考社会生活中遇到的各种纷繁复杂的观点与主张，做出批判性思考，成为一个可以独立思考的个体。这也展示了科学论证教学的社会学意义。

    　　（2）明确反思点，提供句式，合理质疑。根据论证的构成要素，反思论证可以从主张、证据、论证方法几个方面开展。教师在班级论证表中，从上述三个方面提供句式，以指引学生做出反思。

    　　在科学论证教学中，一个明确的主张指引着学生的论证活动。质疑主张的句式有：“有一个明确的主张吗?主张表述清晰吗?这个主张在哪些情况下成立?需要做哪些限定? 是什么使我们原先的观点发生了改变?”

    　　质疑证据的句式有：“为了证明主张，你的证据是什么?证据能重复吗?你的证据是怎么得到的?”以上问题强化了学生的实证意识，体现了科学具有重复性的特征。科学证据的获取要有科学性，能经得起实践的检验。

    　　科学论证是建立证据与假设（或主张）之间的联系，需要合理地运用归纳推理和演绎推理。一个科学结论的建立除了证实还需要得到证伪。质疑论证方法的句式有：“你的证据是怎么证实你的观点的?有没有反例能证伪你的观点?”

    　　综上所述，在科学论证活动中，学生以个体论证为基础，借助集体论证表，在集体论证过程中协调、补充证据，修正和完善自己的主张和证据，发展提出主张、获取证据、做出推理等科学论证能力，并建构科学概念，最终提升科学素养。


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