强化学生探究中的“证据意识”

◇杜 伟（广东：深圳市宝安区教育科学研究院）

一、证据的科学意义——相信证据

教科版科学教材的核心作者王小梅老师，曾经上过一节三年级的全国公开课——《水珠从哪里来》。课堂上有一个特别有意思的细节：前排的一个男生，从上课一开始，就坚信一个观点，就是装有冰水的玻璃杯外面的水珠，是从杯口流出来的。当然，除了以这个男生为代表的解释，还有另外三种不同的解释。王小梅老师带领学生从一系列实验现象中寻找能证实或证伪这些解释的证据，通过论证活动，成效显著。在大量的证据面前，大多数起初持错误解释观点的学生都改变了自己的看法，唯独前排这个男生，无论面对多么有说服力的证据，还是坚持自己起初的观点。最后，王小梅老师对他，同时也是对全班学生说：你可以保留自己的观点，但老师给你个建议，在证据面前，你要尊重证据。证据和自己的想法，哪个更重要？所以我建议你再仔细看看（事实和证据）。

这个场景，让我想到了达尔文进化论与宗教神创论近200年的终极争论——人到底从何而来？在证据和信仰面前，有人选择相信科学，有人依然执着宗教，科学和宗教因此而产生的争论从未停止过。选择相信科学还是宗教，是一个复杂的社会话题，抛开宗教积极的社会意义不谈，如果只从逻辑和事实的角度进行判断，谁更理性，不言自明。在“证据”面前，“我认为”这样的字眼是何等苍白！因此，科学教育的一大价值就在于让学生学会用“证据”说话，而不是蛮横无理地坚持“我认为”。

二、证据的追本溯源——提出观点/假设/推理

很多科学真理的确立，最初都是从一个假设或一个推理开始的。如果这个假设或推理可以找到更多的持续不断的证据，那假设或推理就更加接近事实的真相。《水珠从哪里来》这个内容，到底需要找些什么样的证据？那就要看学生能提出什么样的观点（假设）了。

课例1

课例2

两种课例虽然具体流程和组织方式不同，但秉持的核心理念，都是以证据来说明观点的可靠性。你赞同哪个观点，请给出证据，你怀疑哪个观点，也请给出证据。你的证据既可以来自眼见为实的现象，也可以来自符合逻辑的推理。在王小梅老师的案例中，为了规范学生用证据说话的习惯，甚至给出了这样的例句：

我刚才的猜想是（ ），在观察中我发现（ ），所以我（坚持/否定）我的猜想。我现在的新想法是（ ）。

可见，证据在科学探究中的意义不言而喻。

也许有的老师在上这节课的时候会发现，不同于以上课例，学生并不能提出这么多不同观点。原因是什么呢？我见过一位老师的处理方式是：在观点问询的时候，采用小组合作的方式，将“水珠从哪里来”的猜想用集体结论的方式来组织。很多想法在小组讨论时就被“毙”掉了，根本轮不到被老师发现。个性化想法提前被淘汰，导致预测的观点基本趋于一致。这是值得关注的问题。

三、证据的获取途径——学生记录

探究活动的目的是获取证据，但并不意味着有了探究活动，就能发现有价值的证据，一定还需要辅助手段，比如记录单。有了记录单还不够，还要根据证据搜集的实际需要，设计一个结构化的记录单。有经验的老师，还会巧用学生记录单里的关键信息，把论证活动推向深入。

二年级《它们去哪儿了》一课，研究食盐、红糖、小石子在水中的溶解对比结果。一位老师设计了如下的学生记录单：

以上是两个不同小组的两份不同记录结果。从记录证据和现象的角度来看，这份记录单的设计，简直太棒了：有过程性的可视化记录，也有规范的结论勾选。从两份记录单里，除了这节课需要重点关注的“谁容易溶解于水”的信息外，我能看到的值得挖掘的信息，至少还有以下三条。

第12 组画的小石子的颗粒，在图中的大小发生了变化，但结果里勾选的是“不变”，能否说明原因呢？（观察结果和表征结果的不匹配）

第8 组在搅拌后的圆圈里，在食盐和红糖一栏什么都没画，是表示食盐和红糖彻底消失了？还是看不见颗粒了？（物质溶解的根本原因：肉眼可见的大颗粒变为肉眼不可见的极小颗粒，均匀分散到水中。）

两个组的食盐和红糖在搅拌后，结果不一样，说明了什么呢？（物质的溶解能力可能存在一定的限度。）

再例如,在三年级《磁铁有磁性》这节课里，一个学生的记录单结果如下：

这份记录单里，有两个值得追问的信息挖掘点。

铝片的预测和实测结果不一样，其他学生的结果也是这样吗？如果不是，产生差异的原因是什么呢？（记录失误？材料不纯？其他原因？）

对铜片和铜灯帽的预测是可以被磁铁吸引，但对铜线的预测却刚好相反。都是铜质物品，为什么会有不同的预测结果？（了解学生是否持有这样观点：物品用途会影响其被磁铁吸引的结果。）

四、证据的虚拟使用——思想实验

证据获取后，如何利用其来佐证自己的论证言辞，也是需要老师引导学生刻意训练的地方，同时也不能忽视“思想实验”的方法。所谓“思想实验”，百度词条上的定义是：使用想象力去进行的实验。所做的都是在现实中无法做到（或现实未做到）的实验。按广义的理解，在大脑里虚拟演绎的实验都可以称为思想实验。例如，有一次我上《用气球驱动小车》这节课，当预测使用粗喷嘴和细喷嘴哪个驱动力更强时，有一个学生大胆提出：两者应该是相同的！因为她记得在做雨量计实验的时候，只要容器符合雨量计标准，无论是大口径还是小口径的容器，最后测得的降雨量都是一样的。以此类推，她认为粗喷嘴和细喷嘴也是相同的原理：粗喷嘴推力大，但放气快，推力作用时间短暂；细喷嘴推力小，但放气慢，推力持久。两者的优劣势相互抵消，最后的作用效果也就差不多了。虽然这样的经验是经不起检验的，但当学生用“思想实验”的方式提出这样精彩观点的时候，值得我们为她鼓掌。

五、证据的补充手段——科学阅读

我们看过这样一些资料：科学家每年的阅读时间占了他工作时间的23%，用于说和写的时间达到58%，科学家就是这样在工作。我们的学生有多少时间在课堂上读、写、说这是很值得我们思考的问题。《水珠从哪里来》这个内容，虽然可以通过诸多的证据说明，水珠是从空气中来的，但论证过程中各种观点的交互，难免会让一些学生依然抱有怀疑的心态。为了让学生对“水珠从哪里来”的科学事实更为明确，王小梅老师的方式是采用更多生活案例进行类比举证。也有的老师，直接采用科学阅读的方式，将科学家对于“水珠从哪里来”这个问题的研究结果，清晰明了地呈现在学生面前。这些都是行之有效的解决方式。因此，学生自己的科学实验论证搭配阅读资料的科学解释，应该成为科学课的一种常规探究手段。■