培养学生实证意识，提升科学思维能力

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沛县龙固镇中心小学      时维锐，《小学科学课程标准》上强调构成科学素养的重要组成部分，是科学思维与创新、科学态度与责任，并详细阐述了实证意识与思维能力培养的具体要求。科学讲究证据，科学是想象与实验验证相结合的产物，科学的主要作用是预测和解释，科学试图确定和避免偏见，科学能推翻权威。由此可见，培养学生的实证意识，发展科学思维能力尤为重要。在科学探究的初始阶段，学生会用证据，解释实验现象，得出实验结论。课堂上往往出现忽视证据、对证据不作任何评价或无视推理等现象，这种情况下得出的结论缺乏理论支撑。
实践中存在的问题
1.课堂交流时，学生喜欢随声附和
学生的知识储备、语言表达能力、逻辑推理能力存在一定的差异。课堂上知识丰富、积极思考、善于表达的学生能获得更多展现的机会。“话总能说的恰如其分”是老师对优秀学生的评语。这些学生渐渐成为表述正确观点的“权威”，很多学生习惯性的服从，而不做深度思考。如在探究“衣服是否能为身体增加热量”时，如果有两个以上的小组实验结论是“衣服能够增加热量”，那么其它小组也会赞同他们的结论。事实却是其它小组的确没有得到能证明增加热量的数据，他们认为：大家都这么说了，我们的数据应该是错了。
2.缺乏分析、评价数据的意识
学生在实验过程中看到的现象，得到的数据，不能不做分析就当作支持自己观点的证据。证据的真假不是简单的用对错来评价，而是以能否从新获得为标准。证据与生成证据的探究方式，实验材料，实验步骤，实验现象，数据收集等密切相关。
在探究“物体的颜色与吸热能力关系”实验时，学生需要观察插入不同颜色纸袋的温度计，记录温度变化数据。要求连续观察10分钟，每间隔2分钟观察记录一次。不同小组实验过程不同，有的小组只记录初始温度和前几分钟的温度，就得出了黑色吸热能力强的结论。有的小组测到第6分钟就停止了，很少小组完成了整个实验，同样都得出了黑色吸热能力强。集体讨论时，学生没有经历完整的实验过程，数据不完整，拿不出有说服力的证据，即使得出的结论是正确的，能够清晰地解释，也有悖科学探究的本质。
3.证据运用不当，省略推理过程
科学是逻辑与想象相结合的产物。学生运用收集到的数据进行归纳、比较，经过简明化、系统化和概念化的推理过程，进而认识、理解、接纳和建构科学概念。比较与分类、分析与综合、抽象与概括等思维方式时学生运用证据得出结论常用思维方式。
在探究“拉力大小与小车运动快慢的关系”时，学生依次增加垫片的个数，然后观察小车的运动状态，比较小车运动的快慢。实验现象比较明显，小车的运动情况没有超乎学生的想象。
出示问题：改变拉力，小车的运动状态是否发生改变？为什么？想象：垫圈少，小车不动，垫圈达到一定程度，小车动起来，垫圈越多小车行驶的越快。
解释：造成这种结果的原因是，重量不同。
重量是实验过程中的变量，是描述条件，不是解释现象的理由。学生没有经过思考，没有经历推理过程，才会得出这样的结论。重力与拉力转换才是推动小车运动的力，小车受到的重力增加，拉力也随着增加，拉力的增加才是小车变快的主要原因。如果实验的结果仅停留在现象的描述，而缺乏思维的参与，就不利于学生科学思维能力的培养。
学生为了取得教师的赞扬，往往更关注正确答案，而不是论证和思维的过程。小学中的很多科学知识，学生利用已有的生活经验都可以解释，即使不做实验也可以得出结论。但是，当实验结果与已有经验发生矛盾时，学生会质疑实验不成功，而不去分析哪个实验环节出现问题。可见，注重培养学生的实证意识，锻炼他们的思维能力，是小学阶段科学学习亟待解决的问题。
解决策略
1.创设和谐氛围 共享更多资源
创设表达与交流的民主氛围，需要在教学过程中懂得尊重与倾听。课堂讨论需要学生懂规矩，尊重他人。教材的每个单元教学伊始，大多安排了获取概念的环节。应要求学生遵循以下规则：
无条件接受别人的所有意见；
对别人的观点不做不必要的评价。
尽力把自己的观点和他人的观点融合起来。
如教学《时间的测量》单元，学生知道时间的单位有年、月、日、时、分、秒，测量时间的工具有日晷、沙漏、水钟；时间会流逝。学生还会补充时间单位间的换算关系，如一分钟=60秒。有学生会质疑，为什么会是60秒？教师可以解释，这是古巴比伦人规定的。在平等、和谐的课堂上，学生不用担心别人的质疑、笑话，人人参与，畅所欲言，相互补充，让讨论深入。让大家尽可能呈现更多的信息，无论你是赞同、否定，获取更多的知识是我们始终追求的目标。
2.要求多次实验，验证证据的真实性
评价证据的真伪，是否可以重复获得是一个重要标准。集体讨论是交流事实、不断认证的过程。要引导学生比较分析证据观、的相同不同之处，让他们知道全部事实和细节。建构科学概念还要强调证伪实验的重要性。
如探究“液体具有热胀冷缩的性质”，实验方法是观察水温的冷热变化使各种液体的体积发生变化。学生在探究过程中发现，水、牛奶、果汁等具有热胀冷缩的性质，我们能否下结论，液体都具有热胀冷缩的性质。学生不能下定论，然后考虑，能否找到一例热缩冷涨的液体，如果找不到这种液体，概念就得以确认。审视证据的可靠性，眼强调实证，要让学生认识到建立科学概念不是靠一个简单的实验就能确定。
3.运用证据 正确推理，科学验证是理性的活动，在组织、获取、呈现证据，解释现象时，要具有逻辑性和严密性。学生在汇报时，表述无序混乱，这就表明思维缺乏逻辑性，对证据的获取缺乏组织。实验想象不是证据，严密的组织可以使收集的证据简单化、系统化、概念化。实验记录就是学生组织信息、系统化证据的过程。学生要对现有和原有概念对比，通过小组讨论，集体分析、梳理众多信息。找出关键信息，在班级小组之间汇报时，就是小组之间在交换信息。这些都是理解科学概念建构科学知识的基础。
我们要引导学生运用证据解释观点、强调证据与观点的协调。学生表达观点需要证据支撑，分析观点与证据之间的关系。要着重引导他们运用比较与分类、类比思维、抽象与概括等思维方式，让证据与思维之间呈现推理过程。
在做“绿豆芽种子发芽是否需要光”的实验时。学生通过对比实验发现，绿豆种子在有光无光的情况下都可以发芽。不同的是，有些小组发现有光的环境下绿豆发的牙强壮，还有小组发现没有光的环境下绿豆芽生长的好。证据与观点面前，彼此冲突，到底谁的正确？经过梳理证据，分享各组信息，学生最终统一认识，种子发芽与光没有关系，光不会影响种子发芽质量。经过进一步论证，学生认识到：想象不等于证据，证据不等于结论，单一现象因果推理，不能成为观点，观点需要各种事实的支撑。培养学生的科学思维，需要引导他们重视证据与观点的关系。
科学讲究实证。培养学生的实证意识，需要教师在科学课上经常问“证据时什么？”。要引导学生在做实验时认真组织、谨慎操作、仔细观察、详细记录，并对数据进行整理归纳，在研讨时分析与协调证据与观点。作为科学教师，我们要在科学探究中培养学生的科学思维，在观察与思考、分析与质疑、发现与探究中，不断培养他们的实证意识。