小学科学课堂实践证据收集的问题及其策略

小学科学课堂实践证据收集的问题及其策略摘要：美国先发布了《K-12科学教育框架》，又公布了《新一代科学教育标准》（简称NGSS）。

这是美国修订其科学教育标准的两个核心步骤。

《框架》和NGSS 同时强调了3个维度的目标，即科学与工程实践、跨学科概念和学科核心概念。

特别是用“科学与工程实践”代替了原来的“科学探究”、更加接近了科学教育的本质与核心——推理与论证，而引导孩子开展科学论证的关键点就是基于对证据的解释。

因此，让孩子经历一个推理、举证和论证的过程，非常有利于培养孩子的科学素养。

关键词：科学论证收集证据策略2011年7月，美国国家研究理事会正式发布了《K-12科学教育框架》；2013年4月，美国《新一代科学教育标准》（简称NGSS）终于完成了修订，并公开发布。

先有《K—12年级科学教育框架》（以下简称《框架》），再出台NGSS，这是美国修订其科学教育标准的两个核心步骤。

在《框架》和NGSS中反复强调了3个维度的目标，即科学与工程实践、跨学科概念和学科核心概念。

美国人用“科学与工程实践”代替了原来三维目标中的“科学探究”，自然有其深刻的意思，郁波老师认为这样更加接近了科学教育的本质和核心——推理与论证。

学生进行的推理与论证活动，都需要证据的支持。

北京教育学院的金娜老师说过，“科学论证作为一项重要的科学活动，其内涵就是利用证据建立科学的理由，以支持科学的主张”。

由此可见，证据是学生推理的延伸，是科学论证的条件，是学生建构科学概念的基础。

当然，学会分析和收集证据，也是学生科学素养的要求之一，是对课堂实践中的每一位孩子提出的具体要求。

那么，怎样才能更有效地让孩子学会寻找和收集证据呢？笔者认为首先要了解孩子们在收集证据时常遇到的问题。

一、孩子收集证据时容易遇到的问题通过问卷调查、面对面的座谈和学生的答题检测等调查方式，结合查阅的文献资料，笔者发现孩子们在寻找、收集和整理证据时，常常遇到这样的问题，如：（一）孩子的认知结构特点阻碍证据收集在课堂调查中，笔者发现即使是五年级的孩子，他们在收集证据时，也都存在这样的问题——难以辨别现象，包括难以辨别观察到的现象与想象中的现象；难以区分实验现象与基于该实验现象的结论等。

1.难以辨别观察到的现象和想象中的现象记得在一次听《光是怎样传播的》的课时，老师展示学生的记录单：在一个封闭的房间里，点亮一盏灯，便可照亮整个房间。

然后提出了一个问题：在这个实验现象中，哪些是你看到的现象，哪些是你想象中的现象。

而从学生的反馈来看，几乎没有学生能够清晰地描述、回答，只有个别学生、并且是在老师的不断地引导下才说：“我观察到的现象是：光源能发光，光照亮了整个房间等；想象中的现象是：光不能传播到密封房子的外面，光是以直线的方式传播而照亮房子的”；“我觉得光源附近是直线传播的，而远处光弱了，应该是曲线或波浪线的方式传播的”，另一学生说道。

2.难以辨别观察到的实验现象和基于此现象的实验结论学生做完“搅拌能否加快食盐溶解”的对比实验，写结论时：在记录表的“观察到的现象”和“我们的结论”两栏里，都填上了“搅拌能加快食盐溶解”；另一相似情况，在“研究雨水侵蚀土地的实验”对比实验中，很多的学生面对记录单上“我们应该看到的现象”和“由此，能得出的结论”的两个空格，犯了迷糊不会写。

可见，孩子们在辨别和区分较难的实验现象时，受孩子的认知结构的限制，证据收集变得异常困难，甚至无法进行。

（二）学生的学习与思维习惯阻碍证据收集每个班级的孩子，在同样环境中学习，而对科学概念建构和发展的程度却是不一样的，除了孩子本身的认知结构发展的影响之外，主要是由孩子的学习习惯和思维习惯造成的。

因此，孩子的学习与思维习惯也是阻碍孩子收集证据的重要因素。

1.个体学习与小组学习协调不好由于小孩子的性格使然，在参与观察和操作小组实验时，学习小组的功能并没有完全的展现出来，即使对组内成员有明确的分工要求，也会随着实验的进行，而出现个人独撑小组的场面，或是个别同学自顾自己的实验，脱离小组的学习。

这样一来，组内的互助学习就不能进行，组间的论证就会因缺少基础而无法进行，从而直接影响到孩子科学概念的建构。

2.学生收集的信息不全面合作学习协调不好，还会带来第二个问题——影响学生对实验信息的收集不全面。

在我们进行的每一个小组实验，都是需要孩子仔细操作、认真观察的，如果做不到的话，就会导致实验记录不典型、不完整，甚至会出现错记的情况，更令笔者失望的是，几乎每个班级的每堂课，都会出现这种情况，总有些孩子因为急于表现，匆匆忙忙地做完实验，就急着举手汇报；有些孩子则是随便记录一两点就算了，更严重的是，这样的孩子，心里总想着自己的观点汇报，不会去倾听同学的汇报，不懂得从同学的发言里，继续收集信息。

记得在上《我们的生命周期》这一课时，笔者按次序的呈现2个问题。

问题1：从出生到现在，我们的身体发生哪些变化？问题2：我们的身体还将会发生哪些变化？你这样猜测的依据（证据）是什么？学生的记录是这样的：问题1：生1：身体长高，生2：变胖（自己的样子）；生:3：手变大了，脚变大了；生4：头发变多、变长等。

问题2：生4：继续长高；生5：会长胡子；生6：会先长高、长胖，然后又会变小一点，最后老了，走不动了（这是所有学生中，记录最完整的一个了）。

可见，孩子们在收集信息时，通常只会记录最表面的一些信息，不会主动在组内和同学交流来丰富自己的信息，不懂得利用组内交流的方式，去探讨、发现更多内在的变化信息。

3.学生不能有效地将信息转化为证据收集信息，是收集证据进行观点汇报和论证交流的前提条件，能够全面的收集信息，在论证时，就不会缺少证据了。

好比一个律师，在上庭打官司之前，一定要全面的把握当事人的信息，然后从所有信息中，选择一些有效的信息，转化为证据，进行辩论。

我们的课堂论证亦是如此，也需要把收集的有效信息转化为证据。

在上《生的食物和熟的食物》时，很多学生提出一个观点：食物煮熟会有营养流失，但说不出证据。

因此，笔者的设计基于此点，引导孩子关注实验中鸡肉和水的变化。

实验中，孩子们共收集了这么多信息：“肉变白了，有香味了，水里有油、脂肪流出来了，肉上有泡泡，有些肉飘起来了、水变白了、水面浮着东西（水里也有）、烧杯壁变黄了，肉的空隙变大了、容易切开了……”，而遗憾的是，大多数同学，只能把其中的一、二点作为报告的证据。

可见，即使是孩子们收集到了许多信息、甚至是有效的信息时，要把信息转化为证据，还是有一定难度的。

4.学生不能很好地将观点和证据进行有机联系在孩子的习惯意识里，他们经常会认为观点和证据不相关，证据是证据，观点是观点，容易抛开自己的观点去收集证据，就像刚才提到的那些同学，要么收集信息不全，要么收集的信息不能转化为支持自己观点的有效证据，而笔者认为最根本的原因是孩子实验的盲目性，以及实验过程的模糊操作，不能分辨哪些信息的效用性以及转化为证据的可能性。

（三）证据的存在性质阻碍证据的收集课堂中，孩子难以找到证据支持自己的观点的另一个原因，主要是证据存在性质。

有的证据一眼就可以看清楚，笔者称之为显性证据；有些证据从表面寻找相对困难，需要找到有效的信息，进行分析、再转化为证据，笔者称之为隐性证据。

相比之下，寻找隐性证据，对孩子来说，难度会大很多，可能会出现理解不了的情况，其中，有些是由思维限制引起的。

另一个难点是，一个观点必须要多个证据同时来证明，比如“溶解”等，它就需要孩子花很多的时间，去寻找多个证据、多重证明，才有效等等。

（四）老师的介入阻碍证据的收集由于从小受我国教育性质的影响，学生在寻找证据的过程中，往往缺乏安全感，对自己的选择和记录缺乏自信，而选择相信老师，把老师当作最后结果的仲裁人，这肯定会影响学生对证据的辨析与收集。

而且这种思想几乎存在于所有的孩子心里，想要改变这种情况，需要在平时的课堂中投入许多的精力，慢慢地去做，相信会有所收获的。

简言之，孩子在课堂实践过程中收集证据时遇到的问题，有客观的，也有主观的。

心理学大师皮亚杰把儿童的认知结构划分为四个阶段，而3到6年级的学生的认知结构正处于具体运算阶段，并在6年级逐步向形式运算阶段转变，因此，孩子的认知结构和思维方式是阻碍孩子收集有效证据的主要因素。

二、收集证据的策略结合孩子的认知结构特点、学习与思维习惯等主观因素和证据性质等客观性因素等多重条件，试着从以下几个方面，解决收集证据困难的策略。

（一）塑造学习共同体塑造学习共同体，也就是建设合作学习小组，方便生生之间进行互助学习。

对于学习共同体的人数，没有具体的要求，两个人也好，四个人也好，但必须要让孩子明白，我们之间是搭档，是合作学习的伙伴，不是竞争对手，否则小组成员之间就不会进行合作学习。

对于这样的学习共同体，按照一定的方式来分配小组，进行长期的培养。

特别要重视平时的培养，否则容易让小组学习流于形式，学生容易游离在小组之外，从而造成组内论证得不到开展、组间论证缺乏基础，科学概念得不到发展。

（二）加强实验前的知识对谈加强实验前的知识对谈，让学生围绕实验中可能出现的现象，经历一个推理的过程，如以预测的形式，以谈话的形式等，以实验中收集证据为目的，清楚实验前后的讨论也应具有连贯性。

实验前，我们要看什么，试验后，要讨论什么。

1.帮助孩子理清观点在孩子小组实验之前，明确自己的观点，理清要做的事，非常有利于孩子去寻找和收集证据，大大提高实验的目的性。

记得上次在观察刘洋老师的《昼夜交替的现象》课时，刘老师在让学生猜测了昼夜交替现象产生的原因之后，和学生进行了一系列的交流，包括分享同学对自转和公转的认识等。

为检验孩子们的猜测是不是能够产生昼夜交替的现象，孩子们建议做实验，而刘老师也很肯定这是唯一的方法。

但是，刘老师没有直接让孩子去做实验，而是在做模拟实验之前，增加了一个环节——梳理自己的观点，并且刘老师专门设计了一个表格，帮助孩子来梳理自己的观点，这样就可以让孩子明确自己的观点，清晰自己要怎么做实验以及实验中要观察和记录的事，为模拟实验的成功做了铺垫，也为后来精彩的集体论证呈现了最丰富的证据。

2.帮助孩子推进思维进程对于孩子来说，他的认知结构和思维发展，是需要一定的时间的，并且在短时间内是无法直接达成的，因此，在具体的教学中，要为学生的思维跨越铺设踏脚石、搭建脚手架，引导孩子对证据进行解释。

例如贾欣老师在《光是怎样传播的》一课中，对“光的直线传播”推理和论证过程，让学生花了足够的时间，设计论证的情境引导孩子去分析“哪些是观察到的证据，哪些是想象中的证据”，并且不断的鼓励学生去质疑、去推理，为后面论证需要收集的证据进一步理清了思路。

这样操作带来的好处就是，能够为学生梳理出一种思维方法，梳理出一个合乎逻辑的推理过程，帮助学生的思维向前推进。

学生的思维发展，解决“辨别观察到的现象和想象中的现象”和“辨别实验现象和基于此现象的实验结论”相对来说，会容易一些了。