高珠怡 - 2025/6/11 22:08:45
立足实验教学 促进思维进阶
——浅析实验教学中推理论证思维的培养策略
6月11日晚，我以《立足实验教学 促进思维进阶》为题，在CCtalk中展开了课标实践分享，以教科版小学科学五年级为例浅析实验教学中推理论证思维的培养策略。
立足实验教学 促进思维进阶
——浅析实验教学中推理论证思维的培养策略
6月11日晚，我以《立足实验教学 促进思维进阶》为题，在CCtalk中展开了课标实践分享，以教科版小学科学五年级为例浅析实验教学中推理论证思维的培养策略。
一、课标解读
《义务教育科学课程标准（2022年版）》中提到科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。课标表明推理论证体现在基于证据与逻辑，运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。
二、现状分析
推理论证作为科学思维的重要组成部分，是认识事物本质与规律、解决复杂问题的重要思维，是构建思维型课堂、深化思维型教学的重要内容。日常实验教学中，学生推理论证思维较为欠缺，常因现象捕捉不全、数据整理混乱、分析维度单一等问题，难以形成严谨的科学解释，究其原因，就是证据看不见、逻辑理不清、结论析不透。那在实验教学中我们教师要如何引导学生取证、理证、析证呢？
为此，结合日常教学我梳理了三点策略（智显现象 加强证据获取力；理证有序 增进证据处理力；析证有法 提升证据分析力）。
三、策略案例
（一）智显现象 加强证据获取力
在证据获取阶段，学生采用不同的实验方法及器具进行证据采集，借助观察、比较、分析等思维方式进行证据评估，确保证据的准确性。但是，部分器具存在一定不足，实验现象不明显，学生难以有效取证。
1.生活化材料辅助
例如五下《水的蒸发和凝结》一课中，两个探究活动均使用烧杯开展实验。实验后发现，水的蒸发过程往往无法直接对比，需借助电子秤，而电子秤使用后又会出现前后质量不降反增的问题；水蒸气的凝结过程透明烧杯外壁水珠观察不清。为此，如图所示更换生活化器具，采用勺子加入几滴水的方式进行水蒸发的探究，利用小不锈钢杯进行水蒸气凝结的探究，实验后学生能获得直接证据，看到加热勺子上水全部蒸发，小不锈钢杯加冰块后外壁有绵密的小水珠。
2.数字化工具支持
例如五下《哪个传热快》一课，两个探究活动均借助感温油墨并用眼观察比较不同物质的导热性能。其中，塑料与木头的导热性能均较差，感温油墨变化缓慢，而金属的导热性能较好，感温油墨变化迅速，无法进行有效比较。为此，在原实验器材基础上增加了电子温度计，将其固定在各材质圆棒的顶部，实时显示温度，如图所示。从实验记录单中可以看到，学生实验后能获得双重证据，不仅能观察到感温油墨的颜色变化，而且能测量出圆棒顶部的温度变化。
（二）理证有序 增进证据处理力
在证据处理阶段，学生需对采集到的原始证据进行分类、整合与逻辑梳理，以构建科学解释的框架。部分学生在证据处理时存在内部逻辑断裂、因果关系模糊、时空维度割裂等问题，进而影响证据与解释之间的关系建立。
1.链接数据碎片
例如五下《增加船的载重量》一课中，探索体积与载重量的关系。实验后发现，学生虽然获取了舷高、底面积、体积、载重量等大量数据，但仅通过作业本表格记录，会得出“船底面积越大，载重量越大”“舷高越高，载重量越大”等多种错误结论。为此，利用Excel表格，将数据绘制成图，如图所示，整理后的数据其内部逻辑显著，此时，教师进一步通过“载重量的变化趋势与舷高、底面积、体积哪个变化趋势一致？”这一问题引导，驱动学生将“形状—体积—载重量”的碎片数据串联为因果链条，强化其逻辑思维的严谨性，培养其科学推理能力。
2.链接现象碎片
例如五下《设计和制作生态瓶》一课中，学生需自己动手制作生态瓶并进行长周期的观察记录。生态瓶作为微型生态系统，其稳定性依赖生物与非生物因素的动态平衡，但是实验中发现部分学生往往只能进行静态现象观察，而忽视周期内的动态观察。为此，借助教材生态瓶观察记录表进行每日静态数据的整理，同时课间进行动态的观察及拍摄，利用静动结合的理证方式，使学生从“孤立事实”转向“系统关联”。
（三）析证有法 提升证据分析力
在证据分析阶段，学生需超越表象观察，深入挖掘现象背后的科学规律。然而，部分学生存在易认同难思辨、重结论轻分析、善记忆难迁移等问题，其高阶思维的发展十分受限。为此，从横向类比、纵向溯源、正反辩证等多角度展开，进行多维视角切换与辩证思维训练。
1.多维度分析
例如五上《用水计量时间》一课，学生在观察水流速度实验中，易局限于“水流速度与时间关系”的纵向分析，而忽视各小组间旋钮调节不同导致的孔径大小这一变量的横向影响。为此，对该课表格进行优化，设计双维分析辅助图表，如图所示，纵向轴对比同一容器不同水位时的流速变化，横向轴对比全班各小组不同孔径相同水位的流速差异，引导学生同时发现水位高低、孔径大小对流速的影响规律，拓宽学生思维广度，提升其对科学证据的立体化解读能力。
2.辩证分析
例如五下“种子发芽相关实验”中，学生在关于“绿豆种子发芽是否需要水”这一实验的结果分析中存在较多疑问，有部分同学加的水量过多，导致种子腐烂未发芽，因此会得出“绿豆种子发芽不需要水”的观念。此时，需引导学生寻找反面证据，进行交流讨论，互辨互促，通过大量数据分析及对实验操作的反思得出“绿豆种子发芽需要适量的水分”的合理见解。此过程中，学生经历“假设—质疑—修正”的辩证循环。
通过以上策略，引导学生逐步从“现象描述者”进阶为“科学解释者”，为其科学素养的终身发展奠定根基。
感谢分享！ |
谢谢高老师以自己的实践来解读“立足实验教学 促进思维进阶”，并为我们分析和介绍实验教学中推理论证思维的培养策略。有个小建议，如果这篇文章在最后形成论文的时候，感觉题目所函盖的及要表达的意思和范围还是太大，最好在题目中体现小切口。如，实验教学的范围，高老师都是以五年级的教学课例为例的，所以，在题目的副标题中，可以加上“以五年级哪一类实验教学为例”。有了这个小切口后，在正文中，要对这个小切口、小范围作 |
