浅谈如何在科学教学中培养学生的证伪意识

发表时间:2021/4/22   来源:《教学与研究》2020年36期   作者:郑雯雯
[导读] 本文就如何在科学教学中培养学生的证伪意识做了一些粗浅的思考。
        郑雯雯
        温州市瓯海区龙霞实验小学 325000
        摘要:小学科学课中的探究性实验是由验证性实验转化而来,教师在引导学生重走科学家探究之路时往往只关注了对某一观点进行证实的过程而忽略了对其证伪的过程。本文就如何在科学教学中培养学生的证伪意识做了一些粗浅的思考。
关键词:证实 证伪 批判 探究性实验 验证性实验
    科学发展需要一种永不停歇的创新精神,一种敢于挑战权威、不怕犯错的精神。西方哲学家波普尔的证伪理论就强调了对科学理论持怀疑、否定态度的重要意义,这正是科学创新的前提。【1】
        我国有大量科研人员,但我们的科技领域却鲜有创新。深究原因可能还是出在我们的教育上,我们的孩子是怎样被教育的,他们从小在压抑的课堂氛围中长大,课本是权威,老师是权威,聪明的同学是权威,大多数同学的想法是权威,即使有不一样的想法,大多数孩子也会选择沉默,即使有个别孩子偶尔发出了不一样的声音,也很快会被权威们有力的反驳和压制。长此以往我们的孩子变得盲从,随大流;长大后不会创新只会山寨。
        波普尔认为:“科学的态度就是批判的态度,这种态度并不去寻找证实,而是去寻找判决性的检验,这些检验能反驳被检验的理论,虽然这些检验决不能证实它。?”【2】姑且不去深究波普尔的理论是否需要证伪,但他的证伪理论恰恰体现了科学的核心精神——批判精神。
近几年我们的科学教师越来越重视学生科学素养的培养,因此探究性实验替代了验证性实验成为大家的宠儿,让学生经历科学家的探究之路,在探究的过程中发展他们的科学素养确实是一个极好的方法。但在实际的教学中,教师更多的只是关注了对某一观点进行证实的过程而忽略了证伪的过程。单纯的证实过程其本质仍是验证性实验,而只有经历了证伪的过程孩子们的科学素养才能得到正真的发展。
科学课的一般过程,大致可以分成五个部分:导入活动,主要活动,交流研讨,补充性活动,整理小结。如何在这些过程中融入证伪的思考呢?
一.在导入环节引发证伪的思考
        导入环节中,教师比较常用的教学策略是先确定一个研究主题,让学生进行猜想,再讨论如何证实自己的猜想。学生在对某一问题进行猜想时往往是依据自己的生活经验,已有的知识储备甚至可能是毫无理由的猜测。基于经验、知识的猜想对学生是一个信息加工提炼的过程,但同时也是一个强化自己原有认知的过程。如果生生之间没有观点的冲突,教师也没有干预学生的猜想,后续试验中学生就可能带入自己的主观感觉,造成对实验现象的非理性记录。
二.在研讨环节寻找证伪的契机
        主要活动之后的交流研讨环节是发生证实与证伪过程的关键环节,教师可以抓住生生之间的结论冲突展开证伪,也可以抓住实验记录的矛盾数据展开证伪。
        但很多时候面对冲突和矛盾时,教师会做出这样的处理。
        如在测量磁力大小的时候,当磁铁左右对称的两个点磁力大小不一致的时候,我们就会看到许多教师用语言解释“这是个别现象”,或者指责学生的方法出现了问题,或者启发学生换种方法,或者干脆说下课后有空再来做这个实验吧……
        这样的处理方式无形中剥夺了学生经历证伪过程的机会。久而久之学生的证伪意识会越发薄弱,习惯与服从权威而不去挑战权威,停止了对事物的批判性思考,并最终导致创新能力的丧失。
        在下面这个课例中,教师对矛盾数据做了这样的处理。
        学生分组实验,用碘酒检测8种食物(大米、面粉、苹果、蛋清、花生、麦片、洋葱、椰片)中是否含有淀粉。
        分组实验完成后。
        师问:8种食物的测试结果是怎样的?请每个小组派1名同学将测试结果记录在班级大表中。
        记录完成后。
        师问:测试大米,有什么现象发生?
        生:大米滴上碘酒后立即变成紫色。


        师问:你们做了几次测试?测试结果一样吗?
        师问:其他小组有什么不同的吗?
        生:没有。
        师按检测顺序逐一询问。问到苹果的测试结果。
        师:班级记录表中可以看出有分歧,请问哪2个小组填写了阳性反应。
        生:我们组。测试了2次,有一点变色,虽然很淡,但我们认为只要变色,就是阳性。
        生:我们这组测试时,开始有一点变色,后来又恢复了。我们认为苹果片里还是有少量的淀粉,所以填写了。
        师问:有不一样的结果该怎么办?
        生:在实验盘上重新做一次实验。
        全部学生重新做实验后,重新汇报。
        师问:这次结果,每个小组是怎样的?
        汇报结果是原来写阳性反应的1个小组改成了阴性反应。
        师:这一次测试结果又有些不一样。为什么会这样呢?
        生:我们小组测试结果,这次没有发生颜色变化。可能是苹果只含有少量淀粉,这次检测不出来,所以改为阴性反应。
        生:我们这组改为阳性反应。我觉得可能与其他食物混了,导致样本被污染了。
        生:测试实验要求只滴两滴水与食物混合后再测试,肯呢过有的组没有滴水。
        生:他们小组的托盘可能没洗干净。
        生:也可能交叉使用了牙签搅拌。
        师:现在我们如何根据测试结果来说说苹果是否含有淀粉?
        生:大多数小组的结果是,苹果片不含淀粉。
        生:大多数小组的结果是,苹果片不含淀粉。
        生:苹果不含淀粉的结果更可靠一些,因为9个小组中,只有3个小组的反应是阳性的。
        生:还需要进一步测试,去查查有关资料。【3】
        从这个课例中我们可以发现,当面对矛盾数据时,教师不是采取少数服从多数或自行讲授等处理方法。而是还矛盾与学生,让学生思考哪里出了问题。当多次实验矛盾仍然存在时,学生就会开始思考,是不是自己的结论错了,是不是自己的实验方法出了问题,当学生开始反思时,其实他们已经在经历证伪的过程。学生的证伪意识会在这种证伪过程中得到不断地发展。
三.在整理小结后延续证伪的思考
课堂的整理小结环节是证伪思考最匮乏的部分,很多科学课堂开始于一个问题的探究,结束于这个问题的解决。学生最初的观点被证实或证伪了就得出了本节课的结论。关于这个问题的思考随着下课铃的响起,戛然而止。看似师生皆大欢喜的小结却往往是整堂课最大的败笔。
波普尔曾说过“不管我们已经看到多少白天鹅,也不能证明这样的结论,即:所有天鹅都是白的。所谓证伪原则就是一种对科学理论。科学陈述进行不断地证伪从而促进科学本身不断向前发展的演绎过程。”【4】
        如果每节课后教师都能追问一句:“我们这节课所得出的结论是不是无懈可击了呢?”让学生在课后仍能延续证伪的思考,对学生的证伪意识的发展一定会产生积极的效果。
        小学科学课中的探究性实验如果只有探究的形式而没有探究的精神,那只是披着探究表皮的验证性实验。探究精神的核心即批判精神正是证伪意识背后的精神实质,科学教师只有重视了证伪的过程,才能让我们的探究性试验实现它真正的价值。
参考文献:
[1]余洪翔《波普尔的证伪理论研究》2009.4.1
[2][4]波普尔《科学知识进化论》
[3] STC课程有关教学实录
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