指向推理论证能力发展的教学策略

科学思维是科学核心素养的重要内容，推理论证作为科学思维的一种形式，要求学生基于证据与逻辑，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的见解。推理论证包含了学生提取信息、建构科学解释等一系列逻辑上相关联的实践行为。基于课程标准对高年级学生推理论证能力的要求，在六年级《有趣的食物链》一课教学中，教师设定了让学生破解“水俣病”的驱动性问题。在这个过程中，学生从分析怪病的特征到合理猜想致病原因，建立了证据与假设之间的联系。

一、借助大问题，激发学生推理论证能力

《有趣的食物链》一课，教材中原本设定了以下三个活动：通过分析草籽、老鼠和鹰之间的食物关系引出食物链的概念；写出四种海洋生物之间的食物链；在非洲大草原上寻找多种生物之间的食物关系，建构食物网的概念。六年级学生通过之前的学习以及生活经验，对生物体的基本特征已经有所认知，同时对常见动物的食性有一定的了解，但是尚未建构“食物链”的概念。他们已经初步具备一定的抽象思维能力，如比较、分析、推理等；能够独立完成一些探究活动，如基于问题的观察、实验、记录、调查等。

在实际教学中，学生对于食物链的内涵理解并不清晰，他们可以轻松地理解不同生物之间吃与被吃的关系，但是在用“→”书写食物链或者画食物链时，容易把箭头的方向画反。学生在写食物链时，习惯上将出现的所有生物都写在同一条食物链上，这就导致一条食物链上会出现七八种生物。究其原因是学生对于食物链的另外一层含义不了解，忽视了“→”还表示能量的流动方向，能量在流动过程中是逐级递减的。

为了解决这个问题，教师将本节课的大问题设定为解密日本水俣湾的一种群发性怪病原因。在对大问题分解的过程中，教师逐步出示关键信息：渔民的猫最先发病，如身体弓起、全身抽搐、步态不稳，甚至出现几万只猫跳海的现象；进而是渔民陆续发病，发病症状与患病的猫类似。学生在破解“怪病疑云”时，经历了猜想、求证、分析、归纳的过程，发展了他们的推理论证能力。

二、构建支架，发展学生推理论证能力

1.构建问题支架，探寻论证起点

教师在情境的架构呈现上，对于小渔村怪病的描述注重“留白”，给予学生足够的思考空间，便于将关键信息串联起来分析问题。因此，教师在出示课件时，PPT上面只有患病的猫弓起的身体、患病渔民的手腕特写以及群体性发病等关键信息。在猜想可能的病因时，学生的思维比较开放，认为饮食、水源、空气、病毒性传染都成了可能的致病因素。为了将问题聚焦在食物关系上，教师及时提供“问题支架”引发学生产生认知冲突。

教学片段

师：生活中你们见过哪些群体性发病的情况？

生：最近几年的“新冠病毒感染”“甲流”都属于典型的呼吸道传染病。

师：你提到的两种呼吸道传染病确实具有群体性发病的特征，你们认为水俣湾的这种怪病是什么原因造成的呢？

生：我认为是空气污染，人类都要呼吸，吸入空气中的病毒造成了渔民群体性发病。

生：还有一种可能是饮用水有毒，猫和渔民都要喝水，这也会导致群体性中毒。

生：我认为可能是食物中毒引起的，因为食物中毒也会引发群体性发病。

师：你们抓住了“群体性发病”这个关键信息，有依据地猜测致病原因，这一点非常棒！我现在有个疑问，如果是空气或饮用水引起的怪病，你们认为会出现什么情况呢？

生：我认为猫和渔民会同时发病，或者渔民会更早发病，因为渔民的饮水量比猫更多。

师：你们觉得他的观点合理吗？如果不是这两种情况，还有哪些可能的致病原因呢？

生：我认为是食物引起的，资料中提到猫最先患病，由于猫的饮食和渔民不一样，所以我认为还要关注食物的细节。

生：我来回答这个问题，由于在渔村，猫和人都可以吃鱼、海鲜，所以食物来源上，是有共同点的。

师：你们可以基于依据猜想，去反驳他人的观点，这就是我们提倡的证据意识。为了更好地破案，下面老师给你们请来了一位“帮手”。

2.构建信息支架，提升论证能力

在介绍信息时，教师及时抛出来关键信息，让学生质疑自己的猜想：美国著名摄影师尤金·史密斯为了调查病因，在小渔村定居了两年，两年内他的生活基本自给自足，他采访患病的渔民，拍摄了无数珍贵的患者照片，幸运的是他并没有患病。

教学片段

师：通过这个信息，你发现了什么问题？这说明了什么？

生：摄影师并没有患病说明该病不是传染病，也不是空气污染造成的。

师：你认为病因是什么呢？

生：我认为可能是食物原因造成的怪病，因为猫和渔民都要通过吃食物补充身体的能量。

师：你能结合信息对之前的猜想再次修正，有依据地自我排除了不合理的猜想，这离真相更近了一步呢！你现在能再次说一说你们的猜想吗？

生：我认为可能是渔民经常吃海产品，比如海带、海鲜等。大海里的海产品可能是致病源。

生：我同意，因为猫也吃海产品，所以我们一致认为可能是海产品导致的中毒。

师：尤金·史密斯将他两年内调查到的信息以“密函”的形式发给大家了。大家先思考，再小组讨论，形成统一观点后汇报分享。

在学生聚焦到食物关系后，教师将信封内的信息卡（如图1）以密函的形式发放给他们，不仅激发了他们的探究欲，还锻炼了他们提取信息、归纳分析的能力。

通过阅读资料、提取信息、分析问题等一系列的活动后，学生很容易将病因聚焦在汞中毒，并借助于不同生物之间的食物关系引出食物链的概念。

教学片段

师：到底是什么原因引起这种群发性的怪病呢？

生：我们小组认为是汞中毒引起的。

师：你们的依据是什么？

生：通过观察开始提供的照片发现，患病的猫全身弓起、患病的渔民手都变形了，与资料中提到的汞中毒症状基本一致，所以我们推测这种怪病就是汞中毒引起的。

师：汞是以什么途径进入人体内的呢？

生：我认为海水里的汞被海草或者海带吸附，小虾吃了海草，鱼吃了小虾，人吃了鱼，所以汞沿着这样的一条路径进入了人体。

师：你能不能用“→”来表示汞的流向呢？

生：海草→小虾→鱼→人。

师：“→”在这里不仅表示汞的流向，还表示能量的流动方向。像这样用“→”表示的生物之间吃与被吃的链条状的食物关系，我们称为食物链。

学生建构食物链概念后，便可以依托食物链模型去寻找海洋中其他的水俣病“患者”了。教师提问：“在这片海域中，还有哪些海洋生物可能会患病呢？”学生结合已有经验，很容易想到贝类、海豹、海鸟、海狮、鲸等海洋生物。教师继续提问：“你认为它们患病的原因是什么呢？”学生基于不同生物间的食物关系，写出不同的食物链。教师通过两个问题支架引导学生深度思考生物之间的联系，并借助证据来支撑自己的观点，达到提升推理论证能力的目的。

三、设计评价表，让思维发展“看得见”

思维是一种无形的、不可见的过程，只有通过有效的外显行为才得以检验。本课中，学生需要知道食物可以补充能量以及不同生物间的食物关系，对于群体性发病的可能性原因有着初步的了解。为了让探究更加有效，教师可以设计表对学生的前概念进行调查，以便课中提供思维发展的支架来助力他们深度思考。

另外，评价表可以呈现学生推理论证能力进阶的具体实施路径。教师可以设计学生课堂行为观察表，以“有依据地提出自己的猜想”“会用科学语言、图表等方式表达，能基于证据清晰、有条理地解释”“通过分析归纳提取有效信息，有依据地修正之前的猜想”等标准，呈现他们的思维发展过程。这样，可以学定教、以评促教，方便教师反思、改进，为学习目标的达成以及教学策略的改进提供可行性依据。

（作者单位：江苏省南京市第二十九中学天润城分校）

参考文献

[1]杨煌，张文岑.基于科学思维的小学科学教学设计[J].实验教学与仪器，2023（05）.