核心素养视域下质疑与批判精神的培养探索

［摘 要］质疑与批判是科学核心素养的关键要素，与科学核心素养四个维度充分融合，相辅相成。科学课堂中，创设质疑情境、基于假设进行质疑、寻找有效证据释疑等是培养学生质疑与批判精神的有效策略。教学《水蒸气的凝结》一课时，教师营造了民主平等的质疑氛围，创设了三个递进的质疑情境，巧设认知冲突，引导学生科学质疑、理性实证。这样能让学生在基于证据的质疑和批判中建构科学观念，发展科学思维，提高科学核心素养。

［关键词］小学科学；核心素养；批判质疑；培养

［中图分类号］ G623.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2024）18-0080-03

教育部发布的《中国学生发展核心素养》提出，中国学生发展核心素养分为“三个方面”“六大素养”，批判质疑是科学精神素养中的关键要素，是科学精神的核心和精髓。批判与质疑精神是指要具有问题意识，能基于证据大胆质疑，能从不同角度看待和分析问题，是科学探究过程中最宝贵的一步。世界多极化，创新人才的培养教育势在必行，批判与质疑精神的培养是塑造创新人才的关键。

一、核心素养视域下的质疑与批判精神

《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“科学新课标”）对质疑与批判精神的培养提出明确的要求——“不盲从，不迷信权威，能以事实为依据作出独立判断”“善于有依据地质疑别人的观点”“就科学问题在认识上的分歧，乐于与他人进行沟通交流和辩论”。科学新课标将科学核心素养分为科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个方面，即观念建构在学科层面的合理论证结果体现为科学观念，观念建构在价值层面的反思与内化体现为科学态度；外显的、合理性的科学实践过程表现为科学探究，内隐的、反思性的实践过程表现为科学思维。质疑与批判精神蕴含在科学核心素养的四个维度之中。

科学核心素养的发展，离不开质疑与批判精神的培养。科学观念的形成需要进行批判性的反思和合理的论证。批判性思维是高阶思维的核心，也是科学思维的核心。科学探究要求对实验方案进行批判性的论证，对实验结论进行批判性的分析。质疑与批判精神本身就是严谨认真和公平公正的科学态度与责任。培养质疑与批判精神的过程，也是发展科学核心素养的过程。

科学教学要践行发展学生核心素养的理念，重视培养学生的质疑与批判精神，使学生学会独立思考，在质疑和批判中建构科学观念，发展科学思维和探究能力，提升科学核心素养。

二、培养质疑与批判精神的策略

质疑与批判精神的培养和小学科学探究如何有效融合呢？科学新课标倡导，“创设良好的学习情境，设计适宜的探究问题，引发学生认知冲突，激发积极思维”。质疑与批判精神培养在科学教学中具体表现为：创设民主和谐的环境，在批判性思考的过程中充分尊重学生的观点。因此，教师要创设与核心概念学习相关的多元化、层次性的探究情境，引导学生亲身体验与感知，激发学生积极的探究情感和热情。随着探究的深入，新知和旧知之间的认知矛盾会促使学生提出疑问，进而作出假设。借助科学探究过程中收集到的信息，学生不断修正、完善假设，在基于证据反复论证的过程中构建科学观念，最终迁移、内化，创造性地解决问题。

基于以上思考，在科学探究中，教师可采取以下四种教学策略：一是创设情境，巧设认知冲突，进行激疑；二是营造民主、和谐的学习氛围，鼓励学生辩疑；三是基于已有认知提出假设，促进学生质疑；四是寻找有效证据，实现深度学习，引导学生通过实证释疑。这样可让学生在基于证据的质疑和批判中，对科学知识进行主动建构，引发深度学习，促进学生思维能力和创新能力的发展，提升学生的科学素养。

下面，以青岛版科学教材四年级上册《水蒸气的凝结》一课的教学为例，探讨培养学生质疑与批判精神的策略。根据科学新课标的要求，结合学情，本课要达成如下的教学目标：在科学观念方面，知道水蒸气遇冷会凝结成小水珠；在科学思维方面，能根据证据进行合理的推测，并提出关于水蒸气凝结条件的假设，能根据相关证据或现象对已形成的结论提出疑问；在探究实践方面，能根据假设的实验方案，应用差异法分析实验现象，并得出初步结论；在科学态度方面，敢于对已有结论提出疑问，乐于与他人进行沟通交流和辩论。本课教学难点为：尝试对已得出的结论提出疑问，并采用实验探究方法进行释疑，深入理解凝结概念中“遇冷”的含义。

1.创设真实情境，提出初步猜想

课堂上，教师通过多媒体呈现玻璃、锅盖、饮料瓶、眼镜片等生活物品的凝结场景，引导学生观察并产生问题“这些小水珠是从哪来的呢？”。学生结合已有经验和水的蒸发，对小水珠的由来提出猜想：“小水珠是由人口中呼出的水蒸气形成的。”“小水珠是由空气中的水蒸气形成的。”“小水珠是由饮料瓶子内部的水渗透出来的。”……

本环节立足生活实际创设问题情境，启发学生从常见的生活现象中提出问题，培养学生的问题意识。教师对学生提出的不相关甚至是错误的猜想不急于否定，而是鼓励学生大胆阐明自己的不同观点。

2.引发质疑批判，排除无关猜想

学生提出那么多不同的猜想，怎么确定下一步的探究方向呢？对此，教师要引导学生结合证据进行推理，对无关的猜想提出疑问和进行辨析，最终将其排除。

质疑与讨论（1）：有学生提出，镜片上产生的小水珠经常被认为是由人口中呼出的水蒸气凝结而成的，但是在其他场景中，没有人的参与，物体表面也形成了小水珠，所以可以排除猜想“小水珠是由人口中呼出的水蒸气形成的”。

质疑与讨论（2）：有学生对猜想“小水珠是由饮料瓶子内部的水渗透出来的”提出疑问，因为饮料瓶包装良好，没有外漏的问题，但是饮料瓶外壁上的小水珠在夏天很常见，从而判断出小水珠不是由饮料瓶中的水渗透出来的。

学生通过大胆质疑和讨论，排除无关猜想，接受“小水珠是由空气中的水蒸气形成的”的猜想。

在质疑与讨论环节，教师充分发扬民主精神，为学生营造敢于质疑、勇于批判的氛围。学生在合理推理的基础上，对同学提出的猜想提出疑问，并阐述自己的观点及判断依据。教师不急于指出学生观点中的错误，而是延迟判断，给足时间让学生充分辩论，培养学生批判质疑的勇气和能力。

3.巧设对比情境，激疑提出假设

在明确小水珠来自空气中的水蒸气后，学生开始向凝结条件的方向深入探究。教师创设情境并提出问题：“给每组提供一冷一热两个矿泉水瓶，冷的矿泉水瓶中盛有冰水混合物，水蒸气会在哪个矿泉水瓶表面形成小水珠呢？”通过一段时间的对比观察，学生很容易发现盛有冰水混合物的矿泉水瓶表面产生了小水珠，而盛有热水的矿泉水瓶表面并没有产生小水珠，从而引发关于凝结现象成因的思考。

教师引导学生针对现象进行差异分析，两个矿泉水瓶所处的环境条件相同，唯一的不同在于一个瓶壁凉、一个瓶壁热，从而对凝结现象的成因提出假设：水蒸气在凉的物体表面会形成小水珠。这里需要注意，两个矿泉水瓶应尽量盛满，否则在盛有热水的矿泉水瓶内壁上也会有小水珠产生，导致复杂程度增加，加大学生对凝结条件提出假设的难度。

这个环节中创设的情境与上一个情境呈现出层次性，问题从“小水珠从哪里来”过渡到“水蒸气会在怎样的物体表面形成小水珠”，由浅入深，贴近学生的“最近发展区”。学生基于证据，运用差异分析法，形成初步假设。

4.再现凝结情境，实证检验假设

提出凝结条件的初步假设后，进入假设的实证环节。教师创设情境并提出任务：“在每个小组的桌面上各放置一杯温水、一只常温的培养皿，捉住看不见、摸不着的水蒸气，让它们变成小水珠。”学生小组合作设计实验方案，在提出凝结成因假设的基础上，将一个凉的物体盖在温水杯上，水蒸气就可以在物体表面凝结出小水珠。在小组合作实验中，学生见证了水蒸气渐渐凝结的过程，同时验证了自己的初步假设，对凝结成因得出初步结论：水蒸气遇到凉的物体会凝结成小水珠。

本环节通过开展实验，激发学生的兴趣，让学生感受、见证水蒸气凝结的过程，为凝结概念的构建提供最直观的感性材料。同时，引导学生合理运用假设设计和操作实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。

5.巧设认知冲突再激疑，设计实验再探究

经过假设的提出和检验，学生对“水蒸气遇到凉的物体会变成小水珠”的初步结论非常信赖。于是，教师提出问题：“同学们对这个结论还有疑问吗？”有些学生经过思考，开始用质疑和批判的眼光审视这个结论。

（1）认知冲突引质疑，初步结论起争议

教师出示一杯常温水（自来水），邀请一位学生用凉的物体——常温培养皿，配合教师进行演示，并请全班学生推测培养皿上是否会出现小水珠。绝大多数学生根据上一个环节的经验，毫不犹豫地作出了“培养皿上肯定会出现小水珠”的判断。此时，进行实验操作的学生将凉的物体——常温培养皿放置在常温水杯上，然而等待了较长时间，小水珠却迟迟没有产生。这个现象引起了学生的高度关注和深入思考，他们对初步得出的实验结论产生了疑问。

将此环节的实验与上一个环节的凝结实验相比，进行差异分析，学生发现问题出在水的温度比上一个环节所使用的水温低。事实表明，凉的水蒸气碰到凉的物体无法产生小水珠。那么，应该怎样看待之前得出的结论呢？怎样才能使凉的水蒸气凝结呢？

（2）深度思考再假设，竞相实验再释疑

随着思考的深入，学生关注到水蒸气和物体的相对温度，聚焦“凉”这个相对概念，提出了“水蒸气需要遇到更凉的物体才会凝结”的新假设，并迫切地想要通过实证检验猜想。这是质疑促使探究的内驱力产生的表现。

各个小组纷纷根据自己的新假设设计实验，尝试使凉水产生的水蒸气凝结成小水珠。怎样获得温度更低的培养皿呢？这是学生在实验中遇到的困难。教师给予引导：“在培养皿中倒入温度更低的水来调节培养皿的温度，如可以使用第二个情境中的冰水混合物与常温水相融合，并使用温度计进行辅助测温，以控制培养皿的温度。”技术困难解决后，各个小组制造出不同温度的比水温更凉的物体。在大家的热切期盼下，小水珠渐渐凝结在一个个更凉的培养皿表面。学生欢呼雀跃，这是他们对自己得出的结论进行质疑获得成功的成就感，也是科学的魅力！

经过辨析，学生认识到之前的结论并没有错，但是之前对“凉”的认识较浅显，遮盖了小水珠凝结成因的实质。至此，在质疑、思辨和实证中，学生建构起凝结的概念，对凝结的条件有了更深入的认识。

三、思考与展望

质疑问难是发现问题、探求真知的开端。上述教学案例，教师重视培养学生的质疑与批判精神，通过创设质疑情境、引发认知冲突等策略，引导学生在基于证据的质疑和批判中，对科学知识进行主动建构，并引发学生的深度学习。

首先，注重营造民主、自由的学习氛围。对学生提出的不相关甚至是错误的猜想和假设，教师不急于否定，也不急于指出其中的错误，而是延迟判断；同时，给足时间和机会让学生充分辩论，鼓励学生独立思考，对猜想和假设进行质疑，大胆阐述自己的观点。

其次，精心创设具有递进性的质疑情境。如在知识的关键处、重难点处巧设情境，让学生在对比显著的现象差异和认知冲突中质疑和思辨。同时，教师提出的启发性问题由浅入深，形成梯度，每一个问题都贴近学生的“最近发展区”，促进学生认知的进阶。

再次，聚焦假设提出疑问。猜想与假设是根据已知知识和既有事实，对未知现象及规律做出的推测，是科学探究的先导。科学探究中，基于已有的认知提出假设，聚焦假设进行质疑与批判，能有效促进学生对科学知识的主动建构，引发学生的深度学习。

最后，正确引导实验探究，在实证中培养学生的理性思考能力和质疑精神。学生在一次一次的情境创设中提出假设，并进行验证、质疑、释疑，感受到做科学就是要有严谨的科学精神和实事求是的态度。

质疑与批判精神的培养是科学课程的重要内容与重要目标之一。只有充分理解质疑与批判精神与科学核心素养的内在关联，并采取行之有效的教学策略，才能将质疑与批判精神的培养有效融入科学学科教学中，提升学生的科学素养，促进学生的全面发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 焦润勇，叶成林.在科学探究中培养学生批判性思维：以苏科版物理“电能表和电功”一节科学探究活动为例[J].湖南中学物理，2021，36（12）：43-45.

[2] 肖建华.基于批判性思维的物理学科素养培养的教学实践[J].物理教师，2019，40（7）：5-8.

（责编 杜 华）