循证思维作为小学科学课程中推理论证的核心方法论,鼓励学生寻找、评估整合相关证据、利用可靠证据验证观点,在培养学生批判性思维和解决问题的能力上发挥着重要作用,是学生认识世界和建构知识的重要工具。在科学学习活动中,学生基于证据与逻辑,对客观事物开展循证探究也是科学建模的过程。同时,在科学教学中,以循证的方式引导学生构建和应用科学模型,可以帮助学生更好地探究事物的本质属性、内在规律及相互关系,从而促进学生科学素养的提升。 一、模型建构教学现状透析 模型建构和推理论证作为《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称《新课标》)中核心素养的核心——科学思维的二级指标[1],受到广泛的关注。然而,当前教学实践仍存在“形具而神离”的突出问题,究其根源,主要体现于以下三方面矛盾: 其一,原型认知与证据链断裂。在抽象原型向科学模型转化的教学中,教师常以简化模型直接替代探究过程,忽视引导学生通过观测数据等多模态证据自主建构模型。这种“去情境化”的教学设计,导致学生实证意识培养不足,难以理解模型校准的科学逻辑。 其二,跨学科思维与分科壁垒的冲突。科学建模本质上需要融合数学比例运算、工程空间设计、艺术可视化等多维认知工具。但现有分科教学模式下,学生仅能调用单一学科知识,无法整合数学中的比例尺计算、美术中的立体造型等证据完成系统性建模,致使模型与真实原型的复杂结构严重脱节。 其三,浅层操作与深度论证的失衡。《新课标》强调培养学生的模型应用迁移能力,但多数课堂止步于模型制作的技术指导,缺乏真实性论证情境的创设。学生虽能复现模型外观,却无法在结构化论证中阐释模型与原型的内在一致性,思维发展停留于低阶水平。 二、循证思维下模型建构教学的价值定位 循证思维与模型建构的深度融合,正是破解上述困境的关键路径。从认知发展规律看,小学高段学生已具备初步的实证意识萌芽,但尚需通过“证据获取—整合验证—实践论证”的完整认知链条,实现从碎片化经验到结构化认知的跨越性转化。以教科版小学科学教材六年级下册“八颗行星”教学实践为例,学生对行星基本特征的掌握并非终点,更重要的是在问题情境的驱动下,经历“用证据反驳错误模型—用数据建构科学模型—用实践迭代优化模型”的三阶思维进阶,真正理解科学模型作为“解释现实世界工具”的本质属性。这种教学范式能为学生提供“像科学家一样思考”的实践场域,使其在证据筛选、逻辑推理、模型迭代中,逐步形成尊重事实、理性质疑、系统建构的科学素养,为高阶思维发展奠定基石。 基于上述现状分析以及循证实践和模型建构教学互相辉映的价值定位,笔者结合《新课标》与学生思维认知,设计了“三构三证”教学策略:“三构”指向模型建构教学,包括“解构原型”“建构模型”“重构模型”;“三证”指向循证思维教学,包括“聚焦寻证”“整合验证”“实践论证”,从而完整地构成了基于循证思维的“三构三证”模型建构教学策略。本文以教科版小学科学教材六年级下册“八颗行星”为例,对其进行了实践探索。 三、“三构三证”教学策略例析 《新课标》中对高段学生关于模型建构的要求为:能使用或建构模型,解释有关的科学现象和过程。“八颗行星”作为模型建构教学的典型课例,需要学生建立八大行星的位置关系、大小关系、距离关系。复杂抽象的天体对于学生来说存在一定的认知难度,而基于证据进行模型建构则可以帮助学生加深对原型的理解,并解释科学问题。但在实际教学过程中,参考教材中利用纸带建立八颗行星的平面距离模型意义不大,模型与原型的关联度不够强烈,平面模型无法真实还原立体的行星空间。基于此,尝试将单课时的科学学科教学与跨学科主题学习相融合,突破分科教学的学科壁垒,开展了以“为学校科技展厅搭建一个能代表真实比例大小和距离比例关系的八颗行星模型”为驱动性问题的模型,建构跨学科微项目学习,并基于循证思维探索了“三构三证”教学策略在小学科学模型建构教学中的实践运用。 (一)解构原型:情境映射,聚焦寻证 解构原型是模型建构的首要条件,教师要帮助学生建立起模型和原型的纽带,引导学生寻找新证据以促进对原型的理解。教师可以提供具象化的真实情境,让学生分析已有证据经验和既定事实之间的矛盾,引发学生的认知冲突,有效激发学生寻找新证的学习动机和探索欲望,为后续模型建构夯实基础。 1.关联生活体验,创设情境证据 刘徽教授指出,真实性问题情境是指在学校教育中为培养学生解决实际问题的素养而创设的情境[2]。可见,真实情境的创设能有效打通学校教育和现实世界的通道,也能极大地激发学生寻找证据的内驱力,为学生创造性地运用学校教育中所习得的知识去论证未来真实生活问题提供了空间。 本课是六年级“宇宙”单元第二课,此前,学生对太阳系中的天体有了初步认识,知道了八大行星是太阳系大家族的一员。于是,课堂上,教师带学生参观多功能教室走廊上的宇宙展厅,近距离感受八大行星的特征。 以上创设的真实情境,建立起学科知识与生活体验的关联,也让学生近距离提取到情境信息:八大行星表面特征和大致的位置,此为情境证据;同时调用原有认知:地球是太阳系中距离太阳的第三颗行星,此为原有证据。基于以上情境证据,学生在脑海中初步形成模型的预设,搭建起模型与现实世界的桥梁,为后续寻找新证打下基础。