陳建姣

說(shuō)理能力的培養(yǎng)既是科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，也是社會(huì)的要求；既是科學(xué)課程的教學(xué)任務(wù)，也是需要發(fā)展的核心素養(yǎng).只有充分認(rèn)識(shí)到說(shuō)理能力的重要性，突破說(shuō)理運(yùn)用的知識(shí)細(xì)胞——概念，并放手讓學(xué)生進(jìn)行說(shuō)理能力的鍛煉，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生的說(shuō)理能力并在說(shuō)理能力的培養(yǎng)中，注意示范性、全體性、全程性和階段性.

1問(wèn)題的提出

初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）中指出：初中科學(xué)課程是體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的課程，科學(xué)是以多樣統(tǒng)一的自然界為研究對(duì)象的探究活動(dòng)，是建立在證據(jù)和理性思維基礎(chǔ)上的.科學(xué)探究是創(chuàng)造性思維活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)和邏輯推理相互作用的過(guò)程.課標(biāo)中也指出：通過(guò)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣，逐步形成用科學(xué)的知識(shí)、方法和態(tài)度去看待和解決個(gè)人與社會(huì)問(wèn)題的意識(shí).初中科學(xué)課堂學(xué)生說(shuō)理能力的培養(yǎng)，也就是培養(yǎng)學(xué)生在一定證據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的邏輯思維過(guò)程.因此說(shuō)理能力的培養(yǎng)也是科學(xué)課程的教學(xué)任務(wù)之一.

說(shuō)理能力是一種邏輯思維能力，這一能力可以通過(guò)初中科學(xué)教學(xué)得以提高，這一能力在公務(wù)員考試中得到了充分的體現(xiàn)，在一些單位的招考面試中也有相應(yīng)的測(cè)試題.因此，說(shuō)理能力也是核心素養(yǎng)之一.2015年，浙江省的初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試說(shuō)明中，將原來(lái)的“分析計(jì)算題”題型改為“解答題”，在“解答題”中設(shè)置了一定分值的文字描述說(shuō)理題.從中也不難看出對(duì)學(xué)生說(shuō)理能力的重視.

2培養(yǎng)說(shuō)理能力的策略

2.1認(rèn)識(shí)說(shuō)理重要性

無(wú)論是教師還是學(xué)生，只有充分認(rèn)識(shí)到說(shuō)理的重要性，才能著力踐行說(shuō)理能力的提高.說(shuō)理的重要性不僅可從科學(xué)的發(fā)展史中得以充分體現(xiàn)，也在實(shí)際要求中得到了充分的體現(xiàn).

2.1.1科學(xué)史中的說(shuō)理

科學(xué)發(fā)展史中很多例子都可見(jiàn)說(shuō)理的重要性，說(shuō)理也是科學(xué)的本質(zhì).如伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究.伽利略首先認(rèn)識(shí)到，物體實(shí)際下落的快慢是受到許多因素影響的.把一張小紙片和一枚硬幣從同一高度同時(shí)釋放，硬幣先落到地面.把紙片揉成一團(tuán)再重新做一次實(shí)驗(yàn)，兩者幾乎同時(shí)落地.前一個(gè)實(shí)驗(yàn)似乎表明物體下落的快慢與輕重有關(guān)，但紙片揉成團(tuán)后下落會(huì)變快，這表明物體下落的快慢還跟它的形狀有關(guān).而形狀的變化實(shí)質(zhì)是物體下落時(shí)受到空氣阻力發(fā)生了變化.——運(yùn)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)理.

面對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)，伽利略的思想方法是：認(rèn)識(shí)自然應(yīng)當(dāng)從最簡(jiǎn)單之處入手.從最簡(jiǎn)單的狀態(tài)去研究，獲得結(jié)果后再推進(jìn)到復(fù)雜的狀態(tài)，這是一種“以退為進(jìn)”的思想方法.于是他建立了一種理想化的落體運(yùn)動(dòng)：自由落體運(yùn)動(dòng).這種落體的初速度為零，而且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有受到空氣阻力.——建立思想方法中的說(shuō)理.

建立了自由落體運(yùn)動(dòng)概念之后，伽利略只用一個(gè)巧妙的思想實(shí)驗(yàn)，就否定了亞里士多德的觀點(diǎn).在他的代表作《關(guān)于兩種新科學(xué)的數(shù)學(xué)證明》一書(shū)中，他這樣寫(xiě)道（大意）：如果重的物體比輕的物體下落得快，那么，現(xiàn)在，我將一輕一重的兩個(gè)物體拴在一起讓它們下落.這樣，下落較快的物體由于被下落較慢的物體向上拖著而變慢，而下落較慢的物體則由于被下落較快的物體向下拖而變快.因此，整體的下落將比原來(lái)快的慢，而比原來(lái)慢的快.但是，兩個(gè)物體拴在一起顯然比原來(lái)重的物體更重，它的下落應(yīng)當(dāng)比原來(lái)快的更快.由同一前提竟然會(huì)推出兩個(gè)不同的結(jié)果.伽利略從這個(gè)佯謬中得出結(jié)論說(shuō)：只有假定物體下落的快慢與物體的輕重?zé)o關(guān)，才能消除這個(gè)矛盾.——運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理進(jìn)行說(shuō)理.

伽利略在理想實(shí)驗(yàn)之后，據(jù)說(shuō)當(dāng)年伽利略登上了位于比薩城奇跡廣場(chǎng)的一個(gè)斜塔上，在塔頂向下同時(shí)掉下輕重不同的球體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們都同時(shí)落到地面.——再次運(yùn)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)理.

2.1.2實(shí)際問(wèn)題中的說(shuō)理

物理學(xué)家勞厄說(shuō)過(guò)：教育無(wú)非是將一切已學(xué)過(guò)的東西都遺忘時(shí)所剩下的東西.學(xué)生獲得科學(xué)知識(shí)的過(guò)程，就是學(xué)生說(shuō)理能力培養(yǎng)的過(guò)程，成年后，學(xué)生會(huì)忘記很多具體的科學(xué)知識(shí)，但培養(yǎng)起來(lái)的說(shuō)理能力卻還在，而且對(duì)其工作、生活具有無(wú)比重要的意義.當(dāng)我們面臨具體問(wèn)題的時(shí)候，要試圖解決任何一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，不可能是憑空產(chǎn)生解決問(wèn)題的方法，而是會(huì)根據(jù)掌握的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)一系列的邏輯分析，形成的具有一定可行性的解決方法，也就是應(yīng)經(jīng)過(guò)充分的說(shuō)理.正因?yàn)槿绱耍壳霸诠珓?wù)員考試中，對(duì)邏輯說(shuō)理能力的考察給予了充分的重視.而且在一些企事業(yè)單位的面試中也會(huì)非常重視.如在面試中就出現(xiàn)了諸如以下的測(cè)試題：請(qǐng)問(wèn)在這間面試房間內(nèi)可堆放多少個(gè)乒乓球？請(qǐng)問(wèn)面試的這幢樓可堆放多少一元硬幣？這些面試題不是要求被面試者給出具體的答案，而是要考察被面試者具有的邏輯說(shuō)理能力有多強(qiáng).

2.2重視概念教學(xué)

物理學(xué)家勞厄說(shuō)過(guò)：重要的不是獲得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力.而理性思維就是運(yùn)用概念進(jìn)行思維，運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算.科學(xué)中的說(shuō)理也即運(yùn)用概念、公式進(jìn)行思維的過(guò)程，而公式是建立在概念基礎(chǔ)上的，概念是科學(xué)知識(shí)的細(xì)胞.因此，科學(xué)教學(xué)中要充分重視概念教學(xué)，并且應(yīng)使“正確建立概念”的重要性在學(xué)生頭腦中扎根.而在概念教學(xué)中，并不是所有概念都一樣重要，有的概念是尤其重要的.以“質(zhì)量”概念的教學(xué)為例，按找準(zhǔn)重要概念、解構(gòu)迷思概念、建構(gòu)科學(xué)概念、反思概念掌握四個(gè)步驟進(jìn)行概念教學(xué).

2.2.1找準(zhǔn)重要概念

在科學(xué)教學(xué)中涉及了體積、質(zhì)量和密度這三個(gè)概念，讓我們先理一理其中最為重要的概念.學(xué)生易把質(zhì)量與體積混為一談，誤認(rèn)為“體積大的物體就是質(zhì)量大的意思”，問(wèn)題就出在未能建立質(zhì)量的正確概念.質(zhì)量和體積都分不清，密度概念的正確建立就無(wú)從談起了.而且在今后的學(xué)習(xí)中，還會(huì)經(jīng)常涉及到質(zhì)量：Q=cmΔt，G=mg，溶解度和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等都是與質(zhì)量有關(guān)的.鑒于以上分析，不難看出“質(zhì)量”概念的重要性.

2.2.2解構(gòu)迷思概念

在質(zhì)量教學(xué)中，教師往往會(huì)從“由同種物質(zhì)構(gòu)成的大小不同的物體所含物質(zhì)的多少不同”引入質(zhì)量概念.學(xué)生頭腦中本來(lái)就誤認(rèn)為質(zhì)量與體積沒(méi)什么區(qū)別，老師這樣的教學(xué)可能會(huì)給學(xué)生留下錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)——體積大的物體，質(zhì)量就大.為了解構(gòu)學(xué)生的迷思概念，在教學(xué)中我們應(yīng)引起重視，并設(shè)法引起學(xué)生的認(rèn)知沖突.教學(xué)中可展示一大塊泡沫和一個(gè)體積為10 cm3的銅圓柱體，先讓學(xué)生判斷哪個(gè)質(zhì)量大，并讓可能答錯(cuò)的學(xué)生來(lái)回答，這時(shí)一般會(huì)有學(xué)生作糾正——泡沫比圓柱體占有的空間大，只表明它的體積大，而它們質(zhì)量的大小并不能用眼睛看出來(lái).為了讓學(xué)生留下深刻的印象，教學(xué)中可用實(shí)驗(yàn)室電子秤稱(chēng)一下它們的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)小塊圓柱體的質(zhì)量要比大塊泡沫的質(zhì)量大，也即這一銅圓柱體所含的銅比這一塊泡沫所含的泡沫要多.

2.2.3建構(gòu)科學(xué)概念

要完全建構(gòu)質(zhì)量概念，還需學(xué)生能理解“質(zhì)量是物質(zhì)的一種屬性，它不隨物體的位置、形狀、狀態(tài)和溫度的改變而改變”.質(zhì)量這一內(nèi)容是安排在分子之后學(xué)習(xí)的，我們可以引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面進(jìn)行理解.學(xué)生已經(jīng)知道水是由水分子構(gòu)成的，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生不難判斷“一密閉容器內(nèi)的水中的水分子多少及質(zhì)量是否會(huì)隨位置、形狀、溫度而改變”.但對(duì)于狀態(tài)變化的微觀本質(zhì)學(xué)生還不了解，我們不妨通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)突破：將用電子秤稱(chēng)過(guò)質(zhì)量的大半瓶水放入冰箱冷凍，結(jié)冰后取出觀察，并用電子秤稱(chēng)其質(zhì)量.發(fā)現(xiàn)其體積變大，質(zhì)量卻仍不變.教師此時(shí)可作一定的補(bǔ)充：水結(jié)冰時(shí)，只是分子間的空隙發(fā)生了變化，而水分子的多少并沒(méi)有改變，因此導(dǎo)致了體積的變化，而質(zhì)量并不改變.

這樣的教學(xué)，不僅讓學(xué)生理解了質(zhì)量是物質(zhì)的一種屬性，而且也理解了體積并不是物質(zhì)的一種屬性，體積會(huì)隨溫度、狀態(tài)等的改變而改變，這在今后學(xué)生學(xué)習(xí)Q=cmΔt和G=mg等時(shí)，就不難理解我們研究的Q和G并不是它們隨體積的變化，而是隨質(zhì)量的變化.

2.2.4反思概念掌握

對(duì)于概念的重要性還應(yīng)引起學(xué)生的足夠關(guān)注.在學(xué)生發(fā)現(xiàn)迷思概念時(shí)和建立科學(xué)概念后，都可適時(shí)提醒學(xué)生，概念是不能張冠李戴的，概念有明確的界定，概念有其本質(zhì)的內(nèi)涵.在學(xué)生運(yùn)用概念時(shí)，可能還會(huì)出錯(cuò).如在學(xué)習(xí)密度時(shí)，有的學(xué)生可能還會(huì)混淆質(zhì)量與體積而導(dǎo)致密度學(xué)習(xí)的障礙.因此，學(xué)生在錯(cuò)題反思時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生從概念是否準(zhǔn)確掌握角度進(jìn)行反思，而且這樣的反思也可作為全體學(xué)生反思的一個(gè)樣板，引導(dǎo)全體學(xué)生今后要多關(guān)注一個(gè)反思方向——概念.這樣，學(xué)生以后再學(xué)習(xí)、運(yùn)用概念時(shí)，會(huì)特別關(guān)注概念的重要性和準(zhǔn)確性.

2.3放手說(shuō)理鍛煉

學(xué)生說(shuō)理能力體現(xiàn)在說(shuō)理意識(shí)的強(qiáng)弱和說(shuō)理水平的高低.在教學(xué)中要善于培養(yǎng)說(shuō)理意識(shí)，通過(guò)多種手段培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)充分證據(jù)、進(jìn)行嚴(yán)密邏輯、運(yùn)用簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確的語(yǔ)言進(jìn)行說(shuō)理.

2.3.1觸發(fā)說(shuō)理意識(shí)

很多學(xué)生喜歡科學(xué)，是因?yàn)榭茖W(xué)中有實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)閻?ài)上了實(shí)驗(yàn)才愛(ài)上了科學(xué).但我們不能讓學(xué)生僅停留在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上，僅停留在從現(xiàn)象得出的結(jié)論上，還應(yīng)啟發(fā)學(xué)生去思考，培養(yǎng)學(xué)生的說(shuō)理意識(shí).如在《大氣壓強(qiáng)》一課中，很多實(shí)驗(yàn)都可說(shuō)明大氣壓強(qiáng)的存在，“杯中取袋”就是其中一個(gè)趣味性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn).教學(xué)中可讓學(xué)生先玩一玩“杯中取袋”： 將保鮮袋緊貼杯內(nèi)壁，并用橡皮筋按如圖1所示方法扎緊.慢慢用力拉保鮮袋，保鮮袋能被拉出嗎？

然后讓學(xué)生思考三個(gè)問(wèn)題：（1）保鮮袋很難從杯中拉出，是什么力阻礙我們將袋子拉出？ 這說(shuō)明了什么？（2）為什么保鮮袋未緊貼杯內(nèi)壁、未用橡皮筋扎緊時(shí)卻很容易被拉出來(lái)？（3）我們用了什么方法將大氣壓體現(xiàn)了出來(lái)？通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并思考解決以上三個(gè)問(wèn)題，學(xué)生便清楚地知道了，為什么該實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明大氣壓的存在，而且在說(shuō)理的基礎(chǔ)上還提煉出了方法：減小物體內(nèi)側(cè)的氣壓，從而將大氣壓體現(xiàn)出來(lái).其中的（2）就是培養(yǎng)學(xué)生說(shuō)理能力的一個(gè)典范，在教學(xué)中我們要看到這樣的增長(zhǎng)點(diǎn)的可能存在，并挖掘出來(lái)充分運(yùn)用，讓學(xué)生去思考為什么這樣是可以的，而不僅僅停業(yè)留在這樣做是可以的層面上，從而觸發(fā)學(xué)生的說(shuō)理意識(shí)，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)常要問(wèn)為什么，并努力說(shuō)明其中的道理.

2.3.2放手科學(xué)探究

科學(xué)探究過(guò)程是動(dòng)手和動(dòng)腦相結(jié)合的過(guò)程，教師要重視學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，關(guān)注他們的思維方式和行為方式，主動(dòng)思考問(wèn)題，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，思考事實(shí)證據(jù)和科學(xué)結(jié)論之間的關(guān)系，逐步養(yǎng)成質(zhì)疑、反思的科學(xué)思維習(xí)慣.在科學(xué)探究的各個(gè)要素中都可以放手讓學(xué)生說(shuō)理，特別是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、得出結(jié)論和反思分析等過(guò)程中.

（1）放手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).在電功率大小與哪些因素有關(guān)的探究中，直接讓學(xué)生理解正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并不難，但此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還能發(fā)揮其他價(jià)值嗎？在教學(xué)中，不妨讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生的設(shè)計(jì)方案如下：方案一是通過(guò)改變電源電壓以改變燈泡兩端的電壓；方案二是通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變通過(guò)燈泡的電流，而電源電壓保持不變

以上兩個(gè)方案能用來(lái)研究電功率與電壓、電流的關(guān)系嗎？讓學(xué)生在設(shè)計(jì)后進(jìn)行說(shuō)理，通過(guò)說(shuō)理，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了并未控制好變量，即在兩個(gè)方案中對(duì)燈泡而言，電壓與電流是同時(shí)變化的.那么如何控制變量呢？學(xué)生若設(shè)計(jì)不出正確的方案，可直接參考教材中的方案，將兩個(gè)規(guī)格不同的燈泡串聯(lián)來(lái)控制電流相同，將兩個(gè)規(guī)格不同的燈泡并聯(lián)來(lái)控制電壓相同，這樣一來(lái)，學(xué)生就能深刻理解控制變量的意義及如何實(shí)現(xiàn)變量的控制了.

（2）放手得出結(jié)論.在研究動(dòng)能與哪些因素有關(guān)的探究中，不僅要在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)放手，還需要在得出結(jié)論時(shí)放手.在學(xué)生得出的結(jié)論中，會(huì)出現(xiàn)一些不正確的結(jié)論：在物質(zhì)的質(zhì)量相同時(shí)，物體被舉得越高，動(dòng)能越大；在高度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；在物體的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體把物體B撞得越遠(yuǎn)；在物體的質(zhì)量越大時(shí)，速度越大的物體將物體B撞得越遠(yuǎn).若犯以上錯(cuò)誤中是對(duì)變量的控制不理解，對(duì)現(xiàn)象與結(jié)論不能進(jìn)行區(qū)分.放手讓學(xué)生自己得出結(jié)論，則會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生中存在的問(wèn)題，此時(shí)再讓學(xué)生來(lái)說(shuō)一說(shuō)以上說(shuō)法為什么是錯(cuò)誤的，這樣對(duì)實(shí)驗(yàn)的思路則會(huì)更清晰，也理清了結(jié)論與現(xiàn)象的關(guān)系.

（3）放手反思分析.在測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)這一探究活動(dòng)中，學(xué)生測(cè)出來(lái)的值可能與理論值會(huì)不一樣，為提高說(shuō)理能力，可讓學(xué)生分析說(shuō)明測(cè)量結(jié)果偏大或偏小的原因.像這樣的誤差分析，是很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的，因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果偏大或偏小也就是兩個(gè)不同的方向，不過(guò)，只要有嚴(yán)密的邏輯思維過(guò)程也就不容易錯(cuò)了.所以，在教學(xué)中要經(jīng)常給學(xué)生這樣的機(jī)會(huì)鍛煉.

（4）放手學(xué)生說(shuō)題.在習(xí)題教學(xué)中，我們習(xí)慣于教師為主導(dǎo)，往往忽略了學(xué)生的主體性.放手讓學(xué)生說(shuō)題，特別是說(shuō)“為什么這個(gè)答案是正確的？”“為什么會(huì)想到這樣做？”這樣的分析說(shuō)理，不僅能充分體現(xiàn)學(xué)生為主體，更是突出了思維能力的培養(yǎng)，特別是邏輯思維能力的培養(yǎng).

3培養(yǎng)說(shuō)理能力的注意點(diǎn)

3.1示范性

教學(xué)中要做好如何說(shuō)理的示范，特別注意說(shuō)理時(shí)要有充分的證據(jù)，說(shuō)理要有嚴(yán)密的邏輯思維過(guò)程，說(shuō)理的語(yǔ)言要簡(jiǎn)潔、規(guī)范.

3.2全體性

教學(xué)要面向全體，說(shuō)理能力的培養(yǎng)也要面向全體，不過(guò)，學(xué)生的思維能力的基礎(chǔ)不同，所以對(duì)不同層次學(xué)生的要求也應(yīng)不同，在教學(xué)中要關(guān)注到全體，對(duì)各個(gè)層次學(xué)生要區(qū)別對(duì)待.

3.3全程性

在科學(xué)教學(xué)的全程中，都可對(duì)學(xué)生進(jìn)行說(shuō)理能力的培養(yǎng)，要不斷改進(jìn)教學(xué)，以更好地培養(yǎng)說(shuō)理能力.

3.4階段性

在不同階段，學(xué)生的說(shuō)理能力發(fā)展水平是不同，因此，在教學(xué)中，不能操之過(guò)急，要循序漸進(jìn).