物理教學中學生猜想與假設能力的培養

葉德美

摘要：新課程改革強調改變學生的學習方式，提倡開展以探究式學習為核心的多樣化學習，猜想與假設是探究式學習的重要環節，它決定了科學探究的方向。因此，物理教學中要引導學生依據物理知識、客觀事實和科學理論對探究的相關物理問題作出猜想與假設，讓學生逐漸學會猜想與假設的方法，提高猜想與假設的能力，有效地培養學生的發散思維品質。本文在認識猜想與假設重要性的基礎上，從教學中出現的問題入手，探討教學中培養學生猜想與假設能力的一些策略。

關鍵詞：猜想與假設能力；物理教學；猜想方法；實施策略

科學探究是重要的學習方式，也是物理新課程的重要內容。基礎教育課程改革強調過程和方法的學習，強調改變學生的學習方式，提倡開展以探究式學習為核心的多樣化學習，而猜想與假設是探究式學習的核心環節和要素，也是在課改中較難攻克和實現突破的一個環節。在課程標準中，對科學探究能力中猜想與假設環節作出這樣的基本要求：嘗試根據經驗和已有知識對問題的成因提出猜想，對探究的方向和可能出現的實驗結果進行推測與假設，認識猜想與假設在科學探究中的重要性。為了讓學生達到這些基本要求，物理教學應突破探究式學習實施中的瓶頸，努力探索提高學生猜想與假設能力的有效途徑，使科學探究更有效地實施。

一、猜想與假設在科學探究中的作用

1.猜想與假設是科學結論的先導。因為，猜想與假設對解決問題的方案作了一定的預見性思考，為收集信息、分析和解釋信息提供了一個大致的框架。如果猜想與假設一旦能得到實驗結果的支持，它就可能發展成為科學的結論。所以，猜想與假設能幫助探究者明確研究的內容和方向，指導探究沿著預定目標展開，避免探究的盲目性，在科學探究中起著承上啟下的作用。

2.猜想與假設是思維訓練的載體。以猜想與假設為核心的物理探究式學習，既注重學生學習的結果，更注重學生學習的過程。猜想與假設是依據已有的物理相關資料、客觀事實和科學理論，對探討的物理問題解決所做出的一種或幾種可能的猜想與假設、推理與判斷，盡情地發揮自己的想像力，并據此制定探究計劃和設計實驗，完成探究活動的過程。學生通過猜想與假設，可以逐步形成一種較強的思維能力、批判能力，一種分析問題、解決問題的能力，一種創新和實踐能力。

二、實施猜想與假設易出現的問題

猜想與假設是科學探究中首要且十分重要的環節。具有讓學生突破思維定勢，形成批判的認識問題、分析問題、解決問題的能力，提高學生思維創造力的作用。然而，兩年跟蹤新課程教學的情況反映，目前在物理課堂中，實施猜想與假設有一定的難度，常會遇到下面的問題。

1.學生不會猜想。怕猜想。不敢猜想。一方面由于他們習慣了老師說什么就是什么，另一方面他們怕說錯了，受到老師的指責或同學的嘲笑；更有一部分學生不知所從，人云亦云成了陪客。

2.學生懶于猜想或作虛假猜想。現行教材，為了保證探究的知識性、系統性、完整性，最后幾乎都有明確的探究結論，教師指出問題后，學生直接從書上找結論，或者學生在預習后，已經知道結論。使猜想這個環節成了虛設。

3.學生猜想不著關鍵點，教師越俎代庖。學生對日常生活中的物理現象缺乏細致的觀察，甚至熟視無睹，極少去思考所看到的現象，加上學生知識面有限，因此，在猜想時缺乏必要的感性經驗，就無目的、無根據地胡思亂猜。若所有的猜想都設計實驗去驗證，顯然課堂上的時間不夠，教師不等學生們說完就直接拿出事先準備好的猜想與假設直奔主題。

4.學生猜想結果與教師設想差距過大。當老師真正放手讓學生進行科學探究時，由于種種原因，猜想的結果經常出乎老師的意料，從而使精心準備的教學過程被打亂，致使老師弄得措手不及，甚至下不了臺，所以部分教師對科學探究心存畏懼、敬而遠之。

針對以上的問題，老師應針對自己學生的實際。講究策略，從遠處著想近處人手，教給猜想的方法，培養猜想的習慣，讓學生學會猜想、敢于猜想，提高全體學生的猜想與假設能力。

三、提高學生猜想與假設能力的策略

物理教學的一個最重要任務，就是要教會學生學習方法，培養他們的創造能力，使他們形成一定的物理思想。在學生猜想環節上，教師要創設情景，激發學生求知欲望，誘導學生提出可能的猜想，引導學生在了解背景知識下，針對研究的課題，猜想問題的成因或猜想研究結果會是什么。猜想不可能一下就找到問題的癥結，有的正確，有的可能不正確，要鼓勵學生大膽猜想，但不能讓他們瞎猜、亂猜，應該教會他們運用已有的經驗和知識對問題中的事實尋求可能解釋的過程。因此猜想要有一定的依據和方法。

1.教師要引導學生學會猜想的方法

在物理教學中科學猜想與假設過程其實和科學研究一樣有兩種基本的方法，第一種是實驗方法，另一種是理論分析方法。實驗方法可以有下述幾個步驟：(1)明確研究本課題的目的和要求。(2)大膽進行“科學猜想”。(3)對猜想結果進行討論，去繁求精。而理論分析方法應該有以下步驟：(1)有關物理定義的闡述。(2)定義中關鍵詞的分析。(3)針對定義中的關鍵詞進行猜想。(4)對猜想進行結果討論，去偽存真，去繁求精。圍繞這兩種方法的操作步驟，在課堂探究實施猜想與假設環節時，應該力求讓學生運用物理思維方法與應用物理研究方法的統一，引導學生融具體步驟與思維過程之中。

(1)直觀猜想法。就是充分利用視覺聽覺等作用，對所研究的事物進行實驗，根據觀察到的現象直接提出猜想。這種方法一般按提出問題一憑直覺去感覺一提出猜想與假設的程序進行操作。如在研究光的折射中折射角和入射角的關系時，讓學生憑直覺馬上作出猜想。

(2)歸納猜想法。就是通過某類物理對象中一些個別對象具有某種屬性，而猜想該對象全體都會具有這種屬性。即利用不完全歸納法。這種方法的操作程序是：提出問題→搜索事實→歸納分析→提出猜想與假設。如在探究“影響蒸發快慢的因素”這一規律時，通過提出問題和搜索事實后，進行歸納分析，再提出猜想與假設。

(3)類比猜想法。就是把若干相似或不同的事物放在一起比較，從舊事物的已知屬性去猜想新事物也可能具有相似或不同的屬性。類比法通常采用提出問題一運用已有經驗一類似聯想一提出猜想與假設。如在猜想通電導體在磁場中受力運動方向與什么因素有關，首先指出通電導體是一個特殊的磁體，然后用磁體與磁體之間的作用來類比磁場對通電導體的作用，讓學生展開聯想來猜想就顯的容易多了。

(4)逆向思維法。就是從結論或現象開始，倒著思考問題，來猜想產生這一結果或現象的原因或條件。此法的操作程序為：提出問題一回憶相反問題的結論一對相反問題的結論進行反方向思考一提出猜想與假設。如讓學生回憶增大物體的內能的方法有“讓物體吸熱和對物

體做功”后，再讓學生提出減小物體內能方法的猜想“讓物體放熱和讓物體對外做功”。

(5)控制變量法。就是對影響研究對象的各個變量限定條件逐一進行猜想。這一方法的操作程序是：提出問題→控制變量→運用經驗或事實→提出猜想與假設。如探究感應電流時，猜想感應電流方向與哪些因素有關；探究浮力時，猜想決定浮力大小的因素等，都要運用控制變量法來實施。

2.教師要為學生的猜想與假設作合理的點撥

在物理教學中，有的假設觀點多，驗證的方法多樣，在課堂上逐一予以驗證難以做到，時間也不允許。因此，猜想過程中老師要適當點撥，盡可能讓學生進行思維發散，然后引導學生進行科學合理的分析、推理、比較、形成假設。如“探究影響電磁鐵磁性強弱的因素”的活動中，要引導學生抓住“電磁鐵是通電的，通電時有磁性，斷電時無磁性”和“電磁鐵是由一匝匝的漆包線組成的”這兩個猜想的基礎，然后來猜出“電磁鐵的磁性強弱”可能與“電流大小”和“匝數的多少”這兩個因素有關，進而引導學生運用“控制變量法”來分析。要看其中的一個因素是否能夠影響電磁鐵的磁性，就要對另一個變量進行限制，最后形成合理的假設：在電磁鐵線罔的匝數一定的條件下，如果通過電磁鐵的電流越大，則電磁鐵的磁性越強；在通過電磁鐵的電流一定的條件下，如果電磁鐵線圈的匝數越多，則電磁鐵的磁性就越強。

探究活動中，老師作為引領者，在充分尊重學生假設的基礎上，要平和而合理地引導學生圍繞假設展開討論，讓學生明白假設雖多，但有的是重復的，需要概括整理，這樣才能使驗證的目標更明確，避免重復驗證和盲目驗證。所以老師的適時適當的點撥可讓學生少走彎路，減少猜想的偏差。然而，點撥過多就會束縛學生的思維，點撥過細就會代替學生的思維，學生的自主探究與學生間的合作探究就會成為空話。因此，老師的點撥要有合理度。把握這個合理度要做三件事，首先，要創設情景，如例舉學生熟悉的生活經驗、有趣的物理現象、學生身邊的物理信息等；其次，要將問題分解，先提出一個小問題，得出結論，再提出新問題，解決新問題，完善結論：第三，要組織反思，對學生作出的各種猜想通過討論反思，逐一剖析，引導學生去偽存真。保留有意義的猜想開展有效的探究。

3.老師要為學生的猜想與假設作材料的準備

“巧婦難為無米之炊”。同樣，材料對物理課來說不可或缺。一個開放的、探究性的課堂，物理老師要作大量的準備工作，尤其是材料的準備。學生對提出的問題猜想不出的原因是缺乏必要的事實依據，那么教師可以主動地提供材料。例如，“自由落體運動”教學中，學生往往提出這些猜想：越重的物體下落得越快，越輕的物體下落的越慢；兩物相加時更重，下落的就更快，或者兩物相加后重物下落受到輕物的牽制，下落比原來的更慢。為了引導學生產生正確的猜想，教師要準備足夠的材料來滿足學生提出各種各樣猜想的驗證需求或閱讀討論的需求。否則，就會出現“其它觀點請同學們課后想辦法去驗證”的尷尬局面。

在探究式課堂中。教師應充分準備，考慮周全，不但要考慮學生可能提的問題及由問題產生的假設，還要對學生提出的其它假設取向作好相應的材料準備。包括實驗時可供探究的實物材料、相關資料或圖片等。實踐表明，提供材料的方法能較好地幫助學生猜想，也能較好地體現新課程理念下教師“導”的作用。

4.教師要為學生的猜想與假設作適時的鼓勵

牛頓說：“沒有大膽的猜測，就做不出偉大的發現”。美國著名教育改革家布魯納反復指出：“為了學習怎樣在最后作出聰明的推測，是否應該鼓勵學生猜想呢?也許有某種情境，其間猜想是相宜的，并且可以促使直覺思維向合理程度發展。……直截了當地說，應該給學生一定的訓練，認清猜想的合理性。”教學中要抓住有關的內容或有利時機，給學生充分的時間，鼓勵學生大膽猜想或假設，培養并保持學生猜想的興趣，激勵學生在學習物理過程中從各個角度去思考養成這種思考與假設的意識。

學生提出的假設是沒有好壞之分的，尤其是被驗證之前。在課堂上對待學生的假設要有足夠的信心和耐心，不能符合教師意圖的就板書，作為驗證目標，不符合的就置之不理。要知道學生不管提出了什么樣的猜想，都證明他們在積極參與，認真思考。我們所做的就是真誠地去維護、激發學生積極思維。所以，教師應自始至終作為中立者和欣賞者，尊重學生的猜想，讓學生真正體驗猜想的樂趣，養成敢猜想、樂假設的習慣。

5.教師要為學生的猜想與假設建立評價檔案

為了促進物理新課程實施，改變重結論、輕過程，重積累、輕探索的舊教學觀念，關注學生在探究過程中的發展變化，促進學生的全面發展，在新的發展性評價體系中，學生對探究問題提出過哪些猜想與假設，就成了課程評價的指標之一。在課堂教學中對學生提出的優秀的、科學的、創新性的猜想不但給予及時的肯定和表揚，而且要記入學生的成長檔案，平常的猜想練習題和考試中的創新題都是對猜想、探究、驗證猜想的過程性評價，老師都應予以記錄和評價，改變過去只評價結果的做法，鼓勵學生敢想敢做。

總之，猜想與假設在物理教學中具有不可忽視的作用，它具有一定的科學性，創造性，具有較強的推測性。在教學中具有很好的理論價值和實踐意義。本文以新課程理念和《物理課程標準》等為理論依據，從教學中存在的問題出發，初步探討了對學生猜想與假設能力培養的策略與做法。盡管研究的深度還不夠，但不容置疑的是，將促進科學探究的實施，將有利突破制約探究式學習實施中的瓶頸問題。應該相信，只要老師多動腦筋，善提問題、巧設情景、合理引導，讓學生在探究中學會猜想，在猜想中學會探究；讓學生在成功的猜想中享受喜悅，在錯誤的猜想中學到知識。

參考文獻：

[1]靳玉樂.探究教學的實施《探究教學論》[J].重慶：西南師范大學出社，219-256.

[2]中華人民共和國教育部.物理課程標準[S].北京：人民教育出版社

[3]廖伯琴張大昌.義務教育《物理課程標準解讀》[M].武漢：湖北教育出版社34-36.

[4]閆金鐸張維善等.初中物理《新課程教學法》[M].北京：開明出版社，2003.11.

[5]謝斐.也談物理探究中的“猜想”[J].中學物理2005.10.

[6]張欣.對探究要素——“猜想與假設”如何操作的探討[J].中學物理.2005.02.

[7]劉維建.談談“猜想”[J].中學物理.2004.05.

[8]龍光水.淺談物理教學中猜想的運用[J].中學物理.2004.04.