物理教學(xué)中學(xué)生猜想能力的培養(yǎng)

顧本忠

摘 要：猜想是物理智慧中最活躍的成分，對學(xué)生猜想能力的培養(yǎng)，是物理探究過程中的一個重要環(huán)節(jié)。本文就探究式教學(xué)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力作簡要闡述。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；探究；猜想；能力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-61

48(2006)12(S)-0013-2

《初中物理課程標準》指出：在物理教學(xué)過程中，要讓學(xué)生“嘗試根據(jù)經(jīng)驗和已有的知識對問題的成因提出猜想，對探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果進行推測和假設(shè)”。科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，又是重要的教學(xué)方式之一，而在科學(xué)探究的諸多步驟中，猜想這一步驟有著舉足輕重的地位。牛頓曾經(jīng)說過：“沒有大膽的猜想，就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)。”猜想、推測和假設(shè)是根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗和知識，尋求對問題發(fā)生的可能性的解釋，同時猜想應(yīng)該明確方向性，有目的、有計劃地進行。在實際教學(xué)中教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽猜想，將科學(xué)猜想和科學(xué)推理相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的想象力和分析歸納能力，敢于質(zhì)疑，敢于創(chuàng)新，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。本文就在物理教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生進行猜想，如何使學(xué)生猜想的內(nèi)容更接近于實際作簡要的闡述。

1 豐富感知，積累猜想的素材

學(xué)生對提出的問題進行猜想的過程應(yīng)是對頭腦中已存信息分析處理和加工的過程，因此在猜想之前學(xué)生必須具備一定的生活經(jīng)驗和知識。例如，在學(xué)習(xí)并聯(lián)電路電流特點時，讓學(xué)生猜想并聯(lián)電路干路中的電流和支路中電流的關(guān)系。如果學(xué)生對水流中干流與支流的關(guān)系有一定的認識，則猜想較容易。再如，在猜想哪些因素影響滑輪組機械效率時，如果學(xué)生對有用功、額外功及總功的概念沒有弄清楚，則很難猜想出影響滑輪組機械效率的因素有哪些。

必要的知識和經(jīng)驗是學(xué)生進行猜想的重要基礎(chǔ)，沒有一定的知識和經(jīng)驗，猜想只能是鏡中花、水中月。因此，教師在平時的教學(xué)中應(yīng)當注意培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓學(xué)生處處留心生活中的一些物理現(xiàn)象，對于書本上的一些必要的基礎(chǔ)知識一定要充分的理解和掌握。筆者在教學(xué)中一是要求學(xué)生寫物理日記，將自己觀察到的一些現(xiàn)象用一句或幾句話寫下來；二是根據(jù)學(xué)生的實際和教學(xué)的需要，編制一些學(xué)生在日常生活中能觀察到的現(xiàn)象，讓學(xué)生平時就進行有意識、有目的的觀察，同時要求學(xué)生對觀察到的現(xiàn)象和提出的問題進行初步的思考，積累一定的經(jīng)驗和知識，為進行科學(xué)合理的猜想打下基礎(chǔ)。

2 構(gòu)建橋梁，把握猜想的方向

猜想是探究式學(xué)習(xí)中非常重要的一步。對于猜想，很多人認為只要是學(xué)生猜想到的都值得研究，哪怕學(xué)生猜想是錯的，也要沿著這個方向探究下去，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，學(xué)生肯定會有收獲。這種觀點確實有道理，但由于課堂教學(xué)受時間、空間、實驗器材、學(xué)生經(jīng)驗和認知水平的限制，真正按上述觀點來實施教學(xué)是很困難的。

如在“電磁鐵”一節(jié)的教學(xué)中，教師若不加任何引導(dǎo)，讓學(xué)生猜想電磁鐵的磁性強弱可能與哪些因素有關(guān)，學(xué)生猜想出的因素可能有電壓、電流、線圈的電阻、制作線圈導(dǎo)線的材料、長度和橫截面積、線圈的匝數(shù)、直徑以及鐵芯的粗細、形狀、長度等。若任由學(xué)生針對猜想出的所有因素逐一研究，不僅時間和器材不允許，而且也沒有必要這樣做。課堂教學(xué)中學(xué)生的猜想過程應(yīng)當由教師激發(fā)而產(chǎn)生的，并由教師適當引導(dǎo)其猜想方向。在猜想前教師可以提出這樣兩個問題讓學(xué)生回答：①導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)?②電路中電流的大小與哪些因素有關(guān)?橋梁一構(gòu)建，學(xué)生在猜想時就會將制作線圈導(dǎo)線的材料、長度和橫截面積等因素歸結(jié)為線圈的電阻，進而將電壓、電流、線圈的電阻等因素歸結(jié)為電流。對于其它的因素教師再加以適當?shù)恼f明，經(jīng)老師這樣一“導(dǎo)”，學(xué)生研究目的性就更加明確，就能更好地體驗科學(xué)探究的過程。當然，教師引導(dǎo)時也不能牽著學(xué)生的鼻子走，因為探究式教學(xué)的目的就是要培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的愿望，培養(yǎng)學(xué)生的自主能力，過多的引導(dǎo)則束縛了學(xué)生的個性發(fā)展，讓學(xué)生“主動參與，自主探究”就成了一句空話。

3 積極嘗試，掌握猜想的方法

在課堂教學(xué)中，教師放手讓學(xué)生猜想，可能會遇到兩種尷尬的局面，一是學(xué)生怎么猜也猜不到點子上，二是學(xué)生的猜想漫無邊際。怎樣避免這兩種情況的發(fā)生呢?這有賴于教師在教學(xué)過程中不斷摸索和總結(jié)。本人在實施探究式教學(xué)的過程中總結(jié)了一些猜想的方法，讓學(xué)生積極

嘗試，取得了較好的效果。

①類比猜想法利用兩個不同的事物之間某種相似的特(屬)性，進行類比猜想，這是常用的猜想方法之一。例如前面我們談到的利用水流來類比電流，從而猜想出并聯(lián)電路的電流特點。

②聯(lián)系猜想法在學(xué)習(xí)新知識的時候，可以借助已有的與其相似知識相比較找出它們的聯(lián)系。例如在學(xué)習(xí)功率時猜想怎樣來比較一個力做功的快慢，如果讓學(xué)生聯(lián)系怎樣比較物體運動的快慢，學(xué)生的猜想方向自然就明朗了，馬上就會想到可以用單位時間做功的多少來比較。

③歸納猜想法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具有這種屬性。新課改注重“從生活走向物理，從物理走向社會”，所以物理學(xué)的很多知識是通過觀察自然界的現(xiàn)象，進而歸納得來的。如在學(xué)習(xí)降低溫度是使氣體液化的一種方法時，就可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活中常見的液化現(xiàn)象，由學(xué)生自己歸納并提出猜想。

④逆向猜想法逆向猜想法就是從結(jié)論或現(xiàn)象開始，倒著思考問題，來猜想產(chǎn)生這一結(jié)果或現(xiàn)象的原因或條件，即利用逆向思維的方法來實現(xiàn)猜想。物理學(xué)史表明，逆向猜想在物理學(xué)的發(fā)展中起了重要的推動作用，由此建立和發(fā)現(xiàn)了許多重要的物理定律。例如在分析影響機械效率大小因素時，可以從機械效率的計算公式入手，分析有用功和總功分別包含哪些部分，就可以找到影響機械效率的因素有哪些。

⑤對比猜想法對兩個不同的現(xiàn)象(或過程)進行比較，找出不同點和相同點，從而進行猜想。

例 生活中，常會見到物體從高處下落的運動，如用手拿著一個鐵球和一張紙片，從同一高度同時釋放鐵球和紙片，我們看到鐵球先落地，紙片后落地，如圖（a）所示；美國宇航員大衛(wèi)·斯科特在登上月球后，從同一高度同時釋放錘子和羽毛，看到它們同時落到月球表面，如圖(b)所示。

通過對圖(a)與圖(b)提供的情景的對比，

(1)使我們知道造成紙片比鐵球下落慢的主要原因是______________________________

(2)可以得出的結(jié)論是_________________

參考答案：(1）空氣阻力的作用(2)在沒有空氣阻力的作用時，地面上的任何物體下落的快慢相同。

分析 相同點：圖a和圖b所用的兩個物體的質(zhì)量不同，所受的重力不同，因此質(zhì)量、重力不是造成圖a中紙片下落慢的原因。不同點是地球周圍有大氣層，而月球上沒有，因此空氣的阻力才是造成紙片比鐵球落慢的主要原因。

⑥推理猜想法推理猜想法就是從已有的知識或經(jīng)驗出發(fā)，對研究對象的外部因素和內(nèi)部因素進行分析，經(jīng)過一系列的思維推理過程，得到對問題可能性的解釋。

例 一個氫氣球松開手，升入高空，氫氣球最終會怎樣呢?

參考答案：氫氣球會爆炸；氫氣球靜止于某一個高度。

分析 氫氣球上升時高度增大，它受到的大氣壓減小，氣球會膨脹，最終會爆炸；從另一個角度分析，越往上空氣的密度越小，氣球受到的浮力越小，在浮力和重力相等的高度，由于慣性上下往復(fù)運動一段時間，最終會靜止在該高度。

需要指出的是思維定勢即習(xí)慣性思維，在許多情況下能使學(xué)生在學(xué)習(xí)與舊知識類似的知識時，得以較快的理解和掌握，獲得較好的學(xué)習(xí)效率。但也有其消極一面，容易使學(xué)生因循守舊，妨害思維的靈活性和創(chuàng)造性，因此在教學(xué)中必須培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。

猜想是物理智慧中最活躍的成分，對學(xué)生猜想能力的培養(yǎng)，是物理探究過程中的一個重要環(huán)節(jié)。學(xué)生的猜想能力的培養(yǎng)并不是一朝一夕可以完成的，需要我們教師在教學(xué)過程中切實重視這一能力的培養(yǎng)，時時注意挖掘更合理的猜想，以達到素質(zhì)教育的目的。

(欄目編輯趙保鋼)

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