初中物理中科學猜想問題的解答探討

科學猜想是應用現有的經驗和知識對問題中的事實尋求解釋的過程，猜想和假設是探究活動的重要環節，它能幫助探究者明確探究的內容和方向，為制定探究計劃、設計探究方案奠定基礎，為收集信息、分析與解釋信息提供大致的框架。在科學發展的過程中很多的重大成就都是先由猜想而起的。為了考查中學生們的科學素質，在近年的中考試題中出現多種形式的科學猜想和探究方面的問題，筆者在這里談談科學猜想問題的考查目標和解答方法。

科學猜想問題主要有下列五種類型。

1. 考查提出猜想問題的能力

發現問題和提出問題是進行科學探究的前提。對提出問題能力的考查，一般通過設置一些日常現象、自然現象、實驗觀察等問題情境，考查學生們能否根據問題情況和已有的知識，提出與物理學有關的問題，同時也考查書面或口頭表達能力。

例1：白熾燈是人們常用的照明工具，根據你對白熾燈的了解，請你提出兩個與物理知識有關的問題。

例如：問題：白熾燈的燈絲用久了為什么會變細？

（1）問題：____________________

（2）問題：___________________

本題設置了學生們很熟悉的家庭日常照明電器——白熾燈作為問題情境，要求根據白熾燈的構造和使用原理，提出兩個與物理有關的問題。這樣的試題情境能夠拉近學生們物理知識學習與日常生活、生產之間的距離。

提出問題是科學探究的起點，是連接探究活動各個要素的紐帶，有了問題，才會試圖去建立假設、制定方案、收集證據、驗證假設。它是探究過程中不可缺少的重要環節，如果沒有它，探究也無從談起。

2. 考查進行猜想和假設的能力

科學假設是進行科學探究的重要環節，它是應用現有的經驗和知識對問題中的事實尋求解釋的過程，它能幫助探究者明確探究的內容和方向，為制定探究計劃，設計探究方案奠定基礎，為收集信息、分析與解釋信息提供大致的方向。

例2：自行車是我們熟悉的交通工具，請你發揮想象，“假如沒有摩擦”，自行車會出現什么樣的情況？寫出兩個合理的猜想。

“摩擦”的應用在自行車的手把、剎車皮、輪胎的花紋等處都充分體現。本題通過對學生們非常熟悉的交通工具——自行車設置“摩擦”的情境，激發起學生們理論聯系實際的學習興趣。可以提出“剎不了車”、“抓不穩手把”、“車子不能動”等猜想。

猜想與假設在科學探究中的重要作用在于它是科學結論的先導，如果猜想與假設一旦能得到實驗結果的支持，它就有可能發展成為科學結論。在進行猜想和假設時要擺脫傳統觀念的約束，充分發揮自己的想象才能。

3. 考查在驗證猜想的過程中設計實驗的能力

要驗證自己的猜想，就要制定計劃與設計實驗，就是從操作的角度把自己的猜想與假設具體化、程序化。考查學生們制定計劃與設計實驗的能力，需要學生們明確探究的要求，分析實驗原理，選擇實驗儀器，運用所學知識來設計實驗方案，達到實驗目的。

例3：農業生產中，人們常用鹽水選種，吳明學生根據選種時空癟的種子漂浮在水面，飽滿的種子沉在水底這一現象，猜想“浮力的大小可能與物體重力有關”。

請你設計一個簡單的實驗方案(包括實驗器材的選用、實驗步驟和實驗現象或數據的分析論證等)說明物體所受浮力大小不是由自身重力決定的。

對于該問題，可以從在相同重力條件下比較浮力或在相同浮力情況下比較重力等角度進行實驗，選擇的器材應與設計的方案吻合。如選擇橡皮泥、盛水容器進行實驗時，將同一塊橡皮泥先捏成船形，橡皮泥能浮在水面，此時，浮力和重力相等。再將橡皮泥捏成一團，橡皮泥將沉入水底，此時，浮力小于重力。這個實驗說明；當物體重力相同時，浮力不同。由此可見物體所受浮力大小不是由物重決定的。

探究計劃與實驗方案的具體要求來自于探究問題所提出的猜想與假設，設計實驗就是從操作的角度把探究的猜想具體化、程序化，一般做法是先分析該探究要解決什么問題，根據現有條件選擇哪種方法，然后確定器材以及構思出操作步驟。

4. 考查在驗證猜想的過程中，進行實驗與收集證據的能力

在驗證猜想的過程中，進行實驗與收集證據是得出所猜想問題結論的基礎，要求學生們根據自己的猜想，提出探究方案，利用觀察、實驗等方法，收集數據和信息，進行科學歸納和總結，得出結論。

例4：小王猜想浮力是不是與物體浸染液體中的深度有關，為了探究物體在水中不同深度所受浮力變化情況，將一掛在彈簧測力計下的圓柱體金屬緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，實驗數據如下表：

（1）分析表中實驗數據，可以得出物體重__________N，第四次實驗時，物體受到的浮力__________N。

（2）分析表中第一列到第五列數據，說明______________________________。

（3）分析表中第六列到第七列數據，說明______________________________。

本題通過對實驗數據進行處理和深入分析可以得出物體重6.75N，根據稱重法測浮力得第四次實驗時，物體受到浮力為2N，第一列和第五列數據比較說明物體未浸沒時，物體浸入越深，浮力越大；第六列和第七列數據比較說明物體浸沒時受到的浮力與深度無關。

在探究過程中，往往會收到許多數據和資料信息，需經過分析和整理，以已有的理論為基礎，綜合各方面的信息得出合理的結論。

5. 考查在驗證猜想的過程中，對于數據分析與論證的能力

在驗證猜想的過程中，所得到的實驗數據是對實驗事實的客觀記錄，并不是探究的結論，探究的結論是在實驗數據的基礎上通過分析與論證得出的具有普遍意義的規律，這類題目的考查，要求學生們運用歸納等思維方法，從物理現象和實驗收集的大量證據中找出共性之處，得出初步結論。

總之，對猜想問題的學習和考查體現著一種新的教學理念，它有利于培養學生們的科學探究精神、實踐能力和創新意識。隨著新課程標準的逐步實施，研究方法題是今后中考命題的熱點，應引起師生的重視。