如何引導學生猜想與假設

摘要：猜想與假設是科學探究的重要環節之一。本文結合教學案例，分別討論了如何運用演繹法、歸納法、類比法、直覺法等物理思維方法引導學生猜想與假設。

關鍵詞：演繹猜想法；歸納猜想法；類比猜想法；直覺猜想法

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2008)12(S)-0015-2

猜想與假設是對所研究的問題根據已知事實材料和科學知識作出的一種猜測性陳述，對問題中事物的因果性、規律性作出的假定性解釋，是科學思維的一種形式。在物理教學中，如何引導學生提出猜想與假設，這是值得教師認真研究的重要課題。筆者結合教學實踐，對這一問題進行以下討論。

1 演繹猜想法

演繹猜想法，是把已知的一般原理（理論）運用于某一特殊的、具體的研究對象上，并由此作出對未知事件的猜測或假設的一種方法。

案例1 “探究平拋運動的規律”教學片斷

師：平拋運動可分解為哪兩個方向的運動？

生：水平方向和豎直方向。

師：那么，水平方向和豎直方向的運動是什么性質的運動呢？請根據牛頓第二定律推測。

生A：在水平方向Fx=0，根據牛頓第二定律，加速度ax=0，推測水平方向的分運動是勻速運動。

生B：在豎直方向Fy=mg，根據牛頓第二定律，加速度ay=g，而且豎直方向的初速度為零，推測豎直方向的分運動是自由落體運動。

師：兩位同學分別從理論上推測出水平方向是勻速運動，豎直方向是自由落體運動，這樣的推測對嗎？下面請同學們設計實驗來檢驗。

用演繹法引導學生猜想，方向比較明確，可以節省探究時間，提高教學效率，同時培養學生邏輯推理能力。

2 歸納猜想法

歸納法，是通過對一些個別經驗事實和感性材料進行概括和總結，從中得出一般結論、原理、公式等的一種邏輯推理方法，也是提出猜想、形成假設的一種比較重要的方法。

案例2 “彈力”教學片斷

師：人坐在沙發上，沙發凹下去，發生形變；手拉橡皮筋，橡皮筋伸長，發生形變；拉開的弓箭，拍打的皮球，擰緊的發條，吹脹的氣球等都發生了形變，這些現象說明了什么呢？

生：物體受力時，都會產生形變。

師：書放在桌面上，桌面發生了形變嗎？

生：發生形變。

師：我們怎么沒看見桌面發生形變？

生：桌面的形變很微小，眼晴是看不見的。

師：對，有些物體的形變很明顯，肉眼可以直接看見；有些很微小，需要借助儀器將其“放大”才能觀察到。下面通過實驗來觀察玻璃瓶發生的微小形變。

對中學生來說，培養歸納推理能力尤為重要，因為他們正處于學習物理的初級階段，往往不自覺地憑借個別現象去認識物理規律。因此，教師的任務就是在教學中準備學生熟悉的、典型的具體例子，從具體的感知升華為抽象的理解，而且物理學中的許多定律和公式都是運用歸納法總結出來的。

3 類比猜想法

類比猜想法，是把陌生的對象與熟悉的對象類比，把未知的與已知的類比，從中得到啟迪而提出猜想、形成假設的一種方法。

案例3 “勻變速直線運動的位移與時間的關系”教學片斷

師：在勻速直線運動的v-t圖像中，如何計算位移？

生：位移的大小等于圖線與坐標軸圍成的面積的大小。

師：那么，在勻變速直線運動的v-t圖像中，如何計算位移呢？請同學們大膽猜想。

生：我猜想勻變速直線運動的位移大小也與圖線與坐標軸圍成的面積相等。

師：若猜想成立，你能推導出勻變速直線運動的位移與時間的關系式嗎？

生：x=S面積，即x=12(v0+v)t，

將v=v0+at代入，得x=v0t+12at2。

師：下面我們用實驗來驗證上式是否成立。

類比法是從特殊到特殊的邏輯過程，雖然類比的邏輯根據可能不充分，結論可靠性較小，但創造性很大，有利于培養學生的創造性思維。

4 直覺猜想法

直覺作為一種思維方式，也稱非邏輯思維，屬于創造思維，是一種缺乏完整的分析過程與邏輯程序的思維方式，它依靠靈感或頓悟迅速理解并作出判斷和結論。直覺猜測、直覺假設都是直覺思維的形式。

案例4 “牛頓第一定律”教學片斷

師：將小車放在斜面上，放手讓小車滑下，運動到水平面上后，能一直運動下去嗎？

生：不會。

師：猜想小車在水平面上前進的距離與哪些因素有關？

生A：斜面坡度。

生B：水平面的阻力。

生C：小車質量。

生D：小車起始高度。

師：如果要研究小車在水平面上前進的距離和所受阻力的關系，則如何設計研究方案。

小車到達水平面后不會一直運動下去，在水平面上前進的距離與斜面坡度、水平面的阻力、小車質量、起始高度有關都是學生憑生活經驗直覺猜想的。直覺猜想是一個不成熟的結論，它必須要經過嚴密的邏輯論證和實驗論證檢驗。在物理教學中，創設實驗情境、提供原始問題、拓寬知識面等，都有利于培養學生的直覺思維能力。 

猜想與假設是物理智慧中最活躍的成分，是非邏輯思維和邏輯思維反復交替的過程，極具創造性。在客觀事實、生活經驗和科學知識的基礎上，從思維方法上引導學生逐步形成猜想與假設的良好思維習慣也體現了新課標“過程與方法”的教學目標。

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參考文獻：

［1］邢紅軍. 論物理教育中的直覺思維及其對教學的啟示.課程#8226;教材#8226;教法，2004(4).

［2］物理課程標準研制組.物理課程標準(實驗)解讀．湖北：湖北教育出版社．2004.

(欄目編輯趙保鋼)