也談科學猜想

摘 要：當今教育注重培養學生的創新思維和創新能力?！犊茖W課程標準》更是把科學探究作為科學學習的重要目標。而培養學生大膽猜想是提高學生創造性思維的有效途徑。但在實際的科學探究教學中，教師往往在猜想這一環節上做得不夠，沒有實現探究的真正意義。本文針對這一點，試從猜想的重要性、猜想的特點、培養猜想思維的幾種方法等方面加以論述，以引起廣大教師的關注。

關鍵詞：猜想 科學探究 創造性思維 培養

問題的提出

在過去傳統的教學中，學生往往是被教師牽著走，教師事先精心設計好教學的每一步，實際教學時則嚴加控制，把學生徑直引向預定的結果，當學生提出與教師的預定結果不一致，甚至相差甚遠時，教師往往說：“不要異想天開”，“純粹胡思亂想”，抹殺了學生猜想的天性。這樣培養出來的學生對學習沒有積極性，不愿意思考問題，只是盲目地等待教師給正確答案機械記憶，而不是主動去建構知識，學習成績總是提不上去，一遇到活題更無從下手。現今，新一輪教改正在如火如荼地進行著，探究性教學注重培養學生的科學素養，學生的創造性思維也得到很好的培養。但我發現有很多探究課對猜想這一環節還不夠重視，僅僅流于形式，使探究性教學效果不夠理想。我認為，作為教育工作者在教學中應對猜想這一環節加以重視。

一、猜想的重要性

1. 從科學探究的整個過程來看：提出猜想，樹立假設是科學研究問題的核心環節，它決定研究的方向，同時又是學生認識事物現象的第一步自我式判斷。對培養學生探究問題能力而言，提出猜想，樹立假設比驗證更重要。故在學生探究式學習中，正確的猜想與假設是非常重要的。

2. 從創造性思維培養的途徑來看：創造性思維所具有的最基本的特征是想象能力，直覺思維能力，猜測、轉換、構造等能力。所以培養學生的創新思維，要注重發展學生的想象力。而想象的主要形式是猜想。

3. 從現代教育心理理論來看：猜想符合學生好奇、大膽、敢于嘗試的心理特點，為學生提供了充分展示自己才能的自由空間，因而在促進學生各方面主動學習和主動發展中能夠取得較好的效果。

4. 從現代認知理論來看：學習是主體的意義建構活動，是主體在頭腦里建立和發展科學認知結構的過程，是科學探究活動及其經驗內化的過程。因此，猜想是在建構活動中，主體的科學認知結構對當前面臨的新知識、新問題進行的預測性重組、整合的過程，它使外部知識與內部創造的不平衡達到暫時的平衡。思辨中缺少了猜想便會造成意義建構失敗。

綜觀自然科學的發展史，猜想思維在基礎學科的發展過程中普遍存在，并起著不可低估的重要作用。如：愛因斯坦的量子假說；道爾頓的原子假說；阿佛加德羅的分子假說；天文學中太陽系起源假說……偉大的猜想造就了非凡的智慧。可見，科學是從想象開始的，想象是科學的準備階段，沒有想象就沒有創造意向，便不能進行創造；只有想象和大膽的猜想才能產生假說；同時想象和猜想又能激勵創造。因此，自然科學實踐中有意識、有計劃地鼓勵、培養學生科學猜想能力，具有十分重要的意義。

二、猜想的特點

什么是猜想呢？

猜想是在觀察、操作或根據已有知識經驗的基礎上，對問題的發展趨勢或本質規律進行歸納、判斷的思維過程。即透過問題的現象，推測問題的本質，是實現由具體到抽象概括的飛躍，也就是實現感性認識到理性認識的飛躍，合理的猜想給問題的解決提供了目標。

它具有以下三個特點：

1. 科學性

猜想是以一定的科學事實和科學理論為依據，并非瞎猜。如：道爾頓原子論的建立是近代化學發展中的一次重要的理論綜合，它以一些化學基本定律和化學實驗為依據；阿佛加德羅在新的科學事實和原子論的基礎上，以蓋呂薩克的實驗為基礎，進行合理的推論，引入了分子的概念，提出分子假說。

2. 證偽性

猜想是一種超前思維，具有一定的猜測性，與已成為真理的理論相區別，它的結論是否正確需要通過實踐的驗證才能確定。如：分子說，在開始形成時就有一定的事實根據，但還不完善，還未完全得到證實，因為人們還無法直接觀察到分子，還沒有從間接方法證實分子的存在。隨著科學的發展，人們對分子有了進一步的認識，用電子顯微鏡已經能觀察到某些物體的分子，這時分子說得到充實和完善并由猜想轉化為理論。

3. 創造性

猜想是一種創造性的思維方式，一切創造活動都需經認真思維，作大膽猜想才能實現。猜想思維往往能透過紛繁的現象直接涉及事物本質，重新安排已有認識，創造出新的形象，或在已有知識的基礎上提出新的見解。這些正是創造性思維的特征。

三、培養猜想的方法

1. 改變觀念，營造猜想氛圍。

在教學活動中，教師應發揚教學民主，成為學生學習活動的組織者、引導者、合作者，要摒棄“上尊下卑”、“師道尊嚴”的舊思想，放下架子，積極投入到學生的群體之中，和學生打成一片，虛心聽取學生的各種建議，關心每一個學生的成長，讓學生感到無拘無束，無緊張之感。要鼓勵他們奇思異想，不迷信已有結論，不滿足現成解答，大膽猜想，不斷開拓。真正讓學生做到暢所欲言，敢于提出問題，敢于提出不同見解，敢于大膽質疑，敢于向權威挑戰。猜想合理的進行鼓勵，猜想偏向的進行引導，不猜想的進行鞭策，讓猜想“訪問”每一位學生，使學生的被動的猜想行為轉變成自覺的猜想行為，師生共同構建猜想共同體。實踐表明，只有在民主的、輕松愉快的課堂氣氛里，學生才能獨立地探索，大膽地發表見解，學生的創造潛能才能得到最大限度地發揮。

2. 適時啟迪，培養猜想信心。

“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發現。”要讓學生認識到猜想的重要性。同時，教學中有機地滲透科學史中科學家的創新性工作和思維，可以激發學生的創新意識，培養學生創新思維的“靈感”和意向。如引入新課時，介紹著名的法拉第電磁感應定律就是法拉第由電生磁事實逆向思維大膽作出了磁能否生電的設想，最終通過實驗和推理而得出的。讓學生明白科學家在提出新思想時，往往要靠直覺，以激起學生猜想的熱情。當學生猜想后，教師要善于抓住其創意加以表揚，培養其猜想的積極性和自信心。有了猜想之后，還要培養學生不管正確與否都要親自動手去證明的習慣，一旦猜想被證實，學生會有一種成就感，反過來讓學生會更想猜想。學生猜想不正確時，我們要有意識地保護學生，使之不被諷刺、挖苦。有時，教師可以將自己作為學生中的一員，與他們一起參與猜想與反駁的過程，甚至有意識地提出錯誤的觀點，被學生們所反駁，證偽。這樣，既使學生感到科學探索的巨大力量，進一步促使他們去猜想、反駁，又使其他被證偽的學生感到心理的平衡，從而保持良好的心態。

3. 改變教法，培養猜想習慣。

試想，學生在知道結論的情況下能真正地進行猜想嗎？實踐說明是不能的。因此，教師除了不能讓學生課前預習外，平時在講課時可經常提出不帶結論的設問，給學生猜想的空間。如講哺乳動物時問“鯨為什么要集體自殺？”講植物的葉時問“植物為什么吃葷？”這就要求教師充分挖掘教材中的猜想因素，利用插圖、實物、實驗、多媒體等呈現相關的情景，這些情景要接近學生的最近發展區，從而引起學生好奇、聯想。如呈現一位老爺爺給一株幼苗施肥的情景，讓學生猜測施肥后的結果。思維的積極性被激發，學生便會紛紛根據前面的知識作出各種猜測：有的說幼苗會茁壯成長；有的說會枯萎；有的說兩種情況皆有可能。如果教師一一板書出來，學生見自己的思維結果被肯定，心理上有一種小小的成就，從而會更激起主動探索的欲望。這樣就會對學生起到潛移默化的作用，培養起他們的“直覺”習慣。

4. 豐富知識，奠定猜想基礎。

大膽猜想并不是憑空捏造，而是建立在豐富的實踐經驗和寬厚的知識積累基礎上，實踐經驗愈豐富，知識積累愈寬厚，知識重組能力愈強，大膽猜想也就愈可靠。故在教學實踐中培養學生的猜想能力，先要奠定猜想的基礎。即要有各種經歷、各種經驗，廣泛的生活面、知識面和閱讀面。這就要求學生盡可能地去涉獵課外知識，多參加實踐活動，多積累。這些潛在的東西一旦被激發就會產生思想的火花。

5. 思維訓練，提高猜想能力。

訓練學生觀察問題要明察秋毫，相信直覺；思考問題要善于抓住靈感，勇于跳躍猜想，能在原定的方向上進行試探性判斷，但碰了壁更會進行新的猜想。

在自然科學教學中通過觀察、實驗、實習、調查等方法手段提高猜想能力。自然科學新教材中有大量演示實驗、學生實驗、興趣小實驗和實習編排等，教師在實驗前習慣地要學生根據已學知識猜測結果，或可能出現的幾種情況，然后用實驗加以證明。例如：驗證濃硫酸特性——脫水性質的一個興趣小實驗，實驗前要求同學們依據：蔗糖的結構和濃硫酸的脫水性，猜測實驗可能發生的結果，出現的現象，然后通過實驗加以證明。再如：氫氧化鈉吸收二氧化碳的一個噴泉實驗，實驗前要求同學們結合：氫氧化鈉要吸收二氧化碳；大氣壓；酚酞變色的性質，猜測實驗結果，然后驗證。經常性的鍛煉，可能提高同學們的猜測能力。

在解題中發展直覺思維，對一個問題的結果作多種假設和預測。如，提出：有n個相同的電池，每個電池的內電阻為r，外電路的電阻為R，怎樣連接組成電池組，才能使外電組獲得最大的功率？有的學生提出自己的想法：把電池混聯，使混聯電池組的內電阻等于外電阻，或接近外電阻，就可輸出最大的功率。我肯定學生這種根據已有知識和經驗所進行的大膽猜想，并引導學生進行推導論證，得出正確的結論。這樣就可使學生在解題中發展直覺思維。

除此之外，我們還可讓學生把自己的想法畫下來，形成個人猜想記錄，有的也可以改變由我們教師自己把學生的想法畫下來，形成集體猜想記。如《擺的秘密》一課，學生認識擺后，提問：有沒有辦法讓擺球擺動得快些？這時學生暢所欲言；有的說，讓擺球擺動的范圍大些；有的說，讓擺球變得重些；有的說，讓擺長縮短。教師讓學生把這些猜想和假設記錄下來，不要急于把答案告訴學生，而是讓他們自己去實驗驗證。這樣，學生就會帶著自己的目的去探究。探究過程中發現新問題，再猜想再探究，從而達到提高猜想能力的目的。

當然，猜想畢竟是猜想，在進行論證之前，不能作為真命題。教師可舉出一些不正確猜想的例子，對學生進行科學態度和科學精神的教育。為防止學生胡亂猜測或模式化，可讓學生充分地猜，并要求說出這樣猜的理由。有些內容學生比較熟悉很容易猜想出，有些內容學生知道得很少，這時需要教師積極引導。

盡管有時猜想的結論可能是錯誤的，但猜想這種思維具有獨特價值。當然，如何在實踐教學中開發和利用這類思維形式，培養創造性人才，真正放飛猜想的翅膀，還有待于我們努力去探索。

參考文獻：

［１］張培林等.科學研究的方法.科學出版社.

［２］吳國盛.科學的歷程.北京大學出版社.

［３］科學（7—9年級）課程標準解讀.湖北教育出版社.