中學(xué)生猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)

1研究背景

猜想與假設(shè)既是科學(xué)方法論的重要內(nèi)容，又是科學(xué)探究的一個(gè)要素，是創(chuàng)造性解決問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但是在教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)中學(xué)生猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)存在一些問(wèn)題：

◆有些教師對(duì)“猜想與假設(shè)”誤解為讓學(xué)生猜，猜的結(jié)論越多越好，而忽視學(xué)生解釋，不能讓學(xué)生經(jīng)歷完整的猜想與假設(shè)過(guò)程。

◆教師把猜想與假設(shè)當(dāng)作是探究過(guò)程中一個(gè)固有程序，就像唱京劇跑龍?zhí)鬃哌^(guò)場(chǎng)的，沒有體現(xiàn)出對(duì)整個(gè)探究活動(dòng)和學(xué)生發(fā)展的積極意義。

在物理教學(xué)中我們對(duì)猜想與假設(shè)不妨這樣理解，“這個(gè)問(wèn)題的答案可能是什么”“產(chǎn)生這種現(xiàn)象的可能原因是什么”“對(duì)待這個(gè)問(wèn)題談?wù)勀愕南敕ā保覀儾豢山虠l地說(shuō)“你猜想一下”“你假設(shè)一下”。

2物理教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生猜想與假設(shè)能力的策略

2.1創(chuàng)設(shè)含有豐富信息的問(wèn)題情境，讓學(xué)生知道猜什么

探究教學(xué)重視問(wèn)題情境引起學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題。教師在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境時(shí)要在符合客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，凸顯出一些問(wèn)題解決方式或答案的信息，使創(chuàng)設(shè)的情景對(duì)學(xué)生的猜想和假設(shè)具有一定的啟發(fā)和暗示性。這樣，學(xué)生在猜想與假設(shè)時(shí)，就有一個(gè)較為明確的方向，不至于做出一些毫無(wú)邊際的猜想與假設(shè)，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生收集信息的能力。

2.2提供充足的時(shí)間，讓學(xué)生充分想象

猜想時(shí)，每個(gè)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的看法不同，教學(xué)是要讓學(xué)生的思維充分發(fā)散，以提出不同猜想；每個(gè)學(xué)生的能力、水平、思維的敏捷性不同，提出猜想所需要的時(shí)間也不相同；學(xué)生在猜想時(shí)還要不斷地進(jìn)行交流討論甚至辯論，這也需要以一定的時(shí)間為基礎(chǔ)。因此，在探究教學(xué)中要提供給學(xué)生充分的時(shí)間，充分發(fā)揮其想象力，提出各種可能的猜想。

2.3教給學(xué)生猜想與假設(shè)的方法

1）運(yùn)用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，提出猜想與假設(shè)。在進(jìn)行猜想與假設(shè)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生把當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容所反映的事物盡量和自己的生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，主動(dòng)去搜集并分析有關(guān)的信息和資料，提出各種猜想與假設(shè)以及依據(jù)。

【案例1】“實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”課堂教學(xué)片段

教師：由上節(jié)學(xué)習(xí)可知：物體的質(zhì)量越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，物體的質(zhì)量越小，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)上節(jié)所學(xué)知識(shí)猜想：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的快慢，即物體加速度的大小與什么物理量有關(guān)？請(qǐng)同學(xué)們舉例說(shuō)明。

學(xué)生可能想到的實(shí)例1：空載的貨車比滿載的貨車啟動(dòng)得快，說(shuō)明加速度的大小與質(zhì)量有關(guān)。

學(xué)生可能想到的實(shí)例2：賽車和普通小汽車質(zhì)量相仿，但賽車安裝了強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)，牽引力巨大，可以產(chǎn)生很大加速度。〖運(yùn)用生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想〗

教師：剛才同學(xué)舉的例子很好！請(qǐng)同學(xué)們猜想加速度的大小與物體的質(zhì)量和受力有怎樣的定量關(guān)系？

學(xué)生可能的假設(shè)：物體加速度的大小與物體的受力成正比，和物體的質(zhì)量成反比。

2）運(yùn)用直覺思維，進(jìn)行猜想。憑直覺猜想與假設(shè)往往是沒有多少理由的，因此，教師要寬容學(xué)生的即興回答，而且還要給予鼓勵(lì)；同時(shí)還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題整體分析，抓住問(wèn)題的框架結(jié)構(gòu)和本質(zhì)關(guān)系，忽略一些次要因素的影響，使思維跳躍式的發(fā)展，直接預(yù)測(cè)結(jié)果。

【案例2】“單擺”課堂教學(xué)片段

教師：?jiǎn)螖[的振動(dòng)周期可能與哪些因素有關(guān)？

學(xué)生1：擺錘越重，擺得越快。〖憑直覺提出猜想〗

學(xué)生2：擺線越長(zhǎng)，擺得越慢。

教師:你的理由是什么？

學(xué)生2：擺線越長(zhǎng)，擺的路線越長(zhǎng)，用的時(shí)間就長(zhǎng)，來(lái)回?cái)[的時(shí)間多一些，擺得就慢一些。〖對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上憑直覺提出猜想〗

學(xué)生3：擺的角度越大，擺得越快。

教師：你的理由是什么？

學(xué)生3：角度越大，坡度就越陡，沖下來(lái)就會(huì)快一些。〖依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出猜想〗

【說(shuō)明】單擺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，學(xué)生容易觀察并對(duì)之進(jìn)行分析，憑直覺和已有的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)行猜想與假設(shè)，因此，運(yùn)用直覺和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合是學(xué)生猜想與假設(shè)的有效方法。

3）類比猜想。在物理探究教學(xué)中許多物理概念、規(guī)律、理論都借助于類比提出的，因此引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比，將新舊知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，從而加深學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，提高學(xué)生提出猜想與假設(shè)的能力。

【案例3】“探究串聯(lián)電路中電流的規(guī)律”課堂教學(xué)片段

教師：我們都知道電流是一種看不見摸不著的東西，我們?nèi)绾闻袛嗨拇笮∧兀?/p>

學(xué)生：電流通過(guò)燈泡時(shí)，燈泡越亮，表明通過(guò)燈泡的電流越大。

教師：很好，燈泡的亮暗程度，其實(shí)是電流對(duì)燈泡產(chǎn)生的一種效應(yīng)。也就是說(shuō)，我們可以根據(jù)電流對(duì)導(dǎo)體的各種效應(yīng)來(lái)判斷電流的大小。

教師：如果把兩個(gè)燈泡串聯(lián)在電路中，他們電流的大小有什么關(guān)系呢？

教師提示：我們已經(jīng)知道了，水的流動(dòng)形成了水流，電荷的定向移動(dòng)形成了電流，導(dǎo)體中流過(guò)的電流類似于水管中流過(guò)的水流。我們可不可以從這二者之間的相似性得到些啟發(fā)呢？

學(xué)生1：流過(guò)某一點(diǎn)的水也同樣流過(guò)另一點(diǎn)，那么流過(guò)每一點(diǎn)的水量是一定的，電流的流動(dòng)類似于水的流動(dòng)，所以串聯(lián)電路電流時(shí)相等的。

4）演繹猜想。這是依據(jù)已有理論知識(shí)與具體的物理情境結(jié)合，應(yīng)用演繹推理提出猜想與假設(shè)。

【案例4】“探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”課堂教學(xué)片段

教師：對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)我們?nèi)绾蝸?lái)處理？我們能不能把平拋運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為前面所學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng)來(lái)處理？

學(xué)生：曲線運(yùn)動(dòng)只受重力，初速度沿水平方向，所以應(yīng)該分解為水平方向和豎直方向。〖根據(jù)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，提出猜想〗

教師：非常好，水平方向應(yīng)該是怎樣的運(yùn)動(dòng)？豎直方向又應(yīng)該是怎樣的運(yùn)動(dòng)呢？

學(xué)生：水平方向不受力的作用，由于慣性而保持運(yùn)動(dòng)，所以是勻速運(yùn)動(dòng)；豎直方向只受重力，且豎直方向初速度為零，所以是勻加速運(yùn)動(dòng)。〖演繹猜想〗