從源于生活的問題中引導學生提出科學假說

在義務教育課程標準實驗教科書《科學》五年級上冊中，有一部分是以介紹物理學中運動和力為內容的，其中有一個實驗場景“我們的小纜車”，這個實驗的設計是將一個玩具小車放在水平的桌面上，一端拴上細繩，細繩的另一端拴在鐵鉤上掛在桌角，不斷增加墊圈的個數，觀察當掛上幾個墊圈的時候小車會動，以及墊圈掛的越多，小車的運動情況會怎樣，再填寫實驗后的表格，通過這個實驗讓學生總結小車的運動和受力的關系。筆者認為，這張表格的設計有些不妥，整張表格只是單純的記錄了力和運動的實驗觀察到的現象：有力的作用，小車就會運動起來，而且作用力越大，小車就會運動的越快。這顯然給小學生的思想再次帶到了受經驗支配的地方，對小學生今后學習初中物理的牛頓定律是不利的。

運動，力是我們在物理學領域經常見到的倆個詞，同時在我們的日常生活中也經常可以見到運動和力的現象，比如人推車，小朋友騎自行車，小朋友踢球等等，然而對這些現象中表現出來的力和運動關系的認識，不少兒童甚至成人都存在著一定的樸素認識，也即我們在教育領域中常稱的“迷思概念”。兒童對力和運動的樸素認識包括：1，力是某種物質或物質的屬性，是可以被傳遞和消耗的；2，能區分自我發起運動和非自我發起運動，但傾向與將氣體，液體，天體，物體下落等運動看成是自我發起的運動，認為運動的發起和維持需要力；3，物體運動是因為有力的作用，物體靜止是因為沒有力的作用，物體由運動轉為靜止是因為力被用完了；4，不接觸就不能產生力，力意味著推，拉，而意識不到引力等非直接接觸力的存在。兒童的這些認識與亞里士多德關于力和運動的理論非常接近，而與牛頓力學有著相當的距離，那么，怎樣引導學生正確認識運動和力的關系呢？我們認為在這里應該重視學生科學假設能力的培養，古人云：學貴有疑，學則需疑，疑是思之源，思是智之本，合理的預測并不是我們常說的“胡想”“胡說”科學家進行的研究，在沒有成功之前，也可以說是這種情況，更不要說是兒童了，這種科學假設能力在目前提倡的探究性教學中是非常重要的，科學假設能力即合理預測的能力的培養并不是一朝一夕的事情，需要在平時的課堂教學中有計劃有意識的灌輸給學生。

第一，以構建主義為核心，引導學生積極思考身邊現象，提出假設

建構主義教學觀認為，學習活動實際上是學生利用已有的知識和經驗去積極主動構建新知識的過程。學生進行猜想和假設的基礎就是學生已有的知識和生活經驗，只不過他們不明確那些經驗是正確的，哪些是被現象蒙蔽了眼睛，是錯誤的，從某種程度上說，學生所進行的猜想和假設活動是學生探究活動中的一個亮點，同時也是難點之處。以課本上提到的小纜車的實驗為例，進行一段對話，如下：

師：運動的小車，如果突然剪斷了繩子，會怎樣運動？

生：小車肯定會滑出桌面，最后掉下來靜止在地面上。

師：最后運動的小車為何停下來了？

生：可能是因為受到了地面摩擦阻力的影響。

師：讓我們用實驗來探究摩擦力對小車運動的影響。

通過實驗，同學們發現，對于速度相同的小車，摩擦力越小，小車運動的距離就越遠。

師：可不可以假設表面沒有摩擦，小車的運動會怎樣

生：一直運動下去

學生進行了初步的猜想，教師在引導學生調動已有的知識和生活經驗，對初步提出的猜想結果進行再比較，分析。

第二，以實驗內容為依托，引導學生提出假設，尊重學生合理的科學假設

小學課程標注明確指出“低估學生學習科學的潛力比高估更可怕”處于小學階段的兒童，正處于愛動愛玩的時期，他們探究事物的興趣是高漲的，有一種刨根問底的探究精神，我們應該充分發揮學生的這種熱情，引導學生多做實驗，做好實驗，激發學生在實驗中提出假設。比如在運動和力的教學中，可以讓學生做一做伽利略的斜面實驗，這雖說是一個理想實驗，但是要相信小學生的動手能力和想象能力。他們在通過不斷降低另一個斜面的高度，會發現小球為到達原來斜面上的高度滾動的距離越來越遠，最后自然而然的提出假設：如果斜面絕對光滑，最后小球勢必會一直運動下去。從而進一步認識到物體的運動不需要力來維持，理解伽利略提出的科學觀點，明白實驗設計的巧妙之處。當學生提出合理的假設時，老師應積極的引導，為其驗證假設做好引導工作，當問題的提出超出他們能夠理解的水平時，老師應給與學生更多的時間去想象思考，讓他們自己對先前提出的假設進行質疑，辯駁，討論。

第三，注重對科學假設的總結

通過假設的提出，實驗的重演，有的同學可能已經認識到生活經驗的不可靠性，理解了實驗過程中提出假設的重要意義，整個假設過程的提出包括“學生收集已有的知識和經驗——將信息和猜想的問題進行比較，分析，歸納，概括——研究問題的假設性結論——用實驗證明這種假設性結論——用合適的語言表達出來”，在其中也包括學生對多種思維方法的利用，比如歸納的方法，聯想的方法，類比的方法等等，但是由于學生年齡和經驗的局限性，通常對這種猜想或者假設的方法認識比較模糊，教師應該多舉行此類探究活動，從中總結經驗，進一步提高學生的這種能力。

綜上所述，在科學教學過程中，作為教師應該積極引導學生養成“猜想和假設”的思維方式，讓它們內化為學生的一種學習能力。激發學生的好奇心，求知欲，使它們敢于將自己迷惑的問題提出來，有勇氣對自己感興趣的問題進行科學探究，并在不斷提出問題解決問題的過程中逐步提高他們的科學素養和科學技能，為今后進一步的科學學習打下基礎，至于課本開頭提出的問題，相信學生會通過科學的假設和探究活動明白：即使沒有力的作用，小車依然可以運動起來！

【作者單位：安徽師范大學物理與電子信息學院 安徽】