“授人以漁”，使科學探究始于理性的假設

張國平

【摘要】 假設是科學探究的重要前提，能夠為探究者制訂探究計劃、設計實驗方案明確方向，為收集、分析、處理和解釋信息提供依據，并且對科學觀察和實驗具有指導作用。教師在科學教學中要靈活運用各種方法有意識地、有目的地去引導學生做出假設，為學生的可持續發展與培養探究創新能力奠定堅實的基礎。筆者認為，有效探究教學中假設的作出必須有明確規范的步驟，必須拓展作出假設的渠道，還必須及時糾正不合理的假設，從而實現生本化教學。

【關鍵詞】 初中科學 探究 假設 生本化

【中圖分類號】 G622.4 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2016）11-001-02

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恩格斯曾說：“只要自然科學在思維著，它的發展形式就是假設。”在科學探究中，我們把在研究初期提出的未確認的答案的過程稱為假設。假設貫穿于整個科學發展史中，幾乎所有的科學規律，在其探索的初期，都走過假設這一步。假設能夠為探究者制定探究計劃服務，為實驗的設計指明方向，為收集、分析、處理與解釋信息提供一定的依據，是觀察與實驗的基礎，也是最終獲得真理的重要前提。學生綜合過去的經驗及學到的知識進行推理，提出與觀察結果相一致的解釋，就形成了科學探究的假設。

然而在目前的初中科學教學中，一個比較普遍的現象是教師感覺讓學生做出假設會很難，最終會浪費很多教學時間，所以假設往往由教師給出，或者由優秀的學生提出、基礎差的同學跟隨一下。筆者以為，這是一種因噎廢食的做法，學生不會作出合理的假設，我們理應幫助他們學會作出符合邏輯的假設。在科學教學中就是把科學知識直接教給學生，那是“授人以魚”的做法，是應試觀念根深蒂固的緣故。只有做到“授之以漁”，才能保證學生保有好奇之心，不斷挖掘到新知識。在“科學假設”這塊學習天地中，我們向往學生能自己獲取個性化的探究方法，實現主動選擇“漁具”去“捕魚”，這不僅能激發學生的好奇之心、探究欲望，更體現對學生的人格尊重，是“生本教育”這一現代教學理念的貫徹與落實，我們把它稱之為“授人以漁”。由此，筆者總結如下：

一、明確科學假設的步驟

做出假設的過程必須是一個有嚴密的邏輯推理過程，所以教師有必要對學生進行引領。

第一步，信息收集。根據所要探究的問題獲取一定的信息，這種信息可以是學生已經具有的科學基礎知識，借由教師的提醒、學生在頭腦中的檢索呈現出來；也可以是由教師在課堂上提供必要信息；或者布置學生在課前網上查找或實地觀察獲得的信息。資料的形式也可以多樣化，比如語言描述型、文字型、圖片、視頻、實物等。不同來源、形式多樣的信息能使假設更為理性。

第二步：推測分析。根據已經掌握的信息，對出現的問題與現象進行質疑、推測與解釋，爭取得出現象與現象之間、實驗變量與反應變量之間的關系。

第三步：歸納總結。有了第二步的推測分析，還需要在此基礎上進行分析與論證，通過一定的推理與判斷，舍棄明顯不合理的分析，留下可信度高的結論，然后用完整、精確的語言表達出來。

很明顯，上述三步中前一步驟是后一步驟的基礎，后一步驟又是前一步驟的深化。通過不斷重復這一過程，學生就會慢慢學生對科學進行假設，逐步形成規范的假設過程，從而為科學探究打下扎實的基礎。

二、拓展作出假設的渠道

解決一個問題，思路狹隘的人往往會感到山窮水盡，而對于具有豐富想象力與善于發散思維的人，卻能“條條道路通羅馬”。由此，初中科學探究要做出理性的假設，需要拓寬作出假設的渠道。

1.通過直覺思維作出假設

直覺思維是指人腦借助于邏輯推理，綜合運用已有知識、表象和經驗知覺，以高度簡化、濃縮的方式洞察科學事物的本質，并迅速做出猜測、設想和突然頓悟的思維。高水平的直覺思維是全面洞察世界、大量儲備知識、歷盡波折后的一種頓悟。科學史上許多重大的突破，都與直覺思維有密切的關系，比如瓦特受水壺燒水啟發而發明了蒸汽機，就是受直覺思維的影響。直覺思維也是中小學生思維的重要形式，這是由學生的思維發展水平決定的。

2.通過觀察實驗作出假設

觀察和實驗是科學研究的基礎。科學理論的發現和建立離不開觀察和實驗，觀察和實驗也是學生學習、獲取知識最有效的途徑之一。學生在發現問題后，通過特定的觀察順序觀察研究對象，搜索各個方面的信息。比如，生物學中的生物的分類置、生物的形態特征、生物生存的環境因素、生物與人類的關系等。然后通過對比、分析，再對問題進行嘗試性回答。在學習有關鯽魚知識一節中，學生對鯽魚的感性認識比較豐富，都見過、吃過，但平時不注意觀察，對魚有很多錯誤的認識。于是筆者先讓學生看魚在水中游的視頻，在恰當時機提出相關問題：鯽魚的體色、體形怎樣？有什么作用？它的嘴一張一合在干什么？在喝水嗎？這樣下去會不會把它撐死？這些問題能促使學生去想、去發現并急于解決，從而引導學生作出假設。

3.利用類比推理作出假設

類比是根據兩個（或兩類）對象之間在某些屬性上的相同或類似，類推出它們的其他屬性也可能相同或相似的一種邏輯方法。類比法是提出科學假設的重要途徑，許多科學概念、規律、理論的提出都借助于類比，科學上的很多重大發現、發明，往往源于類比假設，如DNA分子雙螺旋結構的發現，首先就是借助于類比法作出的假設。在生物教學中要引導學生通過類比，將不同知識聯系起來，從而加深對科學知識的理解，提高作出假設的能力。例如在探究學習植物的蒸騰作用時，可以先簡單地把蒸騰作用類比為水的蒸發現象，假設形成后，通過實驗探究得出植物中的水分以水蒸氣的形式通過葉的氣孔散失到空氣中，這就是植物的蒸騰作用。

4.構建知識模型作出假設

對實際問題進行研究往往很復雜，牽涉眾多的因素，為了便于分析和研究，科學上常采用一種“簡化”的方法，即對實際問題進行科學的抽象化處理，抓住其主要因素，忽略其次要因素，得出一種能反映問題本質特性的理想物質或假設結構，這種理想物質或假設結構就稱之為“模型”。

例如在探究生態系統的穩定性活動中，我們可以制作小生態瓶這一模型來模擬自然界中的生態系統，然后根據模型啟發學生作出假設，如當我們改變小生態瓶中的水的多少、魚蝦數量的多少、水草的有無或多少、光的有無時、對小生態瓶中其他生物生存或數量有什么影響，這樣我們就達到建立假設進行探究的目的。一個好的模型，可以簡化從已知事實預見新事實的過程，也就便于直觀、形象地作出假設。

三、修正明顯不合理的假設

波普爾提出：對于同一個問題，不同的學生會有不同的“問題空間”；而對于不同的問題，同一個學生的“問題空間”也會有所不同。每位學生的學習經歷和生活經驗都不盡相同，大腦中自然也就形成了不同的前概念，學生的前概念有的是正確的，也有的是錯誤的，再加上每個人思考問題時都具有以自我為中心的傾向，這就使得前概念通常具有排他性和不易改變的頑固性。學生提出的錯誤的或不合理的假設正是學生錯誤的前概念的反映。師者，所以傳道授業解惑也。對于學生的錯誤假設，教師不能回避，也不能直接用自己的正確觀點去覆蓋。不知其惑，不思其惑，又怎能解其惑？所以，學生的錯誤假設同樣是寶貴的教學資源，應當充分利用。教師應采取有效對策，對癥下藥，尤其要采用反面列舉和實驗驗證等方法，與學生一起動搖并推翻錯誤假設，使學生的頭腦里建構起正確的認識，從而更好地進行后續學習與探究。

例如，修正“物體受到的重力與物體的體積有關”的假設時，教師可以問學生：體積相同的物體重力一定相同嗎？體積不同的物體重力一定不同嗎？這兩個問題會引發學生的思考：體積相同的木塊和鐵塊重力肯定不同，體積不同的木塊和鐵塊重力可能相同。然后分別用彈簧秤測量體積相同但質量不同的木塊和鐵塊的重力，體積不同但質量相同的木塊和鐵塊的重力，結果發現前者重力不同，后者重力相同。

由上可見，遵循思維運動的規律才能實現思維的有序而行，拓展假設中思維的渠道才能實現思維的靈動易行，而及時矯正不合理的假設則可以使思維理性可行。在教學相長的過程中，允許學生對假設異想天開，但更應引導學生趨向理性的猜想；學生假設的結果允許有錯誤，但從錯誤走向理性的過程，則更值得回味。“授之以魚”，學生僅能拿到打開科學探究大門的鑰匙；“授人以漁”，學生則可以自制科學探究大門的鑰匙，并能理性地加以探究。

[ 參 考 文 獻 ]

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[2]李懷強.引導學生做好假設[J].生物學教學，2015（1）.

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