引導大膽假設培養科學思維

吳章德

《科學課程標準（3—6年級）》中指出：科學探究活動是培養學生科學精神、科學態度、科學思維的重要途徑。在科學探究過程中，教師要鼓勵學生大膽猜想，對一個問題的結果做出多種假設，并在此基礎上設計實驗，積極求證。假設與求證的過程是科學探究的重要組成部分，也是完成科學探究必不可少的環節。那么，教師應該如何正確地引導學生大膽假設，發展科學思維呢？

一、以情景為依托，鼓勵學生大膽假設

科學課中的實驗教學有獨特的天然優勢，可以用實驗的方法創設問題的情境，引導學生在實驗過程中自發地對科學現象產生濃厚興趣，尋找解決問題的途徑，從而促進學生科學思維的發展。如在《米飯、淀粉和碘酒的變化》一課中，教師設置了以下情境：今天老師給大家一次在課堂上吃東西的機會，把米飯放進嘴里咀嚼一分鐘，仔細品嘗一下，米飯到底是什么味道。接著，將準備好的米飯分給學生。在學生吃完之后，教師請學生回答白米飯是什么味道。以下是師生的對話。

生1：我在米飯中嘗到了甜味。

生2：剛開始味道很淡，嚼著嚼著變甜了。

師：在我們的生活中，什么東西是甜的？

生：糖。

師：在米飯中吃到了甜味，說明了什么？

生：說明米飯中有糖。

師：這種甜味是什么時候有的？

生：是嚼了一會兒才有的。

師：那又說明了什么呢？

這個時候，學生就會思考：米飯為什么慢慢才變甜呢？這里面肯定有奧秘。這樣的情景創設自然而然地促使學生大膽假設。

師：你覺得是什么原因導致米飯變甜了呢？

生：可能米飯顆粒中心有糖，牙齒咬碎了米飯，就覺得甜了。

師：你能夠通過實驗來驗證你的猜想嗎？

生：可以先把米飯弄碎，再放進嘴里。如果馬上有甜味，說明米粒中確實有糖；如果還要過一會兒才甜，說明米粒中可能沒有糖。

師：還有沒有其他想法？

生：可能是唾液和米飯發生了化學反應，產生了糖。

師：那我們有辦法進行驗證嗎？

如此的情境設定，必然促使學生想方設法驗證自己的假設，實驗設計的目的性更加明確了，也使學生的思維有了方向。

二、以事實為基礎，引導學生有據假設

合理而又大膽的假設是開展科學實驗的重要前提。盡管所提出的假設不一定是最終的科學結論，但對問題成因的猜想仍需要一定的依據，這種依據就是已有知識經驗和科學事實。但是學生起初很難在已有知識、科學事實和問題之間建立聯系，這時教師就有必要介入并提供指導，讓學生帶著自己的經驗、知識、思考、靈感、興致參與課堂教學，使課堂教學呈現出豐富性、復雜性、多變性和思辨性。如下面的對話。

師：米飯是白色的，碘酒是紅色的。如果把碘酒滴到米飯上，會怎么樣呢？

生：米飯會變成碘酒的顏色，也成了紅色。

師：米飯如果變成了紅色，是什么變化？

生：應該是物理變化，因為米飯只是染上了碘酒的顏色，沒有產生新的物質。

師：那還有沒有其他的可能呢？

生：米飯和碘酒是兩種不同的物質，把它們混合在一起，可能會出現其他的顏色。

師：如果出現了其他顏色，是什么變化？

生：如果最后出現別的顏色，那應該是化學變化，因為它產生了原來所沒有的新物質。

師：你有沒有辦法來驗證這個假設呢？

生：我們可以通過做實驗的方法來驗證。

之所以有這樣的假設出現，是因為學生對物理變化和化學變化的根本區別已經很了解，這種了解使學生的假設更加科學、合理。作為教師，當一個問題被提出以后，應引導學生抓住事實線索，以已有知識為基礎，幫助學生架起事實與問題之間的橋梁，促進學生科學思維的發展。

三、以思維為中心，引導學生充分假設

科學實驗教學過程本身就是假設與求證的統一體，課堂教學設計應從培養學生的科學思維入手。事實上學生在假設過程中通常也使用了一定的方法，但自己可能沒有意識到，所以教師有必要在學生實時求證時跟進，以便及時總結與拓展。

作為科學實驗教學的組織者，在學生對實驗進行了充分假設以后，教師就應該讓他們按照科學實驗的方法進行求證，并對現象進行分析和總結。隨著實驗活動的展開，教師、學生的思維和實驗文本不斷碰撞，新的學習需求和探究方向不斷產生，學生在這個過程中興趣盎然，認識和體驗不斷加深。也只有在假設和求證相結合的課堂上，學生才能獲得多方面的滿足和發展，科學的實驗探究活動才能成為學生鍛煉思維、培養能力的活動。如以下的對話。

師：剛才我們發現在米飯上滴碘酒產生了藍紫色的新物質。它的產生和什么有關呢？

生：我覺得和碘酒有關，是碘酒把一種物質變成了藍紫色的新物質。

師：那你該如何來驗證呢？

生：只要把碘酒滴到其他的物質上去試一試就知道了。

師：還有沒有其他的想法？

生：我覺得應該是和米飯中的某種成分有關，比如米飯中的淀粉。

師：有沒有辦法來驗證？

生：只要找到常用的淀粉，把碘酒直接滴在淀粉上，如果變成了藍紫色，就說明和淀粉有關；如果沒有出現藍紫色，就說明和淀粉無關。

師（實驗后）：剛才我們把碘酒直接滴在淀粉上，看到了什么現象？

生：看到有藍紫色產生了，而且這種顏色跟碘酒滴在米飯上的顏色是一樣的。

師：那說明了什么呢？

生：說明藍紫色物質的產生確實和淀粉有關，我們原來的推測是正確的。

教師在學生進行充分假設后再讓他們實驗求證，在學生的積極參與和師生的良性互動中完成了實驗。

總之，假設的提出不應是學生毫無根據的主觀臆測，而是建立在一定的事實和知識經驗基礎上，通過對豐富的感性材料進行研究而形成的。培養學生大膽假設、實時驗證的能力，非一朝一夕可以完成。這種假設能力的培養，不是為了滿足教材的需要，而是要讓學生在假設的基礎上，在實驗探究過程中發展科學思維的能力，從而提高科學素養。

（責任編輯 郭向和）