在物理科学探究中如何培养学生的“猜想”能力

来源:用户上传      作者: 马兆旗

　　摘 要：本文指出，培养学生的猜想与假设能力非常重要，并对培养的方法进行了探讨，与同仁共享。
　　关键词：物理新课程 猜想与假设 培养
　　
　　科学探究是义务教育物理新课程的一个重要组成部分，在新的课程标准中，对物理探究能力的猜想与假设环节有这样的基本要求：尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设，认识猜想与假设在物理探究中的重要性。“新课程”教材中都着意设计了多种多样的探究活动，以便学生获得探究过程的心理感受，增进对物理探究的理解，发展物理探究所需的能力。而这些基本能力，如提出问题的能力、猜想与假设能力、合作与交流能力等，是确保科学探究能够顺利进行的不可或缺的前提和基础。
　　就猜想与假设而言，它是探究的重要环节，也是物理探究的技能之一，它渗透在每一个物理探究的过程中。学生是否掌握猜想与假设的方法，是否具有进行猜想与假设的良好思维品质，在很大程度上决定着探究活动的效果好坏和质量的高低。下面就如何培养学生的猜想与假设能力谈一些粗浅的看法：
　　
　　一、为学生创设猜想的氛围
　　
　　学生对提出的问题进行猜想过程应是对头脑中已存信息分析处理和加工的过程，绝不是凭空瞎想，所以在猜想之前学生必须具备一定的生活经验和知识。如果学生的头脑中根本没有类似的现象，他们是难以猜想出来的。例如在学习并联电路电流特点时，如果学生能够对水流时干流与支流的关系有一定的认识，让学生猜想并联电路电流特点就是一件很容易的事情。反之，如果有的学生根本没有注意过干流与支流的关系，让他们猜想并联电路电流的特点恐怕是一件非常困难的事情。
　　必要的知识和经验是学生进行猜想的重要基础，没有一定的知识和经验，猜想只能是镜中之花、水中之月，可望而不可及。为此，教师在平时的教学中应当注意多多培养学生的观察能力，让学生处处留心生活中的一些物理现象，对于书本上的一些必要的基础知识一定要充分地理解。
　　
　　二、要鼓励学生敢于猜想
　　
　　目前的课堂教学，教师严肃有余，亲切不足，学生往往不敢猜。要改变目前的状况，教师就要努力营造一种轻松、和谐、平等的教学氛围，善于用微笑、鼓励性语言，注重情感沟通，使学生觉得教师和蔼可亲，融洽师生关系，同时还要注意帮助学生树立学习的自信心，才能消除学生质疑的心理障碍，大胆猜想。许多学生虽有问题意识，但不敢或不愿提出来，怕自己说错了，受到教师的指责，或同学的嘲笑。因此，教师必须经常以适当的方式，适时地引导，沟通师生之间、学生之间的情感，使学生产生良好的情感体验。不管他们的猜测是否准确合理，教师都要持肯定的态度，而且要给予及时的表扬鼓励。当学生有问题却说不出或说不明时，教师应给予点拨，让学生先考虑清楚，再提出有价值的问题。在宽松和谐的教学氛围中，学生才会养成积极思维、积极猜想的习惯。
　　
　　三、要给学生适当介绍有效的猜想方法
　　
　　在课堂教学中，教师放手让学生猜想，可能会遇到两种尴尬的局面，一是学生怎么猜也猜不到点子上，二是学生的猜想漫无边际。怎样避免这两种情况的发生呢？这有赖于教师在教学过程中不断摸索。本人在实施探究式教学的过程中总结了以下几点内容，仅供参考。
　　在物理教学中科学猜想与假设过程其实和科学研究一样应该有两种基本的方法，一种是实验方法，另一种是理论分析方法。
　　1.实验方法可以分为以下两种：
　　（1）类比猜想法：比如在探究滑动摩擦力的大小可能与什么因素有关的过程时，在让学生进行猜想时，如果教师引导不够，学生的猜想往往会出乎教师的意料。学生不仅会猜想可能与压力大小有关，可能与速度大小有关，可能与摩擦面的粗糙程度有关，可能与接触面的面积有关，还会猜想到了可能与质量大小有关，可能与材料有关等等。这样学生的猜想放得太开，不容易猜到点子上。如果所有的猜想都要设计实验进行验证，实际上在课堂教学的有限时间里也不可能做到。这时可以借助于简单的演示实验进行类比。比如，让学生体验一下推重一些的箱子和轻一些的箱子，或者让学生体验怎样抓牢泥鳅，然后进行猜想。学生的猜想有了明确的指向性，就能做到有的放矢，有助于学习任务的顺利完成。
　　（2）联系猜想法：在学习一种新的知识的时候，可以借助于已经学过的与其相似的知识相比较，找出它们的联系。例如在学习功率这一节的内容的时候，让学生猜想怎样来比较一个力做功的快慢，如果教师不加以引导的话，学生很可能会猜想到做功的快慢与做功的多少有关，与所用的时间的多少有关，与所用的力的大小有关，还可能猜想到与摩擦力的大小有关等等，所以教师在这一节的教学中可以让学生联系怎样比较物体运动的快慢，学生的猜想方向自然就明朗了，就会想到可以用单位时间内做功的多少来比较。
　　2.理论分析方法可以分为两种:
　　（1）归纳猜想法：就是通过某类物理对象中一些个别对象具有某种属性，而猜想该对象全体都具有这种属性。新课改注重“从生活走向物理，从物理走向社会”，所以物理学的很多知识是观察自然界的现象，进而归纳得来的。如在教学生降低温度是使气体液化的一种方法时，就可以引导学生根据生活中常见的液化现象，由学生自己归纳猜想提出来。
　　（2）逆向猜想法：就是从结论或现象开始，倒着思考问题，来猜想产生这一结果或现象的原因或条件，即利用逆向思维的方法来实现猜想。例如在分析影响机械效率大小因素时，可以从机械效率的计算公式入手分析有用功和
　　总功分别包含哪些部分，就可以找到影响机械效率的因素有哪些。
　　
　　四、要合理运用教材中猜想资源
　　
　　初中物理教材中蕴含着极其丰富的猜想资源，为我们培养学生的猜想能力提供了非常好的“平台”。如：学光的反射定律时，可先演示小平面镜反射太阳光，将反射光斑投射在教室墙壁上的不同位置，然后让学生猜想：反射光线与放射线之间可能存在什么关系？再指导学生用实验进行探究。学阿基米德原理时，在“称重法测浮力”的基础上增加一个实验：将物体挂在弹簧秤下，慢慢浸入水中，直至浸没，要求学生观察这一过程中弹簧秤示数的变化，并提出下列问题让学生思考、讨论和猜想：弹簧称示数为什么先变小后不变？浮力的大小可能与什么有关？在学生猜想的基础上再指导学生进行实验探究。教学电磁铁时，在学生完成电磁铁的制作后，可提出下列问题让学生思考、讨论和进行猜想：电磁铁是否具有磁性，应该如何判定？螺线管有无磁性以及其磁性的强弱可能与什么有关？在学生猜想的基础上再提出：如何利用手头的器材来验证自己的猜想？这时，再指导学生进行实验探究……总之，只要我们用心挖掘，初中物理的很多内容都可在学生探究之前先让其进行猜想，以达到明确探究方向、激发探究兴趣、培养猜想能力的目的。
　　对学生猜想能力的培养，是物理探究过程中的一个重要环节，学生的猜想能力的培养并不是一朝一夕就可完成的，需要我们教师在教学过程中切实重视这一能力的培养，时时注意挖掘更合理的猜想，以达到素质教育的效果。

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