物理探究教學(xué)中的猜想與假設(shè)

劉銘濤

探究教學(xué)作為一種新的教學(xué)方式在新課改中尤為重要,猜想與假設(shè)這一環(huán)節(jié)是物理探究式教學(xué)中的薄弱部分。因而要明確猜想與假設(shè)意義,培養(yǎng)學(xué)生猜想與假設(shè)的能力。

科學(xué)探究是義務(wù)教育物理新課程的一個(gè)重要組成部分,在新的課程標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)物理探究能力的猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)有這樣的基本要求:嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)對(duì)問題的成因提出猜想,對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測(cè)與假設(shè),認(rèn)識(shí)猜想與假設(shè)在物理探究中的重要性。猜想與假設(shè)活動(dòng)就是學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),對(duì)要研究的問題經(jīng)過思維的突破與再加工活動(dòng)。

在課堂教學(xué)中,教師放手讓學(xué)生猜想可能會(huì)遇到2種情況,一是學(xué)生提不出猜想;二是學(xué)生的猜想漫無邊際,怎么猜也猜不到點(diǎn)子上。怎樣避免這2種情況的發(fā)生呢?筆者對(duì)猜想與假設(shè)進(jìn)行一些研究與實(shí)踐。

1 培養(yǎng)發(fā)散思維,提出合理的猜想

猜想要培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。猜想與假設(shè)是探究過程的重要環(huán)節(jié),它是使學(xué)生思維發(fā)散的最為活躍的階段。探究的過程是一個(gè)創(chuàng)造的過程,而根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)作出合理的猜想,這是科學(xué)探究中最具創(chuàng)造性的一環(huán)。創(chuàng)造過程是離不開思維發(fā)散過程的,因此,猜想與假設(shè)過程的教學(xué)首要的是培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。教師要在符合客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上,凸顯出一些信息,使創(chuàng)設(shè)的情境對(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邊際的猜想與假設(shè)。

2 論證歸因,形成科學(xué)的假設(shè)

在探究時(shí),學(xué)生往往會(huì)從不同角度提出很多的猜想。對(duì)于這些猜想,如果在課堂上一一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索,不僅課堂教學(xué)上時(shí)間不允許,也不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)把學(xué)生這些眾多的猜想整理出來,請(qǐng)學(xué)生結(jié)合已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn),對(duì)有關(guān)因素進(jìn)行分析論證,排除一些不合理的猜想,形成科學(xué)假設(shè)。

3 猜想與假設(shè)的操作方法

猜想與假設(shè)是按一定的思維和方法完成的。但猜想與假設(shè)也沒有固定不變的模式,猜想與假設(shè)的過程應(yīng)該是十分靈活、思維充分發(fā)散的過程。

3.1 利用已有知識(shí),提出猜想要進(jìn)行猜想,需一定的知識(shí)為基礎(chǔ),故需要學(xué)生在生活中、學(xué)習(xí)中積累一定的經(jīng)驗(yàn),掌握一定的知識(shí)。如果沒有足夠的知識(shí)作為依據(jù),那么這樣的猜想就是主觀臆斷,憑空猜疑。其操作方法是:針對(duì)問題——根據(jù)已有的知識(shí)——提出猜想與假設(shè)。

3.2 運(yùn)用直覺進(jìn)行猜想直覺猜想是一種非邏輯的突然領(lǐng)悟,是以自己擁有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),從整體上跳躍地、直接地、迅速地、抽象地把握事物本質(zhì),提出猜想的過程。其操作方法是:針對(duì)問題——憑直覺去感受——提出猜想與假設(shè)。

如在研究“平面鏡成像特點(diǎn)”時(shí),在提出問題像的大小與物大小有什么關(guān)系后,學(xué)生根據(jù)已有的不同經(jīng)驗(yàn),憑直覺可以馬上做出回答,雖然每個(gè)學(xué)生因?yàn)橐延械慕?jīng)驗(yàn)不同,可能會(huì)提出相等、不相等或有時(shí)相等有時(shí)不相等等各種不同的猜想,但這些都是他們根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)憑直覺得出的。

3.3 運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)和直覺相結(jié)合進(jìn)行猜想依據(jù)日常實(shí)例、已有的事實(shí)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等,憑直覺進(jìn)行非邏輯性思維,企圖感悟出些什么,并根據(jù)直覺思維的結(jié)果形成初步的假說得到猜想。其操作方法是:針對(duì)問題——獲得的經(jīng)驗(yàn)——憑直覺感受——提出猜想或假設(shè)。

3.4 運(yùn)用逆反原理進(jìn)行猜想引導(dǎo)學(xué)生從問題的反面去進(jìn)行研究,從而提出問題。其操作方法是:針對(duì)提出的問題——回憶相反問題的結(jié)論——對(duì)相反問題的結(jié)論進(jìn)行相反的思考——提出猜想與假。

如在在學(xué)習(xí)了電生磁和通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)知識(shí)后,對(duì)于磁能否生電的研究可以采取如下的操作過程:提出問題后,讓學(xué)生回憶電生磁和通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)知識(shí),然后讓學(xué)生對(duì)這些方法進(jìn)行相反的思考,從而提出磁如何生電的猜想,即讓閉合電路的一部分導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)。

3.5 根據(jù)事物的因果關(guān)系提出猜想原因與結(jié)果之間的聯(lián)系是事物之間的一種普遍聯(lián)系。根據(jù)結(jié)果產(chǎn)生的原因提出猜想,其操作方法是:針對(duì)提出的問題——尋找其產(chǎn)生原因——提出猜想與假設(shè)。

如“探究響度的大小和聲調(diào)的高低分別跟什么因素有關(guān)”,由于聲音是由發(fā)聲體振動(dòng)產(chǎn)生的,因而猜想:響度的大小、音調(diào)的高低可能跟發(fā)聲體本身振動(dòng)的一些因素(如振動(dòng)快慢、振動(dòng)幅度的大小等)有關(guān)。

綜上所述,猜想與假設(shè)既是一種自由嘗試,也是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?chuàng)造。因此,它的產(chǎn)生是試探與定向、繼承與批判、理性與非理性、嚴(yán)謹(jǐn)性與靈活性辯證統(tǒng)一的創(chuàng)新過程。在探究教學(xué)中,教師要不斷提高自身的探究能力,在教學(xué)的第一線多創(chuàng)造機(jī)會(huì)和良好的探究環(huán)境,善于抓住學(xué)生學(xué)習(xí)與思維的特點(diǎn),不斷鼓勵(lì)學(xué)生通過觀察、直覺、比較、歸納、演繹等手段提出種種猜想與假設(shè),讓學(xué)生走科學(xué)家所走過的軌跡,自體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法,感受成功的喜悅與失敗的痛苦,培養(yǎng)正確的情感、態(tài)度和價(jià)值觀,真正發(fā)展成為學(xué)習(xí)的主人。

(作者單位:河北省樂亭縣汀流河初級(jí)中學(xué))