學(xué)生“猜想與假設(shè)”能力的培養(yǎng)策略

宗若燦

小學(xué)科學(xué)以科學(xué)探究為重要的學(xué)習(xí)方式。通過探究活動(dòng)，學(xué)生可以主動(dòng)構(gòu)建知識，形成科學(xué)觀念，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。而在科學(xué)探究中，當(dāng)用原有知識無法解決問題時(shí)，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和已有的知識作出科學(xué)假設(shè)或猜想，這也是科學(xué)研究的一種方法。教學(xué)過程中，教師應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的“猜想與假設(shè)”能力，這樣才能使學(xué)生完整經(jīng)歷探究的過程，提高學(xué)生的思維能力和探究能力。

一、“猜想與假設(shè)”能力的學(xué)段性

小學(xué)生的猜想與假設(shè)能力在不同學(xué)段有著明顯的差異。美國理科教育家安東·勞森認(rèn)為，處于形式運(yùn)算期的兒童只能依據(jù)可感知的因果關(guān)系提出假設(shè)，而根據(jù)不可感知的因素提出假設(shè)，必須到后形式運(yùn)算期。這表明，學(xué)生作出假設(shè)的能力具有一定的層次性，是隨著學(xué)生年齡、知識與經(jīng)驗(yàn)的積累以及推理能力的提升，逐步得到發(fā)展的。因此教師要針對不同學(xué)段的學(xué)生，制訂有差異性的培養(yǎng)目標(biāo)，使猜想與假設(shè)的難度符合學(xué)生的思維特點(diǎn)。從學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”出發(fā)、從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律出發(fā)、從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，這樣才能激活學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生展開深度探究，從而提升科學(xué)探究的品質(zhì)。兒童概念的獲得主要有兩條途徑，第一條途徑是通過生活經(jīng)驗(yàn)積累獲得的概念;第二條是通過學(xué)習(xí)揭示概念的內(nèi)涵而獲得的概念。兒童獲得的日常概念具有形象性、具體化等特征，而科學(xué)概念卻是抽象的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹㈦[蔽的。兒童的日常概念與科學(xué)概念的獲得是有一定聯(lián)系的，因此對于低年級學(xué)生，教師要為他們提供充分的感知材料，使學(xué)生在教師指導(dǎo)下，能從中提取已有的知識與觀察經(jīng)驗(yàn)，對問題做出簡單猜想;對于中高年級學(xué)生，教師則要利用多種方法激活學(xué)生的科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象和事件發(fā)生的條件、過程、原因等方面提出假設(shè)，以提升學(xué)生假設(shè)的能力。

二、“猜想與假設(shè)”能力的培養(yǎng)策略

學(xué)生在科學(xué)探究的過程中，遇到難以解釋的問題時(shí)，就會根據(jù)事實(shí)和已有知識，對研究的問題做出猜測性說明或嘗試性解釋。然而受到知識基礎(chǔ)、理解能力、思維方式、生活經(jīng)驗(yàn)等方面的限制，學(xué)生往往會盲目猜測，缺乏科學(xué)性和目的性。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該運(yùn)用一定的教學(xué)策略，激活學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生了解猜想與假設(shè)建立的思維過程與方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜測的能力。

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，明確猜想方向

建構(gòu)主義理論認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)是在一定情境下自主建構(gòu)的。因此在課堂教學(xué)中，教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)豐富的問題情境，使學(xué)生對探究的內(nèi)容產(chǎn)生興趣，從而激發(fā)問題意識，為猜想與假設(shè)奠定基礎(chǔ)。由于受到思維方式、知識基礎(chǔ)、分析能力等方面的限制，學(xué)生不可能從紛繁復(fù)雜的自然現(xiàn)象中，提出科學(xué)的猜想與假設(shè)。這就需要教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)，要凸顯一些問題解決方式或答案的信息，為學(xué)生的猜想和假設(shè)提供一定的啟發(fā)和暗示。

例如，在教學(xué)《減少對土地的侵蝕》一課時(shí)，由于河流對河床和兩岸的侵蝕作用十分抽象，為了突破教學(xué)難點(diǎn)，教師用多媒體課件展示一條“幾字形”古河道（如圖1）及其變遷后的樣子（如圖2）?？戳斯藕拥狼昂笞兓瘜Ρ?，學(xué)生便會提出問題：為什么河道會發(fā)生變化？學(xué)生沒有相應(yīng)的生活經(jīng)驗(yàn)和知識基礎(chǔ)，因此很難做出合理的猜想與假設(shè)。這時(shí)，教師輕輕點(diǎn)擊圖1河道中靜止的“水流”，學(xué)生便會看到河道中的水流開始從上游湍流不息地直沖向下游。學(xué)生看到這，紛紛提出了自己的猜想：河流的沖擊作用使河道發(fā)生了改變。隨后教師繼續(xù)播放動(dòng)畫課件，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)凹岸A處在強(qiáng)大水流的沖擊下，逐漸向右側(cè)拓展，最后與B處聯(lián)通。湍急的水流在凸岸C處發(fā)生了轉(zhuǎn)彎，水流變得緩慢，水流沖擊帶來的碎石和泥沙逐漸沉積到C處。經(jīng)過一段時(shí)間，C處逐漸被抬高，形成了堤岸，一條新的河道便產(chǎn)生了。C處被隔離出來，因此便形成了湖泊。

通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，教師成功地使學(xué)生對河道的變遷產(chǎn)生了興趣，并提出了有價(jià)值的探究問題;隨后再利用信息技術(shù)手段活化教材內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生提出了猜想和假設(shè)。信息技術(shù)手段的應(yīng)用，將水流對凹岸侵蝕、凸岸沉積的過程形象直觀地呈現(xiàn)出來，驗(yàn)證了學(xué)生的猜想，激發(fā)了學(xué)生科學(xué)探究的熱情。

（二）適時(shí)啟發(fā)引導(dǎo)，掌握猜想方法

1. 抓住聯(lián)系點(diǎn)，展開猜想與假設(shè)。

小學(xué)科學(xué)知識具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，新舊知識之間往往存在著一定的聯(lián)系。這種新舊知識間的聯(lián)系點(diǎn)正是學(xué)生新知探究的切入點(diǎn)。因此在科學(xué)課堂教學(xué)中，教師要啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生抓住新舊知識之間的聯(lián)系點(diǎn)，通過聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)和已有知識展開猜想，促進(jìn)學(xué)生自主進(jìn)行科學(xué)探究。

例如，在教學(xué)《磁鐵的兩極》一課時(shí)，教師在桌面上均勻擺放了一些回形針。當(dāng)學(xué)生將條形磁鐵橫著緩慢地從上方靠近回形針時(shí)，會發(fā)現(xiàn)磁鐵兩端吸上來的回形針更多一些。為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？在對此進(jìn)行猜測時(shí)，二年級學(xué)生對磁鐵的磁力感知有困難。因此，教師聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有知識進(jìn)行提問：磁鐵能夠吸引回形針，這與它的什么性質(zhì)有關(guān)？學(xué)生通過思考和回憶，把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和探究磁體性質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，將磁鐵磁力的大小與其吸引回形針的數(shù)量聯(lián)系起來，通過知識的正向遷移，很快作出假設(shè)：磁體不同部位吸引回形針的數(shù)量與磁力大小有關(guān)。

通過抓住新舊知識間的聯(lián)系點(diǎn)，學(xué)生找到了思維的支撐點(diǎn)，將磁鐵吸引回形針數(shù)量的多少與磁力的大小聯(lián)系起來，激活了科學(xué)思維，提高了科學(xué)探究能力。

2. 抓住思維點(diǎn)，展開猜想與假設(shè)。

小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為核心，而探究離不開思維的參與。在課堂教學(xué)中，教師要根據(jù)探究的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，以疑啟思，以思促探，提高學(xué)生的猜想與假設(shè)能力。

例如，在教學(xué)《我們來造“環(huán)形山”》一課時(shí)，教師用嫦娥奔月引出古人對探索月球的向往，隨后用Flash課件播放嫦娥奔月的場景。隨著嫦娥逐漸靠近月球，學(xué)生看到的不再是皎潔美麗的明月，而是表面有明有暗的月球。此時(shí)教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)地貌猜想那些明暗相間的地方可能是什么月貌，隨后教師介紹月海、月陸等月貌。介紹完月貌后，讓嫦娥繼續(xù)飛向月球。這時(shí)，學(xué)生看到月球表面布滿眾多的環(huán)形坑（環(huán)形山）。學(xué)生會感到疑惑不解：為什么月球表面有這么多環(huán)形坑？這些環(huán)形坑是怎樣形成的呢？ 為了一探究竟，嫦娥開始圍繞環(huán)形坑飛行，學(xué)生也隨著嫦娥的視線看清楚了環(huán)形坑的樣子。教師用數(shù)據(jù)介紹環(huán)形坑后，引導(dǎo)學(xué)生猜測環(huán)形坑形成的原因。學(xué)生根據(jù)環(huán)形坑的特點(diǎn)進(jìn)行猜測，有的認(rèn)為是火山噴發(fā)造成的，有的認(rèn)為是隕石撞擊形成的。教師適時(shí)出示地球上的隕石坑和死火山圖片，學(xué)生通過觀察和收集相關(guān)資料，對比、討論、交流，統(tǒng)一了認(rèn)識，提出了環(huán)形坑是由隕石撞擊形成的這一猜想。

教師通過引導(dǎo)學(xué)生將地球上的隕石坑與月球上的環(huán)形坑進(jìn)行對比，使學(xué)生找到了兩者間的相似點(diǎn)，并最終排除了環(huán)形坑是由火山噴發(fā)形成的猜想。由于抓住了學(xué)生的思維，促進(jìn)了學(xué)生沿著正確的方向進(jìn)行猜想，提高了學(xué)生科學(xué)猜想的有效性。

3. 抓住共同點(diǎn)，展開猜想與假設(shè)。

在科學(xué)探究過程中，一些探究對象往往有共同的特征，這時(shí)就需要通過觀察、比較、分析，歸納出這一類對象所具有的某種特質(zhì)。教師要為學(xué)生提供充足的探究材料，便于學(xué)生抓住共同點(diǎn)進(jìn)行假設(shè)。建立假設(shè)時(shí)，學(xué)生需要進(jìn)行細(xì)致的分析和充分的發(fā)散，并考慮事物可能發(fā)生的變化及其影響因素。

例如，在教學(xué)《鳥類的特征》一課時(shí)，由于小學(xué)生對鳥類有一定的認(rèn)識，但對鳥類的特征了解得并不全面，因此教師可利用多媒體課件出示一些動(dòng)物（鴿子、燕子、鸚鵡）的圖片，引導(dǎo)學(xué)生從它們的外形、生活習(xí)性等方面歸納出這些鳥類具有的共同特征。由于三年級的學(xué)生年齡較小，他們對鳥類的特征認(rèn)識得比較淺顯，教師可出示鴨子、鴕鳥、企鵝、蝙蝠等動(dòng)物的圖片，引導(dǎo)學(xué)生用剛才總結(jié)出的鳥的特征，判斷這些動(dòng)物是不是鳥類。通過討論交流，互相補(bǔ)充，剔除不合理的假設(shè)，再通過歸納與概括統(tǒng)一了假設(shè)。

教師為學(xué)生提供常見的鳥類圖片，使學(xué)生找到了這些鳥類的共同點(diǎn)，為提出合理的假設(shè)奠定了基礎(chǔ)。隨后學(xué)生用并不完善的鳥類概念識別其他鳥類，在發(fā)現(xiàn)提出的假設(shè)出現(xiàn)錯(cuò)誤后及時(shí)進(jìn)行完善，提出了準(zhǔn)確的假設(shè)。在不斷修正的過程中，學(xué)生的科學(xué)思維被激活，科學(xué)探究能力也得到了提高。

猜想與假設(shè)是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的前提和基礎(chǔ)，學(xué)生在猜想與假設(shè)的過程中，其猜想與假設(shè)必然會出現(xiàn)不合理的地方，教師應(yīng)該以包容的心態(tài)，為學(xué)生提供方法指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生不斷地完善自己的猜想與假設(shè)。學(xué)生在探究過程中出現(xiàn)認(rèn)知上的錯(cuò)誤，是在所難免的，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤所在，將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化為正確認(rèn)知。

（作者單位：遼寧省營口市營口實(shí)驗(yàn)學(xué)校）