顧鵬飛
(儀征市陳集第二中學(xué) 江蘇 揚(yáng)州 211408)
猜想是科學(xué)創(chuàng)新思維中非演繹方式中的一種,在科學(xué)發(fā)展史具有重要地位.正如牛頓所說:“沒有大膽的推測,就沒有偉大的發(fā)現(xiàn).”本文僅從中學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)對此作一些討論.
猜想是學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和知識對提出的問題尋求可能解釋的過程.猜想是探究性實(shí)驗(yàn)的一個核心環(huán)節(jié),它能幫助探究者明確探究的內(nèi)容和方向,有目的地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行探究,在整個探究活動中起引導(dǎo)性作用.但在實(shí)際過程中猜想環(huán)節(jié)還存在諸多問題,往往流于形式.
(1)假“猜想”.猜想要求學(xué)生對提出的問題尋求可能解釋,即在做出猜想前,所要探究問題的成因或結(jié)果是未知的,然而新教材的編寫,為了保證探究的知識性、系統(tǒng)性、完整性、方向性,最后幾乎都有明確的探究結(jié)論,這就給那些不會猜想、害怕猜想、懶得猜想的學(xué)生提供了直接從書上找結(jié)論的機(jī)會,他們的猜想幾乎是照本宣科,是假的猜想.
(2)亂“猜想”.初中學(xué)生受現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識的限制,對學(xué)習(xí)中提出的問題往往不經(jīng)思考,隨手拈來,出現(xiàn)無目的、無根據(jù)的胡亂猜想.比如:在探究影響重力大小因素時(shí),學(xué)生不僅猜想到重力與物體的質(zhì)量有關(guān);還猜想到與物體的形狀有關(guān);與物體運(yùn)動的速度有關(guān);與物體的顏色有關(guān);與空氣溫度有關(guān);與物體硬度有關(guān)等,不易猜想到關(guān)鍵地方,使得猜想過亂,影響探究方向和最終結(jié)果.
(3)被“猜想”.新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究中自主猜想,然而在實(shí)際過程中,筆者發(fā)現(xiàn)很多教師輕視自主猜想這一環(huán)節(jié),顧忌學(xué)生亂“猜想”而影響探究方向,完不成教學(xué)任務(wù),所以在教學(xué)過程中問題提出之后,不給學(xué)生自主猜想的機(jī)會,教師就全權(quán)代理學(xué)生說出猜想的結(jié)果,既省時(shí)省力又準(zhǔn)確,殊不知,長期這樣下去,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣沒了,動力減了,造成學(xué)生不愿猜想,不動腦筋,靜坐等待.
初中生對日常生活中的物理現(xiàn)象常常司空見慣,很少認(rèn)真觀察和思考,因此在猜想與假設(shè)時(shí)缺少必要的感性經(jīng)驗(yàn).這時(shí)教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生回憶與問題有關(guān)的事實(shí),或通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察有關(guān)現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上,再讓學(xué)生大膽的作出猜想.
例如:在研究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí),教師可這樣來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想.
師:請同學(xué)們觀察自己在平面鏡前由遠(yuǎn)而近地向平面鏡走時(shí)所成的像,比較像與人的大小,像到平面鏡的距離和人到平面鏡的距離的大?。?/p>
(學(xué)生經(jīng)過觀察后)
生甲:像與物等大.
生乙:當(dāng)物體與平面鏡的距離較遠(yuǎn)時(shí),像比物小;當(dāng)物體與平面鏡的距離較近時(shí),像與物等大.
生丙:像到平面鏡的距離和物到平面鏡的距離相等.
這樣,師生通過平面鏡成像情況的再現(xiàn),給了學(xué)生一個仔細(xì)觀察平面鏡成像特點(diǎn)的機(jī)會,學(xué)生的猜想就有了根據(jù),而且富有創(chuàng)造性.至于學(xué)生的猜想是否正確,這沒關(guān)系,因?yàn)榻酉聛磉€會通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想的真?zhèn)危?/p>
交流與合作應(yīng)貫徹在整個探究過程中,當(dāng)然也包括猜想環(huán)節(jié).某個學(xué)生的思維也許是比較單一的,但通過交流合作,就能集思廣益、取長補(bǔ)短,所以要注意引導(dǎo)學(xué)生相互之間進(jìn)行交流和合作.在猜想時(shí)提供學(xué)生進(jìn)行展示、交流的時(shí)間和平臺,采用組內(nèi)或者小組間的方式,讓學(xué)生充分表達(dá)自己的觀點(diǎn),充分與同學(xué)進(jìn)行交流.這是多維互動、思維碰撞、相互啟迪、成果共享的過程.在討論的過程中往往會擦出思維的火花,有意想不到的收獲,而且還能使學(xué)生養(yǎng)成協(xié)作探究、合作學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣,有利于創(chuàng)造性思維的開發(fā).
猜想不是主觀臆斷、不是亂猜,而是有根據(jù)的.這些根據(jù)可以是已有的經(jīng)驗(yàn)和知識,也可以是一定的科學(xué)事實(shí)等.所以在讓學(xué)生充分地、大膽地猜想的同時(shí),必須要求學(xué)生說出這樣猜想的根據(jù),以防胡亂猜想或模式化.
下面是學(xué)生在探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律時(shí)進(jìn)行猜想的一個案例片段.
師:科學(xué)探究不是盲人摸象,為了使探究工作具有一定的目的性和指向性,我們往往在探究之前對研究的問題進(jìn)行初步的猜想和假設(shè).請你根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和理解猜想一下串聯(lián)電路中各點(diǎn)電流大小可能有怎樣的關(guān)系,并說明猜想的依據(jù).
(學(xué)生進(jìn)行熱烈的討論后,提出了幾種猜想.)
生甲:靠近正極電流大,靠近負(fù)極電流小.因?yàn)殡娏髅苛鬟^一個燈要損失一點(diǎn),越來越小.
生乙:可能是一樣.就像水流經(jīng)過每一個水輪機(jī),如果不考慮水的蒸發(fā)和滲漏,大小應(yīng)該不變.
生丙:兩端電流大,中間電流小,因?yàn)榭拷鼉蓸O電流足.
(教師充分肯定這些猜想的合理性,并寫在幻燈片上,標(biāo)出猜想者的姓名)
師:到底哪位同學(xué)猜想的最符合實(shí)際情況呢,這要靠實(shí)踐來檢驗(yàn).讓我們用實(shí)驗(yàn)來說明問題吧!
由于學(xué)生的知識水平和思維能力的限制,他們在進(jìn)行猜想時(shí)難免有些猜想實(shí)質(zhì)是相同的,但學(xué)生自己無能力發(fā)現(xiàn)和歸類.因此,教師應(yīng)在學(xué)生有根據(jù)地猜想完畢以后,引導(dǎo)學(xué)生對他們的各種猜想進(jìn)行總結(jié)歸類,這也有助于培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力.如在“探究導(dǎo)體的電阻與那些因素有關(guān)”時(shí),先讓學(xué)生大膽的猜想.學(xué)生猜想與導(dǎo)體電阻有關(guān)的量通常有長度、質(zhì)量、體積、橫截面積、材料、硬度、形狀等.這時(shí)教師作為引導(dǎo)者,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析,去除重復(fù)的因素,驗(yàn)證可能的因素.有了材料和體積,質(zhì)量、硬度就可以去除,有了長度和橫截面積,體積、形狀就可以去除,這樣一來就使探究的方向更明確;再比如“探究重力勢能與哪些因素有關(guān)”時(shí),學(xué)生的猜想通常有高度、重力、質(zhì)量,我們可以引導(dǎo)學(xué)生分析:因?yàn)槲矬w重力和質(zhì)量成正比,所以它們是重復(fù)的,應(yīng)去除一個.
(1)通過觀察運(yùn)用直覺進(jìn)行猜想
直覺猜想是一種非邏輯地突然領(lǐng)悟,是以自己擁有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)未經(jīng)逐步分析,從整體上跳躍地、直接地、迅速地、抽象地把握事物本質(zhì),迅速對問題提出猜想的過程.其操作程序是:針對問題—憑直覺去感受—提出猜想與假設(shè).
如在“探究光的反射規(guī)律”中,教師演示光的反射現(xiàn)象,介紹反射角與入射角后,提出問題:反射角與入射角的大小有什么關(guān)系?
生甲:反射角比入射角小些.
生乙:有時(shí)候反射角大些,有時(shí)候反射角與入射角相等.
上例中每個學(xué)生都是根據(jù)已有的不同經(jīng)驗(yàn)憑直覺提出的各種猜想.
(2)通過歸納分析進(jìn)行猜想
列舉事例,在對事例分析歸納的基礎(chǔ)上進(jìn)行猜想.比如:在探究“影響蒸發(fā)快慢的因素” 時(shí)可以先引導(dǎo)學(xué)生說明如何使?jié)褚路傻目?;如何使?jié)窦Z食干的快;如何使教室地面上水洼干的快.然后通過對事例的歸納分析提出相應(yīng)的猜想:液體溫度、液體表面積、液面上方空氣流動情況都可能影響蒸發(fā)的快慢.
(3)通過類比進(jìn)行猜想
類比是根據(jù)兩個(或兩類)對象之間的某些原理上的相同或者相似,類推出它們的其他屬性也可能相同或者相似的一種邏輯方法.類比法是提出猜想的重要途徑,許多物理規(guī)律、概念、理論的提出都借助于類比.因此,物理教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生通過類比,將兩個對象聯(lián)系起來,提高學(xué)生提出猜想的能力.比如在探究“串聯(lián)電路中各處電流有什么關(guān)系”時(shí),有些學(xué)生就以水流經(jīng)過水輪機(jī)來類比,如果中途沒有滲透和蒸發(fā)……每一個地方的電流應(yīng)該相等.
(4)通過等效進(jìn)行猜想
在探究“電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流有什么關(guān)系”時(shí),可以引導(dǎo)學(xué)生這樣進(jìn)行推理:假設(shè)電磁鐵中的電流由1 A變成3 A,導(dǎo)線中3 A的電流可以等效為3根1 A的電流匯合而成,每股電流都產(chǎn)生一個磁場,3個相同的磁場合在一起磁性增強(qiáng),因此猜想:電磁鐵的電流越大,磁性越強(qiáng),這就是根據(jù)已有知識通過等效代替得出的猜想.
總之,猜想在探究活動中有著十分重要的地位和作用,教師在教學(xué)中要讓猜想環(huán)節(jié)落在實(shí)處,巧設(shè)情境,合理引導(dǎo),靈活運(yùn)用各種策略讓學(xué)生經(jīng)歷猜想的過程,培養(yǎng)學(xué)生的猜想習(xí)慣和能力.