初中物理科学探究“猜想与假设”的思考

1、初中物理科学探究“猜想与假设”的思考 桐梓县木瓜中学 张少喜 内容摘要：本文以课堂教学中猜想与假设的教学片断为例，对初中物理科学探究中猜想与假设环节的操作要求进行了简述，强调猜想与假设教学中教师要真正摆正自己在教学中的位置。猜想与假设的操作方法、运用直觉进行猜想、运用经验和直觉相结合进行猜想、运用物理学思维过程进行猜想、运用逆反原理进行猜想、运用比法猜想等。关键词：猜想与假设操作要求方法在新课程理念的指导下，初中学物理教学既要让学生学习物理知识，又要训练学生科学的思维方法。要求教师在新课程教学中多用探究式和发现式的教学方法，倡导学生积极主动地参与教学过程，勇于提出问题，学习分析问题和解决问题的

2、方法,科学探究的教学方式应运而生。“猜想与假设”是科学探究的重要环节之一，它是在观察与实验的基础上，根据科学原理和科学事实，进行理性思维加工以后，对未知的自然现象及其规律所做的定性解释和说明。作为科学探究教学的一个重要环节，教学中应该有怎样的操作要求，采用什么样的操作方法来实施？本文以教学中的一些实例的分析，尝试作出回答一、 猜想与假设的操作要求例1：下面是“导体的电阻与哪些因素有关”的科学探究中猜想与假设的教学片断：学生A：导体的电阻可能与导体长度有关。学生B：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。学生C：导体的电阻可能与导体两端的电压有关。学生D：导体的电阻可能与通过导体的电流有关。学生E：

3、导体的电阻可能与导体的形状有关。学生F：导体的电阻可能与环境温度有关。学生G：我认为铝和钨的电阻就应该不同，否则不会用铝做导线而用灯丝又用钨丝制成。师：如果铝和钨电阻不同，你们认为这属于前面哪位同学所说的哪个因素？学生G：前面同学没有说到这个因素，应该是构成导体的物质不同。师：对，我们怎样描述这个因素呢？学生H：导体电阻与构成导体的物质有关。师：回忆我们在导体与绝缘体的学习中的一些说法，这里物质两个字是否恰当？可以怎样改变一下？学生G：应该说材料。师：请你把这个猜想再描述一下。学生G：导体电阻可能与构成导体的材料有关。从这一例可以看出猜想与假设是学生思维发散的最为活跃的阶段。因此猜想与假设过程

4、的教学，首要的是培养学生的发散思维，要求教师在教学过程中充分体现教学的双边性，做好学生猜想与假设过程的“导演”，充分调动学生大胆思考，敢于创新，想出各种各样的思想观点。老师不可包办代替，只有在学生出现思维障碍时，老师方可给予指导，真正做到“贵在引导，要在转化，妙在开窍”。例2：下面是针对“串联电路电流大小有什么规律”的问题进行猜想与假设的教学片断：学生A：我猜想电流每通过一个灯泡，将电能转化为光能，要消耗一部分电流，因此电流会减小一些。（多数同学表示同意，长时间没有其他同学发表其它观点）师：A同学和猜想很有道理，但是否可以作其它猜想呢？请同学们回忆我们在介绍电流的形成时，曾经将电流与水流进行类

5、比，假如在一条水渠中水流会越流越小吗？学生B：不会，只要水渠中的水流没有开口流向别处。师：电流在串联电路中有几条路径？学生C：只有一条。师：那么电流会越流越小吗？学生A：这里电流不能和水渠中的水流类比，因为水渠中的水在流动中没有消耗，而电流流过灯泡时要转化成光能而消耗掉一部分电能。师：让我们假设，在水渠中某两个位置装两台水力发电机，水在流动时会带动发电机发电吗？学生A：会。师：结果是将水流能转化成了电能，但水渠中的水减少了吗？学生A：我想不会减少。师：类比一下，电流流过灯泡后是否会减少呢？学生D：也应该不会吧。师：依据我们对可能出现的这种结果的讨论，还可以提出一个什么样的猜想呢？学生D：串联电

6、路中电流处处相等。这一事例说明，猜想与假设不是异想天开，应该是依据一定的事实，应用可行的科学原理，围绕提出的问题可能出现的结果展开的。要求教师在猜想与假设教学过程中，不仅要当好“导演”，还应该当好演员的“配角”，将自己作为学生一员，从学生的角度去参与各种讨论，在必要的地方，充当一名优生，引导点拨学生归纳整理自己通过发散思维形成的观点；在学生思维出现定势时，充当一名差生，去引起争议和辩论。保证猜想与假设环节能够在教师的控制之下达到目标，但同时没有老师包办及规定的痕迹。上一例同时还说明，猜想与假设可以是正确的，也可以是错误的。教师不要只重视正确的猜想而忽视哪些错误的猜想，往往能够提出错误猜想的同学

7、，他们的发散思维才得到了真正的训练。这就要求在猜想与假设环节，老师要真正保证师生之间应有的平等自由，让学生在平等自由的条件下发表见解，商讨问题。不将个人意见或集体意见强加给发表见解的同学。教师更不能在发现学生的猜想与实际不符时，将自己的观点强加给学生。二、 猜想与假设的操作方法猜想与假设是按一定的思维程序才能完成的。这里列举一些例子，供大家参考。1、按日常经验或事实进行猜想。例3：下面是提出“重力势能与哪些因素有关”这一问题后猜想与假设的教学片断：学生A：我相重力势能与物体的高度有关，因为从高处下落到地面的物体破坏力强些。学生B：重的物体下落到地面时危害大些，轻的物体下落到地面时危害小些，因此

8、我想重力势能可能与物体的重力或者说质量的大小有关。师：还能举出支持这两个观点的具体实例吗？学生：师：那么我们可以提出一个什么猜想呢？学生A：物体的重力势能可能与物体的高度、重力或者质量等因素有关。这是一例按日常经验或事实进行猜想的例子，是在初中物理科学探究教学中十分常见的一种猜想方法。其操作程序是：针对问题运用已有的经验提出猜想与假设。其已有的经验是指大脑中已有的知识、日常生活实例、实验现象等。2、运用直觉进行猜想。例4：下面是探究光的反射规律的一个教学片断：师：演示光的反射现象，介绍反射角与入射角。提出问题，反射角与入射角的大小有什么关系？学生A：（通过观察凭直觉）反射角比入射角小些。学生B

9、：（通过观察凭直觉）反射角与入射角是一样大的。学生C：有时候反射角大些，有时候反射角与入射角相等。学生D：反射角小于入射角。这是一例运用直觉进行猜想的例子。直觉猜想是一种非逻辑地突然领悟，是以自己的拥有的经验为基础，从整体上跳跃地、直接地、迅速地、抽象地把握事物本质，提出猜想的过程。其操作程序是：针对问题凭直觉去感受提出猜想与假设。如上例中每个学生都是根据已有的不同经验凭直觉提出的各种猜想。3、运用经验和直觉相结合进行猜想。例5：下面是探究“声调与什么因素有关”的猜想与假设教学片断：师：与学生一起做一端伸出桌面不同长度的钢尺振动时发出声音的音调不同实验。学生：凭直觉感受当时振动的快慢不同。师：

10、（引导学生提出猜想）钢尺的振动快慢不同发出的声音高低也不同，由此我们可以得出什么猜想？学生：声音的音调与发声体振动快慢有关，振动越快音调越高。这是一例运用经验与直觉相结合进行猜想的例子。这也是一种常见的猜想方法。其操作程序是：针对问题获得的经验凭直觉感受提出猜想。其经验是指日常实例、已有的事实及实验现象等；任直觉感受是指根据上述经验，凭直觉进行非逻辑性思维，企图感悟出些什么；并根据直觉思维的结果形成初步的假说得到猜想。上例中，师生共同做钢尺振动实验让学生获得了经验，学生凭振动快慢不同的感受直觉思维得出猜想。4、运用物理学思维过程进行猜想。例6：下面是“探究光的直线传播”这一规律时，针对问题“光

11、是沿直线还是曲线传播的？”的猜想与假设教学片断：师：请同学们思考寻找生活中光传播的实例。学生A：手电筒发出的光是直的。学生B：汽车前灯在夜间发出的光束是直的。学生C：站在路灯下的人把路灯发出的光挡住形成影子。学生D：太阳照射时，遮阳伞可以把太阳遮住。师：同学们课桌上有一些器材，请用这些器材观察一下光线是怎样传播的？学生：（分组进行实验）光是沿直线传播的。师：日常生活经验，我们通过自己的实验观察，请寻找一下光传播的共同特点。学生：光是沿直线传播的。师：（做光从空气斜射入水中的实验）当光从空气进入水中时，光线还是直线吗？学生：是折线。师：光是沿直线传播的有什么条件？学生：应该是同种物质吧？师：那么

12、我们应该怎样猜想？学生：光在均匀介质中传播路线是直线。这是一例根据物理科学本身的思维过程建立猜想与假设的例子。虽然因为物理研究对象的复杂性，具体的物理思维过程没有固定的模式，但物理思维主要遵循的思维程序应该是：提出问题搜寻事实归纳分析形成假说或建立模型理论解释或实践检验。根据这一程序进行猜想方法是：针对提出的问题搜寻事实归纳分析形成猜想。搜寻事实就是要求寻找与问题有关的大量实例，如通过观察周围的现象、利用身边的器材进行的实验、回忆有关的事实经验，或查找有关的资料等；归纳分析就是要分析所搜集到的大量实例，找到它们的共性内容或特点。上面谈到的是初中物理课程中常用的一些提出猜想与假设的方法，如果我们

13、在教学中，通过运用物理学研究方法、简单的创造原理和技法来提出猜想，对培养学生的创新精神和实践能力，都将有极大的帮助。例如：1、运用逆反原理进行猜想。即：针对提出的问题回忆相反问题的结论对相反问题的结论进行相反的思考提出猜想与假设。例7：在学习加快蒸发的方法之后，对减慢蒸发方法的研究的教学片断如下：师：提出问题怎么减慢蒸发？并请回忆加快蒸发的有关方法：学生A：有提高温度，增大表面积，加快液面上方的空气流动等。师：哪么，怎样减慢蒸发呢？我们可以对这加快蒸发的各种方法进行相反的思考来得出答案。学生B：（提出减慢蒸发的猜想：）降低温度，可能减慢蒸发。学生C：可以通过减小表面积，来减慢蒸发。学生D：可以通过与空气隔绝来减慢蒸发。2、运用“类比法”进行猜想。即：针对提出的问题回忆或探讨相似问题的结论将这些结论与新问题进行类比提出猜想与假设。例8：研究串联电路各点电流关系时，猜想与假设教学片断如下：师：（提出问题后，）让我们先探讨另一个问题，观察或回忆水流情况，在不同粗细、形状但没有分支的水管里的水流大小是否一样？学生（通过讨论）：无论水管形状如何，粗细如何，水流是一样大小的。师：能否将这个结论与电流类比，