從猜想到假設(shè)

　　摘要：筆者從小學(xué)科學(xué)教育研究與教學(xué)中實(shí)際存在的問題——科學(xué)探究過程中“猜想”與“假設(shè)”的混用出發(fā)，簡(jiǎn)要分析了“猜想”與“假設(shè)”在實(shí)際應(yīng)用中內(nèi)涵的混亂狀況，結(jié)合已有的研究成果對(duì)科學(xué)探究過程中猜想與假設(shè)的關(guān)系進(jìn)行了梳理，提出了從猜想到假設(shè)的理解，以期幫助教師在實(shí)際教學(xué)中更好地把握猜想與假設(shè)的關(guān)系。
　　關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；猜想；假設(shè)；推斷
　　
　　在當(dāng)今科學(xué)課程改革的背景下，如何以科學(xué)探究的方式學(xué)習(xí)科學(xué)與把科學(xué)探究作為學(xué)習(xí)內(nèi)容是科學(xué)教育領(lǐng)域內(nèi)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題，因此對(duì)科學(xué)探究相關(guān)問題的研究是很有必要的，本文即是對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)——猜想與假設(shè)進(jìn)行討論與分析。
　　科學(xué)猜想和假設(shè)是人們對(duì)未知的事實(shí)及其規(guī)律性提出的推測(cè)性看法。猜想和假設(shè)是學(xué)生科學(xué)探究中的一種預(yù)見性活動(dòng)，在一定程度上決定著探究的方向，在整個(gè)探究過程中起著承上啟下的作用，同時(shí)也是學(xué)生在思維層面上探究的關(guān)鍵一環(huán)，猜想與假設(shè)環(huán)節(jié)在科學(xué)探究的過程中起著舉足輕重的作用。而筆者在閱讀文獻(xiàn)及實(shí)際聽課的過程中卻發(fā)現(xiàn)，在這一重要環(huán)節(jié)中“猜想”與“假設(shè)”在大多數(shù)情況下是作為同義詞使用的，但若對(duì)它們?cè)谖谋九c教學(xué)實(shí)際中出現(xiàn)的具體語境進(jìn)行分析，就會(huì)發(fā)現(xiàn)“猜想”與“假設(shè)”兩詞之間存在著很大不同。由于大家對(duì)它們的認(rèn)識(shí)理解不相統(tǒng)一，導(dǎo)致出現(xiàn)了很多將“猜想”與“假設(shè)”混用、誤用的情況。而正是這些混亂引發(fā)了諸多疑問：“猜想”與“假設(shè)”在小學(xué)科學(xué)教育，尤其在學(xué)生的科學(xué)探究過程中各自有著怎樣的含義?它們之間有著怎樣的區(qū)別與聯(lián)系?它們對(duì)學(xué)生思維發(fā)展的作用是否不同?教師在實(shí)際教學(xué)中是否需要很好地把握各自的含義與它們之間的關(guān)系以更有效地開展教學(xué)?這些都是很值得深入探討的問題，本文將試圖梳理猜想與假設(shè)的關(guān)系，對(duì)上述問題予以解答，希望能幫助教師在實(shí)際教學(xué)中更好地把握猜想與假設(shè)的關(guān)系。
　　
　　一、“猜想”與“假設(shè)”內(nèi)涵的混亂
　　
　　在《科學(xué)(3—6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中猜想與假設(shè)是放在一起作為科學(xué)探究的第二個(gè)環(huán)節(jié)被提出來的，其具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為：1.能應(yīng)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)所觀察的現(xiàn)象做假設(shè)性解釋；2.能區(qū)分什么是假設(shè)，什么是事實(shí)。活動(dòng)建議為：在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行假設(shè)和預(yù)測(cè)。如在做物體的沉浮實(shí)驗(yàn)之前，先讓學(xué)生假設(shè)物體的沉浮與什么有關(guān)，然后對(duì)給出的幾種物體的沉浮做出預(yù)測(cè)。
　　在《課標(biāo)》附錄關(guān)于科學(xué)探究的案例中有這樣兩個(gè)句子：
　　……難道韭菜對(duì)預(yù)防和治療雞瘟有作用?(假設(shè)和預(yù)測(cè))
　　……三棵樹為什么會(huì)變得如此不同呢?立刻，學(xué)生們紛紛舉手發(fā)言，提出了各自的看法。(提出初步的猜想或假設(shè))……
　　從以上內(nèi)容可以看出，《課標(biāo)》并沒有對(duì)“猜想”與“假設(shè)”做出相對(duì)明確的解釋與區(qū)分，只以“能應(yīng)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)所觀察的現(xiàn)象做假設(shè)性解釋”對(duì)猜想與假設(shè)的含義作了相對(duì)簡(jiǎn)單的統(tǒng)一界定，同時(shí)出現(xiàn)了預(yù)測(cè)一詞，但對(duì)其未做解釋說明，這樣，讀者就只能憑自己的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)來理解和應(yīng)用這些詞語了。在《科學(xué)(3—6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)解讀》中也有著相同的情況，“猜想”與“假設(shè)”在一定程度上被當(dāng)作了同義詞使用。在實(shí)際的教學(xué)與研究中也有著很多共用、混用的情況。這些情況表明目前大家對(duì)“猜想”與“假設(shè)”內(nèi)涵的理解是混亂的，正是由于這種內(nèi)涵混亂的狀況，致使教師在教育教學(xué)研究與實(shí)際教學(xué)過程中對(duì)“猜想”與“假設(shè)”把握不準(zhǔn)，出現(xiàn)了混亂的情況。筆者在查閱了大量文獻(xiàn)及歸納了聽課實(shí)際過程中的教師用語后發(fā)現(xiàn)，關(guān)于“猜想”與“假設(shè)”的表述主要有同義共用、同義混用、單用猜想等幾種情況。
　　如在《(空氣中有水么)教學(xué)案例及評(píng)析》一文中，作者對(duì)案例進(jìn)行的說明為：本案例設(shè)計(jì)是從孩子們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷谋桌揎嬃现糜诔刂?，罐外有水珠這一現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生思考。教師通過引入一個(gè)相同的現(xiàn)象：在一空玻璃瓶中加人冰塊，蓋上瓶蓋，用紙巾將瓶子外壁擦干，待會(huì)兒發(fā)現(xiàn)與易拉罐一樣的現(xiàn)象出現(xiàn)：瓶外也有水珠，讓孩子對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行大膽的猜想與假設(shè)。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方法收集證據(jù)，分析得出結(jié)論：水珠來源于空氣中的水蒸氣。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是一個(gè)科學(xué)探究過程：發(fā)現(xiàn)并明確探究的問題—猜想與假設(shè)—通過實(shí)驗(yàn)的方法收集證據(jù)—分析論證一解釋、得出結(jié)論。個(gè)案例說明是按照課標(biāo)的說法表述的，將猜想與假設(shè)合二為一，屬同義共用情況。
　　在《猜想孕育著科學(xué)發(fā)現(xiàn)》一文中，有這樣一段話：在科學(xué)探究的道路上，大膽猜想孕育著新的發(fā)現(xiàn)!……若干世紀(jì)以來，人們?yōu)榱俗C實(shí)自己的猜想，不知經(jīng)歷了多少不眠之夜付出了多少艱辛的勞動(dòng)。下面幾個(gè)為實(shí)現(xiàn)猜想而努力奮斗的故事，希望能對(duì)你有所啟迪。法國(guó)造紙工人斯蒂斯．蒙哥爾斐爾和約瑟夫·蒙哥爾斐爾兄弟在一個(gè)晚上觀察燒焦的小紙片飛進(jìn)煙囪而萌發(fā)出奇異的猜想：“使紙片飛起來的力也可以使飛行器飛起來?！彼麄兏鶕?jù)自己的假設(shè)制定出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。……這里，猜想與假設(shè)是以同一個(gè)意思先后出現(xiàn)的，屬同義混用情況。
　　在相當(dāng)多的課堂教學(xué)實(shí)踐中，貫穿整節(jié)課的只有“猜想”而沒有“假設(shè)”，如《“種子里面有什么”課堂實(shí)錄》一文中，教師在執(zhí)教過程中先后提了以下幾個(gè)問題：(播放種子生根、發(fā)芽的多媒體課件，引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)種子成分并親自剝開蠶豆觀察、畫圖、記錄結(jié)果)……師：大家都說你畫得好，老師也這樣認(rèn)為。現(xiàn)在我要你猜想一下，胚中哪些地方是發(fā)芽的?哪些地方是生根的?……師：大家剛才研究都很投入，在看你們研究的時(shí)候老師產(chǎn)生了一個(gè)新問題，剛才大家猜想了種子生根、發(fā)芽的地方，那么其他地方是有什么作用呢?猜想一下?！瓗煟捍蠹业牟孪牒苡械览?。老師在你們實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，你們?cè)趯?shí)驗(yàn)中有沒有發(fā)現(xiàn)新問題呢?或者你們還想研究哪些問題?……
　　從以上舉例可看出大多學(xué)者與教師都是把猜想與假設(shè)作為同義詞使用的，但它們?nèi)敉x，何必要將兩個(gè)詞語并列在一起出現(xiàn)?筆者認(rèn)為，作為探究過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)來看，猜想與假設(shè)是一個(gè)重要的承上啟下的環(huán)節(jié)，它們一同對(duì)探究活動(dòng)的方向起著決定的作用，但若將猜想與假設(shè)分開來看，它們所起的作用是不同的，與猜想相比，假設(shè)起著更重要的指向作用，做出假設(shè)是探究過程前端性的工作，有了假設(shè)才能開始探究，而猜想則不是探究的開始。因此筆者認(rèn)為對(duì)“猜想”與“假設(shè)”進(jìn)行明確區(qū)分是很有必要的，這對(duì)教師指導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究過程中做好假設(shè)、進(jìn)而能夠把握好整個(gè)探究都是有意義的。
　　
　　二、如何從直覺與發(fā)散的主觀猜想到做出合理的客觀假設(shè)
　　
　　1.對(duì)“猜想”與“假設(shè)”的區(qū)分
　　猜想在《現(xiàn)代漢語詞典》中的解釋是猜測(cè)，而猜測(cè)的意思是推測(cè)；憑想象估計(jì)。例如日常生活中我們會(huì)在迅速拋一枚硬幣并蓋住之后問“你猜猜是正面朝上還是反面朝上?”這時(shí)的回答就是猜想，它是不提供任何線索、條件的直覺估計(jì)，是不需要有充足理由、也不需要有邏輯推理的估計(jì)，對(duì)于猜測(cè)結(jié)果的主觀性很強(qiáng)。在學(xué)生的科學(xué)探究過程中，猜想是運(yùn)用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，直接推想某一問題可能出現(xiàn)的各種答案、或某一實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，它來源于直覺，是不經(jīng)過明顯的中間推理過程而直接得出結(jié)論的直覺思維。同時(shí)，猜想也是一種發(fā)散思維，大膽的猜想可使思維更加自由和敏捷。
　　假設(shè)在《現(xiàn)代漢語詞典》中的解釋是科學(xué)研究上對(duì)客觀事物的假定的說明，假設(shè)要根據(jù)事實(shí)提出，經(jīng)過實(shí)踐證明是正確的，就成為理論。在科學(xué)探究中，假設(shè)是對(duì)觀察現(xiàn)象的—個(gè)假定性的解釋，或者說是對(duì)所提出的科學(xué)問題的一個(gè)推測(cè)性的答案。假設(shè)是試圖對(duì)所觀察現(xiàn)象的原因或?qū)?shí)驗(yàn)將要出現(xiàn)的結(jié)果做推測(cè)，它是建立在概念或觀察的推理上的客觀假設(shè)。假設(shè)要有一定的根據(jù)，或者是觀察事實(shí)的根據(jù)，或者是原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的根據(jù)，假設(shè)是要符合邏輯的，形成假設(shè)要有一個(gè)推理的過程，并且要有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)或其他實(shí)證研究的工作緊隨其后以驗(yàn)證假設(shè)是否成立。做出合理的假設(shè)可使求證意識(shí)與邏輯推斷能力得到提高。
　　
　　2.假設(shè)環(huán)節(jié)中“猜想”與“假設(shè)”的關(guān)系
　　在對(duì)猜想與假設(shè)進(jìn)行了上述區(qū)分后，接下來要探討的問題是它們?cè)诳茖W(xué)探究過程中究竟存在著何種關(guān)系?那首先要闡明的問題就是何謂科學(xué)探究以及科學(xué)探究的環(huán)節(jié)有哪些。
　　目前對(duì)于科學(xué)探究、科學(xué)探究的過程還沒有相對(duì)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)與理解，這里只列舉比較具有代表性的看法。陳琴、龐麗娟(2005)認(rèn)為所謂科學(xué)探究，簡(jiǎn)言之，就是個(gè)體通過自主地調(diào)查和研究來認(rèn)識(shí)和解釋自然的活動(dòng)。他們認(rèn)為，科學(xué)探究主要包括觀察和提出問題、形成假設(shè)、檢驗(yàn)求證、得出和解釋結(jié)論、交流與應(yīng)用五個(gè)步驟。王麗(2003)認(rèn)為科學(xué)探究是指人們通過一定的過程和方法對(duì)客觀事物和現(xiàn)象進(jìn)行探索、質(zhì)疑和研究。任何科學(xué)探究活動(dòng)都包括如下一些基本步驟：提出問題；猜想與假設(shè)結(jié)果；制定計(jì)劃并通過觀察、制作、實(shí)驗(yàn)等手段來搜集并整理有關(guān)信息和證據(jù)；得出結(jié)論；表達(dá)與交流探索結(jié)論。盡管對(duì)于科學(xué)探究過程的認(rèn)識(shí)大家各不相同，研究者們依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)探究過程進(jìn)行了不同的劃分，但綜合而言，他們對(duì)于科學(xué)探究的一些基本環(huán)節(jié)，如提出或形成問題、建立假設(shè)、制定研究方案檢驗(yàn)假設(shè)、得出結(jié)論、交流結(jié)果等的認(rèn)識(shí)卻較為一致。綜合大家對(duì)探究過程的認(rèn)識(shí)，我認(rèn)為可以將小學(xué)科學(xué)教育中的探究過程分為假設(shè)、探索、結(jié)果三個(gè)階段。
　　如在《馬鈴薯在水中是沉還是浮》一課的教學(xué)過程中，從猜想到假設(shè)的過程可以這樣體現(xiàn)：
　　師：這兩只馬鈴薯在水中是沉還是浮?——教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。
　　生：(根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)做出或沉或浮的猜想)——學(xué)生猜想。
　　師：為了檢驗(yàn)同學(xué)們的猜想是否正確，我們一起來把這兩只馬鈴薯分別放人兩個(gè)水槽中試一試，看看它們?cè)谒芯烤故浅吝€是浮。
　　(演示實(shí)驗(yàn)：將兩只馬鈴薯分別放人兩只水槽中，讓學(xué)生觀察到一沉一浮的現(xiàn)象)
　　師：這是怎么回事呢?你們是怎樣認(rèn)為的?——教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)沉浮現(xiàn)象的原因進(jìn)行大膽猜想。
　　生：(根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)回答)——學(xué)生猜想。
　　師：(根據(jù)學(xué)生發(fā)言再次實(shí)驗(yàn))把兩只馬鈴薯交換放入兩水槽中；把兩只馬鈴薯同時(shí)放入第一個(gè)水槽中；再把兩只馬鈴薯同時(shí)放入第二個(gè)水槽中。
　　師：猜猜這又是怎么回事呢?——教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)猜想。
　　生：(根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)回答)——學(xué)生猜想。
　　師：同學(xué)們想一想為什么把馬鈴薯放在第一個(gè)水槽里全是浮的，而放在第二個(gè)水槽里又全是沉的?出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是什么?——教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生由猜想到假設(shè)。
　　生：是不是一個(gè)是熱水，一個(gè)是冷水呀?
　　師：你為什么會(huì)這么想呢?
　　生：因?yàn)閶寢屪鰷臅r(shí)候我看見里面的菜開始的時(shí)候是沉的，燒開以后就浮上來了。
　　師：是嗎，你對(duì)日常生活觀察得真仔細(xì)。請(qǐng)你上來，來摸一摸看是不是熱水和冷水。
　　生：不是。
　　生：不會(huì)是白醋或是白酒吧?
　　師：怎么區(qū)分是或不是?
　　生：很簡(jiǎn)單，聞聞就知道了。
　　生：沒有氣味。
　　生：我覺得第一個(gè)水槽里面可能是鹽水。
　　師：你怎么認(rèn)定第一個(gè)水槽里面是鹽水?
　　生：我在電視上看過，海水很咸，會(huì)產(chǎn)生很大的浮力。
　　——在這一過程中，學(xué)生經(jīng)歷了“由第一個(gè)水槽里是熱水、白醋、白酒或鹽水”的大膽猜想到“第一個(gè)水槽里面是鹽水”的假設(shè)過程，在這其間經(jīng)歷了摸、聞的求證及根據(jù)原有知識(shí)的推理。
　　師：你的知識(shí)面可真豐富，那你有什么好的方法確定是鹽水呀?
　　生：我嘗嘗就知道了。
　　師：用嘴嘗是一種非常簡(jiǎn)便的區(qū)別方法，可是現(xiàn)在我們不清楚兩個(gè)水槽中到底是什么“水”，這樣做就不安全了，還有其他什么辦法確定啊?
　　生：(開始說驗(yàn)證方法)
　　師：我給同學(xué)們準(zhǔn)備了一些材料，看對(duì)大家研究這兩個(gè)水槽中的水有沒有幫助?！?br/>　　——根據(jù)“第一個(gè)水槽里面是鹽水”的假設(shè)，學(xué)生進(jìn)入到探索階段。
　　從上述案例中可以看出，推斷是從主觀猜想到客觀假設(shè)的過程中必有的思維過程與思維技能，它是根據(jù)人們過去的生活經(jīng)驗(yàn)、已有知識(shí)或證據(jù)為出發(fā)點(diǎn)對(duì)某種現(xiàn)象的可能原因所做的邏輯上的判斷。推斷本身具有依實(shí)性、合理性、邏輯性等特點(diǎn)。推斷的結(jié)果必須是以事實(shí)(觀察結(jié)果)為依據(jù)的，它是一個(gè)嚴(yán)密、細(xì)致的思維過程。
　　在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合具體的探究問題引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生在已有科學(xué)知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，嘗試對(duì)問題作出大膽的猜想，提出可能的答案，并且要在鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)根據(jù)或理論根據(jù)，使主觀猜想經(jīng)過推理成為深思熟慮的符合邏輯且有所創(chuàng)新的客觀假設(shè)。
　　強(qiáng)調(diào)從猜想到假設(shè)這個(gè)過程的重要作用主要體現(xiàn)在以下幾方面。
　　(1)可以幫助學(xué)生深入明確和理解要探究的問題；
　　(2)可以引導(dǎo)學(xué)生更好地提取生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)由無意識(shí)注意轉(zhuǎn)化為有意識(shí)的再思考、聯(lián)系實(shí)際積極思維的過程。
　　(3)在鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想的過程中，可以提高學(xué)生敏捷、自由的直覺思維與發(fā)散思維能力；而在學(xué)生做出合理假設(shè)的過程中，可增強(qiáng)他們的求證意識(shí)與邏輯推理能力。
　　(4)學(xué)生對(duì)自己猜想、推理與假設(shè)的表達(dá)是探究過程中一種重要的交流，這種交流可以培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、批判能力、語言表達(dá)能力和傾聽的好習(xí)慣等，同時(shí)還可以不斷加深學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。
　　(5)可使教師比較全面地了解學(xué)生與問題相關(guān)的認(rèn)知水平、可能的認(rèn)知途徑，從而做出實(shí)施教學(xué)的策略選擇，通過與教學(xué)結(jié)果的對(duì)比分析，也可客觀判定學(xué)生的思維發(fā)展水平。
　　總之，教師只有明確區(qū)分“猜想”與“假設(shè)”的不同，把握好猜想與假設(shè)的關(guān)系，真正理解它們?cè)谔骄窟^程中的作用與意義，以及它們?cè)谂囵B(yǎng)學(xué)生思維能力上所起的不同作用，才能在實(shí)際教學(xué)過程中更好地處理探究過程中的假設(shè)環(huán)節(jié)，更好地引導(dǎo)學(xué)生開展探究活