如何引導(dǎo)學(xué)生猜想與假設(shè)

摘要：猜想與假設(shè)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)之一。本文結(jié)合教學(xué)案例，分別討論了如何運(yùn)用演繹法、歸納法、類比法、直覺法等物理思維方法引導(dǎo)學(xué)生猜想與假設(shè)。

關(guān)鍵詞：演繹猜想法；歸納猜想法；類比猜想法；直覺猜想法

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2008)12(S)-0015-2

猜想與假設(shè)是對所研究的問題根據(jù)已知事實(shí)材料和科學(xué)知識作出的一種猜測性陳述，對問題中事物的因果性、規(guī)律性作出的假定性解釋，是科學(xué)思維的一種形式。在物理教學(xué)中，如何引導(dǎo)學(xué)生提出猜想與假設(shè)，這是值得教師認(rèn)真研究的重要課題。筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對這一問題進(jìn)行以下討論。

1 演繹猜想法

演繹猜想法，是把已知的一般原理（理論）運(yùn)用于某一特殊的、具體的研究對象上，并由此作出對未知事件的猜測或假設(shè)的一種方法。

案例1 “探究平拋運(yùn)動的規(guī)律”教學(xué)片斷

師：平拋運(yùn)動可分解為哪兩個方向的運(yùn)動？

生：水平方向和豎直方向。

師：那么，水平方向和豎直方向的運(yùn)動是什么性質(zhì)的運(yùn)動呢？請根據(jù)牛頓第二定律推測。

生A：在水平方向Fx=0，根據(jù)牛頓第二定律，加速度ax=0，推測水平方向的分運(yùn)動是勻速運(yùn)動。

生B：在豎直方向Fy=mg，根據(jù)牛頓第二定律，加速度ay=g，而且豎直方向的初速度為零，推測豎直方向的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。

師：兩位同學(xué)分別從理論上推測出水平方向是勻速運(yùn)動，豎直方向是自由落體運(yùn)動，這樣的推測對嗎？下面請同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。

用演繹法引導(dǎo)學(xué)生猜想，方向比較明確，可以節(jié)省探究時間，提高教學(xué)效率，同時培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力。

2 歸納猜想法

歸納法，是通過對一些個別經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和感性材料進(jìn)行概括和總結(jié)，從中得出一般結(jié)論、原理、公式等的一種邏輯推理方法，也是提出猜想、形成假設(shè)的一種比較重要的方法。

案例2 “彈力”教學(xué)片斷

師：人坐在沙發(fā)上，沙發(fā)凹下去，發(fā)生形變；手拉橡皮筋，橡皮筋伸長，發(fā)生形變；拉開的弓箭，拍打的皮球，擰緊的發(fā)條，吹脹的氣球等都發(fā)生了形變，這些現(xiàn)象說明了什么呢？

生：物體受力時，都會產(chǎn)生形變。

師：書放在桌面上，桌面發(fā)生了形變嗎？

生：發(fā)生形變。

師：我們怎么沒看見桌面發(fā)生形變？

生：桌面的形變很微小，眼晴是看不見的。

師：對，有些物體的形變很明顯，肉眼可以直接看見；有些很微小，需要借助儀器將其“放大”才能觀察到。下面通過實(shí)驗(yàn)來觀察玻璃瓶發(fā)生的微小形變。

對中學(xué)生來說，培養(yǎng)歸納推理能力尤為重要，因?yàn)樗麄冋幱趯W(xué)習(xí)物理的初級階段，往往不自覺地憑借個別現(xiàn)象去認(rèn)識物理規(guī)律。因此，教師的任務(wù)就是在教學(xué)中準(zhǔn)備學(xué)生熟悉的、典型的具體例子，從具體的感知升華為抽象的理解，而且物理學(xué)中的許多定律和公式都是運(yùn)用歸納法總結(jié)出來的。

3 類比猜想法

類比猜想法，是把陌生的對象與熟悉的對象類比，把未知的與已知的類比，從中得到啟迪而提出猜想、形成假設(shè)的一種方法。

案例3 “勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系”教學(xué)片斷

師：在勻速直線運(yùn)動的v-t圖像中，如何計(jì)算位移？

生：位移的大小等于圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積的大小。

師：那么，在勻變速直線運(yùn)動的v-t圖像中，如何計(jì)算位移呢？請同學(xué)們大膽猜想。

生：我猜想勻變速直線運(yùn)動的位移大小也與圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積相等。

師：若猜想成立，你能推導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系式嗎？

生：x=S面積，即x=12(v0+v)t，

將v=v0+at代入，得x=v0t+12at2。

師：下面我們用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證上式是否成立。

類比法是從特殊到特殊的邏輯過程，雖然類比的邏輯根據(jù)可能不充分，結(jié)論可靠性較小，但創(chuàng)造性很大，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

4 直覺猜想法

直覺作為一種思維方式，也稱非邏輯思維，屬于創(chuàng)造思維，是一種缺乏完整的分析過程與邏輯程序的思維方式，它依靠靈感或頓悟迅速理解并作出判斷和結(jié)論。直覺猜測、直覺假設(shè)都是直覺思維的形式。

案例4 “牛頓第一定律”教學(xué)片斷

師：將小車放在斜面上，放手讓小車滑下，運(yùn)動到水平面上后，能一直運(yùn)動下去嗎？

生：不會。

師：猜想小車在水平面上前進(jìn)的距離與哪些因素有關(guān)？

生A：斜面坡度。

生B：水平面的阻力。

生C：小車質(zhì)量。

生D：小車起始高度。

師：如果要研究小車在水平面上前進(jìn)的距離和所受阻力的關(guān)系，則如何設(shè)計(jì)研究方案。

小車到達(dá)水平面后不會一直運(yùn)動下去，在水平面上前進(jìn)的距離與斜面坡度、水平面的阻力、小車質(zhì)量、起始高度有關(guān)都是學(xué)生憑生活經(jīng)驗(yàn)直覺猜想的。直覺猜想是一個不成熟的結(jié)論，它必須要經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯論證和實(shí)驗(yàn)論證檢驗(yàn)。在物理教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境、提供原始問題、拓寬知識面等，都有利于培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力。 

猜想與假設(shè)是物理智慧中最活躍的成分，是非邏輯思維和邏輯思維反復(fù)交替的過程，極具創(chuàng)造性。在客觀事實(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)知識的基礎(chǔ)上，從思維方法上引導(dǎo)學(xué)生逐步形成猜想與假設(shè)的良好思維習(xí)慣也體現(xiàn)了新課標(biāo)“過程與方法”的教學(xué)目標(biāo)。

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參考文獻(xiàn)：

［1］邢紅軍. 論物理教育中的直覺思維及其對教學(xué)的啟示.課程#8226;教材#8226;教法，2004(4).

［2］物理課程標(biāo)準(zhǔn)研制組.物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))解讀．湖北：湖北教育出版社．2004.

(欄目編輯趙保鋼)