重視物理探究過程 培養(yǎng)學(xué)生猜想能力

賈立敏

中學(xué)物理教學(xué),不僅僅是把物理知識傳授給學(xué)生,更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的能力,使他們擁有敏捷的物理智慧,猜測和想象是物理智慧中最活躍的成分,對學(xué)生猜想能力的培養(yǎng),是物理探究過程中的一個重要環(huán)節(jié)。

一、猜想與假設(shè)是學(xué)習(xí)物理的重要方法

中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程與物理學(xué)家探索物理世界的過程在認(rèn)識上應(yīng)該是相似的,中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的探究活動是引導(dǎo)學(xué)生獲取物理知識、進(jìn)行類科學(xué)研究探索,培養(yǎng)科學(xué)探索創(chuàng)新能力的重要途徑。在探究活動中,根據(jù)已知的一些物理現(xiàn)象,進(jìn)行猜想與假設(shè),然后制定計劃與設(shè)計實驗,這本身是科學(xué)探究的內(nèi)容和要求。牛頓說過:“沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)。 事實上,在物理學(xué)史上很多偉大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)都是源于猜想。在奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)之后,“電能生磁,磁應(yīng)該也能生電吧?”法拉第就是在這樣的猜想下,經(jīng)過整整十年的實驗,最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。物理天才霍金的時空觀讓人感覺玄妙無比,令人不能不驚嘆他的想象能力。物理學(xué)發(fā)展至今日,還有許多的猜想有待人們?nèi)プC實,相信在今后的日子里,會有更多的猜想不斷的衍生,發(fā)展。進(jìn)行課程改革,就是要大膽摒棄傳統(tǒng)教學(xué)中不利于學(xué)生發(fā)展的老套套,跳出框框,打造全新的物理教學(xué)模式。 物理教學(xué)的一個最重要的任務(wù),就是要教會學(xué)生學(xué)習(xí)方法,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力,使他們形成一定的物理思想。假如物理教學(xué)過程中回避了直覺、猜想、假設(shè),實際上就是剝奪了學(xué)生創(chuàng)造的機(jī)會,他們自己的想法和主張得不到應(yīng)有的重視,他們的想象力沒有了馳騁的空間。教師應(yīng)該在學(xué)習(xí)物理的過程中讓學(xué)生知道,物理科學(xué)不僅僅是觀察現(xiàn)象,理解公式,還可以根據(jù)現(xiàn)象充分發(fā)揮自己的想象,提出自己的觀點,從而能夠通過想象看到事物的本質(zhì),最后推導(dǎo)出物理規(guī)律。

二、鼓勵學(xué)生敢于猜想

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,學(xué)生往往是被動的,接受式的進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)生除了認(rèn)真聽講還是認(rèn)真聽講,根本不能體現(xiàn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí),他們的好奇心受到了壓制,他們想象的空間受到擠壓。 在這樣的情況下,一開始時,學(xué)生往往不敢猜,一方面由于他們習(xí)慣了老師說什么就是什么,另一方面他們怕自己說錯了,受到老師的指責(zé),或同學(xué)的嘲笑。這時就需要教師的鼓勵和引導(dǎo),不管他們的猜測是否準(zhǔn)確合理,教師都要持肯定的態(tài)度。培養(yǎng)他們的猜想要從最容易的入手。比如在學(xué)習(xí)串聯(lián)電路中電流的關(guān)系時,猜想串聯(lián)電路中點的電流有什么關(guān)系這是比較容易的,又比如在演示自制溫度計時,盛水玻璃瓶放入熱水中時,不妨先讓學(xué)生猜猜,細(xì)玻璃管中的水柱會怎樣變化,盡管學(xué)生大多數(shù)都能猜到,但不能因為容易就忽視猜想的這一環(huán)節(jié)。要知道根據(jù)已有的經(jīng)驗作出合理的猜想,這是科學(xué)探究中最具創(chuàng)造性的一環(huán)。只有從細(xì)微之處有意識地養(yǎng)成學(xué)生積極思維,積極猜想的習(xí)慣,才能逐步使他們形成良好的物理學(xué)習(xí)方法。

三、讓學(xué)生學(xué)會正確的猜想方法

在課堂教學(xué)中,教師放手讓學(xué)生猜想,可能會遇到兩種尷尬的局面,一是學(xué)生怎么猜也猜不到點子上,二是學(xué)生的猜想漫無邊際。怎樣避免這兩種情況的發(fā)生呢?這有賴于教師在教學(xué)過程中不斷摸索。筆者在教學(xué)實踐中進(jìn)行了一些嘗試,在此拋磚引玉,與大家共同探討。 在物理教學(xué)中科學(xué)猜想與假設(shè)過程其實和科學(xué)研究一樣應(yīng)該有兩種基本的方法,第一種是實驗方法,另一種是理論分析方法。 實驗方法可以有下述幾個步驟: (1)明確研究本課題的目的和要求;(2)大膽進(jìn)行“科學(xué)猜想;(3)對猜想結(jié)果進(jìn)行討論,去偽存真,去繁求精。比如說在探究滑動摩擦力的大小可能與什么因素有關(guān)的過程中,在讓學(xué)生進(jìn)行猜想時,如果教師引導(dǎo)不夠,學(xué)生的猜想往往會出乎教師的意料。學(xué)生不僅猜想可能與壓力大小有關(guān),可能與速度大小有關(guān),可能與摩擦面的粗糙程度有關(guān),可能與接觸面的面積有關(guān),還猜想到了可能與質(zhì)量大小有關(guān),可能與材料有關(guān),可能與密度有關(guān),可能與形狀有關(guān)等等……這樣學(xué)生的猜想放得太開,不容易猜到關(guān)鍵的點子上,如果所有的猜想都要設(shè)計實驗進(jìn)行驗證,實際上在課堂教學(xué)的有限時間里也不可能做到,這時可以借助于簡單得演示實驗進(jìn)行引導(dǎo),比如,讓學(xué)生體驗一下推重一些得箱子和輕一些的箱子,或者讓學(xué)生體驗怎樣抓牢泥鰍,然后進(jìn)行猜想,學(xué)生的猜想有了明確的指向性,就能做到有的放矢,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的順利完成。 而理論分析方法應(yīng)該有以下步驟: (1)有關(guān)物理定義的闡述;(2)定義中關(guān)鍵詞的分析;(3)針對定義中的關(guān)鍵詞進(jìn)行猜想;(4)對猜想進(jìn)行結(jié)果討論,去偽存真,去繁求精。比如在探究物體動能的大小可能與哪些因素有關(guān)時,在猜想的環(huán)節(jié)中,可以這樣進(jìn)行操作 首先給出動能的定義:物體由于運動而具有的能叫動能。篩選關(guān)鍵詞:物體,運動。根據(jù)關(guān)鍵詞進(jìn)行猜想:有關(guān)物體可以猜想到:密度,體積,質(zhì)量有關(guān)運動可以猜想到:速度。分析:體積相同時密度越大質(zhì)量越大,因此密度和質(zhì)量其實都是與質(zhì)量有關(guān),而密度相同時,體積越大質(zhì)量越大,因此其實也是與質(zhì)量有關(guān)。接下來再設(shè)計實驗進(jìn)行驗證,也就水到渠成。

總之,作為老師,盡量要多動些腦筋,多創(chuàng)造一些機(jī)會,不斷激勵學(xué)生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等手段提出種種假設(shè)或猜想,使學(xué)生逐步學(xué)會運用假設(shè)或猜想的方法解決問題,要讓學(xué)生善于模仿科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)的探究。探究的過程應(yīng)當(dāng)有懸念,有波瀾,要讓學(xué)生感受到成功的喜悅與失敗的痛苦,并從中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的、正確的情感、態(tài)度和價值觀。還要在猜想的同時發(fā)動學(xué)生進(jìn)行交流、討論,培養(yǎng)發(fā)散性思維。中學(xué)物理的探究過程實際上再現(xiàn)前人是如何創(chuàng)造、發(fā)明的,讓學(xué)生在前人走過的軌跡上,親自體驗科學(xué)探究的過程與方法,使它們真正成為善于學(xué)習(xí)的人。