淺談物理實(shí)驗(yàn)如何有效猜想

山西省介休市第五中學(xué)校 張保才

一、猜想的重要性

猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，猜想是學(xué)生接觸到問題后，根據(jù)學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)在強(qiáng)烈的好奇心驅(qū)使下進(jìn)行的演繹、歸納、類比及推理為一體而得出結(jié)論的一種發(fā)散思維，假設(shè)是在猜想的基礎(chǔ)上經(jīng)過一系列的觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、比較、歸納等邏輯推理而得到的較為科學(xué)的推論。

合理的猜想是知識與能力的綜合體現(xiàn)，是一種勇于探究并開拓求知領(lǐng)域的創(chuàng)新意識的體現(xiàn)。因此，在猜想環(huán)節(jié)中，學(xué)生的主體能動(dòng)性得到充分發(fā)揮，學(xué)生的思維處于一種非?；钴S的、發(fā)散的狀態(tài)中。在假設(shè)環(huán)節(jié)，教師指導(dǎo)學(xué)生通過對猜想的認(rèn)真排查和做出種種的解釋進(jìn)行提煉總結(jié)，從而作出合理的假設(shè)。

建立猜想，確定探究目標(biāo)是探究式教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和思維能力主要在這一環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。在物理學(xué)習(xí)過程中，猜想是對目標(biāo)和結(jié)論的預(yù)見性思考，它需要通過對已有物理現(xiàn)象的分析，綜合相關(guān)物理知識進(jìn)行科學(xué)的推理，才能做出合理的猜想與假設(shè)。

二、猜想中存在的問題

在初中探究式實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生可能會出現(xiàn)兩種情況：一是提不出猜想，這種情況有可能是因?yàn)閷W(xué)生缺乏探究式學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)、有可能是因?yàn)閷W(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和知識的不足，也有可能是因?yàn)閷W(xué)生看不出已有經(jīng)驗(yàn)與所探究問題的聯(lián)系。二是不少學(xué)生的猜想不能掌握方向，思維離散，偏離了提出的問題，或指向不明且難以求證的因素。這一方面是因?yàn)槌踔袑W(xué)生猜想的依據(jù)主要源于生活經(jīng)驗(yàn)或知識經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)未必充足；另一方面是教師所創(chuàng)設(shè)的問題情境未必合理，或?qū)W(xué)生啟發(fā)、引導(dǎo)得不夠。另外更可能出現(xiàn)的情況是學(xué)生在一定程度上作出了猜想，而這些猜想?yún)s過于寬泛或狹窄，不能夠達(dá)到最適合的效果，這就說明教師在控制猜想發(fā)散的程度上還需引導(dǎo)得更細(xì)致。

三、如何幫助學(xué)生提出有效的猜想

在初中物理探究式教學(xué)實(shí)踐中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想最常用的辦法是情景提示法，下面結(jié)合自身教學(xué)體會談?wù)剮追N方法的運(yùn)用。

方法一：利用生活情景。

物理源于生活，反之又為生活服務(wù)。初中物理課文中有許多現(xiàn)象與學(xué)生生活聯(lián)系密切。因此，對于易于在生活經(jīng)驗(yàn)中提煉的探究內(nèi)容，教師可以用生活經(jīng)驗(yàn)施以引導(dǎo)，使學(xué)生作出有效猜想。

探究蒸發(fā)的快慢與什么因素有關(guān)

在引導(dǎo)學(xué)生猜想時(shí)，老師拿出一件洗好扭干的衣服提問：

師：一件洗好的衣服，怎樣晾曬才能干的快些？

生：把撐開晾曬、放到太陽底下曬、放在通風(fēng)的地方晾曬……

通過生活經(jīng)驗(yàn)的引導(dǎo)，學(xué)生很容易就可以聯(lián)想到“液體的溫度”“液體的表面積”“液體表面氣流的快慢”三個(gè)因素并作出相應(yīng)的猜想，這樣教師就可以順理成章地把學(xué)生引向“證實(shí)”或“證偽”的下一步。學(xué)生探究的思路就會明晰了，再通過動(dòng)手操作，對知識的理解得到了進(jìn)一步的強(qiáng)化。

方法二：設(shè)置實(shí)驗(yàn)情景。

合適的情景設(shè)置很容易啟發(fā)學(xué)生思維。對于一些學(xué)生有一定的生活印象，但印象又不是十分清晰的，我們可以通過設(shè)置實(shí)驗(yàn)情景引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注到有效的猜想上。

《壓強(qiáng)》的活動(dòng)情景引入

在《壓強(qiáng)》一節(jié)的引入中，教師請一位男生和一個(gè)女生幫老師釘木板，老師提問：“誰會釘?shù)每煲稽c(diǎn)？”學(xué)生笑話老師“無知”。結(jié)果相同時(shí)間內(nèi)，女生釘好了，但男生失敗了。當(dāng)想象與實(shí)際形成巨大反差時(shí)，最容易使人產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望。

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。

老師在實(shí)物投影儀上展示兩個(gè)同學(xué)所用的釘。引發(fā)學(xué)生對鐵釘?shù)挠^察。教師因勢利導(dǎo)“壓力的作用效果，除了普遍認(rèn)為與壓力大小有關(guān)系之外？還可能跟什么因素有關(guān)系呢？”最終通過問題引導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)觀察，學(xué)生提出“影響壓力作用效果可能與受力面積的大小有關(guān)”。

第6個(gè)數(shù)據(jù)分析排除“浸沒后，浮力的大小與物體浸入液體中的深度有關(guān)”。

當(dāng)把“物體所受浮力的變化”與“被排開液體的變化”進(jìn)行聯(lián)系后，離我們想要的猜想就越來越近了。到最后，老師再把“與物體浸入液體中的體積（或深度）有關(guān)”與“被排開液體的變化（體積、質(zhì)量）”聯(lián)系起來，那最接近真相的猜想就出來了：物體所受浮力的大小可能與被排開液體的體積（或重力、或質(zhì)量）有關(guān)。學(xué)生就可以提出猜想：物體所受浮力的大小可能與被排開液體的重力有關(guān)——下一步的研究就順理成章了。

方法三：利用認(rèn)知遷移。

探究導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)？

電阻是導(dǎo)體對電流的阻礙作用，是一個(gè)比較抽象的概念。我們可以用水流、交通等類比導(dǎo)體對電流的阻礙作用。例如道路的寬窄對應(yīng)導(dǎo)線的粗細(xì)（橫截面積），路面的質(zhì)量類比導(dǎo)體的種類（材料）等。這些都能幫助學(xué)生排除異項(xiàng)影響，使學(xué)生的猜想比較順利的導(dǎo)向探究的正確方向。

探究并聯(lián)電路的電流關(guān)系。

要探究并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，最好的辦法是采用形象生動(dòng)的認(rèn)知遷移法，把知識遷移到一個(gè)同學(xué)們相當(dāng)熟知的生活知識或其它生活常識上去。對于初中的學(xué)生，電流是一個(gè)很抽象的概念，而水流卻是很直觀的現(xiàn)象，電流與水流有類似的地方。我們可以把干路比作小區(qū)的主供水管道，支路比作每個(gè)家庭的供水管，通過水流大小的分析學(xué)生很容易猜想到：干路電流等于各支路電流之和。

方法四：通過物理定義。

探究動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)？

教師可以這樣提問：我們身邊所有運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能，這種能量是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)才具有的，那么動(dòng)能的大小與運(yùn)動(dòng)關(guān)系？如果有，那運(yùn)動(dòng)的那些因素可能會影響動(dòng)能的大??？

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包含“速度”和“方向”兩個(gè)因素，由于前面教師已經(jīng)介紹了“能量”的概念（一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說它具有能量，能夠做的功越多，它具有的能量就越大）作鋪墊，因此絕大多數(shù)學(xué)生不會考慮物體運(yùn)動(dòng)的“方向”而是直接將疑點(diǎn)指向物體運(yùn)動(dòng)的“速度”，這就達(dá)到了教師的目的；動(dòng)能與 “質(zhì)量大小”的聯(lián)系則可以用情境提示法解決。

要想學(xué)生能夠進(jìn)行有效猜想，還需要注意幫助學(xué)生錘練物理語言，提高學(xué)生的表達(dá)能力。

物理學(xué)科是一門科學(xué)學(xué)科，物理規(guī)律的表述，物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論的歸納等都有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?。初學(xué)物理的初中學(xué)生經(jīng)常會把一些口語化的、俚俗化的語言帶進(jìn)課堂，造成表達(dá)或理解的歧義，這對準(zhǔn)確表達(dá)出學(xué)生的猜想會產(chǎn)生障礙，因此教師在與學(xué)生的互動(dòng)過程中，要善于啟發(fā)學(xué)生語言表達(dá)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用物理語言表述問題，還要隨時(shí)針對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行有效的點(diǎn)評。尤其是對錯(cuò)誤的物理語言描述進(jìn)行點(diǎn)評時(shí)，更要善于挖掘出學(xué)生不規(guī)范表達(dá)背后的內(nèi)容，通過不斷的訓(xùn)練，幫助學(xué)生學(xué)會用規(guī)范、準(zhǔn)確的物理語言進(jìn)行闡述。在探究過程中學(xué)生能夠順利進(jìn)行有效猜想的前提。