有效引導(dǎo) 發(fā)展學(xué)生猜想能力

(江蘇省南通市虹橋二中,江蘇 南通 226000)

猜想是學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，它是對問題解決的一種預(yù)測性思考，為問題的最終解決搭建基本框架，為后續(xù)階段的研究和探索指明方向，并可讓各項(xiàng)活動(dòng)更具目標(biāo)性。初中物理教師要重視猜想的價(jià)值，正確認(rèn)識到猜想的基礎(chǔ)在于學(xué)生的理性思維，并在教學(xué)中對學(xué)生的猜想活動(dòng)進(jìn)行有針對性的引導(dǎo)，發(fā)展學(xué)生與之相關(guān)的能力。

1 生活經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生科學(xué)猜想的基礎(chǔ)

在現(xiàn)實(shí)的教學(xué)中，學(xué)生的科學(xué)猜想行為經(jīng)常會(huì)陷入以下兩個(gè)困境：一是學(xué)生的猜想始終無法觸及問題的實(shí)質(zhì)，二是學(xué)生不著邊際地進(jìn)行猜想。怎樣才能引導(dǎo)學(xué)生展開卓有成效的科學(xué)猜想呢？學(xué)生的所有學(xué)習(xí)行為應(yīng)該充分聯(lián)系他們已有的認(rèn)知基礎(chǔ)，科學(xué)猜想也不例外，學(xué)生根據(jù)自己的已有經(jīng)驗(yàn)向外延伸，才能提出更有創(chuàng)意的猜想。

例如，冬天的暴雪天氣往往給城市交通帶來諸多不便，特別是積雪路面經(jīng)常出現(xiàn)“夜凍晝化”的現(xiàn)象，這給夜間交通帶來極大的安全隱患。因此路政部門會(huì)安排工人在路面上撒一些除雪鹽(主要成分包括氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂等)，有效避免了這一現(xiàn)象。這種操作可以在相同氣溫條件下，使那些白天熔化之后的冰雪在夜間不會(huì)再次凝固，極大減低了安全隱患，請你對上述情境進(jìn)行分析，并提出一個(gè)具有探究價(jià)值的猜想。

學(xué)生面對上述問題首先要提煉出情境所涉及的關(guān)鍵現(xiàn)象：在馬路積雪上撒下除雪鹽，可以保證在相同的氣溫條件下，冰雪融化之后不會(huì)在夜晚重新結(jié)冰。由此衍生出這樣的問題：“夜凍晝化”的現(xiàn)象很是尋常，但是為什么撒下除雪鹽之后，就不再出現(xiàn)這一現(xiàn)象？學(xué)生在處理上述問題時(shí)會(huì)有效聯(lián)系已有的生活經(jīng)驗(yàn)：在溫度極低的冬季，家中的水缸經(jīng)常結(jié)冰，但是那些腌制咸菜的缸里面卻不會(huì)結(jié)冰。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生形成推理結(jié)論：鹵水的凝固點(diǎn)要低于一般的水。這是由經(jīng)驗(yàn)結(jié)合上述情境所衍生出來的推理，據(jù)此提出猜想：向水中加鹽，可以降低其凝固點(diǎn)。

科學(xué)猜想不是漫無目的的胡亂猜想，學(xué)生首先要對所提供的情境展開分析，結(jié)合自己已有的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識，對相關(guān)的現(xiàn)象展開分析，并充分利用科學(xué)思維，利用推理來展開研究，最終提出有關(guān)物理現(xiàn)象的猜想。在這一過程中，教師務(wù)必要踐行“從生活走向物理”的課程理念，讓學(xué)生能夠聯(lián)系自己的生活經(jīng)驗(yàn)來展開理性的思考，提出相對合理的猜想，最終在實(shí)驗(yàn)探索中完成對猜想的驗(yàn)證。

2 有效引導(dǎo)學(xué)生思維，促進(jìn)猜想形成

科學(xué)猜想的產(chǎn)生和提出離不開學(xué)生的理性思維，教師要注意研究學(xué)生的思維特點(diǎn)，有效激活學(xué)生的思維，進(jìn)而形成具有創(chuàng)造性的猜想。在教學(xué)中為了實(shí)現(xiàn)上述效果，教師必須運(yùn)用有效策略，加以引導(dǎo)。

2.1 利用物理思維方法來激活學(xué)生的興奮點(diǎn)

人都有好奇的天性，但是受中庸文化和傳統(tǒng)價(jià)值觀的影響，隨著年齡增長，很多人即便遇到疑惑，也越來越難以提出猜想。初中生心理尚未成熟，“初生牛犢不怕虎”在他們的身上得到了很好的詮釋，面對身邊的物理現(xiàn)象，他們敢問、敢想、敢猜。

教師要因勢利導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生猜想的切入點(diǎn)，或是身邊奇妙的物理現(xiàn)象，或是生活中的熱點(diǎn)新聞，或是物理原理在生活中的運(yùn)用等等，這些都可以成為學(xué)生討論、猜想的主題。比如前段時(shí)間“水氫汽車”的新聞?lì)l現(xiàn)報(bào)端，引起了學(xué)生濃厚的興趣，如何從物理學(xué)的角度來辨析這則新聞一度成為物理課堂討論的話題，學(xué)生的探索熱情也為之高漲。當(dāng)然，為了提升學(xué)生的研究效率，教師也要提供有效的方法指引。

能夠推動(dòng)科學(xué)猜想形成的物理思維方法有很多，比如直覺思維、類比思維、演繹推理、等效處理、建模分析等等。針對“水氫汽車”的討論，需要對接學(xué)生的能量觀念，學(xué)生可以從直覺思維出發(fā)，辨析這一概念與永動(dòng)機(jī)的關(guān)聯(lián)。再比如探究串聯(lián)電路中的電流特點(diǎn)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合類比思維進(jìn)行分析，將電流和生活中的水流進(jìn)行比較，從中獲得啟發(fā)來提出猜想。在研究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流的關(guān)系時(shí)，學(xué)生展開推理：如果電磁鐵中的電流從1A增大為3A，導(dǎo)線中通過3A的電流可等效視作三根1A電流的導(dǎo)線絞合而成，這樣每一股導(dǎo)線都能夠獨(dú)立產(chǎn)生一個(gè)磁場，三根導(dǎo)線就形成了三個(gè)磁場，它們共同作用能夠產(chǎn)生更強(qiáng)的磁性，這樣通過等效處理的方式可以提出猜想：電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。

2.2 借助頭腦風(fēng)暴來提升猜想的全面性

猜想是對各類問題處理方式和方法的探索和嘗試，要想通過猜想一步到位并完成問題的解決往往是不現(xiàn)實(shí)的。再加上初中生的物理分析能力還不夠成熟，他們認(rèn)知的角度也相對狹隘，所提出的猜想比較膚淺或片面，為了讓學(xué)生能夠提出更加全面且具有深度的猜想，教師要適當(dāng)引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生采用頭腦風(fēng)暴的方法來提出猜想。

物理課堂的頭腦風(fēng)暴法就是要鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自己的認(rèn)識和理解，提出自己的觀點(diǎn)，并提出盡量多的猜想，這時(shí)老師或其他同學(xué)都不能打斷或進(jìn)行評價(jià)，直到該學(xué)生將所有觀點(diǎn)都闡述出來后，再由其他學(xué)生進(jìn)行類似的表達(dá)。頭腦風(fēng)暴首先將給予學(xué)生一個(gè)彰顯個(gè)性的平臺，他們的聰明才智將得到有效發(fā)揮，積極性和主動(dòng)性也將充分調(diào)動(dòng)起來，理性思維也將變得活躍，科學(xué)探究的勇氣將得到強(qiáng)化。教學(xué)實(shí)踐表明，當(dāng)前的學(xué)生雖然在思維上還不夠成熟，但是他們思維非?；钴S，能夠提出具有創(chuàng)新性的觀點(diǎn)。但是初中生膽怯而又敏感，教師要善于對學(xué)生進(jìn)行激勵(lì)和鼓動(dòng)，讓學(xué)生能夠主動(dòng)而積極地參與到頭腦風(fēng)暴之中，只有這樣學(xué)生才能勇于表述自己的猜想。此外，學(xué)生的認(rèn)知存在差異性，頭腦風(fēng)暴將引導(dǎo)學(xué)生從自己熟悉的角度給出理解和觀點(diǎn)，多種觀點(diǎn)的交流必然會(huì)促使學(xué)生獲得多角度的啟發(fā)，并最終得到更加全面的認(rèn)識。

比如在探索浮力大小的影響因素時(shí)，有的學(xué)生從游泳的體驗(yàn)出發(fā)，指出浮力大小和物體排開液體的體積有關(guān)；有的學(xué)生從直覺出發(fā)，認(rèn)為浮力大小和物體的重力、體積以及沒入液體的深度有關(guān)；也有學(xué)生從閱讀的科普讀物出發(fā)，提出浮力和液體的密度有關(guān)。他們所給出的猜想或正確或錯(cuò)誤，但都應(yīng)該得到教師的鼓勵(lì)和支持，教師也要引導(dǎo)其他學(xué)生以客觀而平和的態(tài)度來審視各種猜想和觀點(diǎn)，這既是對其他同學(xué)的尊重，更是對科學(xué)探究規(guī)則的敬畏，易于催生出富有靈感的猜想。

2.3 通過自主與合作的協(xié)調(diào)來提升猜想的合理性

自主探究與團(tuán)隊(duì)合作是初中生學(xué)習(xí)物理的兩種基本方式，教師要努力協(xié)調(diào)好二者之間的關(guān)系，讓自主探究成為團(tuán)隊(duì)合作的前提和基礎(chǔ)，讓團(tuán)隊(duì)合作成為自主探究的有力保障與補(bǔ)充，在課堂教學(xué)中，教師一定要讓猜想過程制度化和流程化。猜想的制度化就是要讓學(xué)生將科學(xué)猜想作為研究的基本操作，事實(shí)上，任何一個(gè)物理問題的研究都需要學(xué)生結(jié)合經(jīng)驗(yàn)展開試探和猜測，只有邁出猜想的第一步，他們才能鼓足勇氣形成新的創(chuàng)舉；猜想的流程化則要求猜想中杜絕胡亂現(xiàn)象，猜想必須建立在科學(xué)思維的基礎(chǔ)之上。教師要讓學(xué)生意識到?jīng)]有經(jīng)過自主思考和研究的團(tuán)隊(duì)協(xié)作是沒有意義的，只有經(jīng)歷充分思考，學(xué)生在合作中才能分享有價(jià)值的觀點(diǎn)。為了讓團(tuán)隊(duì)協(xié)作更有成效，教師要結(jié)合學(xué)生的具體情況組織學(xué)習(xí)小組，指導(dǎo)小組成員以合理而高效的方式推進(jìn)合作，提出合理的猜想。

在科學(xué)猜想的過程中，學(xué)生通過自主思考，提出個(gè)性化觀點(diǎn)，然后以學(xué)習(xí)小組為單位分享各組的觀點(diǎn)，這種分享不但要說明猜想的內(nèi)容，并且要闡明形成猜想的理由。比如有關(guān)滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素，學(xué)生如果猜想滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積相關(guān)，那么自己就必須闡明什么原因?qū)е逻@一猜想的提出，當(dāng)然其他學(xué)生可以在傾聽該同學(xué)的表述時(shí)，也可以在該同學(xué)完成表述后，通過追問的方式要求他給出理由。團(tuán)隊(duì)成員相互交流，結(jié)合自己的觀點(diǎn)對某些猜想進(jìn)行研究或辯論，這樣的學(xué)習(xí)模式有助于學(xué)生對各種猜想進(jìn)行點(diǎn)評和篩選，使猜想更加趨于合理。針對某些較難的問題，同伴之間通過合作與交流將有助于自己獲得啟發(fā)，取長補(bǔ)短。

當(dāng)學(xué)生在進(jìn)行自主探究與團(tuán)隊(duì)合作時(shí)，教師不能置身事外，而應(yīng)該及時(shí)觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，適時(shí)地介入，對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)予以恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生的各項(xiàng)活動(dòng)能夠有條不紊地向前推進(jìn)。

3 適當(dāng)限制是為了更加自由的發(fā)展

在物理教學(xué)中，教師要盡可能還原真實(shí)的探索情境，讓學(xué)生在分析和研究中體驗(yàn)最為真實(shí)的探究過程。但是就猜想環(huán)節(jié)來講，由于真實(shí)的物理情境太過復(fù)雜，而且學(xué)生的能力還存在欠缺，因此教師要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)控，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，限制某些條件，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。

比如有關(guān)重力大小的影響因素，如果不做任何限制，不少學(xué)生在猜想中可能會(huì)提出重力與物體的質(zhì)量、體積、形狀、密度等因素相關(guān)，這顯然會(huì)給探索過程帶來很多干擾，面對學(xué)生提出的猜想，如果逐一分析將費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不一定產(chǎn)生成效，如果置之不理，則會(huì)傷害學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)中，教師可以先提出問題：現(xiàn)有一千克的鐵球和兩千克的鐵球，誰受的重力更大？學(xué)生在回答問題的同時(shí)，自然也就將猜想的思路導(dǎo)向物體的質(zhì)量，這樣既能有效訓(xùn)練學(xué)生的思維，同時(shí)也能提升學(xué)生的探究效率。

當(dāng)教師通過限制操作，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更有效率的猜想時(shí)，我們就可以將更多的精力和時(shí)間放在探究的其他環(huán)節(jié)，這也將為學(xué)生更加自由地發(fā)展奠定基礎(chǔ)。此外，如上例所述，教師的引導(dǎo)也應(yīng)該結(jié)合一些問題或情境展開，這不單純是一種猜想方向的限制，也是一種方法的引領(lǐng)，即學(xué)生在問題的處理中也將意識到物理研究的猜想必須要結(jié)合相應(yīng)的依據(jù)展開。

綜上所述，初中物理教師要根據(jù)學(xué)生現(xiàn)階段的思維發(fā)展特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在科學(xué)探究過程中積極而大膽地進(jìn)行猜想，并從中積累猜想的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)猜想的策略，形成相應(yīng)的猜想能力。