初中物理探究中猜想合理性的影響因素與對策分析

王德明

摘 要：猜想是初中物理科學探究中的一個重要環(huán)節(jié)，在教學中教師應不斷地創(chuàng)設(shè)情境，引導學生運用已有的物理知識、生活經(jīng)驗和物理思維方法進行合理的猜想，讓學生敢猜、想猜、樂猜，從而激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)學生的思維能力。

關(guān)鍵詞：科學探究；猜想；合理性；策略

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2014）9（S）-0004-3

《義務教育物理課程標準》中提出，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式。對學生科學探究中的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)提出了明確要求：嘗試根據(jù)經(jīng)驗和已有知識對問題的成因提出猜想；對探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果進行推測與假設(shè)；認識猜想與假設(shè)在科學探究中的重要性。

猜想就是猜測想象，猜想（或猜測）是不知其真假的敘述，它被建議為真，暫時未被證明或反證。而猜想又是探索科學的一種廣泛應用的方法，初中物理中合理性的猜想是指在觀察和實驗材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)已有的物理知識和生活經(jīng)驗進行理性思維的加工以后，對未知的物理現(xiàn)象及規(guī)律所作的假定性解釋和說明。提出的猜想也不一定是完全正確的，只要是有根據(jù)地提出，就有研究的價值。那么，初中生在進行物理科學探究活動時，應該怎么做才能讓他們進行猜想時具有合理性呢？下面就此做些初步探討。

1 影響初中生物理科學探究中猜想合理性的因素

1.1 物理問題的合適程度影響著初中生猜想的合理性

（1）初中生現(xiàn)有的認知水平

合理的猜想絕不是憑空想象出來的，而是要以初中生現(xiàn)有的認知為基礎(chǔ)，這種認知水平應該包含初中生現(xiàn)有的物理知識和生活經(jīng)驗。如果學生對猜想的問題缺少必要的物理知識和生活經(jīng)驗作為支撐或完全未知，只能憑空想象，那就很難提出合理的猜想。此時，教師應該確定該問題是否適合我們的學生現(xiàn)在去進行探究猜想。因此，初中生現(xiàn)有的認知水平直接影響著學生對物理問題猜想的合理性。

（2）問題難度要循序漸進

初中生剛剛接觸物理這門學科，尤其是初二學生就要讓他們探究問題，有時會覺得比較茫然，大部分學生還不知道應該怎樣提出問題，有了問題之后不清楚從哪個角度入手進行合理的猜想。因此，對于此階段的學生，我們設(shè)計的猜想問題的難度一定要循序漸進。猜想的問題不能過于復雜，應該基本上是依靠學生生活中的感性認識就能有一個初步的認識，然后再逐步加入一些線索過渡到需要猜想的問題。因此，問題難度的循序漸進能增強學生猜想的合理性。

1.2 學生的思維方法影響著初中生猜想的合理性

任何一個科學的猜想，都是以一定的經(jīng)驗材料、實驗事實和理論知識為出發(fā)點，都是生產(chǎn)實踐和科學實驗發(fā)展的需要。學生要以自己已有的物理知識和生活經(jīng)驗，對物理問題提出不同的看法和猜想，這就需要運用合理的物理思維方法。因此，物理思維方法直接影響著學生對物理問題猜想的合理性。

1.3 教師“導”的藝術(shù)性影響著初中生猜想的合理性

對于一些跟學生日常生活經(jīng)驗關(guān)系不大的，或者根據(jù)日常生活經(jīng)驗和已有的物理知識很容易得出錯誤猜想的探究課題，教師的“導”就顯得尤為重要。當然，在這個猜想過程中，如何把握度的問題就顯得非常重要，過度的引導會有灌輸?shù)南右桑龑Р坏轿挥謺寣W生陷入茫然的境地，影響課堂教學的效率，這就需要教師適度適時地進行藝術(shù)性的引導。因此，教師“導”的藝術(shù)性直接影響著初中生對物理問題猜想的合理性。

2 初中生物理科學探究中猜想合理性的策略

2.1 教學設(shè)計要符合學生的認知水平

初中生在對物理現(xiàn)象和規(guī)律進行探究時，他們應該或多或少了解探究對象的一些信息，或者是與該物理現(xiàn)象有聯(lián)系的信息。在進行探究之前先想一想，調(diào)動已有的知識經(jīng)驗進行檢索，篩選出可用于解釋探究對象的有效信息，這些信息就是學生猜想的依據(jù)。要讓學生進行合理的猜想，教師首先一定要選好探究的課題，根據(jù)不同層次、不同年齡、不同階段學生的認知特點，設(shè)計不同的探究課題。而且，在學生做出猜想時，教師應該幫助學生盡可能地調(diào)動與這一問題相關(guān)聯(lián)的物理知識和生活經(jīng)驗作為支持。學生對有關(guān)問題的感性認識越豐富，已知的信息量越大，進行猜想時就越能接近我們的預期目標。

初中物理教材提供了很多可供初中生進行探究的課題。例如，蘇科版的初中物理教材中，在探究歐姆定律時，教師可先設(shè)計兩個相關(guān)的實驗：一是分別用一節(jié)、二節(jié)、三節(jié)干電池與同一個燈泡相連，讓學生觀察燈泡亮暗程度，然后讓學生猜想電流與電壓的關(guān)系；二是用兩節(jié)干電池分別與三個電阻不同的燈泡相連，讓學生觀察燈泡的亮暗程度，然后猜想電流與電阻的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上再讓學生進行猜想，往往會收到較好的效果。類似的策略還可以用在探究影響電功大小的因素實驗中。

2.2 教學過程要注重激發(fā)學生猜想的思維興奮點

（1）利用物理思維方法進行合理的猜想來激發(fā)學生的思維興奮點

學生猜想的思維興奮點主要來源于學生獲得猜想成功后的喜悅和對新探究課題猜想的求知欲。要想讓學生有這種猜想的思維興奮點，就需要教師在平時的授課過程中利用教材等各種載體，潛移默化地對學生進行思維方法和思維能力的訓練，從而使學生能運用物理思維方法去進行合理的猜想，享受成功的喜悅，激發(fā)思維的興奮點。當然，這類思維方法包括直覺思維、邏輯思維、類比、演繹、歸納、等效和建模等。例如，在講簡單機械的時候要注意培養(yǎng)學生的直覺思維，在講述每種機械之前，可先讓學生通過直觀感覺，猜測一下這種機械可能的特點。又如，在探究“串聯(lián)電路中各處電流有什么關(guān)系？”時有些學生就以水流經(jīng)過水輪機來類比。在探究“電磁鐵的磁性強弱與電流有什么關(guān)系？”時，學生推理，電磁鐵中的電流由1A變成3A，導線中3A的電流可以等效為3根1A的電流匯合而成，每股電流都產(chǎn)生一個磁場，三個相同的磁場合在一起磁性增強，因此猜想：電磁鐵的電流越大，磁性越強，這就是根據(jù)已有知識通過等效代替得出的猜想。在探究“影響蒸發(fā)快慢的因素”時可以先引導學生說明如何使?jié)褚路傻每?，如何使?jié)竦募Z食干得快，如何使教室地面上水洼干得快，然后通過對事例的歸納分析提出相應的猜想：液體溫度、液體表面積、液面上方空氣流動情況都可能影響蒸發(fā)的快慢程序。

（2）利用頭腦風暴法進行合理的猜想激發(fā)學生的思維興奮點

所謂頭腦風暴法是指教學活動過程中讓學生根據(jù)自己對問題的獨特看法，提出盡可能多的猜想，教師和其他學生不打斷、不評價，直到他把所有的可能猜想都提出來的一種猜想方法。這種頭腦風暴法可充分發(fā)揮學生的聰明才智，調(diào)動學生猜想的能動性、積極性，更重要的是能激發(fā)學生猜想的思維興奮點，讓學生暢所欲言，把所有的猜想都提出來，從而獲得成就感，激發(fā)學生的求知欲。例如，在猜測影響浮力大小的因素時，學生根據(jù)對浮力的親身感受和生活中的經(jīng)驗，提出影響浮力大小的因素可能有：液體的質(zhì)量、液體的密度、物體排開液體的體積、物體的質(zhì)量、物體的密度、物體的體積、物體浸入的深度等。

2.3 在自主合作中彰顯猜想的合理性

我們也可以采用合作學習與自主學習相結(jié)合的方式，努力實施“自主下合作，合作中自主”的策略，其中，自主是重點，合作是保證和補充。具體做法是：教師先給學生分好小組，要注意好中差適度搭配。在猜想過程中，每個小組的每個成員都要說出自己的猜想，并說出適當猜想的依據(jù)，其他成員都要逐一點評。如果有人未能提出猜想，其他成員可以慢慢點撥，讓每一個人都能獲得成功的喜悅。這種看似合作學習的模式實際上是建立在自主學習的基礎(chǔ)之上的，在學生合作中彰顯自主。這種模式的猜想適宜學生主動參與、主動學習的新的教學環(huán)境，是學生取人之長補己之短、互相學習共同進步的天地，是學生展示才華的舞臺，有利于消除學習者個體的懶惰性，使其自信心得到提高。

2.4 變不合理性為合理性

《義務教育物理課程標準》明確指出：“要關(guān)注學生在科學探究活動中所表現(xiàn)出來的情感與態(tài)度，幫助學生認識自我，建立信心?！庇捎诔踔袑W生受生理、心理特征及認知水平的限制，提出膚淺的、錯誤的等不合理的猜想，都是不可避免的。這時教師要充分發(fā)揮“導”的作用，絕對不能馬上否定或直接糾正學生不合理的猜想，而是要幫助學生逐一分析不合理的原因，進而引導他們往合理的猜想方向靠近。教師藝術(shù)性“導”的方法有以下幾種。

（1）巧用歸謬法深入膚淺猜想。例如，在研究摩擦力時學生總?cè)菀撞孪肽Σ亮Φ拇笮∨c物體的質(zhì)量有關(guān)，教師這時不要立即否定學生的猜想，而應繼續(xù)引導學生分析：同樣的黑板擦質(zhì)量不變，用大小不同的壓力擦黑板時摩擦力大小為什么不同？這樣既提高了猜想的智慧含量，也為實驗方案的設(shè)計提供了切入點。

（2）用追問質(zhì)疑破除錯誤猜想。例如，在研究物質(zhì)的比熱容時，教師可以向?qū)W生提問：為什么在海邊，中午的時候沙灘是滾燙的，而海水是涼爽的？學生會猜想：因為海水要蒸發(fā)吸熱。這時教師再追問：到了晚上，是沙灘涼爽還是海水涼爽呢？那究竟海水和沙子什么不同呢？那么對不同物質(zhì)而言，又是什么因素影響它們吸熱本領(lǐng)的呢？這樣通過教師追問質(zhì)疑的方法就可以輕松破除學生錯誤的猜想。

當然，評價一個猜想是否合理，不但要看學生的成功之處，更要注意學生“失敗”之處。收獲的成功，一方面使學生體驗到喜悅的情感，另一方面可以幫助學生把成功經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為能力，更好地發(fā)展科學猜想的思維能力。而遭遇到的挫折，可以促使學生從失敗中分析原因，矯正思維，尋求成功，從某種意義上來說，“失敗”也是一種“成功”。

總之，初中生現(xiàn)階段猜想能力的形成需要教師根據(jù)學生現(xiàn)有的思維發(fā)展狀況，鼓勵學生積極思考，經(jīng)歷探究過程，并恰當?shù)匾龑W生進行大膽猜想，總結(jié)出“猜想”經(jīng)驗，摸索出“猜想”規(guī)律，探索出“猜想”策略，從而真正構(gòu)建起合理有效的猜想。

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（欄目編輯 趙保鋼）