楊惠麗

科學(xué)探究的形式是多種多樣的,其要素有:提出問題;猜想與假設(shè);制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù);分析與論證;評估、交流與合作。其中的“猜想”是科學(xué)探究這種教學(xué)方式中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在教學(xué)過程中起著關(guān)鍵的作用。初中科學(xué)教學(xué)除了要把科學(xué)知識(shí)傳授給學(xué)生之外,更重要的是要培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的能力,因此,引導(dǎo)學(xué)生合理地大膽猜想就顯得特別重要。如何進(jìn)行“猜想”,怎樣培養(yǎng)和提高學(xué)生的猜想能力,猜想時(shí)應(yīng)注意哪些問題?這些是目前許多科學(xué)教師在教學(xué)實(shí)踐中所面臨的最突出的問題,本人結(jié)合自己探究式教學(xué)的實(shí)際談幾點(diǎn)體會(huì)。

一、怎樣引導(dǎo)學(xué)生提出猜想

猜想不是胡猜亂想,猜想是科學(xué)思維的一種形式,是運(yùn)用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對問題中的事實(shí)尋求可能的解釋過程。盡管所提出的猜想不一定是最終的科學(xué)結(jié)論,但對問題成因的可能猜想仍需有一定的依據(jù)。依據(jù)一是學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),二是科學(xué)事實(shí),即探究中的“問題”。有些內(nèi)容的教學(xué),如研究歐姆定律的教學(xué),學(xué)生根據(jù)頭腦中積累的知識(shí)很容易猜想導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓以及導(dǎo)體電阻有關(guān)。而另一些內(nèi)容的教學(xué),如在“電磁感應(yīng)”的教學(xué)中,對于什么情況下磁可以生電?學(xué)生缺乏這方面的知識(shí)背景和生活經(jīng)驗(yàn),有的說線圈這樣運(yùn)動(dòng)有電流,線圈那樣運(yùn)動(dòng)沒有電流,這只能說是“猜”,不是真正意義上的科學(xué)猜想。因此,教師在探究式教學(xué)的設(shè)計(jì)中主要的任務(wù)就是根據(jù)學(xué)生的已有知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)、感性認(rèn)識(shí)、趣味現(xiàn)象等創(chuàng)設(shè)猜想的情景,激起學(xué)生探究的求知欲望,誘導(dǎo)學(xué)生對探究問題提出可能的猜想,然后針對猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)猜想的合理性。猜想一旦得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持,就可發(fā)展成為科學(xué)結(jié)論。

二、怎樣培養(yǎng)和提高學(xué)生的猜想能力

1.用科學(xué)家的史事激發(fā)學(xué)生猜想的動(dòng)機(jī),樹立推陳出新的信心

牛頓曾經(jīng)說過:“沒有大膽的猜想,就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)”?？茖W(xué)創(chuàng)新起始于大膽的猜想和卓越的預(yù)見能力。可以說古今中外任何一個(gè)理論的產(chǎn)生都有其孕育過程,任何科學(xué)學(xué)說的出現(xiàn),開始都有大膽的猜想。在教學(xué)中我這樣激發(fā)學(xué)生猜想動(dòng)機(jī):假如沒有法拉第的大膽猜想,提出“既然電能產(chǎn)生磁,那么反過來磁能否產(chǎn)生電?”又哪來“電磁感應(yīng)”呢?電能的大規(guī)模生產(chǎn)和使用不知會(huì)推遲多少年?假如沒有愛因斯坦的大膽猜想,提出了“光在真空中無論對任何參照系的速度都不變,均為3×108米/秒”又哪來的相對論呢?當(dāng)然,同時(shí)也要告訴學(xué)生,科學(xué)創(chuàng)新除了要會(huì)猜想,更需要勇氣,需要與保守勢力抗?fàn)幍臎Q心和信心。

2.利用成功激勵(lì),培養(yǎng)學(xué)生猜想的興趣

教育家夸美紐斯說:“興趣是創(chuàng)造一個(gè)歡樂和光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一?！背踔猩闷嫘膹?qiáng),但又缺乏理性,不穩(wěn)定。只有通過成功激勵(lì),培養(yǎng)猜想興趣,寓教于樂趣中,才符合初中學(xué)生的生理、心理特點(diǎn),使學(xué)生在輕松而情緒高昂的心理下進(jìn)行猜想探究。猜想的運(yùn)用可以使課堂氣氛活躍,激發(fā)學(xué)生參與科學(xué)探究、參與實(shí)驗(yàn)的興趣,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。當(dāng)猜想與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合時(shí),領(lǐng)略到科學(xué)家們探索成功的喜悅,學(xué)生的自信心和成就感就會(huì)油然而生。有了愉悅的成功心理體驗(yàn),學(xué)生對猜想就會(huì)產(chǎn)生濃厚的興趣。

3.創(chuàng)設(shè)探究情境,適時(shí)引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生提出猜想的能力

在教學(xué)實(shí)踐中,教師要努力創(chuàng)設(shè)猜想情境,鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想,發(fā)散思維。猜想和假設(shè)是一種思維形式,它可以直接從探究的問題陳述中產(chǎn)生,也可以從大量的觀察、資料的搜集和分析推斷中產(chǎn)生,所以教師在組織、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式教學(xué)的過程中,要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),提供必要的輔助資料,讓學(xué)生經(jīng)歷依據(jù)一定的事實(shí)進(jìn)行猜想的過程,進(jìn)而明白“猜想”不是毫無根據(jù)的“瞎猜”。

如在研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)時(shí),學(xué)生不難猜想出“電流越大產(chǎn)生熱量越多”這一關(guān)系,至于產(chǎn)生熱量與電阻大小的關(guān)系,可以讓學(xué)生觀察電爐通電時(shí)電爐絲熱得發(fā)紅,而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱的生活情景,再結(jié)合電爐絲的電阻大于導(dǎo)線的電阻進(jìn)行猜想。

通過真實(shí)的情境、明顯的現(xiàn)象、嚴(yán)密的推理,提出相關(guān)的猜想與假設(shè),學(xué)生可以逐步經(jīng)歷猜想與假設(shè)的過程,體會(huì)到猜想與假設(shè)在科學(xué)探究活動(dòng)中的作用,發(fā)展學(xué)生猜想與假設(shè)的能力。

三、運(yùn)用猜想時(shí)應(yīng)注意的問題

在課堂教學(xué)中,有時(shí)會(huì)遇到學(xué)生的猜想漫無邊際的尷尬局面。怎樣避免這種情況的發(fā)生呢?我認(rèn)為在教學(xué)過程中要注意以下幾個(gè)方面:

1.注意猜想教學(xué)的循序漸進(jìn)

不同年級(jí)的學(xué)生應(yīng)有不同的提出猜想的教學(xué)目標(biāo),猜想的認(rèn)知難度要符合維果斯基提出的“最近發(fā)展區(qū)”,既不能達(dá)不到“最近發(fā)展區(qū)”,如果達(dá)不到會(huì)缺乏智力上的挑戰(zhàn);也不能超越“最近發(fā)展區(qū)”,那樣會(huì)打擊學(xué)生的自信心。例如在“研究杠桿平衡條件”的探究式教學(xué)中,在一個(gè)學(xué)生提出:“杠桿兩端兩物體質(zhì)量相等,到支點(diǎn)的距離相等,杠桿就平衡”時(shí),教師避開學(xué)生的回答,直接提問:“杠桿平衡與哪些因素有關(guān)”,這樣顯然猜想的目標(biāo)已超出學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,學(xué)生很難作出合理的猜想。教師如果大膽讓學(xué)生以小組合作的形式動(dòng)手實(shí)驗(yàn),從杠桿的不平衡入手,尋找使杠桿平衡的方法,要求學(xué)生交流使用杠桿平衡的技巧,學(xué)生自然而然就會(huì)提出影響杠桿平衡因素的猜想,形成主動(dòng)參與、團(tuán)結(jié)協(xié)作、積極探究的欲望。

2.不要為猜想而猜想

科學(xué)探究是科學(xué)家探究活動(dòng)的全過程,而且它是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程。而對于一節(jié)或幾節(jié)科學(xué)課而言,一個(gè)探究活動(dòng)所能完成的可能只是全部過程的一小部分。西方國家在20世紀(jì)70～80年代的時(shí)候,就曾經(jīng)出現(xiàn)過為猜想而猜想的教學(xué)問題,幾乎凡上課必先問學(xué)生:“看到……,我們能提出什么猜想?”對于每一個(gè)觀察活動(dòng),都要學(xué)生先說出或?qū)懴虏孪氲慕Y(jié)果,再與觀察、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對比,看看猜對了沒有。而且在觀察結(jié)束后,對與原猜想不同的觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果也不進(jìn)行討論和反思,這樣的教學(xué)模式就失去了猜想的意義,而與培養(yǎng)勇于探索真理、不怕挫折等科學(xué)精神無緣。因此在鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想的同時(shí),要強(qiáng)調(diào)猜想的經(jīng)驗(yàn)根據(jù)和理論根據(jù)。對學(xué)生提出的不合理的猜想,應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)的分析,提出修正建議,不能妄加贊揚(yáng),更不能輕視或嘲笑。

3.猜想是科學(xué)探究活動(dòng)的組成部分,但不是所有的科學(xué)探究活動(dòng)都需要經(jīng)歷猜想的過程

我認(rèn)為學(xué)生進(jìn)行猜想活動(dòng)應(yīng)該滿足幾個(gè)條件:首先,學(xué)生應(yīng)該具備與猜想的問題相關(guān)的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn),這是學(xué)生進(jìn)行猜想活動(dòng)的基礎(chǔ);其次,猜想的問題符合學(xué)生的心理及認(rèn)知特點(diǎn);最后,要有一個(gè)能讓學(xué)生開展研究的環(huán)境和條件。我們不妨來分析幾種在猜想活動(dòng)中出現(xiàn)的情況:

(1)有一些研究的問題學(xué)生初次接觸,缺乏相關(guān)的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn),對這類問題的猜想往往是進(jìn)行一種“是或非”或者“沒有根據(jù)的猜想”。

(2)有的問題的猜想缺乏具體的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境,學(xué)生猜想出來的結(jié)果無法在他這個(gè)年齡階段或者實(shí)驗(yàn)條件下得到驗(yàn)證。

(3)有的問題過于簡單,低估了學(xué)生的能力,猜想的過程完全成了一個(gè)過場。

根據(jù)上面出現(xiàn)的幾種情況,我認(rèn)為并不一定是所有的科學(xué)探究活動(dòng)都要經(jīng)歷猜想環(huán)節(jié)。教師在引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究時(shí),應(yīng)該注重對學(xué)生已有知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)、能力等因素的分析,注重創(chuàng)設(shè)情境,避免出現(xiàn)過高要求或者過低要求的猜想活動(dòng),真正讓猜想發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的功能。

猜想與假設(shè)是科學(xué)研究的重要方法,是科學(xué)探究的重要要素。在科學(xué)探究性教學(xué)中,要想方設(shè)法不斷激發(fā)學(xué)生通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)等方法提出種種猜想與假設(shè),培養(yǎng)學(xué)生的觀察、歸納和思維能力,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力,逐步發(fā)展學(xué)生猜想與假設(shè)的能力。

參考文獻(xiàn):

1.張紅霞著.科學(xué)究竟是什么

2.科學(xué)(7-9)年級(jí)課程標(biāo)準(zhǔn).北京師范大學(xué)出版社

作者單位:浙江私立諸暨高級(jí)中學(xué)