摘 要:本文就初中物理教學(xué)科學(xué)探究中“猜想”這一環(huán)節(jié)常見的教學(xué)誤區(qū)進(jìn)行分析,并提出了落實(shí)猜想的策略和注意事項(xiàng):重視啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生猜想;注重實(shí)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生猜想;依據(jù)理論,合理猜想;用物理模型建立假說。
關(guān)鍵詞:物理教學(xué); 科學(xué)探究; 落實(shí)猜想策略
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-3315(2014)11-033-001
“沒有大膽的猜想,就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)?!保ㄅnD)猜測和想象是物理智慧中最活躍的成分,誘發(fā)學(xué)生猜想是物理探究過程中的一個重要環(huán)節(jié)。在物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中,“猜想”作為科學(xué)探究這一重要學(xué)習(xí)方式的一個核心環(huán)節(jié),日益受到教師的重視。然而現(xiàn)實(shí)的情況往往是猜想變成了課堂上學(xué)生隨便說說,等于公開課上的“秀”,甚至學(xué)生失去了猜想的興趣。那么如何把“猜想”落到實(shí)處,筆者認(rèn)為以下幾個策略值得教師們重視并深切注意:
1.重視啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生猜想
對于學(xué)生的“猜想”,不論正確與否,都值得鼓勵。但是由于學(xué)生猜想的方向不一定正確,有的學(xué)生的猜想抓不住關(guān)鍵點(diǎn),有的學(xué)生猜想漫無邊際,短短的一節(jié)課時(shí)間不可能讓學(xué)生“自由猜想”,因此教師要啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,把握猜想的“度”是很必要的。
首先,要創(chuàng)設(shè)情景。如列舉大家熟悉的生活經(jīng)驗(yàn),有趣的物理現(xiàn)象,學(xué)生身邊的物理信息,或者利用插圖、掛圖等誘導(dǎo)學(xué)生作出可能正確的猜想。其次,要對學(xué)生作出的各種猜想,特別是某些無意義的猜想,可通過辯論反思逐一剖析,引導(dǎo)學(xué)生去偽存真,保留有意義的猜想開展有效探究。
例如在猜想勢能大小與哪些因素有關(guān)時(shí),學(xué)生舉出建筑工人用的錘子和老人捶背用的小錘質(zhì)量不同,舉起相同的高度;蘋果從不同的高度落地面時(shí)會產(chǎn)生不同的效果。
2.注重實(shí)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生猜想
實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箍茖W(xué)現(xiàn)象在學(xué)生眼前生動地呈現(xiàn)出來,讓學(xué)生感到驚奇、有趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲,促使學(xué)生去猜想,從而使學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力都得到了培養(yǎng)。啟發(fā)猜想時(shí)通過實(shí)驗(yàn)來鋪墊,讓學(xué)生有了一定的感性認(rèn)識后再去猜想,這樣的猜想就有了明確的指向性,就能做到有的放矢,去繁求精。例如在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”時(shí),可以創(chuàng)設(shè)以下實(shí)驗(yàn)情境讓學(xué)生進(jìn)行猜想與假設(shè):(1)分別將一張A4紙夾在厚厚的漢語詞典里上面和下面不同的位置,用力將紙拉出,比較用力情況,提出你的猜想。學(xué)生根據(jù)拉出紙的難易程度,很自然地會猜想摩擦力的大小與壓力有關(guān)。(2)取一根木棒,事先在一端涂上油,讓班級里力氣較大的男生和力氣較小的女生分別用一只手握緊木棒兩端,涂油的一端給男生,進(jìn)行拔河。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)會使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生猜想的熱情和動力,當(dāng)老師告訴學(xué)生真相后,學(xué)生又會自然地猜想摩擦力和接觸面粗糙程度有關(guān)。再如在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),教師可分步做以下幾步實(shí)驗(yàn):(1)讓閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中靜止不動;(2)讓閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中平行于磁感線運(yùn)動;(3)讓閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動;(4)讓斷開電路的一部分導(dǎo)體在磁場作各種運(yùn)動。這樣學(xué)生較容易猜想出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
3.依據(jù)理論,合理猜想
限于學(xué)生的知識水平,對一些探究要作出合理的完整的猜想的確有難度,有時(shí)可借助于理論分析,幫助學(xué)生作出正確的猜想。如在“探究滑輪組的機(jī)械效率”時(shí),對“影響滑輪組的機(jī)械效率有哪些因素”這個問題,學(xué)生的猜想難以完整。摩擦力和機(jī)械本身的重力這兩個因素大部分學(xué)生能夠猜到,而被提升物體的重力這個因素卻往往猜想不到,這時(shí)通過合理的適當(dāng)?shù)睦碚摲治觯梢詭椭恍W(xué)生作出正確的猜想或幫助學(xué)生加深對最后的探究結(jié)論的理解。
η=W有用/W總=W有用/(W有用+W額外)
當(dāng)摩擦和繩重不計(jì)時(shí)
η=W有用/W總=Gh/(Gh+G動h)=G/(G+G動)
從上述兩式可以看出,滑輪組的機(jī)械效率除跟摩擦和機(jī)械本身重力有關(guān)外,還跟物體重力有關(guān)。
4.用物理模型建立假說
實(shí)際問題的研究往往很復(fù)雜,牽涉到眾多的因素。為了便于分析和研究,物理上常采用一種“簡化”的方法。即對實(shí)際問題進(jìn)行科學(xué)的抽象化處理,抓住其主要因素,忽略其次要因素,得出一種能反映問題本質(zhì)特性的理想物質(zhì)(過程)或假設(shè)結(jié)構(gòu),這種理想物質(zhì)(過程)或假想結(jié)構(gòu)就稱之為物理模型。一個好的物理模型,可以簡化從已知事實(shí)預(yù)見新事實(shí)的過程,也就是便于直觀,形象地提出假說。例如已知半徑R=6.4千米,試估算地球大氣屋的總重量。最后結(jié)果取1位有效數(shù)字。這題許多學(xué)生被難住了,用公式G=mg求解,不知道大氣層的質(zhì)量。這時(shí)如果能建立一個合適的模型,問題就可以簡化,形象化,把大氣層近似看作處于平衡狀態(tài),建立一個底面積為單位面積的豎直氣柱模型把整個大氣層看作由若干個這樣的氣柱組成,由G=F=Ps=P4πR2可得G=5×l019N。
總之,猜想是一種思維方式,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、實(shí)驗(yàn)、資料的收集和材料的分析中產(chǎn)生。因此,在物理教學(xué)中,教師在組織、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式教學(xué)的過程中,要著重考慮:第一選取恰當(dāng)?shù)妮d體,充分調(diào)動學(xué)生的原有知識和經(jīng)驗(yàn),對新事物做出合理的猜想;第二提供必要的輔助資料,讓學(xué)生依據(jù)一定的事實(shí)進(jìn)入猜想的過程。作為教師,應(yīng)該要求學(xué)生在日常生活和學(xué)習(xí)過程中注意觀察,學(xué)會思考,夯實(shí)“猜想”的基礎(chǔ),養(yǎng)成“猜想”的習(xí)慣,同時(shí)教師要多動腦筋,提問題,巧設(shè)情景,合理引導(dǎo),讓學(xué)生在成功的“猜想”中享受喜悅,在錯誤的“猜想”中學(xué)到知識,對學(xué)生的猜想不能期望過高,即使經(jīng)常猜錯也要多鼓勵。猜想的難易要有梯度,剛開始易,后來逐漸變難變繁,循序漸進(jìn),把學(xué)生引導(dǎo)到正確的道路上來,使學(xué)生真正掌握科學(xué)探究這種重要的學(xué)習(xí)方式,千萬別讓“猜想”成為“作秀”。只有這樣做,才能為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部.《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》,北京師范大學(xué)出版社,2001
[2]彭愛賢.《假設(shè)及其在物理學(xué)發(fā)表過程中的作用》,《教育實(shí)踐與研究》,2002,(2)45-47
[3]陳仁郎.《物理教學(xué)中誘發(fā)學(xué)生猜想的嘗試》,《中學(xué)物理》,2006-8