本文系“江蘇省太倉市吳志明正高級教師工作室”的研究成果之一.

王獻國

(江蘇省太倉市第一中學(xué)，江蘇　太倉　215400)

基于學(xué)生生活等創(chuàng)設(shè)科學(xué)猜想的情境*

*本文系“江蘇省太倉市吳志明正高級教師工作室”的研究成果之一.

王獻國

(江蘇省太倉市第一中學(xué)，江蘇太倉215400)

摘要：科學(xué)探究中的猜想能力，需要優(yōu)秀的思維品質(zhì)來保證障.研究表明，猜想應(yīng)該來源于已有知識和生活經(jīng)驗，來源于物理模型，來源于實驗現(xiàn)象，來源于前期的實驗結(jié)論.

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；猜想；生活

猜想是一種復(fù)雜的思維形式，是人們以已有的科學(xué)知識與理論為指導(dǎo)，運用科學(xué)的思維方法，結(jié)合已經(jīng)獲得的經(jīng)驗材料，對未知的自然事物的產(chǎn)生及其運動規(guī)律所作出的推斷和假定，是一種帶有推測性和假定性的思維成果，猜想方法是科學(xué)探究中的重要方法.

在義務(wù)教育階段，物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，還應(yīng)重視學(xué)生科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神的培養(yǎng).在課堂教學(xué)中，教師放手讓學(xué)生猜想，可能會遇到兩種情況，一是學(xué)生怎么猜也猜不到點子上，二是學(xué)生的猜想漫無邊際.怎樣避免這兩種情況的發(fā)生呢？筆者提出以下策略.

1根據(jù)已有生活經(jīng)驗進行猜想

學(xué)生進行猜想的首要基礎(chǔ)就是學(xué)生已有的知識或生活經(jīng)驗，當(dāng)學(xué)生根據(jù)已有的知識進行了初步猜想后，教師再引導(dǎo)學(xué)生充分利用生活經(jīng)驗，對初步提出的猜想結(jié)果進行再比較、分析.既然猜想要根據(jù)已有的生活經(jīng)驗和知識，就需在生活中多觀察，多思考，從而積累一定的生活經(jīng)驗，如果沒有足夠的經(jīng)驗和知識作為依據(jù)，那么這樣的猜想往往就會成主觀臆斷，憑空猜想.

例如，在猜想電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關(guān)系時，根據(jù)生活經(jīng)驗，對通電導(dǎo)體和磁體周圍存在磁場等學(xué)科知識的聯(lián)系、類比，學(xué)生可作出猜想：通過電磁鐵的電流由0.5A增加到1A，相當(dāng)于導(dǎo)線中的1A電流是兩股0.5A電流匯合而成的，每股電流都產(chǎn)生一個磁場，兩個相同磁場合在一起，電磁鐵的磁性增強了.

在猜想電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系時，可先假設(shè)電磁鐵線圈中的電流不變，線圈由50匝增加到100匝，是因為100匝線圈是由兩組50匝線圈組合而成的，每組線圈都產(chǎn)生一個磁場，兩個相同磁場合在一起，電磁鐵的磁性增強了.

在探究導(dǎo)體的電阻和哪些因素有關(guān)時，由于學(xué)生在道路交通上積累了一定的生活經(jīng)驗，而電路可與天天行走的道路來做類比，電路中導(dǎo)體對電流有阻礙作用，而道路的路況、寬度、材料等都決定了對車流有阻礙作用，此時學(xué)生會猜想：“導(dǎo)體對電流的阻礙作用也應(yīng)該和導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料、溫度等有關(guān)”.在知識基礎(chǔ)上的猜想，就有方向了，而不是東一榔頭西一棒，節(jié)約了時間，少走了彎路.

2根據(jù)物理模型進行猜想

物理學(xué)所分析的、研究的實際問題往往很復(fù)雜，為了便于著手分析與研究，物理學(xué)中常常采用“簡化”的方法，對實際問題進行科學(xué)抽象的處理，用一種能反映原物質(zhì)本質(zhì)特性的理想物質(zhì)(過程)或假想結(jié)構(gòu)，去描述實際的事物(過程).這種理想物質(zhì)(過程)或假想結(jié)構(gòu)稱之為物理模型，它能使物理問題化難為易，化繁為簡.

縱觀物理學(xué)發(fā)展史，許多重大的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論，都是由于科學(xué)家們經(jīng)過大膽的猜想構(gòu)思，創(chuàng)建出科學(xué)的能夠解釋所見現(xiàn)象的物理模型，并通過實驗檢驗或?qū)嵺`驗證.如原子的核式結(jié)構(gòu)等等.

那么，要培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于物理模型的猜想能力，教師須在傳授知識的過程中，根據(jù)實際課時的內(nèi)容安排，及時向?qū)W生強調(diào)基本物理模型建立的過程和條件，并要求學(xué)生把握住這些基本的物理模型，并且在具體解決物理問題時,引導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)題設(shè)條件，從物理規(guī)律出發(fā)，通過分析、綜合、類比等，突出對所要研究問題起主要作用的因素，略去非本質(zhì)的次要因素，使思維從紛繁復(fù)雜的具體問題中抽象、構(gòu)造出我們熟悉的物理模型，然后應(yīng)用掌握的相關(guān)知識予以解決.

當(dāng)然，對學(xué)生這種能力的要求并非一朝一夕就能培養(yǎng)出來的.不管他們的猜測是否準(zhǔn)確合理，教師都要持肯定的態(tài)度.培養(yǎng)他們的猜想要從最容易的入手.比如，老師在實驗室用某種方法在長方形玻璃缸內(nèi)配制了一些白糖水.兩天后，同學(xué)們來到實驗室上課，一位同學(xué)用激光筆從玻璃缸的外側(cè)將光線斜向上射入白糖水，發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象：白糖水中的光路不是直線，而是一條向下彎曲的曲線.關(guān)于對這個現(xiàn)象的解釋，同學(xué)們提出了以下猜想，其中能合理解釋該現(xiàn)象的猜想是().

A. 玻璃缸的折射作用

B. 激光筆發(fā)出的光線未絕對平行

C. 白糖水的密度不是均勻的，越深密度越大

D. 激光筆發(fā)出的各種顏色的光發(fā)生了色散

以上現(xiàn)象是學(xué)生以前沒有見到的，所以有猜想的必要.學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是一根彎曲的光線，他們已有的知識是：(1) 光在水里、玻璃里、空氣里是沿直線傳播的.(2) 光只有在反射、折射時才會發(fā)生偏折，我們原有的模型是光從水里射向空氣里時，折射角大于入射角.如果我們建立起這樣一個模型：糖水可看成由多層不同的透明物質(zhì)組成，光線在這多層的透明物質(zhì)中發(fā)生了多次折射，每一次折射又類似于光從水里射向空氣里的情況一樣.運用這個猜想，來解釋我們所看見的現(xiàn)象是說得通的，通過閱讀題目發(fā)現(xiàn)：白糖水是經(jīng)過了兩天的時間，上、下糖水密度肯定是不均勻的，把它看成是由多層不同的透明物質(zhì)組成的也是說得通的.

3根據(jù)實驗現(xiàn)象進行猜想

在讓學(xué)生進行猜想時，如果教師引導(dǎo)不夠，學(xué)生的猜想往往會出乎教師的意料.這樣學(xué)生的猜想放得太開，不容易猜到關(guān)鍵的點子上，如果所有的猜想都要設(shè)計實驗進行驗證，實際上在課堂教學(xué)的有限時間里也不可能做到，這時可以借助于簡單的演示實驗引導(dǎo)學(xué)生進行猜想.

比如，要猜想摩擦與哪些因素有關(guān)時，可讓學(xué)生體驗一下推重一些的箱子和輕一些的箱子，或者讓學(xué)生體驗怎樣抓牢泥鰍，然后進行猜想.這樣學(xué)生的猜想有了明確的指向性，就能做到有的放矢，會猜想出摩擦與正壓力、接觸面有關(guān).

比如，在研究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱與什么因素有關(guān)時，一般學(xué)生比較直接的就能猜想到電流的大小，至于與電阻的關(guān)系，可以讓學(xué)生先親自體驗一下“電阻絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱”的生活現(xiàn)象，再讓他們進行猜想.

4根據(jù)實驗結(jié)論進行猜想

在歷史上有不少理論是在實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展、建立起來的.牛頓說過：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)”.如在奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)之后，“電能生磁，磁應(yīng)該也能生電吧？”法拉第就是在這樣的猜想引領(lǐng)下，經(jīng)過整整十年的實驗，最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.

有了猜想的良好素質(zhì)，學(xué)生就會根據(jù)實驗結(jié)論去猜想.如講完發(fā)電機的工作原理后，學(xué)生就提出了猜想：電動機在工作時，線圈也在做切割磁感線運動，電動機線圈中同時也有感應(yīng)電流.能提出這樣的猜想的學(xué)生為數(shù)很少，但我們應(yīng)該看到，學(xué)生的猜想能力確實得到了提高.此時老師可在表揚這位學(xué)生的同時，鼓勵他繼續(xù)努力，對猜想進行驗證，這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的猜想能力，也使他們有了學(xué)習(xí)的動力.

總之，作為老師，盡量要多動腦筋，創(chuàng)造生動的教學(xué)情境，不斷激勵學(xué)生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等手段提出猜想，使學(xué)生逐步學(xué)會運用猜想的方法解決問題，要讓學(xué)生善于模仿科學(xué)家進行科學(xué)的探究.探究的過程應(yīng)當(dāng)有懸念、有波瀾，要讓學(xué)生體驗到成功的喜悅與失敗的痛苦，并從中培養(yǎng)學(xué)生積極的情感、態(tài)度和價值觀.還要在猜想的同時，發(fā)動學(xué)生進行交流、討論，培養(yǎng)發(fā)散性思維.中學(xué)物理的探究過程實際上是再現(xiàn)了前人如何創(chuàng)造、發(fā)明的，讓學(xué)生在前人走過的軌跡上，親自體驗科學(xué)探究的過程與方法，使他們成為善于學(xué)習(xí)的公民.

參考文獻：

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