蔣 新

(南京市棲霞區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 南京 210028)

眾所周知,“猜想”是探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),在教學(xué)實(shí)踐中教師的一次隨意性提問(wèn),可能會(huì)引發(fā)學(xué)生天馬行空般的猜想,為了應(yīng)對(duì)學(xué)生的每一個(gè)猜想,教師課前要做許多預(yù)設(shè),然而即便如此,也不可能做到萬(wàn)無(wú)一失,對(duì)于課堂上許多“突如其來(lái)”的猜想,教師要么牽強(qiáng)應(yīng)付,要么直接忽略,重視了猜想?yún)s忽略了驗(yàn)證,探究過(guò)程讓人感覺(jué)虎頭蛇尾．問(wèn)題究竟出在什么地方呢?其實(shí)在課堂教學(xué)中,“猜想”環(huán)節(jié)不應(yīng)該是不受約束的天馬行空,倘若一個(gè)學(xué)生為了教師的表?yè)P(yáng),不假思索的亂猜,其對(duì)學(xué)習(xí)的危害程度遠(yuǎn)超過(guò)不猜．正確的猜想應(yīng)該是促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展,建立在一定經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)之上的合乎情理的猜想,也就是說(shuō)教師應(yīng)該讓學(xué)生的“猜想”與課堂呈現(xiàn)的“情境”融合共生．

1 探究性實(shí)驗(yàn)的“猜想”案例及分析

前段時(shí)間,筆者應(yīng)邀擔(dān)任了市級(jí)賽課的評(píng)委,聽(tīng)了10幾節(jié)“浮力”的新授課,總結(jié)一下在影響浮力大小因素的猜想環(huán)節(jié)中,共有兩種典型的低效猜想．

1.1 開(kāi)放性猜想

學(xué)生用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量了在水中下沉物體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力后,接著是師生間的一段對(duì)話:

師:同學(xué)們,你們覺(jué)得影響浮力大小的因素有哪些呢?

生:物體的體積V物、物體的質(zhì)量m物、物體底部在液體中的深度h深、物體密度ρ物、液體密度ρ液．

師:還有嗎?同學(xué)們(為了讓猜想盡可能充分,教師不停地啟發(fā))

生:液體質(zhì)量m液、液體體積V液、物體底面積S物.

教師將這些猜想一一寫(xiě)在黑板上,一共有8個(gè),其中V物、m物課前做了預(yù)設(shè),ρ液是他需要的猜想,但其他幾個(gè)都不是他所需要的,關(guān)鍵問(wèn)題是物體排開(kāi)液體的體積V排,這個(gè)因素沒(méi)有人猜,當(dāng)時(shí)上課教師就有點(diǎn)蒙,因?yàn)閷W(xué)生猜想的因素太多,控制變量又難,導(dǎo)致后面的驗(yàn)證過(guò)程有的直接忽略了．

點(diǎn)評(píng):該案例中的猜想,由于教師沒(méi)有做任何限制,因此學(xué)生的猜想五花八門(mén),他們猜出了所有他們能想到的因素,但這樣的猜想有效嗎?其實(shí)這樣的猜想,學(xué)生僅僅是為了滿足或配合教師的提問(wèn)罷了,里面沒(méi)有多少是真正通過(guò)實(shí)驗(yàn)后認(rèn)真思維得出．學(xué)生的亂猜卻又打亂了教師的陣腳,得不償失．

1.2 形式性猜想

學(xué)生首先完成如下分組實(shí)驗(yàn):

① 將小球逐漸按入裝有水的燒杯中,體驗(yàn)浮力大小的變化.

② 將籃球逐漸按入裝有水的大塑料桶中,體驗(yàn)浮力大小的變化.

接著是師生間的一段對(duì)話:

師:你們覺(jué)得浮力大小與哪些因素有關(guān)呢?

生:物體的體積V物、水的質(zhì)量m水、物體的直徑d、物體的質(zhì)量m物.

師:還有嗎?(教師有點(diǎn)慌)

生: ……

師:你們看我把籃球逐漸放入水中,我感覺(jué)手用的力逐漸變大,同時(shí)籃球排開(kāi)水越大,是不是說(shuō)明浮力大小與籃球排開(kāi)水的體積有關(guān)呀?

生:是的.

師:如果把水換成鹽水按下籃球用的力也會(huì)不一樣,是不是說(shuō)明浮力與液體的密度有關(guān)呀?

生:是的.

點(diǎn)評(píng):猜想之前,教師讓學(xué)生做了一些體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn),做法確實(shí)很好,但由于教師的經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)干擾了學(xué)生的思維,很難能讓學(xué)生猜想到影響浮力大小的兩個(gè)因素:液體密度ρ液、排開(kāi)液體的體積V排,最后猜想淪為教師自說(shuō)自話的猜想,變成了一種熱熱鬧鬧,形式上的猜想,沒(méi)有任何實(shí)際效果．

2 “猜想”與“情境”的關(guān)系

造成上述探究性實(shí)驗(yàn)的“猜想”低效的原因何在呢?仔細(xì)梳理,我們不難發(fā)現(xiàn),上述的“猜想”要么是學(xué)生沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn),天馬行空； 要么是受到了實(shí)驗(yàn)干擾,猜想錯(cuò)誤.于是教師亂了陣腳,導(dǎo)致低效．這說(shuō)明我們教師對(duì)“猜想”的理解是片面的,他們不清楚“猜想”與“情境”之間的特殊關(guān)系．

2.1 猜想的界定

課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“猜想”做了如下界定:“‘猜想’就是嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)對(duì)問(wèn)題的可能答案提出猜想”．

可見(jiàn),“猜想”絕對(duì)不是不加限制的開(kāi)放性亂猜,更不能變成教師自說(shuō)自話的形式性猜想．“猜想”應(yīng)該是建立在學(xué)生已有認(rèn)知水平基礎(chǔ)之上,貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),所猜想的因素是經(jīng)過(guò)學(xué)生的深思熟慮后獲得的．

2.2 情境的界定

通過(guò)百度搜索可知,情境是指在一定時(shí)間內(nèi)各種情況的相對(duì)的或結(jié)合的境況．包括戲劇情境、規(guī)定情境、教學(xué)情境、社會(huì)情境、學(xué)習(xí)情境等．

顯然,這里講的“情境”是指“教學(xué)情境”,是教師在教學(xué)中設(shè)計(jì)的對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)新知具有參考或類(lèi)比價(jià)值的情境,如:一個(gè)故事、一張圖片、一段視頻、一段對(duì)話、一個(gè)游戲、一個(gè)實(shí)驗(yàn)等等．

2.3 兩者之間的關(guān)系

從“猜想”和“情境”的界定中,我們不難發(fā)現(xiàn),兩者有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系,并且兩者融合到物理課堂教學(xué)中,就有了強(qiáng)大的生命力．如前所述,物理學(xué)中的猜想是需要經(jīng)驗(yàn)的,這些經(jīng)驗(yàn)從何而來(lái)?要么來(lái)自于以前所學(xué)的知識(shí),要么需要教師根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)設(shè)計(jì)有啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)情境下,通過(guò)操作、思考得到經(jīng)驗(yàn),獲得感悟．在探究性實(shí)驗(yàn)中,很多猜想,學(xué)生以前并沒(méi)有多少經(jīng)驗(yàn),或者即使有一些經(jīng)驗(yàn),但這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)當(dāng)前需要解決的問(wèn)題反而是一種干擾,因此教師創(chuàng)設(shè)合理的“情境”就顯得尤為重要．可見(jiàn),“猜想”離不開(kāi)“情境”,同時(shí)“情境”也可以豐富學(xué)生對(duì)所“猜想”問(wèn)題的理解,“猜想”與“情境”相輔相成,是一種融合共生的關(guān)系．

3 將“猜想”融合于“情境”的操作方法

“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)的猜想,表面因素過(guò)多(至少有8個(gè)),而隱藏在現(xiàn)象背后的本質(zhì)因素(液體密度ρ液、物體排開(kāi)液體的體積V排)學(xué)生又缺乏必要的經(jīng)驗(yàn)支持,這就是為什么在前面所述的兩個(gè)案例中,教師陷入了被動(dòng),學(xué)生陷入盲動(dòng)的原因．建構(gòu)主義者認(rèn)為:學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者運(yùn)用自己的已有經(jīng)驗(yàn)去主動(dòng)而積極地建構(gòu)對(duì)自己富有意義的內(nèi)部心里表征的過(guò)程．他們提出了很多教學(xué)模式,其中一種教學(xué)模式是“支架式教學(xué)”,他們認(rèn)為教師的作用是給學(xué)生搭建一個(gè)自主學(xué)習(xí)的“腳手架”,這個(gè)“腳手架”就是我所說(shuō)的“情境”．針對(duì)“探究影響浮力大小因素”實(shí)驗(yàn)的猜想,我設(shè)計(jì)如下的基本步驟:

3.1 創(chuàng)設(shè)情境

學(xué)生先完成如下實(shí)驗(yàn):

① 將一重物掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,將重物慢慢浸入裝水的燒杯中,重物浸沒(méi)后再向下進(jìn)入一定的深度(重物不能碰到燒杯底部).

② 觀察整個(gè)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化.

③ 觀察整個(gè)過(guò)程中燒杯中水位的變化.

④ 將重物放入鹽水中重復(fù)上述實(shí)驗(yàn).

接著是師生間的一段對(duì)話:

師:彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)什么時(shí)候發(fā)生變化?此時(shí)水位是怎樣變化的?

生:重物浸入水中直至浸沒(méi),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小,此時(shí)水位不斷上升.

師:彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)什么時(shí)候不發(fā)生變化?此時(shí)水位是怎樣變化的?

生:重物浸沒(méi)水中后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再變化,此時(shí)水位不變.

師:水位為什么會(huì)發(fā)生變化呢?

生:是因?yàn)槲矬w排開(kāi)了水.

師:將重物浸沒(méi)水中和浸沒(méi)鹽水中,彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)一樣嗎?

生:讀數(shù)不一樣,在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大一些.

點(diǎn)評(píng):教師設(shè)計(jì)的①～④步的實(shí)驗(yàn),彌補(bǔ)了學(xué)生在猜想中的經(jīng)驗(yàn)不足,師生之間的對(duì)話啟發(fā)學(xué)生通過(guò)觀察思考,猜想出影響浮力大小的本質(zhì)因素．這個(gè)過(guò)程讓學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程,培養(yǎng)了學(xué)生分析、歸納、比較等方面的能力,對(duì)學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式意義深遠(yuǎn)．

3.2 猜想驗(yàn)證

學(xué)生完成上述實(shí)驗(yàn)以后,教師此時(shí)拋出了這個(gè)問(wèn)題:“根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),你們覺(jué)得影響浮力大小的因素有哪些呢?”這時(shí)學(xué)生可能會(huì)回答:“液體密度ρ液、物體排開(kāi)液體的體積V排、物體底部在液體中的深度h深”3個(gè)因素．針對(duì)ρ液、V排、h深3個(gè)因素,教師引導(dǎo)學(xué)生從控制變量的方法著手,先探究浮力與h的關(guān)系,得出浮力與深度h無(wú)關(guān)后,再探究浮力與ρ液、V排的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng):這個(gè)步驟學(xué)生猜想會(huì)比較務(wù)實(shí),猜想的因素不會(huì)太多,可能會(huì)猜想到h深這個(gè)因素,這個(gè)因素教師課前一般都預(yù)設(shè)好的,在驗(yàn)證猜想時(shí)先探究浮力與h深的關(guān)系,是為了避免在探究浮力與V排關(guān)系時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)變量,使實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜化．

3.3 拓展再猜

學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出浮力與ρ液、V排、h深的關(guān)系之后,以下是師生的一段對(duì)話:

師:你們覺(jué)得浮力大小還會(huì)與什么因素有關(guān)呢?為什么?

生:會(huì)不會(huì)與物體的質(zhì)量m物、物體密度ρ物有關(guān)呢?因?yàn)楦×εcρ液、V排有關(guān),剩下的就只可能這兩個(gè)因素了．(經(jīng)過(guò)前面的猜想,學(xué)生猜想趨于理性)

師:能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證浮力與m物之間的關(guān)系呢?

生:找3個(gè)同體積的正方體鐵塊,將其中兩塊正方體鐵塊粘一起,用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)量一個(gè)正方體鐵塊浸沒(méi)水中和粘在一起的正方體鐵塊一半浸沒(méi)水中時(shí)浮力,通過(guò)對(duì)比說(shuō)明浮力與m物有無(wú)關(guān)系．

師:非常好.

教師演示,排除了m物這個(gè)因素,然后再讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),排除ρ物這個(gè)因素(事先做過(guò)預(yù)設(shè)).

點(diǎn)評(píng):拓展再猜是為了彌補(bǔ)創(chuàng)設(shè)情境的一些弊端,如:對(duì)發(fā)散性思維的限制．讓學(xué)生完成探究影響浮力大小的因素的實(shí)驗(yàn)后,給學(xué)生一定的自由思維的空間,既讓學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)家的探究過(guò)程,又可以讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)深刻領(lǐng)會(huì)控制變量的思想,讓猜想具有更多的思維含量．

探究性實(shí)驗(yàn)中的“猜想”環(huán)節(jié),可以滿足學(xué)生好奇的天性,但教師駕馭不好,又會(huì)使“猜想”天馬行空或流于形式．合乎情理的猜想要求教師在把握學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)與“猜想”因素相關(guān)的教學(xué)情境,讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,經(jīng)歷觀察、分析、比較等思維后再進(jìn)行“猜想”,使“猜想”與“情境”融合共生．

參考文獻(xiàn)：

1 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012，1.

2 汪鳳炎.教育心理學(xué)新編[M].廣州:暨南大學(xué)出版社,2006.