摘 要:伴隨新課改的大力深入,不管是物理學科的權威人士還是物理學科的教師,均都認清在物理教學中實施科學探究的作用。由此新課標的課程目標中,將科學探究當作學習目標的主要部分,但是必須要歷經探究的過程,真正清楚科學探究的作用和意義。在科學探究的過程中,有兩個比較重的環(huán)節(jié)就是猜想和假設。通過在高中物理教學中應用這兩個環(huán)節(jié),來學習物理,檢驗物理的特點和規(guī)律,可以有效提升高中物理教學質量和成效。
關鍵詞:高中物理;猜想與假設能力;培養(yǎng)
新教材對學生科學探究中的猜想和假設環(huán)節(jié)提出了新的高標準要求,即:結合學生所學知識和生活實踐來對問題形成的因素實施合理科學的猜想,對于探究的方向與將要發(fā)生的事件實施事前的假設和預測。在科學探究過程中,精準合理的猜想與假設對其來說是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。同時也是現時期高中物理實驗過程中,學生與教師共同重視的一點。
一、 引導學生結合本身所學知識及生活實踐實施猜想與假設
生活實踐經驗是人們在生活的過程中,通過不斷摸索和實踐總結出的類似判斷性的一種感覺,是促進學生有效接受新事物的前提,對于科學知識的學習,必須要輔助自身或是別人的生活經驗,這樣才能有效達成。
例如,在焦耳定律這一節(jié)內容的學習中,主要探究的是阻礙電流經過導體后所產生熱量因素的一個實驗,此時,教師可依據學生對于生活的常識及經驗來激勵學生大膽猜想和假設,如家用微波爐所形成的熱量要遠比普通照明燈所形成的熱量大得多,并且普通照明燈所形成的熱量,遠大于導體上所形成的熱量。要求學生經過交流、思考和討論以后,給出合理的猜測,即:熱量的形成與導體上的電阻和電流大小有關。隨后,教師可在此基礎上,接著啟發(fā)學生,讓學生去證實電熱量和別的因素間的關系,實驗必須要在這兩者共同并連到家用電器中的同等電壓下進行,電阻不同,所產生的電流也會存在差異。實驗進行到這一步,學生便會猜想出,電流熱量還很有可能與導體電流量有關系。最后,教師與學生一同,設計探索電流流過導體時形成的熱量和電流、電阻與經過時間兩者間關系的實驗,通過所學的控制變量法來對這一探究目的進行驗證,在此過程中,不但探究了學生的猜想和假設,同時也極大程度的滿足學生求知欲。
二、 引導學生利用感官直覺來實施猜想與假設
直覺就是通過學生自身的感官組織,結合學生所聽到的、看到的、感受到的事件,提出相應的合理性猜想與假設。物理屬于主要以探究實驗及觀察為基礎的一門學科,很多知識點都是通過猜想與假設的方式所提出來的。
例如,在向心力知識的學習中,當水流星轉至最高點的時候,水為何不會從杯子中流出來?學生經過觀察和探究實驗以后,會很快形成直覺,思維中會想,極有可能與水流星經過高點時的速度有關系。由此,猜想出水流星經過最高點時的最小速度值,之后再將向心力知識引入其中進行分析,最終可以對水流星原理有一個清楚的理解。在對牛頓第一定律進行深入探究時,也可以應用這種方法來進行探究,教師與學生一同做小汽車在斜面上運動的實驗,從視覺上可以看出存在三種差異狀態(tài),斜坡表面越是光滑,小汽車的運動車速就越快,從視覺上來看,光滑的平面將使小汽車的速度會更快,同時運行的距離也會更長,從上面的特點能夠發(fā)現,如小汽車在不受外力阻礙的影響下,小汽車便會沿著原來的軌跡運行下去。像這種通過實驗進行教學的方式,不但可以充分地鍛煉學生自身的實際操作能力,同時還可以培養(yǎng)學生的猜想和假設能力,提高學生解析和觀察的能力。
三、 引導學生通過類比法來實施
類比就是將兩個或者是多個相同與完全不同的事物,擺在一起來進行對比,使學生從原有對事物的了解中,大膽猜想事物未知的一些特性。在物理知識的學習中,針對一些具有新鮮性的知識點來說,學生會缺少一些感性上的認識,教師如直接將理論知識傳授給學生,學生將無法理解和掌握。如教師應用類比法來合理地引導學生進行學習,學生通過對事物的熟悉和了解以后再進行對比,這樣學生在接受新事物時便會更加輕松。
例如,在學習電勢能和電勢內容時,電荷在電場中到底存不存在能量?因為靜電力做功與重力做功間存在相同點,也就是說做功和路徑并沒有關系,學生可類比重力勢能,由此猜想電荷在電場當中也存在勢能,也就是電勢能,那么這種電勢能能否呈現電場能性質?因為電荷電勢能和電荷存在相關性,所以學生能夠類比電場力,但卻不能呈現電場力性質,可通過猜想得出相同結論。
四、 引導學生通過逆向思維實施猜想與假設
逆向思維形式的猜想,就是從結合已證實完的成果及現象,反向思維來審視問題,假設形成這一效果的干擾因素,確切地說便是通過逆向思維來進行合理的猜想。在分析物理學知識時,一些問題能夠采用這樣的方式來進行解決,從影響問題因素著手,結合各個問題的需求來猜想影響問題的公式。然而,在影響因素當中,仍有一些不確定性的因素存在,為此,需持續(xù)這一操作直至求出結論,由此可以讓問題變得更簡單。
例如,在進行加速度問題的探討中,為了進一步深入地研究a、F與m之間的定量關系,可以在確定運用控制變量法的前提下進行方案設計,教師引導學生在開展小組合作學習的前提下,通過進行實驗數據收集,并展開實驗探究,在一一將實驗數據進行記錄分析后,對a、F與m之間的定量關系展開大膽猜想,進而再利用圖像法,將實驗數據標注在數軸上,其中縱軸為加速度,橫軸為合力,由此進行描點制圖,進而驗證結論的正確性。
總體來說,在科學探究的過程中,猜想和假設是其非常重要的一個環(huán)節(jié),對探究有非常重要的作用。在高中物理學科的教學中,教師需應用各種手段和方法,有針對性的引導學生大膽地提出假設和猜想,由此,良好的培養(yǎng)學生的猜想和假設能力。
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作者簡介:
彭建杰,一級教師,江蘇省溧陽市,江蘇省溧陽市南渡高級中學。