物理探究过程中猜想与假设能力的培养

蒋海波

摘要科学的猜想与假设作为一种科学研究的方法,在物理研究中起着重要的作用.引导和培养学生猜想与假设的能力,总结出了引导学生猜想与假设的原则和方法,从而培养学生学习物理的兴趣、科学的思维方式。

关键词猜想与假设 原则 方法

中图分类号:G633.7文献标识码:A

在新课改中,加强学生的科学探究成为重要目标之一。在新版的人教版教材中,实验的改革很大,教材中对实验的处理采取了科学探究的思想与方法。科学探究能使学生由被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。在物理课堂进行的科学探究过程包括以下要素:(1)提出问题;(2)猜想与假设;(3)制定计划与设计实验;(4)进行实验与收集证据;(5)分析与论证;(6)评估;(7)交流与合作。猜想与假设是科学探究的一个核心环节,是科学思维的一种形式,是学生根据已知事实材料和科学知识对所研究的问题做出的一种猜测性陈述。中学物理教学,不仅仅是把物理知识传授给学生,更重要的是要培养学生的学习物理的能力,使他们拥有敏捷的物理智慧,猜测和想象是物理智慧中最活跃的成分。对学生猜想能力的培养,是物理探究过程中的一个重要的环节。

1 为何要培养学生猜想和假设的能力

1.1 传统教学思想的局限性

在传统的课堂教学中,学生往往是被动的,接受式的学习,“重灌输、轻启发;重教授、轻活动” ,大量的模仿训练使学生跌入了深深的题海中,学生除了认真听讲还是认真听讲,根本不能体现学生的主动性,他们的好奇心受到了压制,他们想象的空间受到挤压。启发思考这一行之有效的学习方法被弃而不用,本应是学生亲身体验的探究过程变成了直接告诉现成结论,通过自己的探索发现规律更是少而又少。教师在教学中过多重视教学生应试技巧,而忽略了对学生创造思维、创新能力及综合分析能力的培养。进行课程改革,就是要大胆摒弃传统教学中不利于学生发展的套套,勇敢跳出来,打造全新的物理教学模式。

1.2 猜想与假设对培养学习物理能力的必要性

猜想与假设是科学结论的先导,是建立和发展物理理论的基础.猜想与假设对解决问题的方案作了一定的预见性思考,为制定探究计划、设计实验方案奠定了必要的基础。

物理教学的一个最重要的任务,就是要教会学生学习方法,培养他们的创造能力,使他们形成一定的物理思想。假如物理教学过程中回避了直觉、猜想、假设,实际上就是剥夺了学生创造的机会,他们自己的想法和主张得不到应有的重视,他们的想象力没有了驰骋的空间。教师应该在学习物理的过程中让学生知道物理科学不仅仅是观察现象,理解公式,还可以根据现象充分发挥自己的想象,提出自己的观点,从而能够通过想象看到事物的本质,最后推导出物理规律。

这时就需要教师的鼓励和引导,不管他们的猜测是否准确合理,教师都要持肯定的态度。培养他们的猜想要从最容易的入手。要知道根据已有的经验作出合理的猜想,这是科学探究中最具创造性的一环。只有从细微之处有意识地养成学生积极思维,积极猜想的习惯,才能逐步使他们形成良好的物理学习习惯。

中学物理学习中的探究活动是引导学生获取物理知识、进行类科学研究探索,培养科学探索创新能力的重要途径。在探究活动中,根据已知的一些物理现象,进行猜想与假设,然后制定计划与设计实验,这本身是科学探究的内容和要求。

牛顿说过:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”事实上,在物理学史上很多伟大的发明和发现都是源于猜想与假设。在奥斯特发现了电流的磁效应之后,“电能生磁,磁应该也能生电吧?”法拉第就是在这样的猜想下,经过整整十年的实验,最终发现了电磁感应现象;麦克斯韦至死始终坚信自己大胆猜想出的电磁波是真实存在的,虽然他活着的时候没有捕捉到电磁波。

2 如何正确的培养猜想和假设的能力

2.1 猜想与假设的原则

(1)合理性。猜想不是胡猜乱想,不合理的猜想与假设不仅没有发展成为科学结论的可能,对探究过程也没有意义。在解决问题的过程中,不能靠盲目的尝试,要根据已有的理论、自己的经验和所收集到的有关资料、事实以及人类特有想象力、创造力提出解决问题的猜想与假设。

(2)规律性。猜想与假设虽然是针对一些客观事实和现象而提出来的,但科学探究的目的不是解决个别问题,而应是一类问题,寻找事物之间的普遍联系和一般规律。因此,提出的猜想与假设要具有某种规律性。

(3)开放性。猜想与假设是科学探究中学生思维最活跃的阶段,不同学生由于经验、知识、能力的不同,对问题的认识不同,因此会提出不同的假设。探究教学要调动全体学生的积极主动性,发展学生自主思考、自主创新的能力,就要让每位学生提出自己解决问题的假设,教师不要对学生进行过多的干涉,保证提出的猜想与假设的开放性。

2.2 教给学生猜想和假设的方法

(1)利用经验和直觉思维进行猜想。学生在日常生活和学习中形成了大量的日常经验和知识,它们是学生进行猜想的直接来源和素材。直觉思维是未经逐步分析就迅速对问题答案做出合理的猜测、设想或突然领悟的思维。(下转第95页)(上接第92页)它往往会形成智慧的火花,迸发出创造的灵感。在探究教学中充分利用学生的经验和直觉让学生猜想是培养学生猜想能力的有效手段。

(2)运用归纳法进行猜想。学生对一些经验和事实进行归纳、总结,得出物理现象和过程的结论的可能从而提出猜想。

(3)利用类比联想进行猜想。科学研究中,常用已知的现象和过程同未知的现象和过程相比较,找出它们的共同点、相似点或相联系的地方,然后依此为根据推测未知的现象和过程的某些特性和规律。在探究教学中,可以通过联想利用这种类比的方法提出猜想。

(4)在简单的小实验中进行猜想。针对课堂内容,教师准备一些实验器材,或者指导学生自己准备一些有关的实验器材,充分发挥学生的主体作用,发挥学生的想象,在实验中进行合理的猜想。

总之,科学探究的过程离不开猜想和想象,虽然,不可能每个人都成为科学家,但可以在学习物理的过程中培养一定的科学素养。猜想与假设是科学探究中的关键环节和重要因素,猜想与假设能力是科学探究中的一种重要能力,但学生的猜想与假设能力并不会自动的增强,它需要在教育教学中结合学生的已有知识和经验不断进行引导和训练。学生在教师的引导和培养下掌握了猜想与假设的原则和方法后,再通过制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等环节,完成科学探究的全过程。在科学探究的过程中,不仅掌握了科学知识,而且形成了科学的思维方式,逐步培养学生成为全方位的科学素质性人才。

参考文献

[1]安忠,刘炳晟.中学物理实验教学研究.高等教育出版社,2006.1.

[2]张民生.中学物理教育学.上海教育出版社,2007.3.

[3]阎金铎,继佩军.物理教学论.江苏教育出版社,2008.9.