物理中的美学元素之猜想与假设

摘要：“猜想与假设”是科学探究过程中重要而又必不可少的步骤，是引向目标的灯塔，是通向真理的桥梁，能为科学探究指明前进方向，减少弯路，提高效率。所以要科学大胆地进行猜想与假设，如假设物理情境、物理条件、物理过程，猜想物理结论，等等，突破常规性思维方法，逐步培养科学、综合分析问题的能力素养。

关键词：猜想；发散思维；魅力；原则；培养

课题来源：本文为江苏教育科学“十二五”规划立项课题“工科物理的美学元素提炼及渗透教育的探索与实践”阶段成果［课题批准文号：苏教科规〔2013〕1号］［课题编号：D/2013/01/038］；河海大学常州校区2013年度教育教学改革研究课题［课题编号：XZX/13A001-19］。

作者简介：赵长青（1971—），男，江苏金湖人，硕士，副教授，从事物理学理论研究。1猜想与假设在物理学中的作用

猜想与假设是科学探究中的重要环节，是我们解决物理疑难问题时重要的科学思维方法。“猜想与假设”是对所研究的问题，根据已知事实和科学知识的一种猜测性陈述，对问题中事物的因果性、规律性的假定性解释，是科学思维的一种形式。“猜想与假设”作为重要的思维方法，在物理学中的作用举足轻重。其作用主要表现在以下几个方面：

首先，它可以培养我们的发散思维，激发我们的创新冲动。创造力在关键时刻往往不是来自逻辑推理，而是来源于联想和灵感，也就是直觉和想象力。这样的实例不胜枚举，如伽利略从观察教堂吊灯的摆动猜想出简谐振动固有周期的不变性，为后来研究简谐振动系统的固有频率指明了方向。其次，猜想与假设的思维习惯能够让我们感悟物理世界的美。世界上的万事万物都是有规律、有秩序的，同时又具备简洁对称、和谐之美的特征。如气体动理论的知识告诉我们，物质是由大量的原子和分子组成的；原子或分子在做永不停息的无规则热运动；分子之间存在着相互作用的引力和斥力。在现实生活中的家庭、学校、社会都是由人这个最小单位组成的，每个人都在不停地忙碌着，人与人之间或亲近、或疏远，存在着相互吸引、相互排斥的关系，进而猜想物体内部分子的运动情况及相互作用，可使我们领略微观世界和宏观世界的和谐统一。最后，猜想与假设的思维习惯能够提高我们对信息的甄别和处理能力。猜想与假设不仅能培养我们对信息的收集、处理能力，保持对自然界的好奇心，对大自然的亲近、热爱、和谐相处的情感，还能增强我们对信息的甄别能力。

2运用猜想与假设需遵循的原则

当然，灵活而合理运用猜想与假设的思维方式必须遵循一定的原则，因为猜想终究是猜想，最终需要验证，需要得到对实际有指导意义的结论。猜想与假设一般有如下原则：

首先，猜想与假设必须遵循合理性原则。猜想应该有一定的目的，所以绝对不能胡乱猜想，胡猜乱猜不仅没有发展成为科学结论的可能，更主要的是引导你走向错误的方向，对探究过程没有实际指导意义。其次，猜想与假设必须遵循规律性原则。猜想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，提出的猜想要具有某种规律性。最后，要把握好猜想与假设的方向性原则。猜想是在探究之前对研究问题所进行的一种科学预见性活动，指导着探究计划的制订和方案的设计。

3如何培养猜想能力

在学习的过程中猜想很重要，所以我们要培养自己的猜想能力，一般从以下几个方面实施：

第一，必须丰富科学知识，从而奠定猜想基础。猜想的科学告诉我们，猜想并非凭空捏造，需要科学依据，即要有各种经历、各种经验，广泛的生活面、知识面和阅读面。这些潜在的东西一旦被激发就会产生思想的火花。

第二，需要逐步培养猜想兴趣，做到勇于猜想，善于猜想，不断猜想。在猜想过程中产生的许多想法是错误的，当我们看到自己的结论错误时，往往会失去信心，这时正确对待猜想结论的错误显得特别重要。我们要明白，即使是牛顿、爱因斯坦这样伟大的科学家都难免犯错，甚至会错许多次。错误往往是正确的先导，畏惧错误就是毁灭进步。

第三，猜想过程要做到科学猜想。猜想是根据我们已有的知识和生活经验进行的，而不是凭空瞎猜。我们不必追求严密的逻辑性，而是直觉思维，善于发现问题，勇于提出问题。

参考文献：

马文蔚．物理学（第5版）．北京：高等教育出版社，2012．

卡尔·波普尔．猜想与反驳．北京：高等教育出版社，2006．

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