蒋静兰
摘 要:猜想是探究性学习的重要环节。培养学生的猜想能力是培养学生科学素养、发展学生对科学活动预见性的重要实施渠道。主要从遵循学生认知规律,让学生充分展开想象翅膀,并对合理猜想进行检验三个方面来阐述如何培养学生的合理猜想能力,使其能够真正学科学、做科学。
关键词:想象;合理猜想;认知规律;事实
著名诗人歌德说:“想象是诗人的翅膀,猜想是科学家攀登科学高峰的天梯。”猜想就是在观察、实验验证或根据已有知识经验的基础上,对问题的发展趋势或本质规律进行归纳、判断的思维过程。在新课标背景下,猜想是探究性学习的重要环节,科学探究的具体内容标准包括了能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。
一、遵循学生认知规律,播撒合理猜想之种
“猜想是应用现有知识解决新问题的过程,是发挥创造性的过程,也是一个充满智慧挑战和精神历险的过程。”在我们的科学教学中,将合理猜想的种子播撒在课堂上,灵活运用猜想,不仅可以提高课堂的教学效果,而且可以发展学生的发散性思维,使学生的思维更灵活,但对于小学生来说,猜想知识处于一种起步阶段,所以,必须符合学生年龄特点和认知规律。
在探究活动中,学生的猜想不是无根据的幻想,而是以自己已有的知识经验为依据,他们在日常生活里早已积累了对客观世界中各种事物和现象的看法,并逐渐形成了自己独特的思维方式。
因此要想好好播撒合理猜想之种,问题的猜想要难易适中,就要符合学生认知规律。
如在教学“摆”这课时,我先让每个小组自制一个单摆并实验。每个小组实验3次,分别记录15秒钟内摆动的次数,学生实验汇报结果,我将数据按小组形式写在黑板上。在数据分析时,突然听到这样的声音:
生1:为什么我们组的摆比他们组的摆摆动快些?
师:其他小组有什么发现吗?
生2:为什么有的摆摆动快些?有的慢?
生3:我们的摆线好像比较长!
生1:我们的摆锤会不会比较重?重的物体下落比较快!
生2:我不同意他的观点,根据伽利略在比萨斜塔上做了“两 个铁球同时落地”的实验,物体的下落速度快慢和重量无关。
生4:我们抬起的摆角比较大可能有影响?越用力摆动时摆角越大摆得越快!
在这次猜想中,通过设计一个问题情境,学生能够充分调动已有的科学知识来进行猜想、分析,顺利地提出要研究的问题,并在交流之中学生还说出了自己猜想的理由,相互之间受到启
发,并认识到自己的猜想并不是毫无根据的凭空乱猜,而是建立在一定的逻辑、理性思考基础之上,这时的猜想就更具科学合理。只有遵循学生的认知规律,不合理的猜想才能被避免,合理猜想之种才能顺利播撒。
二、放飞学生想象翅膀,培育合理猜想之花
在科学探究活动中,学生进行猜想过程就是展开想象的过
程,是一种处在积极的萌发状态的思维过程,每一项猜想都是学生创新思维的具体体现。有意识地放飞学生想象的翅膀就会产生许多意想不到的创造性猜想。我国的巧匠鲁班也是从衣服和皮肤上带刺的茅草得到的联想启示,发明了锯子。
“解暗箱”的课程就是训练学生想象力的良好载体,在我们的教材中有许多诸如此类的“解暗箱”课型,包括宇宙天体的内部构造、人体构造生理知识、植物生理知识等,这些看不见、摸不着的又较为抽象的科学知识对于阅历浅的小学生来说,都是“难以开启”的“暗箱”。对于有一定结构的“暗箱”,让学生说出这个“暗箱”的内部情况无疑需要通过合理想象。如五年级上册“昼夜交替”这课,为了帮助学生了解太阳和地球之间的这种相对运动,我们可以结合学生的生活经验,引领学生进行类比猜想,帮助学生搜集一些证据对所做的猜想进行验证。如结合学生“坐在高速行驶的列车上看窗外的感觉”“快速转头时看周围物体的感觉”“坐在旋转木马上看到四周物体的感觉”进行类比,使学生在讨论的基础上总结出我们看到太阳的东升西落、昼夜交替的现象,主要是地球的自转造成的。
因而在面对未知的科学现象时,学生只有充分利用已有的知识和经验进行分析、研究,将已知的某些实践与未知的现象联系起来,在头脑中与所熟悉模型或现象进行联想和类比,才能做到有理、有据、符合逻辑地说明问题,有效地培育合理猜想之花。
三、尊重事实辩证真伪,结出合理猜想之果
猜想虽然是一种想象或猜测,但它的提出不但要以实验材料与经验事实为基础,而且要以学生已有的科学知识为依据,经过实践检验和证明。我们要引导学生明白:仅仅会大胆猜想是不够的,猜想只是探究的手段,我们还要根据自己的猜想设计科学验证的方法、路径,对自己的猜想进行反思,以此来检验自己猜想的可行性。
在“空气的性质”这课中,探究空气是否有重量时,学生在设计方案时这样猜想:
生1:空气是有重量的。我们可以拿一个气球吹大后来称一称。
师:我们可以试试,大家同意吗?
生2:空气没有重量,你称出来是气球的重量。
学生一惊,继续改进方案。
生1:可以用两个同样的气球放在天平上,一个气球吹的气比较多,另一个吹得少,如果气多的这边重,说明空气有重量。
生3:干脆用两个气球放在天平上,一个吹满气,另一个不吹气,如果吹满气的气球比较重,就可以说明空气有重量。
生2:气球太轻了不好称。
师:那怎么办?还要继续这个方案吗?
生1:把两个气球吹得一样大,固定在杆子上,用针刺破其中一个,把气放掉,如果没放气的这边重,说明空气有重量。
经过学生的不断猜想、反思、修正,最终确定方案,设计检验过程中,学生的思维发生了碰撞,进而完善猜想,并根据实际条件进行实验,证实了自己的猜想。在猜想不断修正、完善、深入的过程中,学生完全能够实事求是,甚至有越挫越勇的探究精神。
如在本课探究空气是否占据空间时,我拿了两个相同大小的瓶子,一个是空的,一个是装满水的,把两个同样大小的气球套在瓶口上,放入瓶内,问学生:“哪个瓶中的气球能吹大?”学生思考后猜想:
生1:两个都能吹大。
生2:都吹不大。
生3:空瓶子里的气球能吹起来。
于是,我请来学生上台试吹,结果两个气球都没有被吹大。通过实验学生发现事实与自己原来的认知完全相反。由此,学生进一步深层思考,产生强烈的探究欲望。
师:“平时气球都能吹大呀?为什么放到瓶子里就吹不大了?用什么方法将瓶子里的气球吹起来?”
我的引导提问,又引发了学生的思考。
生1:把瓶子戳几个洞试试!
生2:我想把瓶子剪开。
……
这时学生跃跃欲试,不断地争抢着发言,想出了多种实验方法,终于吹大了瓶子里的气球,通过课堂当中大胆的猜想、激烈的争辩,学生认识到了气球吹不大的主要原因是:空气占据了空间,只有空气跑出去了,气球才能吹大。在整个探究过程中,当学生发现实验结果与其猜想不一致时,能积极推翻了自己的假设猜想,并能够对自己的猜想再次修改辩证,重新进行观察实验。这样即使有了小小的挫折,也更能激发学生做科学的决心,拓展他们的思维能力,懂得科学研究就必须尊重事实辩证真伪,这样才能结出合理猜想之果。
科学探究活动犹如一片沃土,若将学生的合理猜想之种精心播撒,努力培育,顺利结果,我们的科学探究之地将硕果累累,丰收不断。理性的猜想,严格的实证,在这样的教育引导下,孩子们的心智自然会打开,科学素养也会潜移默化地形成,让孩子们能够真正地“像科学家那样搞科学”也不再是梦想。
参考文献:
袁优红.科学探究中的猜想和假设.科学课杂志.湖北教育报刊社,2008.