基于学生生活等创设科学猜想的情境*

本文系“江苏省太仓市吴志明正高级教师工作室”的研究成果之一.

王献国

(江苏省太仓市第一中学，江苏　太仓　215400)

基于学生生活等创设科学猜想的情境*

*本文系“江苏省太仓市吴志明正高级教师工作室”的研究成果之一.

王献国

(江苏省太仓市第一中学，江苏太仓215400)

摘要：科学探究中的猜想能力，需要优秀的思维品质来保证障.研究表明，猜想应该来源于已有知识和生活经验，来源于物理模型，来源于实验现象，来源于前期的实验结论.

关键词：科学探究；猜想；生活

猜想是一种复杂的思维形式，是人们以已有的科学知识与理论为指导，运用科学的思维方法，结合已经获得的经验材料，对未知的自然事物的产生及其运动规律所作出的推断和假定，是一种带有推测性和假定性的思维成果，猜想方法是科学探究中的重要方法.

在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，还应重视学生科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养.在课堂教学中，教师放手让学生猜想，可能会遇到两种情况，一是学生怎么猜也猜不到点子上，二是学生的猜想漫无边际.怎样避免这两种情况的发生呢？笔者提出以下策略.

1根据已有生活经验进行猜想

学生进行猜想的首要基础就是学生已有的知识或生活经验，当学生根据已有的知识进行了初步猜想后，教师再引导学生充分利用生活经验，对初步提出的猜想结果进行再比较、分析.既然猜想要根据已有的生活经验和知识，就需在生活中多观察，多思考，从而积累一定的生活经验，如果没有足够的经验和知识作为依据，那么这样的猜想往往就会成主观臆断，凭空猜想.

例如，在猜想电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系时，根据生活经验，对通电导体和磁体周围存在磁场等学科知识的联系、类比，学生可作出猜想：通过电磁铁的电流由0.5A增加到1A，相当于导线中的1A电流是两股0.5A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了.

在猜想电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时，可先假设电磁铁线圈中的电流不变，线圈由50匝增加到100匝，是因为100匝线圈是由两组50匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了.

在探究导体的电阻和哪些因素有关时，由于学生在道路交通上积累了一定的生活经验，而电路可与天天行走的道路来做类比，电路中导体对电流有阻碍作用，而道路的路况、宽度、材料等都决定了对车流有阻碍作用，此时学生会猜想：“导体对电流的阻碍作用也应该和导体的长度、横截面积、材料、温度等有关”.在知识基础上的猜想，就有方向了，而不是东一榔头西一棒，节约了时间，少走了弯路.

2根据物理模型进行猜想

物理学所分析的、研究的实际问题往往很复杂，为了便于着手分析与研究，物理学中常常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，用一种能反映原物质本质特性的理想物质(过程)或假想结构，去描述实际的事物(过程).这种理想物质(过程)或假想结构称之为物理模型，它能使物理问题化难为易，化繁为简.

纵观物理学发展史，许多重大的发现与结论，都是由于科学家们经过大胆的猜想构思，创建出科学的能够解释所见现象的物理模型，并通过实验检验或实践验证.如原子的核式结构等等.

那么，要培养学生关于物理模型的猜想能力，教师须在传授知识的过程中，根据实际课时的内容安排，及时向学生强调基本物理模型建立的过程和条件，并要求学生把握住这些基本的物理模型，并且在具体解决物理问题时,引导学生如何根据题设条件，从物理规律出发，通过分析、综合、类比等，突出对所要研究问题起主要作用的因素，略去非本质的次要因素，使思维从纷繁复杂的具体问题中抽象、构造出我们熟悉的物理模型，然后应用掌握的相关知识予以解决.

当然，对学生这种能力的要求并非一朝一夕就能培养出来的.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.比如，老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水.两天后，同学们来到实验室上课，一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水，发现了一个奇特的现象：白糖水中的光路不是直线，而是一条向下弯曲的曲线.关于对这个现象的解释，同学们提出了以下猜想，其中能合理解释该现象的猜想是().

A. 玻璃缸的折射作用

B. 激光笔发出的光线未绝对平行

C. 白糖水的密度不是均匀的，越深密度越大

D. 激光笔发出的各种颜色的光发生了色散

以上现象是学生以前没有见到的，所以有猜想的必要.学生观察到的现象是一根弯曲的光线，他们已有的知识是：(1) 光在水里、玻璃里、空气里是沿直线传播的.(2) 光只有在反射、折射时才会发生偏折，我们原有的模型是光从水里射向空气里时，折射角大于入射角.如果我们建立起这样一个模型：糖水可看成由多层不同的透明物质组成，光线在这多层的透明物质中发生了多次折射，每一次折射又类似于光从水里射向空气里的情况一样.运用这个猜想，来解释我们所看见的现象是说得通的，通过阅读题目发现：白糖水是经过了两天的时间，上、下糖水密度肯定是不均匀的，把它看成是由多层不同的透明物质组成的也是说得通的.

3根据实验现象进行猜想

在让学生进行猜想时，如果教师引导不够，学生的猜想往往会出乎教师的意料.这样学生的猜想放得太开，不容易猜到关键的点子上，如果所有的猜想都要设计实验进行验证，实际上在课堂教学的有限时间里也不可能做到，这时可以借助于简单的演示实验引导学生进行猜想.

比如，要猜想摩擦与哪些因素有关时，可让学生体验一下推重一些的箱子和轻一些的箱子，或者让学生体验怎样抓牢泥鳅，然后进行猜想.这样学生的猜想有了明确的指向性，就能做到有的放矢，会猜想出摩擦与正压力、接触面有关.

比如，在研究电流通过导体时产生的热与什么因素有关时，一般学生比较直接的就能猜想到电流的大小，至于与电阻的关系，可以让学生先亲自体验一下“电阻丝热得发红，而导线却不怎么发热”的生活现象，再让他们进行猜想.

4根据实验结论进行猜想

在历史上有不少理论是在实验结论的基础上逐步发展、建立起来的.牛顿说过：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现”.如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引领下，经过整整十年的实验，最终发现了电磁感应现象.

有了猜想的良好素质，学生就会根据实验结论去猜想.如讲完发电机的工作原理后，学生就提出了猜想：电动机在工作时，线圈也在做切割磁感线运动，电动机线圈中同时也有感应电流.能提出这样的猜想的学生为数很少，但我们应该看到，学生的猜想能力确实得到了提高.此时老师可在表扬这位学生的同时，鼓励他继续努力，对猜想进行验证，这不仅培养了学生的猜想能力，也使他们有了学习的动力.

总之，作为老师，尽量要多动脑筋，创造生动的教学情境，不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等手段提出猜想，使学生逐步学会运用猜想的方法解决问题，要让学生善于模仿科学家进行科学的探究.探究的过程应当有悬念、有波澜，要让学生体验到成功的喜悦与失败的痛苦，并从中培养学生积极的情感、态度和价值观.还要在猜想的同时，发动学生进行交流、讨论，培养发散性思维.中学物理的探究过程实际上是再现了前人如何创造、发明的，让学生在前人走过的轨迹上，亲自体验科学探究的过程与方法，使他们成为善于学习的公民.

参考文献：

[1] 物理课程标准研制组.全日制义务教育物理课程标准解读[M].武汉：湖北教育出版社，2002.

[2] 刘炳昇.中学理科实验教学指导——初中物理分册[M].南京：江苏科学技术出版社，2012.