在探究活动中教会学生猜想的方法——以探究加速度与力、质量的定量关系为例

沙艳丽

(如皋市第二中学 江苏 南通 226500)



在探究活动中教会学生猜想的方法
——以探究加速度与力、质量的定量关系为例

沙艳丽

(如皋市第二中学 江苏 南通 226500)

猜想是物理探究活动的重要环节，也是物理探究的重要技能之一，它渗透在每一个探究活动过程中．猜想应有理有据，教会学生基于已有知识储备、生活经验、哲学思考等方面进行有理有据目标性更强的猜想．

探究活动 教会 猜想

1 猜想的重要性

猜想，也叫“猜测”[1]，属于想象的一种．想象是在原有感性形象的基础上创造出新形象的心理过程．科学探究活动中的猜想属于科学想象，它是“利用科学知识所造成的表象来创造新形象的过程，是根据已有观念、知识、经验以一定的科学理论和技术手段为指导，去发挥人的想象、联想、猜测和幻想能力以超脱客观条件的限制，去构思未知事物的形象、未知的变化过程变化规律的创造性思维活动．”[2]猜想是科学探究的重要环节，对后续探究起奠基作用．猜想正确才能合理选择实验方法，设计科学可行的实验方案，才有得到正确探究结论的可能．有理有据的猜想可以让科学探究少走弯路．教师恰当引导学生猜想，将学生兴趣引导到被探究的问题上来，可以激发学生学习兴趣，凝聚学生注意力．猜想从学生所熟悉的知识或事实出发，有利于降低问题难度，具有较好的可接受性．只有学生掌握猜想的方法，具有猜想的良好思维品质，探究活动才会有好的效果．猜想也可以培养学生的创造性思维．所以，应在探究活动中教会学生猜想的方法．

2 猜想在现实物理教学中存在的不足之处

猜想重要，却得不到真正重视．现实教学中只是作为一个点缀性的环节来安排，而非发挥其应有的教育教学功能．在多次听课活动中，发现在猜想这一环节，一些教师的处理有待商榷．例如，不让学生自己去完成猜想，而是教师包办代替，教师的理由很“充分”，学生不会猜想，让他们乱猜，浪费时间，不能完成教学进度；虽让学生充分猜想，但缺乏必要方法的指导，猜想变成胡思乱想．

学生不知如何进行猜想，将猜想变成胡思乱想，漫无目的只猜不想，这的确浪费时间，且没有意义，然而造成这一现状的责任不在学生，而在教师．教学中，教师长期剥夺了学生猜想的机会，学生自然不会．在教学中，没有渗透猜想的方法，只是告诉学生本处科学家的猜想是什么、我们的猜想是什么，却不解释为何要这样猜想？依据是什么？只有发挥学生的主体性，把猜想的机会还给学生，学生在面对科学探究问题时，才有可能有序思考，合理猜想；只有教会学生猜想的方法，学生才不会把猜想变胡思乱想，才会体会到猜想不仅仅是猜，更要想，需要有理有据思考．物理教师更要意识到，猜想是学生综合能力的体现，其培养绝非一蹴而就，是一个漫长的蕴育过程．

3 物理教学中渗透的猜想方法

有理有据的猜想十分重要，已学过知识是“理”，生活实例是“据”．没有基础、没有根据的猜想，会不着边际，会违背事实，会变成胡思乱想．有基础有依据的猜想，才有方向，探究活动中设计实验方案时才会有更强的目的性，才会少走弯路．猜想需要一定的基础作为依据，这个基础除了物理知识储备，还可以是学生已获得的来源于生活经验、定性演示实验等获得的感性认知，可以是学生已经了解的哲学方法．

在探究加速度与力、质量的关系的探究实验中，应让学生思考后明白：

(1)要探究力与运动的关系，为何要探究加速度与哪些因素有关？

(2)为什么想到要去探究加速度、力、质量的关系，而不是加速度和描述物体的其他物理量的关系，即如何猜想的问题？

对这两个问题，可以从已有的物理知识来分析，可以从已有的来源于生活经验的感性认识，也可以从哲学层面进行思考等来获得正确猜想．

3.1 基于已有知识进行猜想

探究活动中，可让学生利用掌握的物理知识、方法来分析学生熟悉的生产、生活经验，在此基础上提出自己的猜想．在探究加速度与力、质量的关系之前，学生已经学习了加速度及其物理意义、牛顿第一定律，可以根据学生的这些知识储备引导猜想．

师：牛顿第一定律的意义是什么？

生：一切物体都具有惯性；力是改变物体运动状态的唯一的原因．

师：运动状态的改变是指什么的改变？

生：速度的改变．

师：怎样来描述速度的改变？

生：用加速度大小来描述速度变化的快慢．

师：要研究力与运动的关系就必须研究加速度与哪些因素有关，物体的加速度究竟与哪些因素有关呢？

生：与速度变化的大小和时间……

生：不对，加速度与这两个因素无关．

生：应与力有关.

师：为什么？

生：力是改变运动状态的唯一的原因，加速度描述运动状态改变的快慢，所以加速度与力有关．

师：非常好，点赞．请同学们再想想加速度还与其他因素有关吗？

生：质量，质量越大惯性越大，运动状态的改变越困难．

3.2 基于生活经验进行猜想

学生已有生活经验可以为学生的物理学习提供丰富的素材支撑，正确引导分析可以把感性经验上升为理性认识．探究物体获得的加速度与物体所受合外力及质量之间的关系的实验中，可以根据学生在日常生活中搬座位的例子来引导猜想．

师：又到了换组搬座位的时候了，某同学用水平推力把桌子从第1组推到第4组，桌子加速度大小与什么因素有关？请简单分析．

生：推力越大，桌子的速度变化越快，加速与推力的大小有关．

师：很好，分析得很到位．但只与力有关吗？

生：应该还与质量有关.

师：为什么？

生：推桌子的时候，如果桌子里面放满了书，质量变大了，即使我用很大的力推桌子桌子速度变化也很慢，所以质量的大小对加速度有影响．

师：非常好，从刚才同学们的分析可看出物体获得的加速度与力和质量有关．

3.3 基于哲学思考进行猜想

物理学以丰富的方法论和科学观以及充满哲理的物理思想影响着人们的思想、观点、方法，是一门具有方法论性质的科学．物理学的方法已具有普编的方法论意义，在物理教学实验探究中，引导学生从哲学层面思考问题，进行猜想，可以培养学生的辩证思维能力，让学生的思维有广度和深度，对培养学生的科学观点、科学态度、科学精神，以及实践能力和创新意识，有极其重要的意义．探究物体获得的加速与物体所受合外力及质量之间的关系的实验中，可以在牛顿第一定律基础上进行哲学层面的思考分析得出：为什么要研究加速度和力的关系、为什么要研究加速度和质量的关系．

师：请同学们回忆牛顿第一定律．

生：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．

师：牛顿第一定律揭示了什么？

生：前半句揭示了“一切物体任何时候都有惯性”．

师：惯性跟什么因素有关？

生：质量越大惯性越大，运动状态改变越困难．

师：这说明质量与物体运动状态的改变有关，质量是“抗拒”运动状态改变的唯一因素，是影响运动状态改变的唯一内因．定律后半句揭示了什么？

生：只有力才能改变物体的运动状态．

师：这说明力是改变物体运动状态的唯一原因，力是“主动”改变运动状态的唯一因素，是影响运动状态改变的唯一外因．从哲学高度来看，分析事物的

2015-11-17)