论文部分内容阅读
新课程标准对科学探究的猜想与假设环节有这样的要求：尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。提出猜想，就是根据已知原理和事实，对未知的自然现象及其作出的一种假定性说明或假定性命题；猜想带有一定的想象、推测成分，具有或然性，是人类在探索物理本质时的一种思维策略，即抓住事物的某种重要特征进行解决问题的推测，是对问题解决的初步尝试。牛顿说过：“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”足见猜想在解决问题中的重要性。然而学生面对问题情境进行猜想时却常常表现出茫然不知所措，或者盲目地猜想离题万里。
一、究其原因，调查发现有以下因素
1、 感性认识的缺失，使学生丧失猜想的基础
学生在探究过程中所面临的问题情境，有许多是学生在生活学习中很少接触或者从未接触体验过的。若让学生尝试着提出对问题的猜想，就会使学生因感性认识的缺失而感到茫然，无从下手。
2、 思维方法指导的缺失，使学生猜想丧失科学的思维
教师常会遇到学生对问题进行猜想时五花八门，甚至离题万里不着边际的情况，既浪费了不少宝贵时间，还找不到问题解决的方向。这时不应批评学生漫无边际的猜想，而应鼓励学生天马行空的想象，敢于表达自己想法的精神。但作为教师，应该反思问题根源到底出在哪里？其实根本问题在于教师对学生猜想方法指导的缺失，使学生缺乏科学思维方法而迷失探究的方向。
二、如何培养“猜想”能力
（一）、提供猜想所需要的典型感性素材
1、让学生重温生活经验场景进行猜想。例如如探究摩擦力大小与哪些因素有关时，可利用多媒体展示在同样地面上推重量不同的箱子，以及在不同平面上推同样的箱子等生活场景，让学生根据自己的切身经验对上述场景谈谈感受：箱子越重压力越大，摩擦力也盐越大，进而猜想滑动摩擦力大小可能与接触而的粗糙程度有关。如此处理，学生以切身生活经验为基础可使其猜想变得更加感性、直观、有效。
2、让学生通过亲身观察体验进行猜想。当学生面临的问题情境在生活中很少接触体验时，需要教师利用现有条件，尽量为学生创设亲身观察体验的机会，一方面大大激发学生的学习兴趣，另一方面使学生通过亲身经历体验的感受、知识更加深刻，利于新知识的同化理解。例如探究弹性势能与哪些因素有关时，提供不同的弹簧让学生亲手拉一拉，谈一谈感受，进而对弹簧弹性势能的决定因素提出猜想。
3、让学生从实验现象、实验数据中提出猜想。随着实验探究的不断深入，将会更多实验及其数据，为进一步猜想提供丰富的物理思维材料和事实依据，这时可引导学生通过分析实验现象及其数据，自我修正原先的猜想，提出新的猜想。例如：研究导体电阻的决定因素。
（二）加强猜想的科学思维方法指导
1．直觉思维法。直觉思维是以个人整个及经验常识为依据进行的直接而迅速的认知过程，其特点是整体、跳跃、猜测性，是建立在科学自信的基础之上的。我们只是受到某种甚至启示，却一下子得到了问题的或结论，至于该答案或结论的获得却没有逻辑可言，说不出任何缘由，例如普朗克为解释黑体辐射而提出量子假说；爱因斯坦为解决力学相对性原理和光速不变原理的矛盾而提出相对论假设，都要是典型的直觉思维成果。正如上述，在“磁场对运动电荷的作用”教学中即可提出这样的问题以激发学生直觉思维：我们知道磁场对通电导体有力的作用，而导体中电流是由大量定向移动的电荷形成的；如果拿走导体，只让运动电荷留在磁场空间，则是否对运动还有力的作用呢？让学生凭直觉思维进行科学猜想，可能会提出磁场对运动电荷有力任凭的“假说”。再如伽利略运用直觉思维猜想自由落体是种最简单的变速运动，即速度均匀变化，进而提出两种可能性：速度与时间成正比；速度与位移成正比。所以，教师也应有意识训练学生从整体出发，用猜测、跳跃、搜索的方式，直接是迅速地寻找某一问题可能的接近的答案，这对培养学生直觉思维和科学猜想能力是大有好处的。
2．类比法。类比是根据两个（两类）对象之间在某些方面的相同或相似性，推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法。其本质特征就在于要白领类比对象之间的相同或相似性，发挥想象力进行创造性联想，将从一类事物所得到的性质特征、研究方法和规律推移到另一类事物，从而对另一类事物作出假定性说明。如初中教材中，将声波与水波进行类比等。
3．逆向思维法。逆向思维是从结果或现象开始倒着思考问题，来猜想产生这一结果可现象的原因可条件的过程。即利用逆向思维方法来实现猜想。物理学史表明，逆向猜想在物理学发展中起了重要的推动作用，曾导致许多重要定律的建立和发现。例如在奥斯特发现了电流的磁效应之后，“既然电能生磁，那么磁应该也能生电吧？”法拉弟就是在的逆向猜想下经十年实验，最终发现了电磁感应现象。再如物质波的提出：1923年德布罗意受爱因斯坦光量子说的启发，提出大胆设想“既然光量子论把过去认为本质上是波的光粒子化，那么把问题倒过来考虑，运动认为是粒子的东西是否也具有波动性呢？”1924年他进一步提出一假设“波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子、质子和中子都有波粒二象性”后来人们用实验观察到电子衍射，从而证明了德布罗意观点的正确。物理教学中，结合教学讲述物理学家运用逆向思维而产生重大发现的成功范例，既能加深学生对相关概念规律的理解，也有助于他们认识逆向思维的重要性和知道如何运用逆向思维进行科学探究。
4．归纳猜想法。归纳猜想是根据某类物理对象中一些个别对象具有某种属性，而猜想该类对象全体都要具有这种属性的过程，具体方法是：在观察和实验基础上，首先通过审慎地考察各种事例，并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等逻辑方法，推出一般性猜想或假说，然后再运用演绎方法对其进行修正和补充，直到最后归纳得到物理学普遍性结论。
總之，学生的猜想能力，科学探究能力，需要老师长期细致的培养，在不断的应用中提高。既要重视现象、经验，又要重视思想方法的培养。
一、究其原因，调查发现有以下因素
1、 感性认识的缺失，使学生丧失猜想的基础
学生在探究过程中所面临的问题情境，有许多是学生在生活学习中很少接触或者从未接触体验过的。若让学生尝试着提出对问题的猜想，就会使学生因感性认识的缺失而感到茫然，无从下手。
2、 思维方法指导的缺失，使学生猜想丧失科学的思维
教师常会遇到学生对问题进行猜想时五花八门，甚至离题万里不着边际的情况，既浪费了不少宝贵时间，还找不到问题解决的方向。这时不应批评学生漫无边际的猜想，而应鼓励学生天马行空的想象，敢于表达自己想法的精神。但作为教师，应该反思问题根源到底出在哪里？其实根本问题在于教师对学生猜想方法指导的缺失，使学生缺乏科学思维方法而迷失探究的方向。
二、如何培养“猜想”能力
（一）、提供猜想所需要的典型感性素材
1、让学生重温生活经验场景进行猜想。例如如探究摩擦力大小与哪些因素有关时，可利用多媒体展示在同样地面上推重量不同的箱子，以及在不同平面上推同样的箱子等生活场景，让学生根据自己的切身经验对上述场景谈谈感受：箱子越重压力越大，摩擦力也盐越大，进而猜想滑动摩擦力大小可能与接触而的粗糙程度有关。如此处理，学生以切身生活经验为基础可使其猜想变得更加感性、直观、有效。
2、让学生通过亲身观察体验进行猜想。当学生面临的问题情境在生活中很少接触体验时，需要教师利用现有条件，尽量为学生创设亲身观察体验的机会，一方面大大激发学生的学习兴趣，另一方面使学生通过亲身经历体验的感受、知识更加深刻，利于新知识的同化理解。例如探究弹性势能与哪些因素有关时，提供不同的弹簧让学生亲手拉一拉，谈一谈感受，进而对弹簧弹性势能的决定因素提出猜想。
3、让学生从实验现象、实验数据中提出猜想。随着实验探究的不断深入，将会更多实验及其数据，为进一步猜想提供丰富的物理思维材料和事实依据，这时可引导学生通过分析实验现象及其数据，自我修正原先的猜想，提出新的猜想。例如：研究导体电阻的决定因素。
（二）加强猜想的科学思维方法指导
1．直觉思维法。直觉思维是以个人整个及经验常识为依据进行的直接而迅速的认知过程，其特点是整体、跳跃、猜测性，是建立在科学自信的基础之上的。我们只是受到某种甚至启示，却一下子得到了问题的或结论，至于该答案或结论的获得却没有逻辑可言，说不出任何缘由，例如普朗克为解释黑体辐射而提出量子假说；爱因斯坦为解决力学相对性原理和光速不变原理的矛盾而提出相对论假设，都要是典型的直觉思维成果。正如上述，在“磁场对运动电荷的作用”教学中即可提出这样的问题以激发学生直觉思维：我们知道磁场对通电导体有力的作用，而导体中电流是由大量定向移动的电荷形成的；如果拿走导体，只让运动电荷留在磁场空间，则是否对运动还有力的作用呢？让学生凭直觉思维进行科学猜想，可能会提出磁场对运动电荷有力任凭的“假说”。再如伽利略运用直觉思维猜想自由落体是种最简单的变速运动，即速度均匀变化，进而提出两种可能性：速度与时间成正比；速度与位移成正比。所以，教师也应有意识训练学生从整体出发，用猜测、跳跃、搜索的方式，直接是迅速地寻找某一问题可能的接近的答案，这对培养学生直觉思维和科学猜想能力是大有好处的。
2．类比法。类比是根据两个（两类）对象之间在某些方面的相同或相似性，推出它们在其他方面也可能相同或相似的逻辑推理方法。其本质特征就在于要白领类比对象之间的相同或相似性，发挥想象力进行创造性联想，将从一类事物所得到的性质特征、研究方法和规律推移到另一类事物，从而对另一类事物作出假定性说明。如初中教材中，将声波与水波进行类比等。
3．逆向思维法。逆向思维是从结果或现象开始倒着思考问题，来猜想产生这一结果可现象的原因可条件的过程。即利用逆向思维方法来实现猜想。物理学史表明，逆向猜想在物理学发展中起了重要的推动作用，曾导致许多重要定律的建立和发现。例如在奥斯特发现了电流的磁效应之后，“既然电能生磁，那么磁应该也能生电吧？”法拉弟就是在的逆向猜想下经十年实验，最终发现了电磁感应现象。再如物质波的提出：1923年德布罗意受爱因斯坦光量子说的启发，提出大胆设想“既然光量子论把过去认为本质上是波的光粒子化，那么把问题倒过来考虑，运动认为是粒子的东西是否也具有波动性呢？”1924年他进一步提出一假设“波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子、质子和中子都有波粒二象性”后来人们用实验观察到电子衍射，从而证明了德布罗意观点的正确。物理教学中，结合教学讲述物理学家运用逆向思维而产生重大发现的成功范例，既能加深学生对相关概念规律的理解，也有助于他们认识逆向思维的重要性和知道如何运用逆向思维进行科学探究。
4．归纳猜想法。归纳猜想是根据某类物理对象中一些个别对象具有某种属性，而猜想该类对象全体都要具有这种属性的过程，具体方法是：在观察和实验基础上，首先通过审慎地考察各种事例，并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等逻辑方法，推出一般性猜想或假说，然后再运用演绎方法对其进行修正和补充，直到最后归纳得到物理学普遍性结论。
總之，学生的猜想能力，科学探究能力，需要老师长期细致的培养，在不断的应用中提高。既要重视现象、经验，又要重视思想方法的培养。