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一、问题提出
笔者曾经参加了一个片区的物理教研活动,其间听了一节研讨课。授课内容是苏科版初中物理八年级下册的《浮力》(新授课)。在组织“探究影响浮力大小的因素”的教学活动时,该教师提出“浮力的大小可能跟哪些因素有关”的问题后,没有进行引导就让学生去猜想。令人尴尬的是经过片刻的冷场后,没有学生能够作出合理的猜想,授课者只好自己说出浮力大小可能跟液体的密度、物体排开液体的体积以及物体浸没在液体中的深度等因素有关。在课后评课时,不少教师提出的一点共同意见是:授课者把科学猜想当做是探究过程中一个固有的程序,就像唱京剧跑龙套走过场似的,没有体现出对整个探究活动和学生发展的积极意义,给人的感觉是“食之无味,去之可惜”的鸡肋。
反思课堂教学,许多教师也会经常出现上述的状况。科学猜想之于探究活动有何意义?如何进行科学的猜想?这两个问题成为那次活动后一直萦绕在笔者脑际挥之不去的魅影。在此后的教学过程中,笔者对上述的问题进行了深入的思考和有目的的教学实践。
二、科学猜想的意义
科学猜想是探究活动中在提出一个探究问题之后,通过对探究问题联系实际的思考和分析,从而确定探究方向的重要环节。爱因斯坦的切身体会是:“想像力比知识重要,因为知识是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉,严格地说,想像力是科学研究中的实在因素。”许多伟大的发现和理论的诞生生,都开始于科学的猜想:牛顿由苹果落地引发的猜想导致了万有引力的发现,卢瑟福有关原子模型的猜想开创了人类探索微观世界的新纪元,爱因斯坦的光量子假说和相对论理论的提出更是推动了现代科技飞速发展。可见,科学是从想象开始的,猜想是科学的准备阶段,没有科学猜想就没有创造意向,便不能进行创造。
科学猜想是一种超前思维,具有一定的猜测性,与已成为真理的理论相区别,它的结论是否正确还需通过实践检验,能激起学生强烈的探究与验证欲望。科学猜想往往能透过纷繁复杂的现象直接涉及事物的本质,重新排列已有的认识,创造出新形象,或在已有认知基础上提出新的见解,培养与发展学生的猜想能力,是培养学生创造性思维能力的有效途径。猜想符合学生好奇、大胆、敢于尝试的心理特点,为学生提供了展示自己才能的自由空间,当学生发现自己的猜想是正确的并为实验所证实时,心理就会产生一种成就感,因而更能促进其探究问题的兴趣;当学生的猜想被事实证明是错误时,在其脑海中便会留下深刻的印象,加深其对知识真伪的辨别与体验,并为构建正确的知识体系作准备,只要正确引导,亦能激发其再度猜想,探究的热情,以满足自身的好奇心与求知欲。因此,科学猜想对于促进学生的发展具有十分重要的意义。
三、科学猜想有据可依
科学猜想并非胡思乱想,是以一定客观事实和科学理论为依据的。
例证1:在设计“探究月球上是否存在磁场”的活动方案时,根据放在地球表面任意位置的小磁针由于受到地磁场的作用,静止时N极总是指向地球的北极这一科学事实,大胆推测:如有磁场存在,放在不同位置的小磁针N极总会指向同一方向;如没有磁场存在,放在不同位置的小磁针N极就不会指向同一方向。所以,可以作出月球上可能存在磁场和月球上可能不存在磁场的科学猜想,而不会做出似是而非的猜测。
例证2:在“探究影响电流大小的因素”时,联系已有的生活经验,增加电池的节数能使小灯泡更亮,可以作出猜想:电流大小可能与电压大小有关。结合利用滑动变阻器改变小灯泡的亮度的实验,又可以作出猜想:电流大小可能与电阻大小有关。
例证3:在“探究影响浮力大小的因素”时,没有现成的经验可以参照,可以依据要研究的对象和相关的物理性质进行科学的猜想。浮力是浸在液体中的物体受到液体向上的托力,研究的对象有两个:一个是物体,一个是液体。根据学生已经学过的相关物理性质可以作出猜想:浮力大小可能跟与物体有关的物理性质如物体的质量、体积、密度和重力等有关;浮力大小也可能跟与液体有关的物理性质如液体的质量、体积、密度和重力等有关。由于浮力是浸在液体中的物体和液体相互作用产生的,根据学生了解的二者之间相关联的知识可以进一步作出猜想:浮力的大小还可能跟物体浸在液体中的体积和物体浸没在液体中的深度有关。
从上面三个例证可以看出来,在让学生进行科学猜想之前,教师必须要做适当的点拨,引导学生在思维过程中进行新旧知识的碰撞,这样才容易激发出想象力的火花。
四、如何甄别有意义的猜想
当课堂上教师擦出学生智慧的火花后,学生的想象力是惊人的。正如上述“探究影响浮力大小”的活动时学生作出的十来种甚至更多的猜想,许多猜想是出乎教师的预设的,并且这么多的猜想在课堂教学的四十五分钟内不可能一一去探究,然而教师又不能不负责任的让学生课后去探究。所以,部分教师非常害怕让学生去进行大胆的猜想。怎样在学生作出杂乱繁多的猜想中甄别出有意义的、值得探究的猜想呢?这就需要彰显教师快刀斩乱麻的智慧,更需要教会学生去伪存真的方法。
再说“探究影响浮力大小的因素”的活动,教师把学生作出的所有猜想分类罗列在黑板上后,首先,要让学生把表现不一、意义相同的猜想加以筛选,在质量和重力之间我们只需探究一个;其次,要避免无意义的重复探究,质量是受体积和密度两个因素影响的,我们只需要探究浮力与体积和密度的关系;再次,要把握住探究问题的实质,浮力是浸在液体中的物体和液体相互作用的结果,物体的体积和液体的体积是个体的特征,而浸在液体中的体积是相互联系的桥梁,不同体积的物体浸在不同体积的液体中的体积可以是相同的,学生只需要探究浸在液体中体积的大小对浮力的影响。在教师点石成金的引导和学生真伪思想的辩论之后,凸现出来的就是值得探究的有意义的猜想。
综上所说,科学猜想并不是无本之木。因此,在物理教学中,教师有目的、有计划地恰当引导学生进行科学猜想,不断总结引导学生进行科学猜想的方法,对于探索物理规律,培养学生的想象能力和分析归纳能力等科学素养具有积极意义。
笔者曾经参加了一个片区的物理教研活动,其间听了一节研讨课。授课内容是苏科版初中物理八年级下册的《浮力》(新授课)。在组织“探究影响浮力大小的因素”的教学活动时,该教师提出“浮力的大小可能跟哪些因素有关”的问题后,没有进行引导就让学生去猜想。令人尴尬的是经过片刻的冷场后,没有学生能够作出合理的猜想,授课者只好自己说出浮力大小可能跟液体的密度、物体排开液体的体积以及物体浸没在液体中的深度等因素有关。在课后评课时,不少教师提出的一点共同意见是:授课者把科学猜想当做是探究过程中一个固有的程序,就像唱京剧跑龙套走过场似的,没有体现出对整个探究活动和学生发展的积极意义,给人的感觉是“食之无味,去之可惜”的鸡肋。
反思课堂教学,许多教师也会经常出现上述的状况。科学猜想之于探究活动有何意义?如何进行科学的猜想?这两个问题成为那次活动后一直萦绕在笔者脑际挥之不去的魅影。在此后的教学过程中,笔者对上述的问题进行了深入的思考和有目的的教学实践。
二、科学猜想的意义
科学猜想是探究活动中在提出一个探究问题之后,通过对探究问题联系实际的思考和分析,从而确定探究方向的重要环节。爱因斯坦的切身体会是:“想像力比知识重要,因为知识是有限的,而想像力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉,严格地说,想像力是科学研究中的实在因素。”许多伟大的发现和理论的诞生生,都开始于科学的猜想:牛顿由苹果落地引发的猜想导致了万有引力的发现,卢瑟福有关原子模型的猜想开创了人类探索微观世界的新纪元,爱因斯坦的光量子假说和相对论理论的提出更是推动了现代科技飞速发展。可见,科学是从想象开始的,猜想是科学的准备阶段,没有科学猜想就没有创造意向,便不能进行创造。
科学猜想是一种超前思维,具有一定的猜测性,与已成为真理的理论相区别,它的结论是否正确还需通过实践检验,能激起学生强烈的探究与验证欲望。科学猜想往往能透过纷繁复杂的现象直接涉及事物的本质,重新排列已有的认识,创造出新形象,或在已有认知基础上提出新的见解,培养与发展学生的猜想能力,是培养学生创造性思维能力的有效途径。猜想符合学生好奇、大胆、敢于尝试的心理特点,为学生提供了展示自己才能的自由空间,当学生发现自己的猜想是正确的并为实验所证实时,心理就会产生一种成就感,因而更能促进其探究问题的兴趣;当学生的猜想被事实证明是错误时,在其脑海中便会留下深刻的印象,加深其对知识真伪的辨别与体验,并为构建正确的知识体系作准备,只要正确引导,亦能激发其再度猜想,探究的热情,以满足自身的好奇心与求知欲。因此,科学猜想对于促进学生的发展具有十分重要的意义。
三、科学猜想有据可依
科学猜想并非胡思乱想,是以一定客观事实和科学理论为依据的。
例证1:在设计“探究月球上是否存在磁场”的活动方案时,根据放在地球表面任意位置的小磁针由于受到地磁场的作用,静止时N极总是指向地球的北极这一科学事实,大胆推测:如有磁场存在,放在不同位置的小磁针N极总会指向同一方向;如没有磁场存在,放在不同位置的小磁针N极就不会指向同一方向。所以,可以作出月球上可能存在磁场和月球上可能不存在磁场的科学猜想,而不会做出似是而非的猜测。
例证2:在“探究影响电流大小的因素”时,联系已有的生活经验,增加电池的节数能使小灯泡更亮,可以作出猜想:电流大小可能与电压大小有关。结合利用滑动变阻器改变小灯泡的亮度的实验,又可以作出猜想:电流大小可能与电阻大小有关。
例证3:在“探究影响浮力大小的因素”时,没有现成的经验可以参照,可以依据要研究的对象和相关的物理性质进行科学的猜想。浮力是浸在液体中的物体受到液体向上的托力,研究的对象有两个:一个是物体,一个是液体。根据学生已经学过的相关物理性质可以作出猜想:浮力大小可能跟与物体有关的物理性质如物体的质量、体积、密度和重力等有关;浮力大小也可能跟与液体有关的物理性质如液体的质量、体积、密度和重力等有关。由于浮力是浸在液体中的物体和液体相互作用产生的,根据学生了解的二者之间相关联的知识可以进一步作出猜想:浮力的大小还可能跟物体浸在液体中的体积和物体浸没在液体中的深度有关。
从上面三个例证可以看出来,在让学生进行科学猜想之前,教师必须要做适当的点拨,引导学生在思维过程中进行新旧知识的碰撞,这样才容易激发出想象力的火花。
四、如何甄别有意义的猜想
当课堂上教师擦出学生智慧的火花后,学生的想象力是惊人的。正如上述“探究影响浮力大小”的活动时学生作出的十来种甚至更多的猜想,许多猜想是出乎教师的预设的,并且这么多的猜想在课堂教学的四十五分钟内不可能一一去探究,然而教师又不能不负责任的让学生课后去探究。所以,部分教师非常害怕让学生去进行大胆的猜想。怎样在学生作出杂乱繁多的猜想中甄别出有意义的、值得探究的猜想呢?这就需要彰显教师快刀斩乱麻的智慧,更需要教会学生去伪存真的方法。
再说“探究影响浮力大小的因素”的活动,教师把学生作出的所有猜想分类罗列在黑板上后,首先,要让学生把表现不一、意义相同的猜想加以筛选,在质量和重力之间我们只需探究一个;其次,要避免无意义的重复探究,质量是受体积和密度两个因素影响的,我们只需要探究浮力与体积和密度的关系;再次,要把握住探究问题的实质,浮力是浸在液体中的物体和液体相互作用的结果,物体的体积和液体的体积是个体的特征,而浸在液体中的体积是相互联系的桥梁,不同体积的物体浸在不同体积的液体中的体积可以是相同的,学生只需要探究浸在液体中体积的大小对浮力的影响。在教师点石成金的引导和学生真伪思想的辩论之后,凸现出来的就是值得探究的有意义的猜想。
综上所说,科学猜想并不是无本之木。因此,在物理教学中,教师有目的、有计划地恰当引导学生进行科学猜想,不断总结引导学生进行科学猜想的方法,对于探索物理规律,培养学生的想象能力和分析归纳能力等科学素养具有积极意义。