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猜想与假设是在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.大胆猜想与假设并不是凭空捏造,而是以宽厚的知识积累和实践操作为基础.教师通过多角度的提问,引导学生多向思维而提出猜想与假设,其结果是否科学合理需要靠实验来进一步验证.
1引导学生利用生活经验猜想假设
猜想结果的未知性、开放性和不确定性并不排斥对猜想结果的追根溯源,从物理学史上看,任何一个大胆预言或最新理论提出时都有一定的依据.由于初中生逻辑思维能力不强,教师可以着重引导学生基于生活经验和生活体验来提出猜想.
例如,猜想“电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关”时,可引导学生根据“电暖器只有在通电时才发热和通电时电阻丝热得发红而铜导线却几乎不发热”的现象,从而让学生提出“电流通过电热器时产生的热量是否与电流、电阻有关”的猜想.
再如,猜想“运动的小球从斜面底端冲上斜面的最大距离与哪些因素有关”时,可引导学生回忆骑自行车上坡时的情景,要用力蹬几下来加快车速或减少自行车的载重量,从而让学生提出“运动的小球冲上斜面的最大距离可能与速度、质量有关”的猜想.
显然,这两个物理问题的猜想与假设都是基于学生已有生活经验而提出的.教师在引导学生科学探究过程中对学生提出的每一个猜想结果,都应追问学生猜想的依据是什么?通过追溯学生猜想的来源,发现学生思维的轨迹,从而有针对性地引导学生想象、判断、推理.
2引导学生依据实验现象猜想假设
当学生生活经验不足时,教师还可以设计出一些体验性活动来帮助学生进行猜想,以期提升猜想活动的有效性、针对性和正确性,推动科学探究的顺利进行.
例如,学生在猜想“影响浮力大小的因素”时,教师可以通过演示实验,将挂在测力计下的金属块浸入水中,让学生观察到测力计示数明显减小之现象,说明浸在液体中的物体会受到浮力作用.然后再让各学习小组进行两个实验:
(1)将盖上盖子的空饮料瓶放入盛有适量水的水槽中,缓缓向下压,直至饮料瓶浸没在水中,感觉浮力在逐渐增大,从这一状态继续向下压直至水槽的底部,感觉浮力不再变化.
(2)将鸡蛋放入空烧杯中,向烧杯中加水,鸡蛋不上浮,逐渐向水中加盐,并用玻璃棒轻轻搅拌,鸡蛋会慢慢上浮.
在实验的过程中,要求学生记录下观察到的实验现象,进而引导学生猜想影响浮力大小的因素.这种猜想,就是建立在学生对浮力概念及浮力变化的原因有了正确认识的基础上,通过实际感受和观察的实验现象来猜想.在此基础上的猜想就是有根据的猜想.相反,如果没有学生亲自动手实验去做铺垫而是一开始就让学生去猜想:影响浮力大小的因素有哪些?学生此时对浮力大小还没有形成正确认识,学生此时对其的猜想是没有根据的,其结论也是不可靠的.
3引导学生用类比、迁移法猜想假设
在教学中,有许多知识学生从未接触过,没有感性知识和实践经验,也无法用实验来体验.对于这种知识,教师如果直奔主题,学生很难接受.如若引导学生运用类比、迁移方法,则可以给学生造就“柳暗花明又一村”的新境地.
例如,在进行“探究影响电阻大小的因素”时,教师可先设计这样的问题:水流通过水管时,水管满足什么条件才能使水流顺利通过?学生经过一番热烈讨论后提出:水管要尽可能短、粗、内部要光滑,水流才能顺利通过.进而再引导学生讨论得出:水流是否顺利通过与水管的长度、横截面积、水管本身状况有关.然后,将电流类比水流,导体类比水管,让学生猜想:电阻的大小可能与哪些因素有关?学生讨论后自然会形成猜想:可能与导体的长度、横截面积、导体本身状况(材料)有关.通过这样类比的方法引导学生大胆进行类比猜想,这不仅使教学难度大大降低,而且能够激发学生的想象力,还会促使学生从整体出发产生接近于正确结论的猜想.
4引导学生从多个维度去猜想假设
开放的猜想活动生成的猜想结果也必然是开放的,对学生的每一个猜想结果都进行实验验证,是不现实的.这就要求在猜想假设这一环节中,教师应预先设计好多角度提问来启发学生,适时组织学生合作讨论,从猜想依据是否科学合理、猜想结果是否切合实际等方面进行讨论.或者根据已经掌握的知识推理、演绎,排除不符合实际的猜想.
例如,在探究“导体的电流与电压、电阻关系”的教学时,教师可引导学生知道调光灯是调节电灯的电流来改变亮度的.在此基础上,再引导学生进一步发散思考,提出自己设计调光灯需要解决的问题.调光灯两端的电压究竟多大是合适的?当电灯由暗变亮的过程中,电流是如何变化的?电流、电压、电阻之间是否存在某种关系?等等.然后,教师再一次启发:这里的电流、电压、电阻都是可以测量的物理量,那么,电流、电压、电阻是否存在定量关系?这样,在学生从不同角度提出上述问题并进行充分讨论的前提下,学生就容易生发出有意义的猜想.
电流的变化可能跟电压有关,还可能与电阻有关;电压越大,电流越大;电阻越大,电流越小等猜想,就是采用多角度提问的方式来启发学生进行猜想与假设的.“设计调光灯”这一课题本身就是来源于生活实践,提出的问题本身又很发散,易于引导学生形成预期的假设与猜想.相反,如果没有问题做铺垫而是一开始就让学生去猜想:电流与电压、电阻有怎样的关系?学生此时对这三个物理量还没有较深层次的认识,也很难提出上述猜想,更不可能帮助探究者明确探究的内容、方向和目标,这样将会出现探究的盲目性.
总之,猜想作为科学探究过程中的一个重要环节,在培养学生创造性思维,发展学生的探究能力等方面起到了不可代替的作用.正如科学家牛顿曾经说过:“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现.”在物理教学中,我们要不断设法创设不同的途径引导学生猜想,要十分尊重学生的猜想,努力促进学生养成敢猜想、乐假设的意识,持之以恒培养学生猜想能力,让每位学生真正体验到探究的乐趣!
1引导学生利用生活经验猜想假设
猜想结果的未知性、开放性和不确定性并不排斥对猜想结果的追根溯源,从物理学史上看,任何一个大胆预言或最新理论提出时都有一定的依据.由于初中生逻辑思维能力不强,教师可以着重引导学生基于生活经验和生活体验来提出猜想.
例如,猜想“电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关”时,可引导学生根据“电暖器只有在通电时才发热和通电时电阻丝热得发红而铜导线却几乎不发热”的现象,从而让学生提出“电流通过电热器时产生的热量是否与电流、电阻有关”的猜想.
再如,猜想“运动的小球从斜面底端冲上斜面的最大距离与哪些因素有关”时,可引导学生回忆骑自行车上坡时的情景,要用力蹬几下来加快车速或减少自行车的载重量,从而让学生提出“运动的小球冲上斜面的最大距离可能与速度、质量有关”的猜想.
显然,这两个物理问题的猜想与假设都是基于学生已有生活经验而提出的.教师在引导学生科学探究过程中对学生提出的每一个猜想结果,都应追问学生猜想的依据是什么?通过追溯学生猜想的来源,发现学生思维的轨迹,从而有针对性地引导学生想象、判断、推理.
2引导学生依据实验现象猜想假设
当学生生活经验不足时,教师还可以设计出一些体验性活动来帮助学生进行猜想,以期提升猜想活动的有效性、针对性和正确性,推动科学探究的顺利进行.
例如,学生在猜想“影响浮力大小的因素”时,教师可以通过演示实验,将挂在测力计下的金属块浸入水中,让学生观察到测力计示数明显减小之现象,说明浸在液体中的物体会受到浮力作用.然后再让各学习小组进行两个实验:
(1)将盖上盖子的空饮料瓶放入盛有适量水的水槽中,缓缓向下压,直至饮料瓶浸没在水中,感觉浮力在逐渐增大,从这一状态继续向下压直至水槽的底部,感觉浮力不再变化.
(2)将鸡蛋放入空烧杯中,向烧杯中加水,鸡蛋不上浮,逐渐向水中加盐,并用玻璃棒轻轻搅拌,鸡蛋会慢慢上浮.
在实验的过程中,要求学生记录下观察到的实验现象,进而引导学生猜想影响浮力大小的因素.这种猜想,就是建立在学生对浮力概念及浮力变化的原因有了正确认识的基础上,通过实际感受和观察的实验现象来猜想.在此基础上的猜想就是有根据的猜想.相反,如果没有学生亲自动手实验去做铺垫而是一开始就让学生去猜想:影响浮力大小的因素有哪些?学生此时对浮力大小还没有形成正确认识,学生此时对其的猜想是没有根据的,其结论也是不可靠的.
3引导学生用类比、迁移法猜想假设
在教学中,有许多知识学生从未接触过,没有感性知识和实践经验,也无法用实验来体验.对于这种知识,教师如果直奔主题,学生很难接受.如若引导学生运用类比、迁移方法,则可以给学生造就“柳暗花明又一村”的新境地.
例如,在进行“探究影响电阻大小的因素”时,教师可先设计这样的问题:水流通过水管时,水管满足什么条件才能使水流顺利通过?学生经过一番热烈讨论后提出:水管要尽可能短、粗、内部要光滑,水流才能顺利通过.进而再引导学生讨论得出:水流是否顺利通过与水管的长度、横截面积、水管本身状况有关.然后,将电流类比水流,导体类比水管,让学生猜想:电阻的大小可能与哪些因素有关?学生讨论后自然会形成猜想:可能与导体的长度、横截面积、导体本身状况(材料)有关.通过这样类比的方法引导学生大胆进行类比猜想,这不仅使教学难度大大降低,而且能够激发学生的想象力,还会促使学生从整体出发产生接近于正确结论的猜想.
4引导学生从多个维度去猜想假设
开放的猜想活动生成的猜想结果也必然是开放的,对学生的每一个猜想结果都进行实验验证,是不现实的.这就要求在猜想假设这一环节中,教师应预先设计好多角度提问来启发学生,适时组织学生合作讨论,从猜想依据是否科学合理、猜想结果是否切合实际等方面进行讨论.或者根据已经掌握的知识推理、演绎,排除不符合实际的猜想.
例如,在探究“导体的电流与电压、电阻关系”的教学时,教师可引导学生知道调光灯是调节电灯的电流来改变亮度的.在此基础上,再引导学生进一步发散思考,提出自己设计调光灯需要解决的问题.调光灯两端的电压究竟多大是合适的?当电灯由暗变亮的过程中,电流是如何变化的?电流、电压、电阻之间是否存在某种关系?等等.然后,教师再一次启发:这里的电流、电压、电阻都是可以测量的物理量,那么,电流、电压、电阻是否存在定量关系?这样,在学生从不同角度提出上述问题并进行充分讨论的前提下,学生就容易生发出有意义的猜想.
电流的变化可能跟电压有关,还可能与电阻有关;电压越大,电流越大;电阻越大,电流越小等猜想,就是采用多角度提问的方式来启发学生进行猜想与假设的.“设计调光灯”这一课题本身就是来源于生活实践,提出的问题本身又很发散,易于引导学生形成预期的假设与猜想.相反,如果没有问题做铺垫而是一开始就让学生去猜想:电流与电压、电阻有怎样的关系?学生此时对这三个物理量还没有较深层次的认识,也很难提出上述猜想,更不可能帮助探究者明确探究的内容、方向和目标,这样将会出现探究的盲目性.
总之,猜想作为科学探究过程中的一个重要环节,在培养学生创造性思维,发展学生的探究能力等方面起到了不可代替的作用.正如科学家牛顿曾经说过:“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现.”在物理教学中,我们要不断设法创设不同的途径引导学生猜想,要十分尊重学生的猜想,努力促进学生养成敢猜想、乐假设的意识,持之以恒培养学生猜想能力,让每位学生真正体验到探究的乐趣!