物理教学中学生猜想与假设能力的培养

叶德美

摘要：新课程改革强调改变学生的学习方式，提倡开展以探究式学习为核心的多样化学习，猜想与假设是探究式学习的重要环节，它决定了科学探究的方向。因此，物理教学中要引导学生依据物理知识、客观事实和科学理论对探究的相关物理问题作出猜想与假设，让学生逐渐学会猜想与假设的方法，提高猜想与假设的能力，有效地培养学生的发散思维品质。本文在认识猜想与假设重要性的基础上，从教学中出现的问题入手，探讨教学中培养学生猜想与假设能力的一些策略。

关键词：猜想与假设能力；物理教学；猜想方法；实施策略

科学探究是重要的学习方式，也是物理新课程的重要内容。基础教育课程改革强调过程和方法的学习，强调改变学生的学习方式，提倡开展以探究式学习为核心的多样化学习，而猜想与假设是探究式学习的核心环节和要素，也是在课改中较难攻克和实现突破的一个环节。在课程标准中，对科学探究能力中猜想与假设环节作出这样的基本要求：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，认识猜想与假设在科学探究中的重要性。为了让学生达到这些基本要求，物理教学应突破探究式学习实施中的瓶颈，努力探索提高学生猜想与假设能力的有效途径，使科学探究更有效地实施。

一、猜想与假设在科学探究中的作用

1.猜想与假设是科学结论的先导。因为，猜想与假设对解决问题的方案作了一定的预见性思考，为收集信息、分析和解释信息提供了一个大致的框架。如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持，它就可能发展成为科学的结论。所以，猜想与假设能帮助探究者明确研究的内容和方向，指导探究沿着预定目标展开，避免探究的盲目性，在科学探究中起着承上启下的作用。

2.猜想与假设是思维训练的载体。以猜想与假设为核心的物理探究式学习，既注重学生学习的结果，更注重学生学习的过程。猜想与假设是依据已有的物理相关资料、客观事实和科学理论，对探讨的物理问题解决所做出的一种或几种可能的猜想与假设、推理与判断，尽情地发挥自己的想像力，并据此制定探究计划和设计实验，完成探究活动的过程。学生通过猜想与假设，可以逐步形成一种较强的思维能力、批判能力，一种分析问题、解决问题的能力，一种创新和实践能力。

二、实施猜想与假设易出现的问题

猜想与假设是科学探究中首要且十分重要的环节。具有让学生突破思维定势，形成批判的认识问题、分析问题、解决问题的能力，提高学生思维创造力的作用。然而，两年跟踪新课程教学的情况反映，目前在物理课堂中，实施猜想与假设有一定的难度，常会遇到下面的问题。

1.学生不会猜想。怕猜想。不敢猜想。一方面由于他们习惯了老师说什么就是什么，另一方面他们怕说错了，受到老师的指责或同学的嘲笑；更有一部分学生不知所从，人云亦云成了陪客。

2.学生懒于猜想或作虚假猜想。现行教材，为了保证探究的知识性、系统性、完整性，最后几乎都有明确的探究结论，教师指出问题后，学生直接从书上找结论，或者学生在预习后，已经知道结论。使猜想这个环节成了虚设。

3.学生猜想不着关键点，教师越俎代庖。学生对日常生活中的物理现象缺乏细致的观察，甚至熟视无睹，极少去思考所看到的现象，加上学生知识面有限，因此，在猜想时缺乏必要的感性经验，就无目的、无根据地胡思乱猜。若所有的猜想都设计实验去验证，显然课堂上的时间不够，教师不等学生们说完就直接拿出事先准备好的猜想与假设直奔主题。

4.学生猜想结果与教师设想差距过大。当老师真正放手让学生进行科学探究时，由于种种原因，猜想的结果经常出乎老师的意料，从而使精心准备的教学过程被打乱，致使老师弄得措手不及，甚至下不了台，所以部分教师对科学探究心存畏惧、敬而远之。

针对以上的问题，老师应针对自己学生的实际。讲究策略，从远处着想近处人手，教给猜想的方法，培养猜想的习惯，让学生学会猜想、敢于猜想，提高全体学生的猜想与假设能力。

三、提高学生猜想与假设能力的策略

物理教学的一个最重要任务，就是要教会学生学习方法，培养他们的创造能力，使他们形成一定的物理思想。在学生猜想环节上，教师要创设情景，激发学生求知欲望，诱导学生提出可能的猜想，引导学生在了解背景知识下，针对研究的课题，猜想问题的成因或猜想研究结果会是什么。猜想不可能一下就找到问题的症结，有的正确，有的可能不正确，要鼓励学生大胆猜想，但不能让他们瞎猜、乱猜，应该教会他们运用已有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程。因此猜想要有一定的依据和方法。

1.教师要引导学生学会猜想的方法

在物理教学中科学猜想与假设过程其实和科学研究一样有两种基本的方法，第一种是实验方法，另一种是理论分析方法。实验方法可以有下述几个步骤：(1)明确研究本课题的目的和要求。(2)大胆进行“科学猜想”。(3)对猜想结果进行讨论，去繁求精。而理论分析方法应该有以下步骤：(1)有关物理定义的阐述。(2)定义中关键词的分析。(3)针对定义中的关键词进行猜想。(4)对猜想进行结果讨论，去伪存真，去繁求精。围绕这两种方法的操作步骤，在课堂探究实施猜想与假设环节时，应该力求让学生运用物理思维方法与应用物理研究方法的统一，引导学生融具体步骤与思维过程之中。

(1)直观猜想法。就是充分利用视觉听觉等作用，对所研究的事物进行实验，根据观察到的现象直接提出猜想。这种方法一般按提出问题一凭直觉去感觉一提出猜想与假设的程序进行操作。如在研究光的折射中折射角和入射角的关系时，让学生凭直觉马上作出猜想。

(2)归纳猜想法。就是通过某类物理对象中一些个别对象具有某种属性，而猜想该对象全体都会具有这种属性。即利用不完全归纳法。这种方法的操作程序是：提出问题→搜索事实→归纳分析→提出猜想与假设。如在探究“影响蒸发快慢的因素”这一规律时，通过提出问题和搜索事实后，进行归纳分析，再提出猜想与假设。

(3)类比猜想法。就是把若干相似或不同的事物放在一起比较，从旧事物的已知属性去猜想新事物也可能具有相似或不同的属性。类比法通常采用提出问题一运用已有经验一类似联想一提出猜想与假设。如在猜想通电导体在磁场中受力运动方向与什么因素有关，首先指出通电导体是一个特殊的磁体，然后用磁体与磁体之间的作用来类比磁场对通电导体的作用，让学生展开联想来猜想就显的容易多了。

(4)逆向思维法。就是从结论或现象开始，倒着思考问题，来猜想产生这一结果或现象的原因或条件。此法的操作程序为：提出问题一回忆相反问题的结论一对相反问题的结论进行反方向思考一提出猜想与假设。如让学生回忆增大物体的内能的方法有“让物体吸热和对物

体做功”后，再让学生提出减小物体内能方法的猜想“让物体放热和让物体对外做功”。

(5)控制变量法。就是对影响研究对象的各个变量限定条件逐一进行猜想。这一方法的操作程序是：提出问题→控制变量→运用经验或事实→提出猜想与假设。如探究感应电流时，猜想感应电流方向与哪些因素有关；探究浮力时，猜想决定浮力大小的因素等，都要运用控制变量法来实施。

2.教师要为学生的猜想与假设作合理的点拨

在物理教学中，有的假设观点多，验证的方法多样，在课堂上逐一予以验证难以做到，时间也不允许。因此，猜想过程中老师要适当点拨，尽可能让学生进行思维发散，然后引导学生进行科学合理的分析、推理、比较、形成假设。如“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的活动中，要引导学生抓住“电磁铁是通电的，通电时有磁性，断电时无磁性”和“电磁铁是由一匝匝的漆包线组成的”这两个猜想的基础，然后来猜出“电磁铁的磁性强弱”可能与“电流大小”和“匝数的多少”这两个因素有关，进而引导学生运用“控制变量法”来分析。要看其中的一个因素是否能够影响电磁铁的磁性，就要对另一个变量进行限制，最后形成合理的假设：在电磁铁线罔的匝数一定的条件下，如果通过电磁铁的电流越大，则电磁铁的磁性越强；在通过电磁铁的电流一定的条件下，如果电磁铁线圈的匝数越多，则电磁铁的磁性就越强。

探究活动中，老师作为引领者，在充分尊重学生假设的基础上，要平和而合理地引导学生围绕假设展开讨论，让学生明白假设虽多，但有的是重复的，需要概括整理，这样才能使验证的目标更明确，避免重复验证和盲目验证。所以老师的适时适当的点拨可让学生少走弯路，减少猜想的偏差。然而，点拨过多就会束缚学生的思维，点拨过细就会代替学生的思维，学生的自主探究与学生间的合作探究就会成为空话。因此，老师的点拨要有合理度。把握这个合理度要做三件事，首先，要创设情景，如例举学生熟悉的生活经验、有趣的物理现象、学生身边的物理信息等；其次，要将问题分解，先提出一个小问题，得出结论，再提出新问题，解决新问题，完善结论：第三，要组织反思，对学生作出的各种猜想通过讨论反思，逐一剖析，引导学生去伪存真。保留有意义的猜想开展有效的探究。

3.老师要为学生的猜想与假设作材料的准备

“巧妇难为无米之炊”。同样，材料对物理课来说不可或缺。一个开放的、探究性的课堂，物理老师要作大量的准备工作，尤其是材料的准备。学生对提出的问题猜想不出的原因是缺乏必要的事实依据，那么教师可以主动地提供材料。例如，“自由落体运动”教学中，学生往往提出这些猜想：越重的物体下落得越快，越轻的物体下落的越慢；两物相加时更重，下落的就更快，或者两物相加后重物下落受到轻物的牵制，下落比原来的更慢。为了引导学生产生正确的猜想，教师要准备足够的材料来满足学生提出各种各样猜想的验证需求或阅读讨论的需求。否则，就会出现“其它观点请同学们课后想办法去验证”的尴尬局面。

在探究式课堂中。教师应充分准备，考虑周全，不但要考虑学生可能提的问题及由问题产生的假设，还要对学生提出的其它假设取向作好相应的材料准备。包括实验时可供探究的实物材料、相关资料或图片等。实践表明，提供材料的方法能较好地帮助学生猜想，也能较好地体现新课程理念下教师“导”的作用。

4.教师要为学生的猜想与假设作适时的鼓励

牛顿说：“没有大胆的猜测，就做不出伟大的发现”。美国著名教育改革家布鲁纳反复指出：“为了学习怎样在最后作出聪明的推测，是否应该鼓励学生猜想呢?也许有某种情境，其间猜想是相宜的，并且可以促使直觉思维向合理程度发展。……直截了当地说，应该给学生一定的训练，认清猜想的合理性。”教学中要抓住有关的内容或有利时机，给学生充分的时间，鼓励学生大胆猜想或假设，培养并保持学生猜想的兴趣，激励学生在学习物理过程中从各个角度去思考养成这种思考与假设的意识。

学生提出的假设是没有好坏之分的，尤其是被验证之前。在课堂上对待学生的假设要有足够的信心和耐心，不能符合教师意图的就板书，作为验证目标，不符合的就置之不理。要知道学生不管提出了什么样的猜想，都证明他们在积极参与，认真思考。我们所做的就是真诚地去维护、激发学生积极思维。所以，教师应自始至终作为中立者和欣赏者，尊重学生的猜想，让学生真正体验猜想的乐趣，养成敢猜想、乐假设的习惯。

5.教师要为学生的猜想与假设建立评价档案

为了促进物理新课程实施，改变重结论、轻过程，重积累、轻探索的旧教学观念，关注学生在探究过程中的发展变化，促进学生的全面发展，在新的发展性评价体系中，学生对探究问题提出过哪些猜想与假设，就成了课程评价的指标之一。在课堂教学中对学生提出的优秀的、科学的、创新性的猜想不但给予及时的肯定和表扬，而且要记入学生的成长档案，平常的猜想练习题和考试中的创新题都是对猜想、探究、验证猜想的过程性评价，老师都应予以记录和评价，改变过去只评价结果的做法，鼓励学生敢想敢做。

总之，猜想与假设在物理教学中具有不可忽视的作用，它具有一定的科学性，创造性，具有较强的推测性。在教学中具有很好的理论价值和实践意义。本文以新课程理念和《物理课程标准》等为理论依据，从教学中存在的问题出发，初步探讨了对学生猜想与假设能力培养的策略与做法。尽管研究的深度还不够，但不容置疑的是，将促进科学探究的实施，将有利突破制约探究式学习实施中的瓶颈问题。应该相信，只要老师多动脑筋，善提问题、巧设情景、合理引导，让学生在探究中学会猜想，在猜想中学会探究；让学生在成功的猜想中享受喜悦，在错误的猜想中学到知识。

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