物理教学中学生猜想能力的培养

2006-12-31顾本忠

物理教学探讨 2006年23期

关键词：猜想物理教学探究

顾本忠

摘要：猜想是物理智慧中最活跃的成分，对学生猜想能力的培养，是物理探究过程中的一个重要环节。本文就探究式教学过程中如何培养学生的猜想能力作简要阐述。

关键词：物理教学；探究；猜想；能力

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-61

48(2006)12(S)-0013-2

《初中物理课程标准》指出：在物理教学过程中，要让学生“尝试根据经验和已有的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和假设”。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一，而在科学探究的诸多步骤中，猜想这一步骤有着举足轻重的地位。牛顿曾经说过：“没有大胆的猜想，就不可能有伟大的发现。”猜想、推测和假设是根据现有的经验和知识，寻求对问题发生的可能性的解释，同时猜想应该明确方向性，有目的、有计划地进行。在实际教学中教师应鼓励学生大胆猜想，将科学猜想和科学推理相结合，发展学生的想象力和分析归纳能力，敢于质疑，敢于创新，使学生养成良好的思维习惯。本文就在物理教学中如何引导学生进行猜想，如何使学生猜想的内容更接近于实际作简要的阐述。

1 丰富感知，积累猜想的素材

学生对提出的问题进行猜想的过程应是对头脑中已存信息分析处理和加工的过程，因此在猜想之前学生必须具备一定的生活经验和知识。例如，在学习并联电路电流特点时，让学生猜想并联电路干路中的电流和支路中电流的关系。如果学生对水流中干流与支流的关系有一定的认识，则猜想较容易。再如，在猜想哪些因素影响滑轮组机械效率时，如果学生对有用功、额外功及总功的概念没有弄清楚，则很难猜想出影响滑轮组机械效率的因素有哪些。

必要的知识和经验是学生进行猜想的重要基础，没有一定的知识和经验，猜想只能是镜中花、水中月。因此，教师在平时的教学中应当注意培养学生的观察能力，让学生处处留心生活中的一些物理现象，对于书本上的一些必要的基础知识一定要充分的理解和掌握。笔者在教学中一是要求学生写物理日记，将自己观察到的一些现象用一句或几句话写下来；二是根据学生的实际和教学的需要，编制一些学生在日常生活中能观察到的现象，让学生平时就进行有意识、有目的的观察，同时要求学生对观察到的现象和提出的问题进行初步的思考，积累一定的经验和知识，为进行科学合理的猜想打下基础。

2 构建桥梁，把握猜想的方向

猜想是探究式学习中非常重要的一步。对于猜想，很多人认为只要是学生猜想到的都值得研究，哪怕学生猜想是错的，也要沿着这个方向探究下去，让学生体验科学探究的过程，学生肯定会有收获。这种观点确实有道理，但由于课堂教学受时间、空间、实验器材、学生经验和认知水平的限制，真正按上述观点来实施教学是很困难的。

如在“电磁铁”一节的教学中，教师若不加任何引导，让学生猜想电磁铁的磁性强弱可能与哪些因素有关，学生猜想出的因素可能有电压、电流、线圈的电阻、制作线圈导线的材料、长度和横截面积、线圈的匝数、直径以及铁芯的粗细、形状、长度等。若任由学生针对猜想出的所有因素逐一研究，不仅时间和器材不允许，而且也没有必要这样做。课堂教学中学生的猜想过程应当由教师激发而产生的，并由教师适当引导其猜想方向。在猜想前教师可以提出这样两个问题让学生回答：①导体的电阻与哪些因素有关?②电路中电流的大小与哪些因素有关?桥梁一构建，学生在猜想时就会将制作线圈导线的材料、长度和横截面积等因素归结为线圈的电阻，进而将电压、电流、线圈的电阻等因素归结为电流。对于其它的因素教师再加以适当的说明，经老师这样一“导”，学生研究目的性就更加明确，就能更好地体验科学探究的过程。当然，教师引导时也不能牵着学生的鼻子走，因为探究式教学的目的就是要培养学生终身学习的愿望，培养学生的自主能力，过多的引导则束缚了学生的个性发展，让学生“主动参与，自主探究”就成了一句空话。

3 积极尝试，掌握猜想的方法

在课堂教学中，教师放手让学生猜想，可能会遇到两种尴尬的局面，一是学生怎么猜也猜不到点子上，二是学生的猜想漫无边际。怎样避免这两种情况的发生呢?这有赖于教师在教学过程中不断摸索和总结。本人在实施探究式教学的过程中总结了一些猜想的方法，让学生积极

尝试，取得了较好的效果。

①类比猜想法利用两个不同的事物之间某种相似的特(属)性，进行类比猜想，这是常用的猜想方法之一。例如前面我们谈到的利用水流来类比电流，从而猜想出并联电路的电流特点。

②联系猜想法在学习新知识的时候，可以借助已有的与其相似知识相比较找出它们的联系。例如在学习功率时猜想怎样来比较一个力做功的快慢，如果让学生联系怎样比较物体运动的快慢，学生的猜想方向自然就明朗了，马上就会想到可以用单位时间做功的多少来比较。

③归纳猜想法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具有这种属性。新课改注重“从生活走向物理，从物理走向社会”，所以物理学的很多知识是通过观察自然界的现象，进而归纳得来的。如在学习降低温度是使气体液化的一种方法时，就可以引导学生根据生活中常见的液化现象，由学生自己归纳并提出猜想。

④逆向猜想法逆向猜想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，即利用逆向思维的方法来实现猜想。物理学史表明，逆向猜想在物理学的发展中起了重要的推动作用，由此建立和发现了许多重要的物理定律。例如在分析影响机械效率大小因素时，可以从机械效率的计算公式入手，分析有用功和总功分别包含哪些部分，就可以找到影响机械效率的因素有哪些。

⑤对比猜想法对两个不同的现象(或过程)进行比较，找出不同点和相同点，从而进行猜想。

例生活中，常会见到物体从高处下落的运动，如用手拿着一个铁球和一张纸片，从同一高度同时释放铁球和纸片，我们看到铁球先落地，纸片后落地，如图（a）所示；美国宇航员大卫·斯科特在登上月球后，从同一高度同时释放锤子和羽毛，看到它们同时落到月球表面，如图(b)所示。

通过对图(a)与图(b)提供的情景的对比，

(1)使我们知道造成纸片比铁球下落慢的主要原因是______________________________

(2)可以得出的结论是_________________

参考答案：(1）空气阻力的作用(2)在没有空气阻力的作用时，地面上的任何物体下落的快慢相同。

分析相同点：图a和图b所用的两个物体的质量不同，所受的重力不同，因此质量、重力不是造成图a中纸片下落慢的原因。不同点是地球周围有大气层，而月球上没有，因此空气的阻力才是造成纸片比铁球落慢的主要原因。

⑥推理猜想法推理猜想法就是从已有的知识或经验出发，对研究对象的外部因素和内部因素进行分析，经过一系列的思维推理过程，得到对问题可能性的解释。

例一个氢气球松开手，升入高空，氢气球最终会怎样呢?

参考答案：氢气球会爆炸；氢气球静止于某一个高度。

分析氢气球上升时高度增大，它受到的大气压减小，气球会膨胀，最终会爆炸；从另一个角度分析，越往上空气的密度越小，气球受到的浮力越小，在浮力和重力相等的高度，由于惯性上下往复运动一段时间，最终会静止在该高度。

需要指出的是思维定势即习惯性思维，在许多情况下能使学生在学习与旧知识类似的知识时，得以较快的理解和掌握，获得较好的学习效率。但也有其消极一面，容易使学生因循守旧，妨害思维的灵活性和创造性，因此在教学中必须培养学生良好的思维品质。