“授人以渔”，使科学探究始于理性的假设

张国平

【摘要】 假设是科学探究的重要前提，能够为探究者制订探究计划、设计实验方案明确方向，为收集、分析、处理和解释信息提供依据，并且对科学观察和实验具有指导作用。教师在科学教学中要灵活运用各种方法有意识地、有目的地去引导学生做出假设，为学生的可持续发展与培养探究创新能力奠定坚实的基础。笔者认为，有效探究教学中假设的作出必须有明确规范的步骤，必须拓展作出假设的渠道，还必须及时纠正不合理的假设，从而实现生本化教学。

【关键词】 初中科学 探究 假设 生本化

【中图分类号】 G622.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）11-001-02

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恩格斯曾说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假设。”在科学探究中，我们把在研究初期提出的未确认的答案的过程称为假设。假设贯穿于整个科学发展史中，几乎所有的科学规律，在其探索的初期，都走过假设这一步。假设能够为探究者制定探究计划服务，为实验的设计指明方向，为收集、分析、处理与解释信息提供一定的依据，是观察与实验的基础，也是最终获得真理的重要前提。学生综合过去的经验及学到的知识进行推理，提出与观察结果相一致的解释，就形成了科学探究的假设。

然而在目前的初中科学教学中，一个比较普遍的现象是教师感觉让学生做出假设会很难，最终会浪费很多教学时间，所以假设往往由教师给出，或者由优秀的学生提出、基础差的同学跟随一下。笔者以为，这是一种因噎废食的做法，学生不会作出合理的假设，我们理应帮助他们学会作出符合逻辑的假设。在科学教学中就是把科学知识直接教给学生，那是“授人以鱼”的做法，是应试观念根深蒂固的缘故。只有做到“授之以渔”，才能保证学生保有好奇之心，不断挖掘到新知识。在“科学假设”这块学习天地中，我们向往学生能自己获取个性化的探究方法，实现主动选择“渔具”去“捕鱼”，这不仅能激发学生的好奇之心、探究欲望，更体现对学生的人格尊重，是“生本教育”这一现代教学理念的贯彻与落实，我们把它称之为“授人以渔”。由此，笔者总结如下：

一、明确科学假设的步骤

做出假设的过程必须是一个有严密的逻辑推理过程，所以教师有必要对学生进行引领。

第一步，信息收集。根据所要探究的问题获取一定的信息，这种信息可以是学生已经具有的科学基础知识，借由教师的提醒、学生在头脑中的检索呈现出来；也可以是由教师在课堂上提供必要信息；或者布置学生在课前网上查找或实地观察获得的信息。资料的形式也可以多样化，比如语言描述型、文字型、图片、视频、实物等。不同来源、形式多样的信息能使假设更为理性。

第二步：推测分析。根据已经掌握的信息，对出现的问题与现象进行质疑、推测与解释，争取得出现象与现象之间、实验变量与反应变量之间的关系。

第三步：归纳总结。有了第二步的推测分析，还需要在此基础上进行分析与论证，通过一定的推理与判断，舍弃明显不合理的分析，留下可信度高的结论，然后用完整、精确的语言表达出来。

很明显，上述三步中前一步骤是后一步骤的基础，后一步骤又是前一步骤的深化。通过不断重复这一过程，学生就会慢慢学生对科学进行假设，逐步形成规范的假设过程，从而为科学探究打下扎实的基础。

二、拓展作出假設的渠道

解决一个问题，思路狭隘的人往往会感到山穷水尽，而对于具有丰富想象力与善于发散思维的人，却能“条条道路通罗马”。由此，初中科学探究要做出理性的假设，需要拓宽作出假设的渠道。

1.通过直觉思维作出假设

直觉思维是指人脑借助于逻辑推理，综合运用已有知识、表象和经验知觉，以高度简化、浓缩的方式洞察科学事物的本质，并迅速做出猜测、设想和突然顿悟的思维。高水平的直觉思维是全面洞察世界、大量储备知识、历尽波折后的一种顿悟。科学史上许多重大的突破，都与直觉思维有密切的关系，比如瓦特受水壶烧水启发而发明了蒸汽机，就是受直觉思维的影响。直觉思维也是中小学生思维的重要形式，这是由学生的思维发展水平决定的。

2.通过观察实验作出假设

观察和实验是科学研究的基础。科学理论的发现和建立离不开观察和实验，观察和实验也是学生学习、获取知识最有效的途径之一。学生在发现问题后，通过特定的观察顺序观察研究对象，搜索各个方面的信息。比如，生物学中的生物的分类置、生物的形态特征、生物生存的环境因素、生物与人类的关系等。然后通过对比、分析，再对问题进行尝试性回答。在学习有关鲫鱼知识一节中，学生对鲫鱼的感性认识比较丰富，都见过、吃过，但平时不注意观察，对鱼有很多错误的认识。于是笔者先让学生看鱼在水中游的视频，在恰当时机提出相关问题：鲫鱼的体色、体形怎样？有什么作用？它的嘴一张一合在干什么？在喝水吗？这样下去会不会把它撑死？这些问题能促使学生去想、去发现并急于解决，从而引导学生作出假设。

3.利用类比推理作出假设

类比是根据两个（或两类）对象之间在某些属性上的相同或类似，类推出它们的其他属性也可能相同或相似的一种逻辑方法。类比法是提出科学假设的重要途径，许多科学概念、规律、理论的提出都借助于类比，科学上的很多重大发现、发明，往往源于类比假设，如DNA分子双螺旋结构的发现，首先就是借助于类比法作出的假设。在生物教学中要引导学生通过类比，将不同知识联系起来，从而加深对科学知识的理解，提高作出假设的能力。例如在探究学习植物的蒸腾作用时，可以先简单地把蒸腾作用类比为水的蒸发现象，假设形成后，通过实验探究得出植物中的水分以水蒸气的形式通过叶的气孔散失到空气中，这就是植物的蒸腾作用。

4.构建知识模型作出假设

对实际问题进行研究往往很复杂，牵涉众多的因素，为了便于分析和研究，科学上常采用一种“简化”的方法，即对实际问题进行科学的抽象化处理，抓住其主要因素，忽略其次要因素，得出一种能反映问题本质特性的理想物质或假设结构，这种理想物质或假设结构就称之为“模型”。

例如在探究生态系统的稳定性活动中，我们可以制作小生态瓶这一模型来模拟自然界中的生态系统，然后根据模型启发学生作出假设，如当我们改变小生态瓶中的水的多少、鱼虾数量的多少、水草的有无或多少、光的有无时、对小生态瓶中其他生物生存或数量有什么影响，这样我们就达到建立假设进行探究的目的。一个好的模型，可以简化从已知事实预见新事实的过程，也就便于直观、形象地作出假设。

三、修正明显不合理的假设

波普尔提出：对于同一個问题，不同的学生会有不同的“问题空间”；而对于不同的问题，同一个学生的“问题空间”也会有所不同。每位学生的学习经历和生活经验都不尽相同，大脑中自然也就形成了不同的前概念，学生的前概念有的是正确的，也有的是错误的，再加上每个人思考问题时都具有以自我为中心的倾向，这就使得前概念通常具有排他性和不易改变的顽固性。学生提出的错误的或不合理的假设正是学生错误的前概念的反映。师者，所以传道授业解惑也。对于学生的错误假设，教师不能回避，也不能直接用自己的正确观点去覆盖。不知其惑，不思其惑，又怎能解其惑？所以，学生的错误假设同样是宝贵的教学资源，应当充分利用。教师应采取有效对策，对症下药，尤其要采用反面列举和实验验证等方法，与学生一起动摇并推翻错误假设，使学生的头脑里建构起正确的认识，从而更好地进行后续学习与探究。

例如，修正“物体受到的重力与物体的体积有关”的假设时，教师可以问学生：体积相同的物体重力一定相同吗？体积不同的物体重力一定不同吗？这两个问题会引发学生的思考：体积相同的木块和铁块重力肯定不同，体积不同的木块和铁块重力可能相同。然后分别用弹簧秤测量体积相同但质量不同的木块和铁块的重力，体积不同但质量相同的木块和铁块的重力，结果发现前者重力不同，后者重力相同。

由上可见，遵循思维运动的规律才能实现思维的有序而行，拓展假设中思维的渠道才能实现思维的灵动易行，而及时矫正不合理的假设则可以使思维理性可行。在教学相长的过程中，允许学生对假设异想天开，但更应引导学生趋向理性的猜想；学生假设的结果允许有错误，但从错误走向理性的过程，则更值得回味。“授之以鱼”，学生仅能拿到打开科学探究大门的钥匙；“授人以渔”，学生则可以自制科学探究大门的钥匙，并能理性地加以探究。

[ 参 考 文 献 ]

[1]刘广.谈谈猜想与假设[J].物理通报，20014（6）.

[2]李怀强.引导学生做好假设[J].生物学教学，2015（1）.

[3]刘国良.基于建构主义认知理论的物理前概念及其教学策略[J].湖南中学物理.2014（03）.