培养科学“猜想”能力,有效提升学生的科学学习力
2018-03-07王华震
王华震
摘 要:猜想是一种重要的思维活动,是一种积极的创造性活动,培养学生的猜想能力是提高学生科学学习力的有效途径,初中科学教学中有意识,有计划地鼓励,培养学生科学猜想能力,具有十分重要的意义.本文列举了一些初中科学探究教学中的教学案例,通过这些案例阐述在课堂教学中如何培养学生的科学猜想能力.
关键词:猜想;科学探究;课堂教学
猜想和假设是科学探究的核心环节,是学生认知客观事物,探索未知世界的第一判断,是科学研究中最富想象力、生命力的一环.成功的猜想能为科学探究提供正确的方向,缩小探究的范围,起到事半功倍的效果.在课堂教学中,教师要引导学生科学猜想,使学生敢猜、想猜、会猜.
一、科学探究教学中“猜想”环节存在的问题
1.学生不敢猜
在传统教学中,教师习惯用讲授方式教学.以教师主导的课堂,学生被动地接受式学习,教师只要求学生认真听讲,记好笔记,学生的主动学习能力得不到锻炼,想象力受到了约束,在这种教学生态下,进行探究式教学,学生往往不敢去猜,他们习惯于等老师教授正确的结论,也担心自己猜错了受到老师及同学们的嘲笑.
2.学生不会猜
案例1 动物克隆过程,①取A羊的体细胞,取其细胞核;②取B羊的卵细胞,去掉其细胞核;③将A羊的细胞核放入到B羊的去核卵细胞中,培育该细胞,得到新个体C羊.
(1)C羊的特征与哪只羊性状更相似 (填“A、B”)
(2)为什么要取B羊的卵细胞,而不是A羊的体细胞直接培育?
你的猜想是 .
评析 这是九年级优秀学生科学拓展性知识检测卷中的一题.第二小题的命题意图,旨在考查学生科学猜想的能力.根据检测结果统计,第二小题的得分率十分的低.学生怎么猜也猜不到关键点上,典型的错答有:
二、科学猜想的重要意义
《课程标准》对“猜想与假设”的基本要求主要有两点:尝试根据已有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和假设.猜想和假设是核心内容,制定计划、实验及证据收集都是围绕着它们而进行的,没有猜想与假设就没有实验方案的设计,实验就没有依据,结论就无从得出.
三、合理创设情境,让学生学会猜想
1.利用科学史,渗透猜想的意识
如在浙教版《科学》八年级上册第三章第1节“植物生命活动的调节”中,可以渗透达尔文对植物向光性研究的科学史教育.达尔文深入观察和思考植物向光性现象,并进行了科学、大胆的猜想:可能在植物种子萌发的胚芽鞘尖端分泌一种信号物质,向下输送到会弯曲的部分,是这种物质导致了胚芽鞘向光弯曲.在这个猜想的引导下,许多科学家经过大量的实验和研究,最终揭开了植物向光性的科学原理,并为人类利用发展农业生产等.在上面案例1中,学生在理解了达尔文对植物向光性猜想的科学思维过程,就可以做出比较科学合理的猜想,如下:
2.通过实验探究,激发和引导学生猜想
案例2:如在浙教版《科学》八年级下册第三章第五节“生物的呼吸和呼吸作用”.提出问题:人体吸入的气体和呼出的气体成分一样吗?你的猜想是什么?如何设计实验检验自己的猜想?
猜想1:吸入的气体中有氧气,呼出的气体中有二氧化碳.
猜想2:呼出的气体中氧气没有了,但有二氧化碳.
猜想3:呼出的气体中氧气减少,二氧化碳增加.
在学生各自猜想的基础之上,引导到“比较呼出气体和吸入空气成分含量上的变化”的探究活动中,然后设计实验.如图4探究呼出气体中氧气含量减少;如图5探究二氧化碳含量增加;如图6利用传感器测出呼出气体与吸入空气中氧气和二氧化碳的体积分数变化,定量地显示在大屏幕上,学生通过观察数据,直观地获取了相关信息.
评析 通过教师的一些演示实验或者学生的动手实验,可以激发、引导学生去猜想,而且猜得有方向.通过问题情境的导引,学生都想知道为什么,而且也都给出了自己的猜想,接下来就是再通过设计实验和实验探究,用实验来验证哪一种猜想是正确的,这样整堂课学生都在积极参与,他们都想知道自己的猜想是否正确.在猜想的激发和引导下学生的实验设计更有目的性,探究过程真正体现真问题、真思考、真探究.学生在猜想——设计实验方案——探究实验——观察现象——得出结论的过程进行由浅入深的学习.尤其是当学生发现自己的猜想与结果基本一致时,他们会感到猜想的乐趣,享受到成功的喜悦,从而会以更大的热情自主的投入到对新知的探索中去.久而久之,学生就会养成良好的观察、推理、猜想、验证、分析、归纳等思维习惯,这对学生思维品质的发展是有很大帮助的.
3.给予讨论空间,引导学生猜想
案例3:图7表示了一种怀孕蜥蜴培养在不同温度下,所产幼仔的性别百分比.
(1)如果有10只蜥蜴出生于32℃的环境中,则雄性的数目最可能是 只.
(2)根据图示信息,请提出一种猜想: .
生1:好像是温度越高蜥蜴幼仔中雌性所占的比例越高.
生2:从图中看出,温度到32℃时,蜥蜴妈妈全部产雄性幼仔.
生3:如果全是雄性没有雌性,那么不就要断子绝孙了吗?
生4:不会吧,会不会题目搞错了,如果叫妈妈去温度比较高的地方,那么等下生下来的都是男孩了?
生5:我反对,蜥蜴是变温动物,其体温随着环境温度的变化而变化.而人类是恒温动物,外界温度的改变不会影响人的正常体温37℃.所以,不會出现生3所说的那种情况.
生6:我认为,生物幼子的性别是由遗传物质决定的.怎么会受温度的影响呢?是不是题目出错了?
生7:上网查一下吧.
师生共同上网查询,发现没有错,是有一种澳大利亚的蜥蜴繁殖后代的性别受到环境温度的影响.
生8:恐龙和蜥蜴一样都是爬行动物,爬行动物都是变温动物,当时地球的气温发生了改变,可能影响到了恐龙繁殖后代的雌性和雄性的比例,最终导致性别比例失衡而从地球上灭绝.
评析:教师创设相对宽松民主的学习氛围,给学生以讨论的空间,对问题进行大胆的猜想和假设.为了防止学生们胡乱猜想,教师要求他们必须说出各自猜想的理由,只要他们的解释有一定的合理性,猜想就是有效的.这时,就需要教师进行正确的引导,鼓励学生大胆猜想,一旦学生提出有意义的合理的猜想,教师要及时表扬,如果学生提出了错误的猜想,教师也要及时讲评并肯定学生的积极态度,给学生发挥想象、参与课堂教学、提出合理猜想提供一个积极的氛围.猜想合理的进行鼓励,猜想偏向的进行引导,不猜想的进行鞭策,让猜想“访问”每一位学生,使学生被动的猜想行为转变成自觉的猜想行为,师生共同构建猜想共同体.实践表明,只有在民主的、轻松愉快的课堂气氛里,学生才能独立地探索,大胆地发表见解,学生的创造潜能才能得到最大限度地发挥.
总之,在初中科学教学中教师要为学生提供猜想的时间和空间,鼓励学生大胆猜想,开发学生的潜能,发展学生的高阶思维能力,最终提升学生的科学学习力.
参考文献:
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[5]戴良岩.让学生学会猜想,培养创新能力[J].青海师专学报(教育科学),2006,4.endprint