中年级学生作出假设能力的培养策略

王素英

许多科学领域的知识和探索活动，是人们在已有科学知识的基础上，发挥人的主观能动性，通过想象、直觉、灵感、比较、类比、归纳等不同层次的、多种类型的思维方法，提出猜想或假设，最后通过实验予以验证的。作出假设是《义务教育小学科学课程标准》（下文简称《课程标准》）规定的八个科学探究要素之一，并且划分了明确的学段目标，需要科学教师在教学中深入解读与研究，准确把握与实施。

猜想与假设的关系

《课程标准》就作出假设要素对不同学段的学生有着不同的要求：要求低年级学生在教师指导下，能依据已有的经验，对问题作出简单猜想;要求中年级学生在教师引导下，能基于已有经验和所学知识，从现象和事件发生的条件、过程、原因等方面提出假设;要求高年级学生能基于所学的知识，从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出有针对性的假设，并能说明假设的依据。可见，《课程标准》对于低年级的学生要求作出猜想，而对于中、高年级的学生则要求作出假设。那么，猜想和假设有什么区别呢？

从心理学角度看，猜想是一种思维活动，是学生有方向的猜测与判断，以直觉的推断为主要特征，也包含一定的理性思考成分。猜想是学生自主思维的过程，包含创新因子，积极的猜想是知识的再发现和再创造的良好开端。假设是在观察和搜集的事实材料的基础上，根据科学原理和科学事实进行理性思维加工后，对未知的自然现象及其规律所作出的假定性解释和说明。

具体而言，猜想是学生刚接触到问题后，在已有知识和经验的基础上，结合对客观现实的感性认识，依靠想象、直觉、灵感而作出的猜测。假设是在猜想的基础上经过一系列的分析、比较、推理、类比等思维方式，排除一些不可能的猜想而得到的。假设比猜想更具逻辑性和理性的特征，对探究的问题也更具针对性和指导性。在猜想环节，学生充分发挥主体性，积极主动地提出尽量多的猜测与可能，可能还没有详细考虑问题与猜想之间的因果关系或逻辑关系，因此思维常常处于非常活跃的、非逻辑的、发散的状态。在假设环节，学生需要对猜想进行排查，对作出的各种解释进行提炼总结，因此需要一种逻辑的聚合思维。

由于猜想与假设既是学生在探究前对所研究的问题进行的一种科学的预见性思考，又是制订计划、设计实驗方案的直接依据，可以为后面收集、分析、处理和解释信息提供一个大致的框架，而且探究报告最终也要对猜想与假设是否得到验证给出明确的结论，因此，作出假设对整个探究活动起着指向性的作用。

低、中年级作出假设能力的比较

依据低、中、高年级学生的年龄特点及其思维方式的过渡与变化，根据大象版《科学》教材编写的探究能力要素螺旋上升训练的要求，以及各年级探究能力培养的衔接和递进关系，我们认为，低年级作出简单的猜想是作出假设的初始阶段，为中、高年级提出假设、说出假设的依据进行了必要的铺垫。中年级的作出假设，是在低年级学生以形象思维为主的猜想的基础上的提升，对猜想进行排查或推敲，并且形成假设必须有依据，以及凭借依据对假设进行简单解释的意识和策略，为高年级独立进行有针对性的假设，并能完整、有序地说明假设的依据奠定扎实的基础。可以说，中年级的作出假设起到了承上启下、关乎全局的提升高阶思维能力的重要作用。

我们知道，在科学探究的过程中，当问题转换为学生的假设后，就需要通过科学研究的方式对假设进行证实或证伪。对于低、中年级学生而言，作出假设的要求也是不一样的。

1.对低年级学生作出假设的三点要求

第一，要有教师的指导。教师的指导可以是全方位的，既可以在教学中告诉学生什么是猜想，又可以告诉学生猜想在科学探究中有怎样的地位，还可以训练学生怎样进行猜想和选择哪些猜想进行证明。

例如，《吹泡泡学科学》一课对“怎样吹出大泡泡”这一问题进行猜想时，教师可以告诉学生：“像我们大家提出的加点洗发液、加点白糖、把吹管变粗能吹出大泡泡这样的想法，我们称之为猜想。猜想是同学们根据自己的经验说出来的。但是大家的猜想正确吗？事实真的是这样吗？我们还需要通过实验找到证据来证明我们的猜想是对的还是错的。”此时，教师需要及时引导学生：“大家提出了这么多的猜想，但是由于我们年龄还小，还不能采用每个小组、每位同学都探究自己的猜想的形式。让我们先挑选出全班大多数同学都想探究的一个猜想‘加点白糖可以增大泡泡，然后再研究‘把吹管变粗的猜想是否可行……”

第二，猜想要有一定的依据。这个依据通常是学生的已有经验，经验是学生在日常生活中、科学探究过程中积累的感性知识、方法技巧，它还没有达到理论的体系和高度，具有不严谨、不全面等缺陷，但经验是儿童科学探究经历的宝贵财富，是低年级学生作出猜想的重要依据。

第三，能从某个单一的角度对问题进行简单猜想，不需要严格按照假设的结构来表述。如“我认为条形磁铁的中间磁力最强”“我认为油不能溶解在水里”等，这些猜想不需要陈述理由，表达形式也简单直白，句子结构中也往往不含条件、结果等。

2.对中年级学生作出假设的三点要求

相比低年级的作出假设，中年级明显提出了较高的能力标准。

第一，学生在教师引导下作出假设。显然，就教师的作用而言，“引导”较“指导”的作用表现在思维和行为等方面，增加了对学生放手的时间和空间。如学生从哪些方面进行假设、这样假设的理由、怎样预测、怎样与同学交流等方面，教师可以适时提醒、点拨，提高学生“作出假设”的主动性。

第二，能基于已有经验和所学知识，从现象和事件发生的条件、过程、原因等多方面提出假设，使假设有一定的依据。学生应该把所学的知识和已有的经验纳入作出假设的依据，而且要从多个角度思考，提出可验证的假设。

第三，假设的表述形式更加规范。规范的假设可以展示出对现象和事件发生的条件、过程、原因的推测。如三年级上册第三单元《溶解的秘密》中“搅拌能加快白糖溶解”，是从现象发生的条件作出假设;第四单元《流动的空气》中“蜡烛周围的空气受热后，有一部分向上升，有一部分从侧面下方的开口流出”，是从事件发生的过程作出假设;第五单元《奇妙的声音》中“声音可以向四面八方传播”，是从现象发生的原因作出假设。

中年级学生假設能力的培养策略

依据《课程标准》对中年级学生作出假设要素的要求，在低年级猜想能力训练的基础上，建议教师采取常态教学的“浸入式”训练与特殊教学的“风暴式”训练相结合的策略。

1.“浸入式”训练

常态教学的“浸入式”训练，适用于日常教学，可结合5个综合探究单元进行训练，达到慢慢浸入的效果。

（1）利用追问，使学生认识到假设必须有依据

小学科学课堂教学经验表明，并非所有学生都能对问题作出假设后主动阐述理由或依据，他们的思维往往停留在对假设所表达的观点的关注上。对于教师而言，在作出假设环节，必须清晰地了解学生观点背后隐藏的信息，即假设的依据，只有这样才能有效调动学生的已有知识或生活经验，从而准确无误地把握学生的需求，并选择观察、实验的方向及证据获取的途径。对学生而言，在一个班集体中，一个学生提出自己的观点，其他学生需要把外界刺激提供的信息整合到自己原有的认知结构中，使新旧知识产生紧密联系，这样才能有效地对新观点或现象作出自己的判断，即判断对方的假设性解释是否合理。因此，教师适时的追问，能够起到挖掘、调出信息的作用，为教学决策和学生将要进行的探究取证提供正确的方向，也为他们更好地作出假设提供方法上的指导。

例如，《溶解的秘密》单元第2课的教学中，当教师要求学生对搅拌是否影响白糖溶解的快慢进行假设时，学生通常会回答“能加快”，或者“我认为搅拌能加快白糖溶解”这样的表面观点，而没有继续阐述理由的习惯。因此，教师在此处应追问“你的理由是什么”，或“你这个观点的依据是什么”，或更明确地追问：“你有过这样的经历或经验吗？说说看。”这样，学生才会说明自己的想法或观点背后隐藏的知识与经验，有的学生会进一步利用生活经验加以解释：“我曾发现爸爸给我冲白糖水时端着杯子左右摇晃。”有的学生会利用迁移类比法进行阐述：“那次我感冒了，发现妈妈给我冲感冒冲剂时就是用筷子搅拌的。”

分析学生阐述的依据不难发现，教师的追问，既能追出学生已有的经验，又能追出他们之前所学的溶解知识，更能挖出隐藏很深的三段论中的大前提（搅拌能加快物质在水中溶解的速度）和小前提（白糖是能在水中溶解的物质），所以搅拌能加快白糖的溶解。尽管他们没有意识到这种三段论表述的重要性与逻辑性，也可能没有意识到自己悄然用了联言判断，或者不知道已经将结果（现象）与事件发生的条件或过程进行了联系，但这些依据足以让教师帮助学生梳理几种可以研究的假设，给学生接下来的证实或证伪提供研究的方向。

教学中，教师如果不追问学生作出假设的理由，不顺势告知为什么要从条件、过程、原因等方面说出假设的理由，学生就不会意识到今后在科学探究中作出假设时，可以依据已有的知识和经验，将现象和事件发生的条件、过程、原因相关联，而这正是清晰地作出假设的方法和途径。

（2）利用生生交流，将作出假设训练“落地生根”

教师经常追问，会促使学生自觉地形成作出假设后需要说出依据或理由的习惯。久而久之，教师可以进一步放开学生的思维，利用生生交流的方式，抓住时机“挑动”，用“你听懂他说什么了”或“你同意他的观点及理由吗”这样的提问，引发学生之间交流的真正发生和思维的真正碰撞，从而将作出假设环节的训练做到实处，使之为制订计划、获取证据提供清晰全面的引导。

为什么说教师的语言能起到这样的作用呢？当一个学生发表自己的观点及理由时，教师的习惯用语“你听懂他说什么了”或“你同意他的观点及理由吗”会起到“一箭四雕”的作用：

其一，其他学生若想与表达观点及依据的学生进行交流，那么他们必须先倾听，并保持注意力高度集中。

其二，其他学生必须将该生的语言与自己的思维融合，以做出自己的判断。

其三，其他学生必须用自己的语言表明理解了该生的观点。

其四，其他学生必须穿插自己的评价与质疑，进而发表自己的肯定、否定意见或质疑。

这样，在教师的语言引导下，生生交流就能很好地形成，能够促使作出假设环节的教学落到实处。学生在评价、质疑等交锋中，高阶思维能够得到有效训练。

例如，在《空气占据空间》一课中，教师出示一张便利贴和扣紧瓶盖的半截塑料瓶，便利贴粘在半截塑料瓶的瓶口，水槽盛有近四分之三的水，水面高于塑料瓶高度的一半。在对“把瓶口向上缓慢地扣入水中，纸便利贴是否会湿”进行假设时，由于教师始终不轻易评判学生观点及依据的对与错，几经引导，使教学逐步进入高潮：

师：如果把塑料瓶瓶口朝上，竖直向下缓慢地扣到水中去，压住几秒，再竖直向上缓慢取出，你觉得里面的纸便利贴会湿吗？为什么？

（学生先小组内部讨论，再在班级内交流。）

生1：我觉得纸不会湿。因为空气占据了瓶子的一半空间，水进去一半。

师：如果用画圆圈的方式表示空气，用横线表示水，怎样画出你的理由？

（学生画出第一种状态图。）

师：你同意他的观点和理由吗？

生2：我也认为纸不会湿，但理由不太一样。我认为水会进去一点，纸在上面，纸不会湿。

师：这位同学说的你们听懂了吗？是什么意思呢？谁再说一下。

生3：我觉得她的意思是纸在最上边。瓶子往下压的时候，水会进去一点，但是不会高于纸的位置，因为瓶子里面有大部分空间被空气占据着，水上不去，纸不会湿。

师：他说的是你的想法吗？（生2点头。）

生4：她（生2）的意思是纸贴在上面，瓶子往下压，纸不会湿。我同意她说的纸不会湿的结果。但原因是，空气占据瓶子的全部空间，竖直向下压，空气不出去，水一点也进不去。

（学生画出第二种状态图。至此，虽然对纸不湿的结果推测是一致的，但在教师引导下，学生对原因的分析却出现了三种不同的情况。）

生5：我的觀点和他们的不同，我认为纸会湿。因为水比瓶子高，当瓶子进去的时候，水就会进去，因为我们学过水是没有固定形状的。当瓶子压到水里的时候，它会盖住水，水就会进到瓶子里，变成满瓶的水。这样的话，纸就会全部湿了。

（学生画出了第三种状态图，水在瓶子里。）

生6：我同意他（生5）的说法，纸会湿。但我和他的理由不一样，我认为空气不占据瓶子的空间，水能进满。

至此，学生形成两种不同的观点，但理由却大相径庭。

观点一：纸不湿，但理由不唯一，至少有三种。

观点二：纸会湿，理由也不尽相同。

试想，若没有上述学生的思维交流，没有教师引导学生思维的碰撞，教师就难以知道学生头脑中纷繁而迥异的观点。

经过师生一起梳理，基本形成了假设的两种观点、五种理由。接下来的时间，学生可以依据不同的假设结果和理由，利用可视实验获取证据，检验所作假设和理由的真伪，为以后压缩空气的学习奠定了知识和经验的基础。

2.“风暴式”训练

特殊教学的“风暴式”训练，适用于特意设计的教学，教师可结合教材起始的准备单元和末尾的反思单元进行，达到促进学生快速认知的效果。

（1）利用首尾两单元的优势，进行基于依据作出假设的训练

对于探究式学习，作出假设的意义在于明确研究的目标，聚焦研究的对象。在后面的探究过程中，师生将围绕假设收集信息、分析信息，验证假设的真伪。只有在学生理解了假设的含义后，教师才能组织他们开展探究活动，否则，探究就缺乏目的性。

如执教三年级上册起始单元《倒立的小丑》时，教师可以集中优势，采取“风暴式”训练来培养学生作出假设的能力。教师可借助多媒体播放一些有关小丑走钢丝的视频资料，给学生视觉上的冲击，引导他们从具体现象的观察中提出可探究的科学问题：怎样让小丑不轻易地从钢丝上掉下来？引导学生从现象发生的条件、原因等方面提出假设：如果给小丑每只手上固定一个重物，小丑就不会轻易地从钢丝上掉下来。如果增加小丑手臂的长度又会怎样？教师充分利用这个独特的单元，让学生了解什么是假设，知道假设要有依据，进而让学生理解假设可以从问题发生的条件或原因等角度来表达。例如，如果……（条件），那么……（结果）。

同样，教师可以结合反思单元，如三年级上册《达尔文给我们的启迪》，分析达尔文是怎样提出猜想、假设和假说的，并对自己作出假设的训练过程进行反思，提升认知能力。

（2）利用对学生评价的时机，进行作出假设的训练与评测

教学和评价是课程实施的两个重要环节，相辅相成。评价既对教学的效果进行监测，也与教学过程相互交融，从而促进与保证学生的发展。我们既可以利用过程性评价，也可以利用终结性评价来检测学生的学习效果。

例如，结合三年级下册第三单元《植物的一生》，教师可对学生进行具有拓展性的作出假设的训练与测查。

小兰家的阳台上养了一盆绿萝，长得很茂盛。假期到了，小兰一家要外出旅行，她将绿萝放到房间，关好门窗。20天后，小兰一家回来，却发现绿萝枯萎了。

问题：请你推测，导致绿萝枯萎的原因可能会有哪些。

这个测查题目，不是教材的翻版，主要测查学生作出假设的能力，测查学段目标的落实——能基于已有的经验和所学的知识，从现象（绿萝枯萎）和事件发生的条件、过程、原因等方面（如没有足够的水、长时间空气不流通、气温变化等）作出假设。

当然，教师对学生进行作出假设训练的方法还有很多，如从结论或现象开始反向分析探究成因或条件的逆向假设法，运用变量识别与控制来推测变量之间关系的变量相关法，从事物发展变化的过程及状态推测事物变化的初始状态的推导原型法等。

综上所述，培养学生作出假设的能力，既可以从日常教学抓起，也可以进行集中训练;既要让学生明白作出假设的目的和意义，又要让他们养成作出假设需要说明依据的习惯和能力。要想达到这样的目的，需要科学教师精心设计教学，定向地对中年级学生进行训练，为他们在高年级的作出假设能力的提升奠定基础。