科學教學中學生“猜想與假設”能力培養

初中《科學課程標準》強調科學探究，并把科學探究作為學生學習科學重要的學習方式。科學探究的主要過程有，提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流。其中猜想與假設是非常重要的環節，那么如何在科學教學中培養和提高學生“猜想與假設”的能力呢？

要使學生具有合理的猜想，作出科學的假設，需要學生掌握一定的科學知識作為基礎，故指導學生在學習中、生活中積累一定的經驗，掌握一定的科學知識尤為重要。如果沒有足夠的知識作為依據，猜想就成了主觀的、憑空的猜想，由此所作出的假設也就必然失去科學的意義。

猜想與假設是科學思維的一種形式，猜想是學生接觸到問題后，根據學生已有的知識經驗在強烈的好奇心驅使下進行的演繹、歸納、類比及推理為一體而得出結論的一種發散思維，假設是在猜想的基礎上經過一系列的觀察、實驗、分析、比較、歸納等邏輯推理排除掉一些不可能的猜想而得到的較為科學的推論。合理的猜想是知識與能力的綜合體現，是一種追根問底、勇于探究并開拓求知領域的創新意識的體現。因此，在猜想環節中，充分發揮學生主體性，使學生積極主動地提出盡量多的猜測與可能，讓學生的思維常常處于一種非常活躍的、發散的狀態。假設比猜想更具有合理性，在假設環節，指導學生通過對猜想的認真排查和做出種種的解釋進行提煉總結，從而作出合理的假設。要注意培養學生的邏輯聚合思維能力。我們知道，在科學探究中，提出合理的猜想與假設除了給探究活動指明方向外，還可以充分發展學生的創造性思維，培養學生的創造能力，使學生養成良好的科學素養。

科學探究活動是豐富多彩、多種多樣的，教師要注意引導學生重視問題情境的創設，以引起學生的好奇心和求知欲，激發學生的學習興趣和探究的欲望，使學生在符合客觀事實的基礎上，能夠在活動中發現問題、提出問題，作出切合實際的猜想，凸顯問題解決方式或答案的信息。例如，在探究壓強概念時，提供這樣的情景：某學生在河邊玩耍，看見兩女士在河邊散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，盡管她們體重看起來相當，但她們留在河邊濕地上的腳印深淺卻有明顯的差別。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的則寬而淺。該學生感到這可能有一定的道理。學生提出壓力的作用效果與哪些因素有關的問題后，根據題目中的信息“一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋”，“體重相當”由學生自主猜想，各抒己見。在爭鳴中學生的猜想會逐漸由片面到全面，由膚淺到深入，由個別猜想到形成集體意見，最后大家形成共識“高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的則寬而淺”的原因可能與受力面積有關，在此基礎上引導學生猜想，作出壓力作用效果與受力面積和壓力有關的假設。明確實驗探究的目標，合作猜想所作出的結論，凸現了學生的主體地位。

著名科學家牛頓有句名言：沒有大膽的猜想，就不可能有偉大的發現和發明。猜想是一種難度較大的飛躍式的創新思維，學生學習科學知識和探索活動時，他們往往不敢猜想，這時就需要教師的鼓勵和引導，因此，在學生掌握了較多的科學文化知識和積累了較多的生活經驗的情況下，鼓勵學生大膽猜想，不管他們的猜測是否準確合理，教師都要持肯定的態度。發揮他們的主觀能動性，通過想象、直覺、靈感等多種思維形式推出猜想，最后通過實驗予以驗證。這樣就比較充分地調動了學生的積極性和主動參與的心理，從而激發學生學習科學的濃厚興趣。比如在演示自制溫度計，盛水玻璃瓶放入熱水中時，不妨先讓學生猜猜，細玻璃管中的水柱會怎樣變化，盡管學生大多數都能猜到，但不能因為容易就忽視猜想這一環節。讓他們從中體會成功的喜悅。

學生在日常生活和學習中形成了大量的日常經驗和知識，它們是學生進行猜想的直接來源和素材。直覺思維是未經逐步分析就迅速對問題答案做出合理的猜測、設想或突然領悟的思維。它往往會形成智慧的火花，迸發出創造的靈感。在探究教學中充分利用學生的經驗和直覺讓學生猜想是培養學生猜想能力的有效手段。例如，在牛頓第一定律的探究教學中，師生一起做斜面實驗，看到三種表面上的不同情況：斜面越光滑，小車運動的就越遠。學生憑直覺感覺到：若斜面非常光滑，則小車就會運動的非常遠。從而提出猜想：運動物體不受外力作用下，就會永遠做勻速直線運動。

學生對一些事實進行歸納、總結，得出物理現象和過程的結論的可能，從而提出猜想。例如，人發出聲音時聲帶振動；蜜蜂發出“嗡嗡”聲時翅膀在振動；敲擊桌子時，桌子振動發出聲音；撥琴時，琴弦振動發出聲音……學生通過對大量實例歸納提出猜想：聲音是由物體的震動產生的。

科學研究中，常用已知的現象和過程同未知的現象和過程相比較，找出它們的共同點、相似點或相聯系的地方，然后依此為根據推測未知的現象和過程的某些特性和規律。在探究教學中，可以通過聯想利用這種類比的方法提出猜想。例如，在探究串聯電路中電流的特點時，通過電流可以聯想到水流，引導學生把電路類比成管道，電流類比為水流，學生對水在管道中流動的情況是熟悉的，從而提出串聯電路中各處電流相等的猜想。

在科學探究中還有很多提出猜想的方法，例如觀察分析法、反向思維法、溯因判斷法、因果判斷法、概括外推法等。這就需要教師在教學時根據探究內容和學生的已有知識經驗及客觀事實對學生進行適當引導。