物理探究教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生合理猜想的策略

熊建新

猜想與假設(shè)是科學(xué)探究環(huán)節(jié)中的核心環(huán)節(jié)，是七大科學(xué)探究要素中的核心要素，在科學(xué)探究活動(dòng)中起著承上啟下的作用，決定著探究的方向和內(nèi)容。猜想是根據(jù)已有的原理知識(shí)或者經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，對(duì)未知的現(xiàn)象、問題或規(guī)律進(jìn)行理性思維而做出的猜測(cè)性推斷。在實(shí)際教學(xué)中，存在這樣的情況：學(xué)生憑直覺胡猜亂想；猜想邊緣化；全班悶不作聲；根據(jù)課本提示或結(jié)論說(shuō)出猜想；由于受教學(xué)進(jìn)度的限制，教師常常替學(xué)生猜想。學(xué)生的合理猜想中融合了直覺、聯(lián)想等思維要素，猜想環(huán)節(jié)是學(xué)生思維最活躍的一環(huán)，也是科學(xué)探究中最具創(chuàng)造性的一環(huán)。

在探究教學(xué)中，為什么會(huì)出現(xiàn)不會(huì)猜、亂猜、假猜的情況？原因是教師一開始就突然給學(xué)生提出一個(gè)探究的問題，學(xué)生在短時(shí)間里不能把頭腦中已有的原理知識(shí)或者經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與目前探究的新問題聯(lián)系起來(lái)，思維通道暫時(shí)堵塞了，只能憑直覺亂猜或者根據(jù)課本提示、結(jié)論說(shuō)出猜想。學(xué)生對(duì)探究的問題要有廣泛的、概況化的背景知識(shí)，如果對(duì)某一問題一無(wú)所知的話，也就不能做相應(yīng)的思考，更談不上合理猜想了。因此，為學(xué)生的合理猜想設(shè)置經(jīng)驗(yàn)事實(shí)、感性知識(shí)、原理、思維方法等的鋪墊，并相應(yīng)提出一些問題，為學(xué)生的思維搭橋，促使學(xué)生進(jìn)行有指向性的、有序的、理性的思考，是引導(dǎo)學(xué)生合理猜想的有效策略。

一、利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)合理猜想

創(chuàng)設(shè)基于學(xué)生生活的問題情境，能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，給學(xué)生的猜想一定的啟發(fā)和暗示，使其能自主做出合理猜想。如“探究動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)”。在學(xué)生建構(gòu)動(dòng)能的概念后，可以創(chuàng)設(shè)以下基于生活的問題情境：1.用手遞給你鉛球，你敢接嗎？為什么？2.投過來(lái)的鉛球，你敢接嗎？為什么？3.投過來(lái)的皮球（排球），你敢接嗎？為什么？4.猜想一下，物體動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)呢？學(xué)生通過對(duì)以上問題的理性思考，能很快自主做出合理猜想。再如“探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”。可以用多媒體創(chuàng)設(shè)以下基于生活的問題情境：先展示一對(duì)青年男女在沙灘上行走的圖片，請(qǐng)學(xué)生比較哪一個(gè)人對(duì)沙灘壓力的作用效果更明顯。然后播放視頻，顯示兩個(gè)人腳印的特寫，體重較大的男生腳印淺，體重較小的女生腳印反而較深。最后請(qǐng)學(xué)生思考，壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？通過創(chuàng)設(shè)這個(gè)產(chǎn)生認(rèn)知沖突的問題情境，學(xué)生能自主做出合理猜想。利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境的方法很多，還可以用播放錄像，演示動(dòng)態(tài)課件，引用民間流傳的俗語(yǔ)或諺語(yǔ)等。

二、利用學(xué)生已有的原理、知識(shí)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)合理猜想

在探究教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)基于已有原理、知識(shí)的問題情境，能疏通學(xué)生的思維通道，引導(dǎo)學(xué)生有序地、理性地思考，自主做出合理猜想。如“探究電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)”，可以創(chuàng)設(shè)以下問題情境：1.電爐絲通過導(dǎo)線接到電路里，電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？從這一現(xiàn)象中你猜想電熱與什么因素有關(guān)呢？2.在夏天的用電高峰期，一些線路未改造的老舊社區(qū)發(fā)生火災(zāi)的主要原因是什么？你猜想一下電熱與什么因素有關(guān)？3.電爐剛通電時(shí)電爐絲還不熱，過一會(huì)兒電爐絲才發(fā)紅發(fā)熱。通過這一現(xiàn)象，你猜想一下電熱還與什么因素有關(guān)呢？學(xué)生通過思考、討論能自主做出合理猜想。

有的探究問題可以先讓學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)的原理、知識(shí)，設(shè)置與探究問題相關(guān)的原理、知識(shí)上的鋪墊，再引導(dǎo)學(xué)生思考探究的問題，學(xué)生能自主做出合理猜想。如“探究斜面的機(jī)械效率與什么因素有關(guān)”。首先引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出斜面的機(jī)械效率公式η=Gh/FL，然后請(qǐng)學(xué)生思考從這個(gè)公式出發(fā)考慮，斜面的機(jī)械效率與什么因素有關(guān)？學(xué)生通過分析、討論、教師的點(diǎn)撥能得出斜面的機(jī)械效率與物重、斜面的傾角、斜面的粗糙程度有關(guān)。再如“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素有哪些”。首先引導(dǎo)學(xué)生回憶測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的公式η=Gh/FS，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出η=G/（G+G動(dòng)）（不計(jì)摩擦、繩重）。然后引導(dǎo)學(xué)生思考從這兩個(gè)公式出發(fā)考慮，影響滑輪組機(jī)械效率的因素有哪些？學(xué)生通過分析、討論能自主做出合理猜想。

三、通過學(xué)生活動(dòng)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)合理猜想

創(chuàng)設(shè)基于學(xué)生活動(dòng)的問題情境，能活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的探究熱情和興趣。學(xué)生通過對(duì)活動(dòng)的感悟、對(duì)問題的思考，能自主做出合理猜想。如“探究二力平衡的條件”可以創(chuàng)設(shè)以下基于活動(dòng)的問題情境：先讓學(xué)生思考，如果一位同學(xué)站在滑板車上保持靜止，另兩位同學(xué)從兩邊拉他，而滑板車保持靜止，應(yīng)該怎么拉？這兩位同學(xué)的拉力應(yīng)滿足什么條件？然后請(qǐng)三位同學(xué)表演，最后請(qǐng)同學(xué)猜想，如果一個(gè)物體只受兩個(gè)力保持靜止，這兩個(gè)力應(yīng)滿足什么條件呢？雖然活動(dòng)中滑板車不止受兩個(gè)力，但學(xué)生通過對(duì)活動(dòng)的感悟，立體的思考，能自主做出合理猜想。再如“探究滑動(dòng)摩檫力的大小與什么因素有關(guān)”?？梢詣?chuàng)設(shè)推紙箱子（裝書、不裝書）在不同表面上運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)。

四、通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)合理猜想

在探究教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)可以吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)生的好奇心，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以激發(fā)學(xué)生的空間思維。創(chuàng)設(shè)基于實(shí)驗(yàn)（演示或分組實(shí)驗(yàn)）的問題情境，可以引導(dǎo)學(xué)生合理猜想。以下是“探究串聯(lián)電路中電壓的關(guān)系”，引導(dǎo)學(xué)生合理猜想的案例。

師：現(xiàn)在我把一個(gè)燈泡（2.5V 0.3A）接入電池組，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察亮度。

師：現(xiàn)在我把另一規(guī)格的燈泡（3.8V 0.3A）接入電池組，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察亮度。

師：現(xiàn)在我把規(guī)格不同的兩個(gè)燈泡（2.5V 0.3A）、（3.8V 0.3A）串聯(lián)接入電池組，請(qǐng)同學(xué)們注意觀察亮度。

師：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)描述觀察到的現(xiàn)象。

生：兩燈單獨(dú)接入時(shí)亮，但亮度不一樣；串聯(lián)接入時(shí)，兩燈都比單獨(dú)接入時(shí)暗，亮度不一樣。

師：為什么串聯(lián)接入時(shí)，兩燈都比單獨(dú)接入時(shí)暗，亮度不一樣？

生：可能是每個(gè)燈泡兩端的電壓變小了，且電壓不同。

師：那么，串聯(lián)電路中，電源電壓與各用電器兩端的電壓有什么關(guān)系呢？

生：串聯(lián)電路中，各用電器兩端的電壓之和可能等于電源電壓。

學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和對(duì)指向性問題的思考，能自主做出合理猜想。再如“探究浮力的大小”，可以先演示用彈簧測(cè)力計(jì)吊著鋁塊逐漸浸入盛滿水的溢水杯中，用小桶接溢出的水。然后請(qǐng)學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象，思考浮力的大小可能與什么有關(guān)？學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，通過直覺猜想到浮力的大小可能與排開的水的重力有關(guān)。

五、運(yùn)用類比推理（聯(lián)想），引導(dǎo)合理猜想

類比是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象之間在某些屬性上的相同或相似，類推出它們的其他屬性可能相同或相似的一種邏輯思維方法。這種方法既借助已有知識(shí)，又超越其框架，使看似不相干的事物聯(lián)系起來(lái)，是一種創(chuàng)新思維。有的探究問題，可以用類比推理（聯(lián)想）法，引導(dǎo)學(xué)生合理猜想。如“探究通過導(dǎo)體的電流大小跟什么因素有關(guān)”。先讓學(xué)生思考，水流通過水管口的流量跟什么有關(guān)？經(jīng)討論、交流達(dá)成如下共識(shí)：當(dāng)這段水管的阻力一定時(shí)，水壓越大，水流量越大；當(dāng)水壓一定時(shí)，這段水管的阻力越小，水流量越大。再引導(dǎo)學(xué)生思考，電流好比水流，電壓好比水壓，電流通過導(dǎo)體好比水流通過水管，猜想一下，通過導(dǎo)體的電流大小跟什么因素有關(guān)？學(xué)生通過類比推理（聯(lián)想）能自主做出合理猜想。再如“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”，也可用類比推理（聯(lián)想）的方法，水流通過水管會(huì)受到阻礙作用，水管的長(zhǎng)度、水管的材料、水管的孔徑會(huì)影響水流受到阻礙作用的大小。電流通過導(dǎo)體好比水流通過水管，會(huì)受到阻礙作用，哪些因素會(huì)影響電流受到阻礙作用的大??？學(xué)生通過類比推理（聯(lián)想）能自主做出合理猜想。雖然類比推理（聯(lián)想）進(jìn)行猜想不一定科學(xué)，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)新思維能力是有裨益的。

雖然學(xué)生的猜想活動(dòng)是在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行的，不是真正意義上的猜想，但是學(xué)生經(jīng)過長(zhǎng)期的猜想訓(xùn)練，經(jīng)過長(zhǎng)期的熏陶后，會(huì)深刻地感悟到猜想有依，并敢于猜想，善于猜想，想象力、創(chuàng)新思維能力得到培養(yǎng)，科學(xué)素養(yǎng)得到提升，這才是我們重視猜想的真正目的。

【責(zé)任編輯 郭振玲】