淺談在科學(xué)探究中學(xué)生猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)

鄭軍艷

摘要：科學(xué)探究遠(yuǎn)不只是設(shè)計實(shí)驗(yàn)以及對觀察到現(xiàn)象進(jìn)行解釋或得出結(jié)論，提出聰明的猜想和假設(shè)是十分必要的。讓學(xué)生根據(jù)所提供的科學(xué)探究內(nèi)容、有結(jié)構(gòu)探究材料以及機(jī)會進(jìn)行猜想和假設(shè)，就是根據(jù)已有的科學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，對解決問題的方式和問題的答案提出猜想與假設(shè)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。是一種處在積極的起始萌發(fā)狀態(tài)的思維過程，每一項猜想和假設(shè)都是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新思維的具體體現(xiàn)。猜想和假設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)想象力的基本形式和主要途徑，也是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動的一個重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究;猜想;假設(shè)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-1578（2019）07-0177-01

猜想與假設(shè)是科學(xué)思維的一種形式，是研究者根據(jù)已知事實(shí)材料和科學(xué)知識對所研究的問題做出的一種猜測性陳述。學(xué)生猜想與假設(shè)的能力的水平高低直接影響科學(xué)探究能力的水平，因此，探索在科學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生猜想與假設(shè)的能力的教學(xué)策略具有重要的意義。合理的或大膽的猜想往往閃爍著智慧的火花，無意中的直覺往往可以打開解決問題的大門，激發(fā)創(chuàng)造的靈感，發(fā)揮自己的想象能力，一種大膽而有根有據(jù)的判斷往往也可以突破層層迷團(tuán)，實(shí)現(xiàn)探究的目的。

1.猜想與假設(shè)和科學(xué)探究關(guān)系

猜想與假設(shè)是科學(xué)探究中重要的方法。在初中科學(xué)探究中，猜想與假設(shè)的主要目的是讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，體驗(yàn)探究的樂趣。猜想與假設(shè)是對問題中事物的因果性、規(guī)律性做出的假定性解釋。猜想是學(xué)生接觸到問題后，在已有知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合對客觀現(xiàn)實(shí)的感性認(rèn)識依靠直覺而做出的各種假定。假設(shè)是在猜想的基礎(chǔ)上經(jīng)過一系列的觀察、實(shí)驗(yàn)、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(xué)的假設(shè)。假設(shè)比猜想更具有合理性，對探究的問題更有針對性和指導(dǎo)性。在猜想環(huán)節(jié)，學(xué)生充分發(fā)揮主體性，積極主動地提出盡量多的猜測與可能，不需要考慮問題與猜想之間的因果邏輯關(guān)系，因此思維常常處于一種非常活躍的、非邏輯的、發(fā)散的狀態(tài)。在假設(shè)環(huán)節(jié)，通過對猜想的排查和做出種種的解釋進(jìn)行提煉總結(jié)，因此需要一種邏輯的聚合思維。在科學(xué)探究中，提出合理的猜想與假設(shè)除了為探究活動指明方向外，可以充分發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

2.猜想與假設(shè)的原則和能力培養(yǎng)

2.1 建構(gòu)的猜想與假設(shè)應(yīng)科學(xué)合理，且有積極探究的情景性

教學(xué)中，教會學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識，創(chuàng)建合理假設(shè)非常關(guān)鍵，它直接影響后續(xù)的探究活動教學(xué)，除此之外，創(chuàng)設(shè)探究的教學(xué)情景也至關(guān)重要。合理的假設(shè)在已知事實(shí)和推測，設(shè)想之間有必然的邏輯聯(lián)系和內(nèi)在一致性。假設(shè)具有明顯的可假設(shè)的合理性，可驗(yàn)證的現(xiàn)實(shí)性。假設(shè)的合理性主要體現(xiàn)在兩方面：

第一，說假設(shè)是合理的，是因?yàn)橛靡约僭O(shè)的事實(shí)和理論，雖不充分，但卻真實(shí)可靠。如著名的科學(xué)家羅伯特·波義爾在一次實(shí)驗(yàn)中，不小心將鹽酸濺到紫羅蘭花瓣上，過一會兒，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，紫色的花瓣上出現(xiàn)了紅點(diǎn)，波義爾對這一意外發(fā)現(xiàn)作出種種假設(shè)：（1）用醋或其他酸液是否也能使紫羅蘭花瓣汁液從藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色;（2）除紫羅蘭花汁外，玉米花，玫瑰花，蘇木（即巴西木），櫻草，洋紅及石蕊等花汁是否也有類似顏色的變化;（3）除酸以外，堿是否也能引起顏色變化。波義爾從偶然發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象中，作出合理假設(shè)，事實(shí)雖是個別，但隨著假設(shè)的證實(shí)，卻成為指示劑的發(fā)明家。

第二，假設(shè)不應(yīng)與已證實(shí)的相關(guān)概念，原理，驗(yàn)證過的事實(shí)相矛盾。新的假設(shè)應(yīng)能解釋已有事實(shí)，如果假設(shè)同其中的一個事實(shí)不符，那么這個假設(shè)就應(yīng)拋棄或修正。如有學(xué)生認(rèn)為氧化鈉（NaO）與氧化鎂（MgO）都是金屬氧化物，也都是堿性氧化物，于是推測形成氧化鋅這種金屬氧化物也是堿性氧化物的假設(shè)。但這個假設(shè)在“事實(shí)和推測”之間不存在內(nèi)在一致性。堿性氧化物是只能與酸反應(yīng)生成鹽和水（概念）。但氧化鋅不僅能與酸反應(yīng)生成鹽和水，還能與堿反應(yīng)生成鹽和水（事實(shí)），可見概念與事實(shí)不符，且與已證實(shí)的兩性氧化物（如A1203）事實(shí)相矛盾，所以氧化鋅是堿性氧化物的假設(shè)不成立。

假設(shè)一般要經(jīng)過提出假設(shè)和驗(yàn)證假兩個階段。驗(yàn)證既可以證實(shí)也可以證偽;無論證實(shí)和證偽都能有效提高學(xué)生認(rèn)知加工的水平和層次。

2.2 教學(xué)中猜想與假設(shè)應(yīng)創(chuàng)設(shè)積極的探究情景

科學(xué)探究教學(xué)從探究課題的引入到延伸擴(kuò)展，要讓學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐，增強(qiáng)體驗(yàn)，就必需創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情景，使探究活動在內(nèi)容與情景兩個維度上展開，以啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生“感覺到”問題情景與先前的知識和經(jīng)驗(yàn)有著某種內(nèi)在的必然聯(lián)系，親臨其境，自感自悟，靜思揣摩，有時對問題的解決雖仍具有某種不確定性，但在情感的支配下，樂于自主地進(jìn)行猜測，想象，驗(yàn)證等系列探究活動。

在探究活動中，教師要充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)是一個連續(xù)的累積過程。因此，探究的問題應(yīng)在學(xué)生已有的知識經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)，已獲得的動作技能，習(xí)得態(tài)度的基礎(chǔ)上展開;任何探究活動一旦離開與原有知識相連結(jié)的情境，就不可能有學(xué)生真正的自主參與探究，成功解決問題的活動。

探究教學(xué)重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，以引起學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題.由于學(xué)生不可能像科學(xué)家一樣在紛繁復(fù)雜的自然現(xiàn)象面前，根據(jù)自己豐富的知識經(jīng)驗(yàn)和敏銳的感覺提出科學(xué)的猜想和假設(shè)，因此，教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時要在符合客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，凸顯出一些問題解決方式或答案的信息，使創(chuàng)設(shè)的情境對學(xué)生的猜想和假設(shè)具有一定的啟發(fā)和暗示性。這樣學(xué)生在猜想與假設(shè)時，就有一個較為明確的方向，不至于做出一些毫無邊際的猜想與假設(shè)，同時培養(yǎng)了學(xué)生收集信息的能力。

猜想與假設(shè)是科學(xué)探究中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要因素，猜想與假設(shè)能力是科學(xué)探究中的一種重要能力，但學(xué)生的猜想與假設(shè)能力并不會自動的增強(qiáng)，它需要在教育教學(xué)中結(jié)合學(xué)生的已有知識和經(jīng)驗(yàn)不斷進(jìn)行引導(dǎo)和訓(xùn)練。

參考文獻(xiàn)：

[1]中學(xué)生在科學(xué)探究中進(jìn)行“假設(shè)與預(yù)測”能力的實(shí)踐研究[J].劉秀苑，袁靜如，錢揚(yáng)義，鄧峰，謝澤琛.化學(xué)教學(xué).2006（03）.

[2]關(guān)于中學(xué)生猜想與假設(shè)思維活動的初步研究[D].李奇云.廣西師范大學(xué)2005.