──浅谈科学探究中的猜想与假设

江西省萍乡市教研室　　汪菁华

为进一步推进素质教育，培养学生的创新精神和动手能力，新课程标准中提倡在初中物理教学中注重科学探究，下面我就科学探究中的猜想（与假设）这一环节的教学谈谈体会。

一、猜想在科学探究中的意义

猜想是根据一定目的在头脑里独立形成新表象的过程，是创造想象的前奏。爱因斯坦说过：“想象力比知识重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉，严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”正因如此，猜想在科学探究中具有极为重要的意义，它是科学探究的出发点和内在动力。

英国科学家法拉第把电流能产生磁场的道理通过颠倒过来猜想：“磁能否生电？”经多次实验，终于发明了发电机，使人类进入了用电的时代；著名物理学家、数学家牛顿从苹果熟了落向地面，而不是飞上天空，猜想苹果可能是受了某种力的作用而落向地面。经过多次实验、探索，终于有了万有引力定律的发现。在科学探究教学时，学生在学习知识的过程中自主、独立地发现问题，并通过实验、调查、信息处理、合作交流等方式，获得知识、技能、情感与态度。这与科学家认识、研究自然的过程是何等的相似。他们要获取的东西对他们来说都是未知的，需要获得各种信息并进行思维加工，对问题进行猜想。因此猜想在知识形成的过程中是一个不可缺少的环节，它能开启学生的思维。在物理学教学中猜想的作用主要表现在以下两方面。

首先，猜想是促进学习的动力，猜想能诱导学生主动寻求问题的解答，能激起学生认识自然的欲望与兴趣，使课堂气氛活跃，激起学生思维的波澜。例如在教学“光的传播”时，先准备好以下器材：激光手电筒一个、空气清新剂一瓶、玻璃砖一块、水一烧杯。将手电筒打开照到墙上，学生看到一个“红斑”。从手电筒发出的光是怎样射到墙上的？它的传播路径是直的还是弯的？让学生猜想，有的认为是直的，有的认为是弯曲的。思维往往在争议中碰出火花，争强好胜的学生们想马上验证自己的猜想是不是正确。实验的欲望非常高，这就有效地调动学生学习的积极性。

其次，猜想能激励学生的思维，创造性思维始于对困惑或问题的认识，是围绕解决问题而进行的。鲁得亚说：“在人有适当的动机要使课题变得迫切了，并且它的解决成为必要的了，当人要从他人所处的情境中走出来，而又没现成的（先天的或习惯的）解决办法时，只有这种场合思维才出现。”例如，在认识实验室常用的温度计后，再学体温计可以向学生提出如下猜想：用实验室常用的温度计测量人的体温合适吗？有哪些缺陷？应如何改进？这样的猜想可使学生的思维处于激发状态，它将激励学生积极思考。

可见，在教学中，猜想能激发学生的兴趣，放飞学生的思绪，为教学活动的成功进行创造良好的氛围。

二、猜想的活动方式

积极的猜想能激发学生的学习兴趣，激发学习的欲望，激起学生思维的波澜，但凭空猜想和漫无边际的猜想只能活跃课堂气氛，没有真正的价值，如何让学生不落入俗套，作出有价值、有创新的猜想呢？

1.逆向猜想。即有意识地打破常规的思维方式去思考问题，也就是我们所说的反过来想一想，唱一唱反调。例如，英国科学家法拉第猜想：“磁能否生电？”经多次实验终于发明了发电机，使人类进入了用电的时代。1800年意大利物理学家伏特发明了伏特电池，第一次将化学能转化成电能。英国化学家戴维想：既然化学能可以转化成电能，那么，电能是否“反过来”也可以转化为化学能呢？他做了电解实验，成功了，他们通过电解物质，1807年发现了钾等7种元素。

2.迁移猜想。即从其他事物中得到启示，也就是能触类旁通的猜想方式。人类的许多发明都是通过这种方式猜想得来的。例如，从鸟的飞行，联想到给人插上翅膀去飞行，终于有了今天的飞机……都是这方面的成功的例子。

三、猜想情境的创设

问题是物理教学的核心，而猜想则是解决问题的前奏。解决问题首先要对问题答案的各种情况进行合理猜想，然后再设法对猜想进行验证。因此，教师无论是教学的整体过程，还是在教学过程的某些微观环节，都应重视猜想情境的创设，使学生进入问题探索者的角色。那么物理教学中教师如何创设情境让学生去猜想呢？

1.呈现现象或事实时创设猜想情境。物理现象的展示是创设猜想情境的有效手段。例如，在教学“液体的蒸发”一课时，先给学生呈现如下现象：用扇子对着一支温度计扇，让学生猜想温度计的读数会不会变？然后将实验结果呈现给学生，看到温度计的读数并没有变化。接着将温度计的玻璃泡包上棉花，将棉花浸入酒精中，然后从酒精中取出再用扇子扇，让学生猜想温度计的读数会不会变化？然后将实验结果呈现给学生看，发现温度计的读数已下降。最后让学生寻找现象的原因，则学生的兴趣盎然。

2.引出新问题时创设猜想情景。开门见山的猜想往往能直接切入主题。如在讲授减弱噪声途径时，先复习声音传入人耳的过程。接着抛出问题让学生猜想：如果想减弱噪声应从哪些方面入手？有哪些方法？结果学生结合所讲的知识，通过积极思维进行猜想。有一个学生想到：可用中空双层玻璃（即将双层玻璃中的空气抽掉）来减弱噪声。谁能说这不是一个有效的防噪声的方法呢？

3.激发思维困惑时创设猜想情境。思维困惑的出现和解决，在学生的学习过程中有着极其重要的作用。当一些与学生已有的知识、生活经验截然相悖的现实出现在学生眼前，令学生不得不承认“这是事实”的同时，强烈的好奇心和求知欲，也常常会在此刻大展魅力，促进学生进行各种大胆的猜想，并千方百计为之寻求验证的方法。例如：在教学额定功率和实际功率知识时，先让学生看两只灯泡，一只标有“220V 100 W ”，另一只标有“220V 40W”，然后将他们串联在电路中，让学生猜想：哪只灯更亮？不少学生会毫不犹豫地说：“100W的灯泡会更亮”。闭合开关后，学生发现40W的灯比100W的灯亮得多，这是怎么回事呢？这个现象与他们的猜想截然不同。此时学生迫切希望得到答案，探究积极性空前高涨，猜想造成这一现象的各种原因。学生自然投入到学习中来了。

4.动手操作时创设猜想情境。例如，在学习光的直线传播前，先让学生取几张白纸，其上分别刻有小三角形、圆形、长方形的孔（线度尽可能小些）。将它们分别平置于日光灯下靠近桌面处，先猜想桌面上出现的“光斑”将各是什么形状？然后通过实验检验猜想。许多学生认为“光斑”形状将分别是：三角形、圆形、长方形。但实际上他们所看到的都是细长的长方形。这就使学生困惑不解，急切想知道即将学习的知识是如何解释这一现象的。从而为学生创设了良好的教学情境。

因此在物理教学过程中，要重视学生对问题的猜想激励，尽可能地为学生创设猜想的教学情境，以放飞学生的思维。