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試論物理探究過程中學(xué)生猜想能力的培養(yǎng)
縱觀人類科學(xué)發(fā)展史，許多偉大的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)都源于猜想，只有敢于大膽地猜想，人類才有機(jī)會(huì)突破固有的思維定勢(shì)，發(fā)明許多現(xiàn)實(shí)中人類無法想象的東西，從而推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。牛頓說：“沒有大膽的猜想，就不可能有重大的發(fā)現(xiàn)。”如愛因斯坦的相對(duì)論，愛迪生的發(fā)明等都源自大膽猜想，并結(jié)合猜想去探究，最終取得科學(xué)研究成果。在物理學(xué)習(xí)活動(dòng)中，猜想是探究能力的重要組成，能有效培養(yǎng)學(xué)生的物理思維。那么，教師該如何有效結(jié)合探究過程培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力呢?
一、 猜想在物理探究中的重要地位
(1)猜想是物理探究的重要方法
初中物理教材突破了傳統(tǒng)教學(xué)中以呈現(xiàn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為主的局限性，在編排時(shí)突出探究特點(diǎn)，生動(dòng)再現(xiàn)物理學(xué)家探索物理世界的過程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。滬科版物理教材設(shè)計(jì)了不少猜想環(huán)節(jié)，它的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力。猜想本身存在著較強(qiáng)的不確定性，但它正是課堂趣味所在，學(xué)生會(huì)在猜想過程中感受物理的魅力。在探究活動(dòng)中，大膽猜想是制定探究實(shí)驗(yàn)方案、參與實(shí)驗(yàn)過程的重要環(huán)節(jié)，不少物理實(shí)驗(yàn)都需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行大膽猜想，然后通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證猜想，這個(gè)過程也充滿著趣味性。
(2)猜想能力是學(xué)生物理素養(yǎng)的重要組成
在傳統(tǒng)的物理探究課堂中，雖然是探究式課堂，但是教師對(duì)學(xué)生的干預(yù)、引導(dǎo)太多，學(xué)生的探究變得被動(dòng)，他們特別容易接受教師的暗示去探究、實(shí)驗(yàn)。雖然學(xué)生也有可能在實(shí)驗(yàn)中獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論，但學(xué)生的主觀能動(dòng)性沒有得到很好培養(yǎng)，這和科學(xué)探究本質(zhì)相差甚遠(yuǎn)，學(xué)生的想象空間受到束縛。因此，合理的猜想能力是學(xué)生物理素養(yǎng)的重要組成，教師要將猜想能力的培養(yǎng)滲透到實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)主題作出合理的預(yù)設(shè)與猜想。當(dāng)課堂上學(xué)生的猜想不合理時(shí)，教師也不能一味否決，而要肯定學(xué)生，并創(chuàng)造條件讓學(xué)生主動(dòng)結(jié)合已有的知識(shí)，再次作出合理的猜想，從而不斷發(fā)展猜想能力。
二、有效結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力
(1)引導(dǎo)學(xué)生提出合理的猜想
猜想并非空想，而是建立在一定的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生思維的基礎(chǔ)之上的，初中生受自己的物理知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的限制，加上猜想本身具有未知性和不可控性，它可能隨著學(xué)生的深入而不斷變化。如何讓學(xué)生提出合理的猜想對(duì)于初中生來說也是比較困難的。教師要緊扣物理探究規(guī)律，結(jié)合教材特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生大膽提出合理猜想。
如在學(xué)習(xí)“我們?cè)鯓訁^(qū)分聲音”時(shí)，聲音對(duì)學(xué)生來說并不抽象，然而要讓學(xué)生探究影響聲音高低的因素，建立音調(diào)的初步概念卻是難點(diǎn)。如何突破?在學(xué)生掌握了基本的相關(guān)概念后，教師設(shè)置探究情景：吉他的琴弦為什么能發(fā)出音調(diào)高低不同的聲音，它是受什么因素影響?教師讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和課堂上所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行猜想。學(xué)生根據(jù)情景所提供的材料，提出了以下猜想：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低可能與琴弦的橫截面積、琴弦的材料、琴弦的長(zhǎng)短有關(guān)。學(xué)生之所以提出這些猜想，是經(jīng)過前幾節(jié)課的探究練習(xí)后，他們懂得了要在吉他結(jié)構(gòu)上找原因，這樣才提出相對(duì)合理的猜想。要想不斷培養(yǎng)學(xué)生合理的猜想能力，教師還可以讓學(xué)生說說為什么會(huì)提出這些猜想，讓學(xué)生在回答中感受合理的猜想與一定的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性。
(2)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)修正猜想
猜想作為物理探究的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生經(jīng)過自己的思考提出猜想后，教師要根據(jù)學(xué)生的猜想進(jìn)行課堂調(diào)節(jié)。當(dāng)學(xué)生的猜想是錯(cuò)誤時(shí)，教師不能一味進(jìn)行否定，而應(yīng)該結(jié)合猜想引導(dǎo)學(xué)生深入分析之所以會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤猜想的原因，從而讓學(xué)生通過反思修正猜想。
如在學(xué)習(xí)“探究物質(zhì)的密度”時(shí)，如何讓學(xué)生通過探究物體質(zhì)量與體積的關(guān)系，理解密度是物質(zhì)的一種特性?在探究物體質(zhì)量與體積的關(guān)系時(shí)，猜想環(huán)節(jié)必不可少，因?yàn)槲镔|(zhì)與學(xué)生的生活息息相關(guān)，但也正是生活中的錯(cuò)誤常識(shí)最有可能影響學(xué)生的猜想。教師就“物體的質(zhì)量與體積有什么關(guān)系?”這個(gè)問題讓學(xué)生提出自己的猜想，學(xué)生紛紛提出了不同的猜想，“物體的體積越大，質(zhì)量越大”“質(zhì)量相同的不同物體，它的體積與密度成正比”“物質(zhì)的密度和質(zhì)量成正比，與體積成反比”“體積一定的不同物體，它的質(zhì)量與密度成正比 ”。這些猜想中有錯(cuò)的，然而它是生活常識(shí)造成的，教師不能直接否定，而應(yīng)讓學(xué)生圍繞猜想和探究課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生就會(huì)結(jié)合自己的猜想去探究，最終在實(shí)驗(yàn)中探究出密度公式和密度單位，從而自己去發(fā)現(xiàn)猜想時(shí)存在的錯(cuò)誤。
(3)借助實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，提升猜想能力
物理概念本身比較抽象，物理知識(shí)、定律、規(guī)律等都是通過實(shí)驗(yàn)探究概括出來的，猜想是實(shí)驗(yàn)探究不可缺少的環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)過程本身存在著諸多因素，因此，教師要讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，不斷提升猜想能力。
如在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小可能與什么因素有關(guān)”時(shí)，在正式實(shí)驗(yàn)前，教師可以讓學(xué)生根據(jù)探究主題提出猜想。由于學(xué)生在小學(xué)學(xué)過摩擦力的相關(guān)知識(shí)，會(huì)主動(dòng)聯(lián)系一些生活現(xiàn)象和簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)去理解摩擦力，但初中物理探究?jī)?nèi)容比較深，要讓學(xué)生有效掌握相關(guān)的概念和定理，需要讓學(xué)生在探究中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)。因此，教師先讓學(xué)生結(jié)合自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合理猜想，不少學(xué)生猜想影響的因素有：摩擦面的粗糙程度、速度大小、受到的拉力大小、接觸的面積大小等，還有一些學(xué)生學(xué)了初中物理后，會(huì)往更深層次去猜想，如材料、密度等。當(dāng)學(xué)生經(jīng)過大膽合理的猜想之后，教師要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合猜想合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，因?yàn)檎n堂探究的時(shí)間非常有限，如何將猜想合理地與實(shí)驗(yàn)探究相結(jié)合也是一門藝術(shù)。教師要讓學(xué)生結(jié)合猜想設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)，有些猜想可以通過簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推導(dǎo)，而有些猜想就是課堂探究的關(guān)鍵點(diǎn)。教師要借助猜想讓學(xué)生抓住探究重點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證猜想，從而感受猜想與探究結(jié)果之間的微妙關(guān)系�？梢哉f，猜想能力是學(xué)生物理素養(yǎng)的重要組成部分，縱觀科學(xué)探究過程，猜想是探究過程中的思維火花，它能引導(dǎo)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)去探究物理奧秘。
總之，物理作為一門以實(shí)驗(yàn)為主的自然學(xué)科，探究是學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理知識(shí)、定律、規(guī)律的重要過程，而猜想作為探究前、探究中、探究后必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果有著不可或缺的作用。要想在物理探究過程中培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力，需要教師正視猜想在探究中的重要性，有效結(jié)合物理探究實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生展開猜想，從而培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力，使其獲得科學(xué)素養(yǎng)的提升。
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