如何讓學(xué)生在物理課堂中進(jìn)行科學(xué)猜想散文
如何讓學(xué)生在物理課堂中進(jìn)行“科學(xué)猜想”
新課程改革要求課堂教學(xué)要"以學(xué)生探究為核心"。這一基本理念，對(duì)科學(xué)探究提出了具體的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，而猜想已成為學(xué)生物理探究活動(dòng)的一個(gè)重要組成部分。培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生對(duì)科學(xué)活動(dòng)預(yù)見性的重要實(shí)施渠道。今天，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)猜想已成為當(dāng)前物理課堂教學(xué)中一個(gè)亟待研究的問題。根據(jù)本人在教學(xué)中的體會(huì)，要讓學(xué)生在物理課堂中順利進(jìn)行科學(xué)猜想，教師應(yīng)做好以下幾點(diǎn)工作：
一、要鼓勵(lì)學(xué)生敢于猜想
科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造始于大膽的猜想。如果沒有猜想，怎會(huì)有愛迪生發(fā)明電燈；如果沒有猜想，怎會(huì)有魯班發(fā)明鋸子……因此，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)要研究的問題或?qū)ο筮M(jìn)行大膽的猜想，作出各種假設(shè)和預(yù)測(cè)，這樣不僅對(duì)學(xué)生進(jìn)行了發(fā)散性思維的訓(xùn)練，更可以激起學(xué)生對(duì)新知識(shí)的主動(dòng)探究的欲望。但是，物理課堂中學(xué)生往往不敢大膽猜想，原因是由于他們習(xí)慣了老師說什么就是什么，他們怕自己說錯(cuò)了，受到老師的指責(zé)或同學(xué)的嘲笑。這時(shí)就需要教師的鼓勵(lì)和引導(dǎo)，不管他們的猜想是否準(zhǔn)確合理，教師都要持肯定的態(tài)度。盡可能鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揚(yáng)"初生牛犢不怕虎"的創(chuàng)新精神，大膽進(jìn)行猜想，并提出自己的不同看法。同時(shí)通過學(xué)生自己閱讀教學(xué)內(nèi)容和思考問題，鼓勵(lì)敢于對(duì)課本質(zhì)疑、相互質(zhì)疑、幫助學(xué)生完善大膽的想法，把猜想變?yōu)榉峡茖W(xué)的思維，將原始的猜想加以驗(yàn)證，使學(xué)生持續(xù)保持強(qiáng)烈的求知欲望，促使其思維能力的發(fā)展。
二、要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的猜想
在物理課堂中，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)所要研究的問題進(jìn)行充分的猜想，并要求說出這樣猜想的理由，而不是無目的、無根據(jù)地瞎猜，必須進(jìn)行科學(xué)的猜想。有些內(nèi)容學(xué)生比較熟悉時(shí)較容易猜想，但有些內(nèi)容學(xué)生知道的很少，這時(shí)就需要教師進(jìn)行積極引導(dǎo)。例如，在探究"響度與什么因素有關(guān)"時(shí)，教師不加以引導(dǎo)，學(xué)生很難猜想出。又如，在研究"電磁感應(yīng)現(xiàn)象"時(shí)，由于學(xué)生的已有知識(shí)有限，加上空間想象能力不太豐富，如果教師對(duì)感應(yīng)電流產(chǎn)生的三個(gè)條件不加以引導(dǎo)，那么學(xué)生也將很難進(jìn)行科學(xué)的猜想。再如，探究"影響導(dǎo)體電阻大小的因素有哪些"時(shí)，在猜想的過程中可這樣引導(dǎo)學(xué)生：篩選關(guān)鍵詞：導(dǎo)體、電阻、大�。� 根據(jù)關(guān)鍵詞進(jìn)行猜想：有關(guān)導(dǎo)體涉及到它的材料及材料的特點(diǎn)，如長(zhǎng)度、粗細(xì)等；
接下來再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，自然會(huì)水到渠成。
總之，教師必須在課堂教學(xué)中不斷地引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等手段提出科學(xué)的猜想，使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)猜想的方法去分析問題、解決問題，努力培養(yǎng)學(xué)生"對(duì)研究的問題猜想出可能會(huì)出現(xiàn)哪些有趣的現(xiàn)象或者結(jié)果"，使猜想是在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)研究問題所進(jìn)行的一種科學(xué)預(yù)見性活動(dòng)。
三、要讓學(xué)生學(xué)會(huì)猜想的方法
1、學(xué)會(huì)從簡(jiǎn)單入手。做什么事情總得有個(gè)開頭，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行猜想也不例外。為了不讓學(xué)生對(duì)猜想產(chǎn)生誤解，認(rèn)為猜想總是抽象思維的過程，因此，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)猜想應(yīng)從最容易、最簡(jiǎn)單的入手。比如在學(xué)習(xí)串聯(lián)電路中電流的關(guān)系時(shí)，猜想"串聯(lián)電路中各點(diǎn)電流有什么關(guān)系"，因?yàn)閷W(xué)生可以聯(lián)想到水管中的水，從而使猜想顯得簡(jiǎn)單、容易。又比如在探究"平面鏡成像"時(shí)，不妨先讓學(xué)生猜猜，當(dāng)人遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，鏡中的像將怎樣變化，盡管學(xué)生大多數(shù)都能猜到，但不能因?yàn)槿菀拙秃鲆暡孪氲倪@一環(huán)節(jié)。只有從細(xì)微之處有意識(shí)地養(yǎng)成學(xué)生積極思維，積極猜想的習(xí)慣，才能逐步使他們形成良好的物理學(xué)習(xí)方法。只有科學(xué)探究的猜想、預(yù)測(cè)能力一步步提高，學(xué)生才能逐步學(xué)會(huì)進(jìn)行"猜想與假設(shè)"活動(dòng)的思維方式以及表達(dá)形式。
2、學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)入手。通過對(duì)教師演示實(shí)驗(yàn)的觀察和學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、制作，不僅培養(yǎng)了學(xué)生觀察和動(dòng)手操作的技術(shù)和能力，而且在此過程中學(xué)生的思維能力會(huì)有較快的發(fā)展。他們能學(xué)會(huì)如何由諸多的現(xiàn)象歸納出本質(zhì)的結(jié)論、如何探索物理規(guī)律、如何運(yùn)用規(guī)律來解釋自然現(xiàn)象、如何控制或改變實(shí)驗(yàn)條件、選擇怎樣的儀器來實(shí)驗(yàn)等。特別是學(xué)生的思維很活躍，在觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生許多聯(lián)想或突發(fā)奇想，能激發(fā)小創(chuàng)造、小發(fā)明、小制作的思想火花。比如說在探究滑動(dòng)摩擦力的大小可能與什么因素有關(guān)的過程中，在讓學(xué)生進(jìn)行猜想時(shí)，如果教師引導(dǎo)不夠，學(xué)生的猜想往往會(huì)出乎教師的意料。學(xué)生不僅猜想可能與壓力大小有關(guān)，可能與速度大小有關(guān)，可能與摩擦面的粗糙程度有關(guān)，可能與接觸面的面積有關(guān)，還猜想到了可能與質(zhì)量大小有關(guān)，可能與材料有關(guān)，可能與密度有關(guān)，可能與形狀有關(guān)等等……這樣學(xué)生的猜想放得太開，不容易猜到關(guān)鍵的點(diǎn)子上，如果所有的猜想都要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)際上在課堂教學(xué)的有限時(shí)間里也不可能做到，這時(shí)可以借助于簡(jiǎn)單得演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行引導(dǎo)，比如，讓學(xué)生體驗(yàn)一下推重一些的課桌和輕一些的椅子，或者讓學(xué)生體驗(yàn)怎樣抓牢啤酒瓶，然后進(jìn)行猜想，學(xué)生的猜想有了明確的指向性，就能做到有的放矢，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的順利完成。因此，學(xué)生必須學(xué)會(huì)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象到得出結(jié)論的`思維過程，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造性思維。通過物理實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，通過進(jìn)行分析。判斷、概括、綜合和抽象思維、邏輯推理的思維加工活動(dòng)，使之產(chǎn)生認(rèn)識(shí)上的飛躍，從而進(jìn)一步猜想。這是教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要途徑，但若把握不當(dāng)，也不能達(dá)到目的。例如，牛頓第一定律的教學(xué)，關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)后，教師能引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、比較，進(jìn)一步的假設(shè)推理的創(chuàng)造性思維過程，才能實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的重大飛躍，獲得用實(shí)驗(yàn)方法無法直接驗(yàn)證的重要規(guī)律。
3、學(xué)會(huì)從理論入手。經(jīng)過一定時(shí)間的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了一定的理論知識(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生"在決定做什么之前先想一想可能會(huì)發(fā)生什么?"，學(xué)會(huì)"預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)什么結(jié)果，并提出自己猜想的理由"，并用不同的方式來表述猜想和預(yù)測(cè)的結(jié)果，包括文字表述、表格表述等"。例如探究?jī)?nèi)能的大小跟什么因素有關(guān)時(shí)，因?yàn)閷W(xué)生已有了動(dòng)能、勢(shì)能、分子動(dòng)理論等理論知識(shí)，所以教師完全可以從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、分子的特點(diǎn)等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，使學(xué)生能沿著正確的方向去猜想：物質(zhì)由分子組成，分子在運(yùn)動(dòng)，因而分子有動(dòng)能……這樣一環(huán)扣一環(huán)，學(xué)生能達(dá)到預(yù)期的猜想目的應(yīng)該是沒問題的。
4、學(xué)會(huì)從經(jīng)驗(yàn)入手。學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)隨著年齡的增長(zhǎng)在不 斷地豐富，因此，教師應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)自己已有的經(jīng)驗(yàn)作出合理的猜想，這是科學(xué)探究中最具創(chuàng)造性的一環(huán)。另外物理情景的創(chuàng)設(shè)，生活經(jīng)驗(yàn)的提煉也是猜想的重要鋪墊。比如，在研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱跟什么因素有關(guān)時(shí)，一般學(xué)生比較直接的就能猜想到電流的大小，至于與電阻的關(guān)系，可以讓學(xué)生先親自體驗(yàn)一下"電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻不怎么熱"的生活經(jīng)驗(yàn)，再讓他們進(jìn)行猜想。學(xué)生進(jìn)行猜想與假設(shè)活動(dòng)的基礎(chǔ)就是學(xué)生已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，猜想與假設(shè)活動(dòng)就是學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)要研究的問題經(jīng)過思維加工活動(dòng)，這個(gè)活動(dòng)的過程中包括"學(xué)生收集已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)信息→將信息與猜想的問題進(jìn)行比較、分析、歸納、概括→形成對(duì)研究問題的假設(shè)性結(jié)論→按照一定的方式進(jìn)行表達(dá)"。從某種程度來說，學(xué)生所進(jìn)行的猜想與假設(shè)活動(dòng)是學(xué)生探究活動(dòng)中的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)椴孪肱c假設(shè)活動(dòng)包括學(xué)生思維活動(dòng)從具體經(jīng)驗(yàn)向抽象思維的跨越、對(duì)原有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)的加工應(yīng)用、思維活動(dòng)的沖突與升華等。例如在探究平面鏡成像的過程中。學(xué)生像的特點(diǎn)的猜想有以下結(jié)果：(1)鏡中的像比物體要小。猜想的理由是：當(dāng)人離鏡面很遠(yuǎn)時(shí)，鏡中的像很�。ɑ蛘呤牵阂�?yàn)殓R子比人要小得多）；（2）一樣大。理由：一面足夠大的鏡子中可以看到高大的像（這是生活經(jīng)驗(yàn)的再現(xiàn)）。學(xué)生經(jīng)過幾次利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過思維的沖突，否定了一些猜想的結(jié)果，最后得到了他們認(rèn)為比較合理并有待于進(jìn)一步研究的猜想結(jié)果。例如，在"慣性"的教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過生活經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)一步猜想：在高速行駛的列車上跳起或從列車茶幾上落地的物體等，都可以有效地使學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的猜想，從而得出合理的科學(xué)結(jié)論。
縱觀物理學(xué)發(fā)展史，物理學(xué)許多重大的突破不是來自于邏輯性的推理，而是來自于創(chuàng)造性的"科學(xué)猜想"。在物理課堂中，教師如能科學(xué)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大膽猜想，不但可以提高物理教學(xué)的效果，還可以提高學(xué)生"科學(xué)猜想"的水平，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生擴(kuò)散思維的目的。
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