浅谈科学探究中学生猜想能力的培养
大足邮亭中学杨永书
[内容提要]
猜想与假设是探究式教学中的重要环节，学生猜想与假设的能力的水平高低直接影响科学探究能力的水平。因此，在初中物理探究式教学中如何培养学生的猜想与假设能力。本文根据《物理课程标准》的要求，根据自己的物理教学实践，结合目前学生学习的现状，进行了大胆的实践和探索、从而总结出一些方法。
[关键词]探究教学培养猜想能力
目录
一、的猜想是学习物理的重要方法 ---1
（一）猜想是科学探究的重要环节--------1
（二）猜想具有创造性-----------------------1
（三）猜想是物理学发展的必经之路-----1
二、鼓励学生敢于猜想--------------------1
（一）创设融洽的课堂气氛----1
（二）适时启迪，培养学生的猜想信心-2
三、培养学生学会正确的猜想方法 ------2
（一）利用已有物理知识进行迁移猜想--2
（二）抓住物理规律进行有效猜想 ------2
（三）运用直觉进行快速猜想 ------------3
注释---------------3
参考文献----------4
物理新课标要求学生尝试根据经验或已有知识对问题的成因提出猜想，或可能出现的实验结果进行推测与假设。初中物理教学，除了要把物理知识传授给学生之外，更重要的是要培养学生科学探究的能力，终极目标是造就人的创造才能，猜测和想象是科学探究的起点，进行猜想能力的培养应成为中学物理教学的重要目标，现结合自己的探究式教学的实际谈几点体会。
一、科学的猜想是学习物理的重要方法
（一）科学猜想是科学探究的重要环节
新课程标准与原教学大纲相比，很重要的不同就是重视科学探究的教育作用，强调过程和方法的学习。科学探究是和科学内容并列的。在新的课程标准中，对科学探究能力中猜想与假设环节有这样的基本要求：尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。认识猜想与假设在科学探究中的重要性。新课程倡导探究式教学,探究式教学的目的就是要培养学生终身学习的愿望,培养学生的自主学习的能力。科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,而在科学探究学习过程中, 提出猜想，树立假设是科学研究问题的核心环节，它决定探究的方向，同时又是学生认识事物的第一自我判断，对于培养学生探究问题的能力而言，应该说，提出猜想，树立假设比验证更为重要，没有对问题探究的猜想与假设，也就谈不上验证。因此，在学生的探究式学习中大胆而正确的猜想与假设是非常重要的。
（二）猜想具有创造性
猜想是指在观察、操作或根据已有知识经验的基础上对问题的发展趋势或本质规律进行归纳，判断的思维过程。因此，猜想并非瞎猜，是以一定科学事实和理论为依据的，具有科学性的特点。同时，猜想又是一种超前思维，具有一定的猜测性，与已成为真理的理论相区别，它的结论是否正确还需通过实践检验，因而具有证伪性的特点，它能激起学生强烈的探究与验证欲望，进而激发学生的创新思维能力。再者，猜想又是一种创造性的思维方式，一切创造活动都需经过认真思维，作大胆猜想才能实现，猜想思维往往能透过纷繁复杂的现象直接涉及事物的本质，重新排列已有的认识，创造出新形象，或在已有认知基础上提出新的见解，这些正是创造性思维的特征，因而猜想具有创造性，培养与发展学生的猜想能力，是培养学生创造性思维能力的最佳途径。
（三）猜想是物理学发展的必经之路
从物理学的发展史来看，猜想思维在物理学科的发展过程中是普遍存在的并起着不可低估的作用。胡克关于物体相互作用与距离平方成反比的猜想为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础；法拉第由“电生磁”进而大胆猜想“磁生电”而发现了电磁感应定律，并为电与磁的统一奠定了基础，普朗克关于能量量子化的猜想打开了近代物理学的大门........可见伟大的猜想造就了非凡的智慧，科学是从想象开始，没有想象就不可能有创造的意向，便不能进行创造，只有想象和大胆的猜想才能产生假说，同时想象和猜想又能激励创造。因此，在物理教学与实践中有意识、有计划地鼓励、培养学生的科学猜想能力具有十分重要的意义。
二、鼓励学生敢于猜想
（一）创设融洽的课堂气氛
罗杰斯①认为，“心理自由”或“心理安全”是有利于创造性活动的基本构件。一个学生如果感到课堂心理气氛是自由和安全的，他就会心情舒畅，而不必花时间来保护自己，也不怕别人来非难，始终能按自己选定的目标不断进取，敢于发表意见、敢于猜想。假如我们教师给学生的是一种“无法亲近、高高在上”的感觉，那么，即使学生在学习过程中有一些猜想与假设，他也不敢告诉我们，当然无法对学生的猜想与假设能力进行培养和训练。因此，在探究教学中，教师要用发展的眼光看待学生提出的猜想，发现学生的闪光点，多激励表扬学生，对学生提出的各种猜想哪怕是较为荒唐的猜想也要积极对待，而不能讽刺挖苦。例如，教学“研究怎样利用磁场获得电流”时，启发和鼓励学生大胆猜想，学生提出：感应电流的有无与磁场强弱有关，与磁场方向有关，与电路是否闭合有关，与闭合电路在磁场中运动的快慢和方向有关，与闭合电路在磁场中的面积大小有关，与闭合电路的部分导体在磁场中运动的快慢和方向有关，等等。在判断猜想正确与否的途径上，学生提出了做实验、读课本、查资料、问老师等多种方法。整个学习过程，学生思维活跃，具有开放性。
（二）适时启迪，培养学生的猜想信心
“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”要让学生充分认识到猜想的重要性。在平时的教学中，要有机地渗透科学史中科学家由大胆猜想而导致重大科学发现与科研成果的事例，以激发学生的创新意识，培养学生创新思维的“灵感”和意向，比如在探究串联电路中电流关系时，教师普遍认为学生会非常容易地提出合理的猜想，但是在实际教学中，有一部分同学猜想串联电路中越靠近电源正极的位置电流越大，越靠近电源负极的位置电流越小，对这些同学老师没有简单批评或直接否定他们的猜想，而是首先肯定他们能积极思考，敢于提出自己的猜想，并将这些猜想与其他猜想排列在一起，通过后面的探究实验、分析与论证，验证该猜想是否正确，使学生真正理解电路中电流的形成。在这一探究式教学过程中，教师应是学生探究活动的组织者、引导者、合作者，当学生进行猜想的，教师要善于抓住其创意加以表扬，培养其猜想的积极性自信心。有了猜想后，还要注意培养学生不管正确与否都要亲自动手与证明的良好习惯，一旦猜想被证实，学生就会有一种成就感，猜想的积极性会更高，而一旦学生的猜想不正确时，教师要注意适时启迪与引导，有意识地保护学生的猜想积极性，并且教师也可以把自己作为学生中的一员去积极参与学生的猜想与反驳，有时甚至可以有意提出错误的猜想与假设，被学生所反驳。这样，既能使学生感受到科学探究的巨大力量，同时也能使学生深切体验科学探究的过程，加深对科学知识的理解，培养他们的创新思维的能力，也才能使学生走出学习只是为了用正确结论去解题的应试教育的误区。
三、培养学生学会正确的猜想方法
（一）利用已有物理知识进行迁移猜想
运用已有的物理知识及经验，做出合理的猜想，这是科学探究中最具有创造性的一环。
例如：电磁铁的磁性强弱与什么因素有关？
引导学生讨论：假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样？学生可能会推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场叠加在一起，电磁铁的磁性增强了。 如果电磁铁的电流不变，线圈由50匝增加到100匝，它的磁性又会怎样？学生可能会在已有知识基础上这样推测：100匝线圈是由两组50匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场叠加在一起，电磁铁的磁性增强了。
通过以上知识的迁移和猜想，学生提出猜想：电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强。
（二）抓住物理规律进行有效猜想
物理概念是人类在大量探索物理世界的过程中，在观察、实验的基础上，运用逻辑思维的方法，把物理现象、物理过程的本质属性加以抽象、概括而形成的。物理概念是物理理论体系的基本单元和基本思维方式，是物理教学过程中科学猜想的主要依据之一。而物理规律是联系物理概念的桥梁，更是物理知识结构的骨架。因此抓住物理概念、物理规律的本质特征进行猜想，可以提高猜想的有效性。
例如：探究电流和电压、电阻的关系。
我们从复习电流的概念引入教学过程：“什么是电流？”“怎样才能产生电流？”电压使电路中形成电流，导体两端有电压，导体中才会有电流。若改变导体两端的电压，通过它的电流会不会改变？怎样改变？由此可以猜想：所加电压越高，电流可能越大。另一方面，任何导体都有电阻，电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。电阻越大，对电流的阻碍作用越大。改变电路中的电阻，通过它的电流会不会改变？怎样改变？由此可以猜想：电阻越大，电流会越小。
（三）运用直觉进行快速猜想
直觉猜测、直觉假设都是直觉思维的形式，要鼓励学生敢于大胆提出自己的见解，让学生的思维不要局限于一个定式中，对新知识、新事物要保持一定的新鲜感、好奇心，敢于提出大胆的猜想与假设，培养学生的直觉思维。
例如：探究电流通过导体产生的热量和什么因素有关？
学生凭直觉立即回答，这时学生的猜想可能有：与电流的大小有关、与通电时间有关等等。至于与电阻的关系，可以引导学生进行实验探究或体验一些相关的生活情景。
当然猜想毕竟是猜想，在进行论证前不能作为真命题，教师可举出一些不正确事例对学生进行科学态度和科学精神教育，为防止学生胡乱猜测或模式化，可以让学生充分地猜，并要求说明这样猜的理由，与此同时，我们教师要积极加以引导。一位哲人说得好：“知识是创造的基础，想象是创造的翅膀”，而想象的主要形式是猜想，让我们放飞猜想的翅膀。尽管有时猜想的结果可能是错误的。
总之，培养学生猜想与假设的能力，是促进个体认知发展的重要途径，也是教会学生学会学习的方法之一。著名美籍华人杨振宁教授②曾指出：“中国学生普遍学习成绩出色，特别在运算和推理方面比国外学生有明显优势，但中国学生最大的缺撼，就是不善于提出问题，缺乏创新精神。”让我们共同努力培养学生敢想、敢说、敢问、敢争论的精神，逐步提高学生的猜想与假设的能力。
注释
①罗杰斯 卡尔 兰塞姆(Rogers,Carl Ransom 1902―)
美国心理学家，人本主义心理学的代表之一。美国人本主义心理学的理论家和发起者、心理治疗家。
② 杨振宁（1922～），美籍华人，1922年10月1日生于安徽省合肥县。世界著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者。美国国家科学院、美国物理学会以及巴西科学院、委内瑞拉科学院和西班牙皇家科学院院士。分别受聘为北京大学、清华大学等十几所高校名誉教授，并担任清华大学高等研究中心名誉主任。
