让学生用猜想“开启”科学创新之路

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  摘 要: 猜想与假设是探究的重要环节,它是使学生思维发散的最为活跃的阶段,对培养学生的创新思维有着重要的作用。作者就让学生认识到猜想能力的重要性、正确地认识猜想、如何通过各种途径培养学生的猜想能力,以及培养学生的猜想兴趣等方面等方面做了简单的分析和方法指导。
  关键词: 物理 创新思维 猜想与假设 探究 兴趣
  
  培养学生的创新思维是现阶段,乃至今后很长时期教师的重要任务,我们初中物理老师应该肩负起更多的责任。科学探究的过程也是一个创造的过程,而创造力的核心是创造性思维。因此,探究实质是一个思维的过程,这个思维过程是模拟科学工作者进行科研的思维程序来进行的。我们知道探究思维程序有七个要素,猜想与假设是探究的重要环节,它是使学生思维发散的最为活跃的阶段。创新的过程离不开思维发散的过程,无发散思维的过程谈不上是一个创新或探究的过程。所以猜想环节对于探究或创新思维都是极为重要的。现阶段初中生猜想能力不足,教师在教学中要利用各种手段、各种方式来加强培养、锻炼其猜想能力,为学生终身学习,甚至科学研究,铺就前进的基石。
  一、让学生知道猜想能力在学习过程中的重要性
  大物理学家牛顿曾说:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现。”打开科学史我们可以看到,不论是古代还是现代,不管是中国还是外国,任何一个理论的产生,任何科学学说的出现,开始都有大胆的猜想。让学生学会猜想,学会探究,就是让学生也向科学家那样,经历科学探究过程,得出正确的理论。
  二、在物理教学中对学生猜想能力的培养
  1.正确认识猜想与假设
  猜想是在观察和实验的基础上,根据科学原理和科学事实,通过理性思考、相互讨论等方式去猜测问题的可能原因和答案或提出科学假说。但初中生对日常生活中的物理现象观察不够细致,甚至是熟视无睹,又极少认真思考,加上学生的知识面有限,因此在猜想时缺乏必要的感性经验,出现无目的、无根据地胡乱猜想、错误猜想,等等。教师对于这样的学生要耐心引导,绝不能责怪学生。何况,猜想本身就存在正误两种可能。
  2.进行猜想的几种方法
  (1)遵循物理思维的一般过程建立猜想
  物理学的研究对象是非常复杂的,所以物理思维也没有固定的模式,但一般遵循着:提出问题—搜寻事实—归纳分析—形成假设或建立模型—理论解释或实践检验的思维程序。经过这一思维程序所提出的猜想必然是科学的猜想。在教学中,应根据生活中物理现象提出问题,针对问题让学生寻找与之有关的大量实例,分析实例,找到它们的共性内容或特点,讨论提出假说。例如,我们在研究影响动能大小的因素时,可采取如下操作:首先提出动能的大小与哪些因素有关?让学生思考片刻,然后教师播放各种交通事故的视频资料,比较火车和汽车、汽车速度不同时出现事故的危害情况,学生自然猜想到动能的大小可能与物体的质量和速度有关。交通视频资料不仅为学生形成猜想提供事实依据,而且对学生进行一次很好的安全教育。
  (2)根据日常的经验进行猜想
  在探究过程中,通过日常的经验进行猜想是很常见的。这里的经验指:学生头脑中已有知识、日常现象或实验现象,等等。操作过程是:提出问题—运用已有的经验—提出猜想与假设。例如:在研究重力势能的影响因素时,可采用这样的方法:提出问题后,让学生回忆日常的经验,如,高处下落的物体比低处下落的物体破坏力强;重的物体下落危害大等实例,从而提出假设:重力势能可能与高度、重力或质量有关。
  (3)运用直接感观进行猜想
  已有知识和经验是猜想的基础,但大多数学生不能留心观察身边的物理现象,而且缺少知识储备,这就要求教师在课堂上尽可能给学生视觉听觉等感受。例如打开酒瓶盖让学生闻到酒香,使学生产生分子是运动的猜想。在探究影响浮力大小因素时,可以利用多媒体视频资料,让学生观察、比较生活中浮力的现象,猜想影响浮力大小的因素。
  (4)运用类比法进行猜想
  就是把若干个相似或不同的事物放在一起比较,让学生从旧事物去猜想新事物也具有相似或不同的属性。操作过程是:提出问题—回忆或探究相似问题的结论—将这些结论与新问题进行类比—提出结论或假设。例如:在探究影响导体电阻大小的因素时,教师以许多人要到某个城市选择道路来类比,要考虑道路的长短、宽窄、平坦程度等因素。电荷可以比做人,导体比作道路,通过类比学生提出猜想:导体的电阻值可能与导体的长度、横截面积和导体的材料有关。
  (5)运用逆向思维进行猜想
  就是从结论或现象开始,倒着思考问题,来猜想产生这一结果的原因或条件。从物理学史中,我们可以发现逆向猜想在物理学的发展中起了重要的推动作用。在平时教学中同样可以利用逆向思维进行教学,例如在讲授新课电磁感应内容时可以这样引入:通过前面的学习,我们知道通电导体周围存在磁场,即“电生磁”,利用逆向思维同学们可以想到什么?学生会异口同声的回答:磁也能生电。
  三、注重培养学生“猜想”的兴趣
  教育家夸美纽斯说:“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一。”初中生好奇心强,充满幻想,求知欲望旺盛,但又缺乏理性,不稳定,意志较薄弱,兴趣广泛且多变,当猜想经常猜错时就会失去信心。这时教师要及时激励,培养其猜想兴趣。在学生猜想时,老师对于他们的猜想正误与否不要急于求成,期望过高,即使经常猜错,也要多表扬鼓励,猜想时不要三番五次为难学生。可以分解猜想难度,有意识地安排一些容易猜想的问题,让学生获取猜想成功的喜悦。这样学生的自信心和自觉性也会进一步提高。有了愉悦的成功心理体验,学生对猜想就会产生浓厚的兴趣。
  学生猜想能力的培养并不是一朝一夕完成的,教师要多动脑筋,巧设问题、合理引导,让学生在“探究”中学会“猜想”,在“猜想”中学会“探究”,以达到素质教育的效果。
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