论文部分内容阅读
[摘 要]在初中物理探究式教学中，培养学生的合理“猜想与假设”能力，是物理探究式教学的目的之一。为此，教师应让学生体验实验过程，并在此基础上，留给学生合理猜想的空间；组织学生合作讨论，挖掘学生合理猜想的潜能；引导学生感悟物理科学方法，提升学生合理猜想的思维层次；最终达到培养学生合理“猜想与假设”能力的目的。
[关键词]最近发展区 合理猜想与假设 物理科学方法
[中图分类号] G633.7[文献标识码] A[文章编号] 16746058（2016）140071
一、引言
初中物理新课程标准明确提出：物理学科不仅要注重科学知识的传授和技能的训练，更应注重对学生探究能力、创新能力的培养，初中物理教学中的科学探究是学生学习的有效方式，更是教师教学的重要方式。牛顿说“没有大胆的假设，就没有大胆的发现”，科学发展中很多伟大的发明创造都源于猜想与假设。探究式教学中，学生合理的“猜想与假设”是指学生在实验体验的基础上，借助原有的知识、生活经验，对接触到的问题发挥积极思维，通过自主思维加工对未知的物理现象和问题作假定性解释和说明。它是科学探究的一个核心环节，对提出解决问题的方案作预见性的思考，为设计、动手实验、收集信息、分析和解释信息指明了大致的方向，帮助学生明确探究方向和内容，从而引导学生沿预定的方向进行探究。
二、初中物理探究式教学中学生“猜想与假设”的现状
近年来，在研究物理探究式教学的过程中，不难发现：由于教师引导的欠缺和学生经验、认知水平、物理科学方法的不足，学生的猜想与假设常流于表面，没有充分发挥这个探究环节的教育功能。有的教师在没有提供任何情境的情况下，让学生凭空想象，有的学生看了书本上的结论，懒于猜想，一猜就中。虽然常有教师鼓励学生勇于猜想，引导学生进行发散联想，但学生的猜想常是宽泛、不切合探究主题的胡乱猜想。如何在探究式教学中培养学生合理猜想与假设的能力呢？在教学实践中，笔者观摩了众多物理名师的课堂教学，现结合自己的教学实践，尝试从以下几方面作些分析探讨。
三、初中物理探究式教学中学生合理“猜想与假设”能力的培养
1.引导学生体验实验过程，给予学生合理猜想的空间
操作流程：实验体验活动——个体认知冲突——提出合理猜想与假设。
学生实验体验：指学生通过自己的实验活动加深对物理现象的感知和体验。教学实践中，教师要为学生创设猜想的物质条件（器材和活动），引导学生通过体验获得感性认识，这些是学生合理猜想的前提、基础。前苏联心理学家维果茨基创立的“最近发展区”理论认为：学生的认知有两个发展水平，第一个是现有发展水平，表现为学生能独立地、自如地完成教师给出的任务；第二个是潜在发展水平，表现为学生还不能独立地完成任务，必须在教师的帮助下，在集体活动中，通过自己的努力才能完成任务，这两个水平之间的区域称为“最近发展区”。维果茨基认为，教学不应消极地适应学生智力发展的已有水平，而应当走在发展的前面，不停地把学生的智力从一个水平引导到另一个更高的水平。
比如，在探究凸透成像规律时（苏科版物理八年级上册），学生的前认知是凸透镜能成放大正立的像，却不知道凸透镜还能成倒立、缩小的像和倒立、放大的像。观摩2014江苏省物理优课比赛时，发现蔡军老师是这样引导的：（1）学生拿起桌上f=5cm的凸透镜，慢慢站起来远离书本上的字，学生透过凸透镜观察书本上的同一个字，体验字的像的变化情况，然后又慢慢地从远处靠近书本上的字，再次体验像的变化，学生通过两次亲身体验，发现凸透镜还能成放大倒立的像。（2）继续远离书本上的字，还能看到倒立缩小的像，这时学生感觉很意外，此时学生发现刚才观察到的字的像和原有的认知（近处能成正立放大像）不一样，有冲突，因而激发了学生的探究兴趣（什么原因使凸透镜分别成不同的像？）（3）这时教师追问：同一凸透镜成不同像的原因，可能是什么？这时大部分学生能提出合理猜想：可能是凸透镜到书本上字的距离不同，因而成不同像，为进一步探究“在凸透镜焦距相同的情况下，物距不同时，凸透镜成不同像的规律”指明了方向，同时激发了学生探究这个问题的欲望。
可见引导学生主动参与实验体验活动，使学生在“做中”思，“做中”猜，能有效提升学生猜想与假设的有效性。
2.组织学生合作讨论，挖掘学生合理猜想的潜能
操作流程：组内活动体验——学生间思维冲突——提出合理猜想与假设。
自主合作讨论，提出猜想：指在物理探究教学中，将课堂学习过程还给学生，教师为学生创设对话、交流、合作学习的环境，学生作为学习主体，通过合作讨论等学习活动，发现有的新问题、新知识，与自己原有的认知发生冲突。不同的学生，因为生活经验不同、认知水平也不同，所以他们对同一现象和规律会提出不同的意见和猜想，这些意见和猜想中，有的可能存在矛盾冲突。杨振宁在回忆西南联大读书时说“在我们的物理课堂中只能听懂一半，另一半是晚上和同学闲聊中搞懂的”，可见我们的物理探究实验应提倡“合作学习”，让学生在“合作学习讨论”中，挖掘合理猜想的潜能。
比如，探究平面镜成像特点时（苏科版物理八上），教师可以这样引导学生自主合作讨论，并进行猜想。甲乙两位同学合作进行实验探究，他们实验的器材是家用平面镜、跳棋，探究的内容是人脸和跳棋在平面镜中的成像情况。体验探究：首先，甲同学手拿跳棋，由远到近，走向平面镜，最后将棋子垂直镜面放置，观察跳棋的像的大小变化；接着，乙同学拿着镜子不动，两人相互观察对方脸部在镜中像的大小变化。教师提出问题：（1）物与像的大小是什么关系？（2）物与像到平面镜的距离是什么关系？引导组内同学合作讨论、猜想，并讲出猜想的理由。学生的猜想：（1）课堂观察中发现，脸越靠近平面镜，脸的像占平面镜的比例就越大，所以提出猜想“物离平面镜越近，像越大”；（2）棋子垂直镜面放置时，物和像的大小大约相等，猜想“物和像的大小相等”。这时组内同学进行激烈的讨论、思辨，此时的合作讨论大大提升了学生对“物和像大小关系”猜想的广度和深度，学生在互动中大大提升了合理猜想能力，达到了物理探究活动的本质要求，学生科学思辨的素养得到了培养。
[关键词]最近发展区 合理猜想与假设 物理科学方法
[中图分类号] G633.7[文献标识码] A[文章编号] 16746058（2016）140071
一、引言
初中物理新课程标准明确提出：物理学科不仅要注重科学知识的传授和技能的训练，更应注重对学生探究能力、创新能力的培养，初中物理教学中的科学探究是学生学习的有效方式，更是教师教学的重要方式。牛顿说“没有大胆的假设，就没有大胆的发现”，科学发展中很多伟大的发明创造都源于猜想与假设。探究式教学中，学生合理的“猜想与假设”是指学生在实验体验的基础上，借助原有的知识、生活经验，对接触到的问题发挥积极思维，通过自主思维加工对未知的物理现象和问题作假定性解释和说明。它是科学探究的一个核心环节，对提出解决问题的方案作预见性的思考，为设计、动手实验、收集信息、分析和解释信息指明了大致的方向，帮助学生明确探究方向和内容，从而引导学生沿预定的方向进行探究。
二、初中物理探究式教学中学生“猜想与假设”的现状
近年来，在研究物理探究式教学的过程中，不难发现：由于教师引导的欠缺和学生经验、认知水平、物理科学方法的不足，学生的猜想与假设常流于表面，没有充分发挥这个探究环节的教育功能。有的教师在没有提供任何情境的情况下，让学生凭空想象，有的学生看了书本上的结论，懒于猜想，一猜就中。虽然常有教师鼓励学生勇于猜想，引导学生进行发散联想，但学生的猜想常是宽泛、不切合探究主题的胡乱猜想。如何在探究式教学中培养学生合理猜想与假设的能力呢？在教学实践中，笔者观摩了众多物理名师的课堂教学，现结合自己的教学实践，尝试从以下几方面作些分析探讨。
三、初中物理探究式教学中学生合理“猜想与假设”能力的培养
1.引导学生体验实验过程，给予学生合理猜想的空间
操作流程：实验体验活动——个体认知冲突——提出合理猜想与假设。
学生实验体验：指学生通过自己的实验活动加深对物理现象的感知和体验。教学实践中，教师要为学生创设猜想的物质条件（器材和活动），引导学生通过体验获得感性认识，这些是学生合理猜想的前提、基础。前苏联心理学家维果茨基创立的“最近发展区”理论认为：学生的认知有两个发展水平，第一个是现有发展水平，表现为学生能独立地、自如地完成教师给出的任务；第二个是潜在发展水平，表现为学生还不能独立地完成任务，必须在教师的帮助下，在集体活动中，通过自己的努力才能完成任务，这两个水平之间的区域称为“最近发展区”。维果茨基认为，教学不应消极地适应学生智力发展的已有水平，而应当走在发展的前面，不停地把学生的智力从一个水平引导到另一个更高的水平。
比如，在探究凸透成像规律时（苏科版物理八年级上册），学生的前认知是凸透镜能成放大正立的像，却不知道凸透镜还能成倒立、缩小的像和倒立、放大的像。观摩2014江苏省物理优课比赛时，发现蔡军老师是这样引导的：（1）学生拿起桌上f=5cm的凸透镜，慢慢站起来远离书本上的字，学生透过凸透镜观察书本上的同一个字，体验字的像的变化情况，然后又慢慢地从远处靠近书本上的字，再次体验像的变化，学生通过两次亲身体验，发现凸透镜还能成放大倒立的像。（2）继续远离书本上的字，还能看到倒立缩小的像，这时学生感觉很意外，此时学生发现刚才观察到的字的像和原有的认知（近处能成正立放大像）不一样，有冲突，因而激发了学生的探究兴趣（什么原因使凸透镜分别成不同的像？）（3）这时教师追问：同一凸透镜成不同像的原因，可能是什么？这时大部分学生能提出合理猜想：可能是凸透镜到书本上字的距离不同，因而成不同像，为进一步探究“在凸透镜焦距相同的情况下，物距不同时，凸透镜成不同像的规律”指明了方向，同时激发了学生探究这个问题的欲望。
可见引导学生主动参与实验体验活动，使学生在“做中”思，“做中”猜，能有效提升学生猜想与假设的有效性。
2.组织学生合作讨论，挖掘学生合理猜想的潜能
操作流程：组内活动体验——学生间思维冲突——提出合理猜想与假设。
自主合作讨论，提出猜想：指在物理探究教学中，将课堂学习过程还给学生，教师为学生创设对话、交流、合作学习的环境，学生作为学习主体，通过合作讨论等学习活动，发现有的新问题、新知识，与自己原有的认知发生冲突。不同的学生，因为生活经验不同、认知水平也不同，所以他们对同一现象和规律会提出不同的意见和猜想，这些意见和猜想中，有的可能存在矛盾冲突。杨振宁在回忆西南联大读书时说“在我们的物理课堂中只能听懂一半，另一半是晚上和同学闲聊中搞懂的”，可见我们的物理探究实验应提倡“合作学习”，让学生在“合作学习讨论”中，挖掘合理猜想的潜能。
比如，探究平面镜成像特点时（苏科版物理八上），教师可以这样引导学生自主合作讨论，并进行猜想。甲乙两位同学合作进行实验探究，他们实验的器材是家用平面镜、跳棋，探究的内容是人脸和跳棋在平面镜中的成像情况。体验探究：首先，甲同学手拿跳棋，由远到近，走向平面镜，最后将棋子垂直镜面放置，观察跳棋的像的大小变化；接着，乙同学拿着镜子不动，两人相互观察对方脸部在镜中像的大小变化。教师提出问题：（1）物与像的大小是什么关系？（2）物与像到平面镜的距离是什么关系？引导组内同学合作讨论、猜想，并讲出猜想的理由。学生的猜想：（1）课堂观察中发现，脸越靠近平面镜，脸的像占平面镜的比例就越大，所以提出猜想“物离平面镜越近，像越大”；（2）棋子垂直镜面放置时，物和像的大小大约相等，猜想“物和像的大小相等”。这时组内同学进行激烈的讨论、思辨，此时的合作讨论大大提升了学生对“物和像大小关系”猜想的广度和深度，学生在互动中大大提升了合理猜想能力，达到了物理探究活动的本质要求，学生科学思辨的素养得到了培养。