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試論物理探究過(guò)程中學(xué)生猜想能力的培養
縱觀(guān)人類(lèi)科學(xué)發(fā)展史，許多偉大的發(fā)明和發(fā)現都源于猜想，只有敢于大膽地猜想，人類(lèi)才有機會(huì )突破固有的思維定勢，發(fā)明許多現實(shí)中人類(lèi)無(wú)法想象的東西，從而推動(dòng)社會(huì )的發(fā)展。牛頓說(shuō)：“沒(méi)有大膽的猜想，就不可能有重大的發(fā)現。”如愛(ài)因斯坦的相對論，愛(ài)迪生的發(fā)明等都源自大膽猜想，并結合猜想去探究，最終取得科學(xué)研究成果。在物理學(xué)習活動(dòng)中，猜想是探究能力的重要組成，能有效培養學(xué)生的物理思維。那么，教師該如何有效結合探究過(guò)程培養學(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教學(xué)中以呈現知識經(jīng)驗為主的局限性，在編排時(shí)突出探究特點(diǎn)，生動(dòng)再現物理學(xué)家探索物理世界的過(guò)程，旨在培養學(xué)生的科學(xué)素養。滬科版物理教材設計了不少猜想環(huán)節，它的目的在于培養學(xué)生的猜想能力。猜想本身存在著(zhù)較強的不確定性，但它正是課堂趣味所在，學(xué)生會(huì )在猜想過(guò)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)驗方案、參與實(shí)驗過(guò)程的重要環(huán)節，不少物理實(shí)驗都需要學(xué)生在實(shí)驗前進(jìn)行大膽猜想，然后通過(guò)實(shí)驗去驗證猜想，這個(gè)過(guò)程也充滿(mǎn)著(zhù)趣味性。
(2)猜想能力是學(xué)生物理素養的重要組成
在傳統的物理探究課堂中，雖然是探究式課堂，但是教師對學(xué)生的干預、引導太多，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。雖然學(xué)生也有可能在實(shí)驗中獲得實(shí)驗結論，但學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性沒(méi)有得到很好培養，這和科學(xué)探究本質(zhì)相差甚遠，學(xué)生的想象空間受到束縛。因此，合理的猜想能力是學(xué)生物理素養的重要組成，教師要將猜想能力的培養滲透到實(shí)驗中，鼓勵學(xué)生結合實(shí)驗主題作出合理的預設與猜想。當課堂上學(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)結合已有的知識，再次作出合理的猜想，從而不斷發(fā)展猜想能力。
二、有效結合實(shí)驗探究培養學(xué)生的猜想能力
(1)引導學(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經(jīng)驗和學(xué)生思維的基礎之上的，初中生受自己的物理知識、經(jīng)驗的限制，加上猜想本身具有未知性和不可控性，它可能隨著(zhù)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于初中生來(lái)說(shuō)也是比較困難的。教師要緊扣物理探究規律，結合教材特點(diǎn)，引導學(xué)生大膽提出合理猜想。
如在學(xué)習“我們怎樣區分聲音”時(shí)，聲音對學(xué)生來(lái)說(shuō)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，教師設置探究情景：吉他的琴弦為什么能發(fā)出音調高低不同的聲音，它是受什么因素影響?教師讓學(xué)生根據生活經(jīng)驗和課堂上所學(xué)的知識進(jìn)行猜想。學(xué)生根據情景所提供的材料，提出了以下猜想：琴弦發(fā)出聲音的音調高低可能與琴弦的橫截面積、琴弦的材料、琴弦的長(cháng)短有關(guān)。學(xué)生之所以提出這些猜想，是經(jīng)過(guò)前幾節課的探究練習后，他們懂得了要在吉他結構上找原因，這樣才提出相對合理的猜想。要想不斷培養學(xué)生合理的猜想能力，教師還可以讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)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)驗和知識之間的關(guān)聯(lián)性。
(2)引導學(xué)生學(xué)會(huì )修正猜想
猜想作為物理探究的重要環(huán)節，當學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的思考提出猜想后，教師要根據學(xué)生的猜想進(jìn)行課堂調節。當學(xué)生的猜想是錯誤時(shí)，教師不能一味進(jìn)行否定，而應該結合猜想引導學(xué)生深入分析之所以會(huì )出現錯誤猜想的原因，從而讓學(xué)生通過(guò)反思修正猜想。
如在學(xué)習“探究物質(zhì)的密度”時(shí)，如何讓學(xué)生通過(guò)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)節必不可少，因為物質(zhì)與學(xué)生的生活息息相關(guān)，但也正是生活中的錯誤常識最有可能影響學(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(wèn)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 ”。這些猜想中有錯的，然而它是生活常識造成的，教師不能直接否定，而應讓學(xué)生圍繞猜想和探究課題設計實(shí)驗方案，學(xué)生就會(huì )結合自己的猜想去探究，最終在實(shí)驗中探究出密度公式和密度單位，從而自己去發(fā)現猜想時(shí)存在的錯誤。
(3)借助實(shí)驗驗證猜想，提升猜想能力
物理概念本身比較抽象，物理知識、定律、規律等都是通過(guò)實(shí)驗探究概括出來(lái)的，猜想是實(shí)驗探究不可缺少的環(huán)節。實(shí)驗過(guò)程本身存在著(zhù)諸多因素，因此，教師要讓學(xué)生結合實(shí)驗驗證猜想，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)驗前，教師可以讓學(xué)生根據探究主題提出猜想。由于學(xué)生在小學(xué)學(xué)過(guò)摩擦力的相關(guān)知識，會(huì )主動(dòng)聯(lián)系一些生活現象和簡(jiǎn)單實(shí)驗去理解摩擦力，但初中物理探究?jì)热荼容^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)現知識。因此，教師先讓學(xué)生結合自己的知識經(jīng)驗進(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。當學(xué)生經(jīng)過(guò)大膽合理的猜想之后，教師要引導學(xué)生結合猜想合理設計實(shí)驗方案，因為課堂探究的時(shí)間非常有限，如何將猜想合理地與實(shí)驗探究相結合也是一門(mén)藝術(shù)。教師要讓學(xué)生結合猜想設計不同的實(shí)驗，有些猜想可以通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗進(jìn)行推導，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(guò)實(shí)驗去驗證猜想，從而感受猜想與探究結果之間的微妙關(guān)系�？梢哉f(shuō)，猜想能力是學(xué)生物理素養的重要組成部分，縱觀(guān)科學(xué)探究過(guò)程，猜想是探究過(guò)程中的思維火花，它能引導學(xué)生借助實(shí)驗去探究物理奧秘。
總之，物理作為一門(mén)以實(shí)驗為主的自然學(xué)科，探究是學(xué)生發(fā)現物理知識、定律、規律的重要過(guò)程，而猜想作為探究前、探究中、探究后必不可少的環(huán)節，對于實(shí)驗效果有著(zhù)不可或缺的作用。要想在物理探究過(guò)程中培養學(xué)生的猜想能力，需要教師正視猜想在探究中的重要性，有效結合物理探究實(shí)驗引導學(xué)生展開(kāi)猜想，從而培養學(xué)生的猜想能力，使其獲得科學(xué)素養的提升。
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