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試論物理探究過程中學生猜想能力的培養(yǎng)
縱觀人類科學發(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，人類才有機會突破固有的思維定勢，發(fā)明許多現實中人類無法想象的東西，從而推動社會的發(fā)展。牛頓說：“沒有大膽的猜想，就不可能有重大的發(fā)現。”如愛因斯坦的相對論，愛迪生的發(fā)明等都源自大膽猜想，并結合猜想去探究，最終取得科學研究成果。在物理學習活動中，猜想是探究能力的重要組成，能有效培養(yǎng)學生的物理思維。那么，教師該如何有效結合探究過程培養(yǎng)學生的猜想能力呢?
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(tǒng)教學中以呈現知識經驗為主的局限性，在編排時突出探究特點，生動再現物理學家探索物理世界的過程，旨在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。滬科版物理教材設計了不少猜想環(huán)節(jié)，它的目的在于培養(yǎng)學生的猜想能力。猜想本身存在著較強的不確定性，但它正是課堂趣味所在，學生會在猜想過程中感受物理的魅力。在探究活動中，大膽猜想是制定探究實驗方案、參與實驗過程的重要環(huán)節(jié)，不少物理實驗都需要學生在實驗前進行大膽猜想，然后通過實驗去驗證猜想，這個過程也充滿著趣味性。
(2)猜想能力是學生物理素養(yǎng)的重要組成
在傳統(tǒng)的物理探究課堂中，雖然是探究式課堂，但是教師對學生的干預、引導太多，學生的探究變得被動，他們特別容易接受教師的暗示去探究、實驗。雖然學生也有可能在實驗中獲得實驗結論，但學生的主觀能動性沒有得到很好培養(yǎng)，這和科學探究本質相差甚遠，學生的想象空間受到束縛。因此，合理的猜想能力是學生物理素養(yǎng)的重要組成，教師要將猜想能力的培養(yǎng)滲透到實驗中，鼓勵學生結合實驗主題作出合理的預設與猜想。當課堂上學生的猜想不合理時，教師也不能一味否決，而要肯定學生，并創(chuàng)造條件讓學生主動結合已有的知識，再次作出合理的猜想，從而不斷發(fā)展猜想能力。
二、有效結合實驗探究培養(yǎng)學生的猜想能力
(1)引導學生提出合理的猜想
猜想并非空想，而是建立在一定的知識經驗和學生思維的基礎之上的，初中生受自己的物理知識、經驗的限制，加上猜想本身具有未知性和不可控性，它可能隨著學生的深入而不斷變化。如何讓學生提出合理的猜想對于初中生來說也是比較困難的。教師要緊扣物理探究規(guī)律，結合教材特點，引導學生大膽提出合理猜想。
如在學習“我們怎樣區(qū)分聲音”時，聲音對學生來說并不抽象，然而要讓學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。如何突破?在學生掌握了基本的相關概念后，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?教師讓學生根據生活經驗和課堂上所學的知識進行猜想。學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、琴弦的長短有關。學生之所以提出這些猜想，是經過前幾節(jié)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(yǎng)學生合理的猜想能力，教師還可以讓學生說說為什么會提出這些猜想，讓學生在回答中感受合理的猜想與一定的經驗和知識之間的關聯性。
(2)引導學生學會修正猜想
猜想作為物理探究的重要環(huán)節(jié)，當學生經過自己的思考提出猜想后，教師要根據學生的猜想進行課堂調節(jié)。當學生的猜想是錯誤時，教師不能一味進行否定，而應該結合猜想引導學生深入分析之所以會出現錯誤猜想的原因，從而讓學生通過反思修正猜想。
如在學習“探究物質的密度”時，如何讓學生通過探究物體質量與體積的關系，理解密度是物質的一種特性?在探究物體質量與體積的關系時，猜想環(huán)節(jié)必不可少，因為物質與學生的生活息息相關，但也正是生活中的錯誤常識最有可能影響學生的猜想。教師就“物體的質量與體積有什么關系?”這個問題讓學生提出自己的猜想，學生紛紛提出了不同的猜想，“物體的體積越大，質量越大”“質量相同的不同物體，它的體積與密度成正比”“物質的密度和質量成正比，與體積成反比”“體積一定的不同物體，它的質量與密度成正比 ”。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，而應讓學生圍繞猜想和探究課題設計實驗方案，學生就會結合自己的猜想去探究，最終在實驗中探究出密度公式和密度單位，從而自己去發(fā)現猜想時存在的錯誤。
(3)借助實驗驗證猜想，提升猜想能力
物理概念本身比較抽象，物理知識、定律、規(guī)律等都是通過實驗探究概括出來的，猜想是實驗探究不可缺少的環(huán)節(jié)。實驗過程本身存在著諸多因素，因此，教師要讓學生結合實驗驗證猜想，不斷提升猜想能力。
如在探究“滑動摩擦力的大小可能與什么因素有關”時，在正式實驗前，教師可以讓學生根據探究主題提出猜想。由于學生在小學學過摩擦力的相關知識，會主動聯系一些生活現象和簡單實驗去理解摩擦力，但初中物理探究內容比較深，要讓學生有效掌握相關的概念和定理，需要讓學生在探究中主動發(fā)現知識。因此，教師先讓學生結合自己的知識經驗進行合理猜想，不少學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，還有一些學生學了初中物理后，會往更深層次去猜想，如材料、密度等。當學生經過大膽合理的猜想之后，教師要引導學生結合猜想合理設計實驗方案，因為課堂探究的時間非常有限，如何將猜想合理地與實驗探究相結合也是一門藝術。教師要讓學生結合猜想設計不同的實驗，有些猜想可以通過簡單實驗進行推導，而有些猜想就是課堂探究的關鍵點。教師要借助猜想讓學生抓住探究重點，通過實驗去驗證猜想，從而感受猜想與探究結果之間的微妙關系�？梢哉f，猜想能力是學生物理素養(yǎng)的重要組成部分，縱觀科學探究過程，猜想是探究過程中的思維火花，它能引導學生借助實驗去探究物理奧秘。
總之，物理作為一門以實驗為主的自然學科，探究是學生發(fā)現物理知識、定律、規(guī)律的重要過程，而猜想作為探究前、探究中、探究后必不可少的環(huán)節(jié)，對于實驗效果有著不可或缺的作用。要想在物理探究過程中培養(yǎng)學生的猜想能力，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驗引導學生展開猜想，從而培養(yǎng)學生的猜想能力，使其獲得科學素養(yǎng)的提升。
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