物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)猜想能力培養(yǎng)

1、物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)猜測才能培養(yǎng)物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)猜測才能培養(yǎng)高中物理課程旨在進一步進步學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，培養(yǎng)其科學(xué)探究才能和創(chuàng)新才能?？茖W(xué)猜測作為科學(xué)探究活動中非常重要的一環(huán)。為科學(xué)探究指明了方向，是創(chuàng)造性思維中最活潑的因素。因此，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜測的才能是高中物理教學(xué)中非常重要的任務(wù)。1科學(xué)猜測在物理教學(xué)中的意義1.1科學(xué)猜測的宏大力量牛頓曾經(jīng)說過：沒有大膽的猜測，就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)。許許多多事實證明在發(fā)現(xiàn)真理的過程中，猜測與假設(shè)具有舉足輕重的作用。譬如，伽利略在對自由落體運動研究過程中大膽猜測落體運動一定是一種最簡單的變速運動，速度應(yīng)該是均勻變化的；法拉第發(fā)現(xiàn)

2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象也是建立在他關(guān)于磁能生電的猜測根底之上：赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波也是受到麥克斯韋對電磁波預(yù)言的影響；假如沒有愛因斯坦關(guān)于光速不變原理的大膽猜測，又哪來相對論呢？可見，猜測是偉大發(fā)現(xiàn)的必要前提。1.2培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜測才能的意義德國教育家勞斯多指出：一個壞的老師奉送真理，一個好的老師那么教人發(fā)現(xiàn)真理。新課程改革旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識與才能，沒有猜測，何來創(chuàng)新。因此，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生猜測才能具有重要的意義。1可以激發(fā)學(xué)生對所探究問題的興趣，促進學(xué)消費生進一步探究的欲望。2可以促進學(xué)生科學(xué)思維開展和科學(xué)精神的培養(yǎng)，進步他們的聯(lián)想才能、想象力和創(chuàng)新才能。3進一步幫助學(xué)生明確探究物理問題的方向性，使他

3、們比擬順利的得出科學(xué)結(jié)論，總結(jié)物理規(guī)律。4通過科學(xué)猜測、理論分析或驗證、實驗探究或驗證等探究過程的體驗，使學(xué)生領(lǐng)會科學(xué)研究的根本方法，從中學(xué)會探究知識的方法。2如何培養(yǎng)學(xué)生猜測才能2.1老師要創(chuàng)設(shè)一個良好的猜測環(huán)境1營造民主、和諧、自由的課堂氣氛。沒有民主，就沒有自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，沒有自由，就沒有活潑的思維可言。老師要彎下身來傾聽學(xué)生的聲音，師生共同創(chuàng)造一個平等、民主、和諧、寬容的學(xué)習(xí)氣氛，使課堂充滿生命力，學(xué)生在無拘無束的環(huán)境中，才能自由地表達想法，激發(fā)猜測與假設(shè)的靈感。學(xué)生的猜測往往是異想天開的論文聯(lián)盟，老師要不怕學(xué)生猜錯，更不能從言行上傷害他們的自尊，挫傷其積極性，應(yīng)給予肯定和鼓勵。學(xué)

4、生猜錯了老師也不必急著去糾正或證明，而是通過實驗探究和理論探究讓學(xué)生自己認(rèn)識到問題所在。例如，在楞次定律教學(xué)中，筆者以鋁環(huán)實驗引入。讓磁體的N極靠近閉合的鋁環(huán)，發(fā)現(xiàn)鋁環(huán)向相反方向轉(zhuǎn)動，這是為什么呢？學(xué)生很容易猜測到鋁環(huán)也具有磁性，同性相斥。讓磁體的N極去靠近有缺口的鋁環(huán)，鋁環(huán)卻沒有動。這時鋁環(huán)具有磁性的想法不攻自破，雖然學(xué)生疑惑重重，但至少都能猜測到應(yīng)與鋁環(huán)的閉合與否有關(guān)。讓磁體的S極去靠近閉合的鋁環(huán)，又會怎樣呢？學(xué)生會不假思索的認(rèn)為鋁環(huán)會靠近S極。實驗結(jié)果卻與學(xué)生的猜測大相徑庭。盡管在幾次問題上學(xué)生都猜測錯了，但正是這種強烈的反差，學(xué)生一探終究的情緒高漲，思維更加活潑。2創(chuàng)設(shè)合理物理情境，誘

5、發(fā)學(xué)生合理猜測。猜測，不是天馬行空的想象，它是在已有知識和事實的根底上，對未知的事物及其規(guī)律作出某種假定性的推測和解釋。猜測也并非憑空的胡思亂想，建構(gòu)主義理論認(rèn)為，知識的意義總是存在于情境之中。物理探究過程中要重視情境的創(chuàng)設(shè)，引起學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望，翻開學(xué)生猜測的空間。例如，在進展探究彈性勢能的表達式教學(xué)過程中，我設(shè)計了橡皮筋彈射紙片的實驗情境。用一根橡皮筋拉長不同的長度，紙片飛出去的間隔 不同；用不同根數(shù)的橡皮筋，紙片飛出去的間隔 也不同。這樣貼近學(xué)生生活的物理情境，不僅使得學(xué)生參與的熱情高漲，而且激發(fā)學(xué)生進一步探究的欲望，適時提出彈性勢能與哪些因素有關(guān)的問

6、題。學(xué)生通過對實驗的分析不難猜測到彈性勢能很可能與彈簧的形變量及彈簧的軟硬即勁度系數(shù)有關(guān)。老師在創(chuàng)設(shè)物理情境時，注意要目的明確，這樣才能給學(xué)生的猜測有了較為明確的方向，不至于胡亂猜測。2.2老師要適時提供學(xué)生猜測的時機科學(xué)猜測不是一個孤立的環(huán)節(jié)，也不是非有不可的教學(xué)環(huán)節(jié)，假如老師隨意一句你們不妨猜測一下，在沒有必要猜測的地方讓學(xué)生猜測，反而打擊學(xué)生的積極性。老師在這個環(huán)節(jié)上不必過分牽強，要恰到好處的提供可猜測的時機，要使學(xué)生體會到有猜測的價值，通過對猜測的科學(xué)檢驗解決他本來存在的疑惑，提升他思維才能。1對物理現(xiàn)象本質(zhì)原因的猜測。物理教學(xué)往往從物理現(xiàn)象出發(fā)，層層深化，抽絲剝繭，探究物理現(xiàn)象背后的

7、本質(zhì)原因，完成對物理規(guī)律的認(rèn)識過程。例如，在布朗運動的教學(xué)中，布朗對花粉微粒無規(guī)那么運動原因的科學(xué)猜測以及探究過程本身就是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的典型素材。布朗運動不是生命現(xiàn)象，那么是什么原因致使花粉微粒做無規(guī)那么運動呢？老師適時提出該問題，引起學(xué)生興趣，激發(fā)其積極猜測。學(xué)生猜測到可能跟液體有關(guān)。是液體的流動引起的嗎？繼續(xù)提問。學(xué)生很快否認(rèn)。老師繼續(xù)引導(dǎo)：液體分子做無規(guī)那么的運動，會不會跟這個有關(guān)呢？學(xué)生開場大膽猜測：花粉微粒受到液體分子的撞擊，假如各個方向的撞擊力無法抵消的話，微粒就會受到力的作用，運動狀態(tài)發(fā)生改變，由于液體分子的運動無規(guī)那么性，所以微粒運動也無規(guī)那么。老師肯定學(xué)生的分析與猜測，并

8、進一步引導(dǎo)：布朗運動的劇烈程度會與什么因素有關(guān)呢？學(xué)生不難分析出與微粒大小和液體溫度有關(guān)。2對探究結(jié)果可能性的猜測。通過科學(xué)探究獲得第一手?jǐn)?shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)不是探究過程的結(jié)束，數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律有時并非一眼就能看穿。比方，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中獲得6組a與小車質(zhì)量的數(shù)據(jù)，越大，a越校老師這時可以鼓勵學(xué)生對a與的關(guān)系做出猜測。學(xué)生猜測有多種可能性：a與成反比：a與2。成反比；甚至a與3成反比，等等。接著提問：如何直觀反映兩者的關(guān)系，從而判斷你的假設(shè)是否成立？通過學(xué)生分組作圖像進展比照分析，最終獲得在力一定的情況下，加速度與物體質(zhì)量成反比的結(jié)論。在物理教學(xué)中，諸如此類的地方還有多處，如在探究求合

9、力方法實驗、探究功與速度變化的關(guān)系實驗、研究平拋運動實驗等探究性實驗中，老師抓住這些珍貴的時機，精心設(shè)計，提供學(xué)生猜測的廣闊空間。體會科學(xué)探究的樂趣，進步自身科學(xué)探究的素質(zhì)。2.3老師要讓學(xué)生學(xué)會猜測的方法1運用生活經(jīng)歷和已有知識推理猜測。愛岡斯坦這樣贊美伽利略：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。伽利略對物理規(guī)律的研究中，無處不閃爍著猜測與假設(shè)、邏輯推理的思想光輝。諸如對力與運動關(guān)系的研究，伽利略注意到當(dāng)一個球沿斜面向下運動時，速度增大，向上運動時，速度減小，由此猜測：當(dāng)球沿程度面運動時，速度應(yīng)該不增不減。從這一點出發(fā)，他設(shè)計了

10、著名的理想實驗，提醒了力不是維持物體運動的原因。為物理學(xué)開展奠定了堅實的基矗2運用直覺思維進展猜測。愛因斯坦在談他創(chuàng)立相對論時說：要通向這些定律。并沒有邏輯的道路，只有通過那種對經(jīng)歷共鳴的理解為根據(jù)的直覺，才能得到這些定律。直覺思維新穎性、創(chuàng)造性的特點促進了新理論的提出，為科學(xué)作出重大打破。直覺思維是直接領(lǐng)悟的思維，是人腦對突然出如今面前的新事物、新現(xiàn)象、新問題及其關(guān)系的一種迅速識別、敏銳而深化的洞察、直接的本質(zhì)理解和綜合的整體判斷。直覺思維跨越性、猜測性的特點，使學(xué)生不經(jīng)過詳細的邏輯推理和精細的演算步驟，運用了跳躍式的形式提出假設(shè)。例如在講?自由落體運動?時，把一張紙片和一塊文具橡皮同時釋放

11、下落，文具橡皮下落的快；再把紙片捏成一個很緊的小紙團，和橡皮同時釋放，發(fā)現(xiàn)兩者幾乎一樣快。為什么會有這個現(xiàn)象呢？直覺告訴學(xué)生是空氣阻力的影響。事實是這樣嗎？再做牛頓管實驗：讓小羽毛、金屬片從同一高度同時釋放，觀察到金屬片先到達管的底部；假如抽去管中的空氣，仍從同一高度同時釋放，結(jié)果截然不同，幾乎同時到達管底。通過實驗，學(xué)生可以大膽推測一下：在沒有空氣阻力的環(huán)境下，任何質(zhì)量的物體在同一地點靜止釋放，運動規(guī)律應(yīng)是一樣。3運用類比的方法猜測。事物之間以及事物規(guī)律之間客觀存在著某種相似性，人們有意識或無意地將新和舊比照擬分析，找出它們之問的相似性，往往也就找到研究新事物或者新規(guī)律的途徑與方法。物理學(xué)中

12、很多規(guī)律之間存在相似性和對稱性，所以物理教學(xué)過程中類比的思想無處不在。比方，在磁感應(yīng)強度的探究教學(xué)中，可以類比電場強度。老師可以先比擬磁場和電場類似之處：電場對放入其中的電荷有力的作用，磁場對放入其中的磁體、通電導(dǎo)線也有力的作用。研究電場強度時，我們引人一個檢驗電荷，用檢驗電荷在電場中受到的電場力與其電量的比值定義電場強度，那么你能想到探究磁感應(yīng)強度的方法嗎？有的學(xué)生說在磁場中放入一個磁體，有學(xué)生說放入通電導(dǎo)線，通過比照選擇通電導(dǎo)線較為適宜。放人怎樣的通電導(dǎo)線呢？長一點行不行？會帶來什么問題？學(xué)生陷入考慮。通過師生共同分析，找到問題所在：探究某一位置的磁感應(yīng)強度就要知道這一位置的通電導(dǎo)線的受力，長導(dǎo)線顯然不行。學(xué)生大膽猜測：通電導(dǎo)線要充分短?？墒乾F(xiàn)實嗎？不現(xiàn)實，怎么辦？學(xué)生繼續(xù)猜測：假如是勻強磁場就不存在這個問題。那么通電導(dǎo)線受力會與哪些因素有關(guān)呢？學(xué)生不難想到：可能與磁感應(yīng)強度、導(dǎo)線長度、電流大小等因素有關(guān)。你能大膽推測F，I、L、B定量關(guān)系嗎？你能類比電場強度的定義式，推測一下磁感應(yīng)強度的定義式嗎？繼續(xù)類比，磁感應(yīng)強度與F成正比、