猜想即猜测和想象,它与物理学的发展有着密切的联系。在物理学史上有很多伟大的发明和发现都是源于猜想,都是在猜想的基础上,经过众多的实践、实验上升为理论的。没有大胆的猜想就不会发现电磁感应现象,没有大胆的猜想就不会诞生相对论,没有大胆的猜想就不会提出分子核式模型,没有大胆的猜想就不会建立量子力学,没有大胆的猜想就不会揭示光的本质……牛顿曾说过:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现。”可见,猜想对物理学的发展的推动作用是不可估量的。
不可否认,猜想对物理教学的作用和影响力甚大,是物理智慧中最活跃的成分。猜想能激发兴趣,猜想出的新奇的现象、问题能吸引学生,强烈的求知欲和好奇心让学生兴趣高涨,这就诱使他们企图用现有的知识去解释或唤起他们对新知识的追求。猜想能调动积极性,兴趣和渴求新知的欲望是驱使学生学习的动力,通过猜想能激起学生的学习兴趣,这就促使学生自觉地、积极地去探究物理知识。猜想能启发思维,猜想是物理教学过程变成了学生积极参与的智力活动过程,学生积极主动去探讨研究,发现问题、解决问题,思维会越来越活跃,在潜移默化中发展了多维思维。猜想能促使实验教学的发展,猜想是实验课题的土壤,经过猜想,呈现在学生面前的问题较多,在现有的条件下,用实验去分析、验证,寻找到答案。猜想能促进理解的深化,学生对问题的认识越深刻,越全面,猜想的结果才会越多,反之亦然,同时这又为学生建立完整的科学概念、规律疏通思维的渠道……
新课程倡导探究式教学,探究式教学的目的就是要培养学生终身学习的愿望,培养学生的自主学习的能力。在《初中物理课程标准》中,科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,而在科学探究学习过程中,首先就要猜想,在此基础上再设计出实验的方案,可见,猜想这一步有着举足轻重的地位。在初中物理各环节教学中,猜想又无处不在,无时不有,在教学中,让学生适时进行猜想就显得格外重要。
然而,在实际教学中,学生猜想的结果往往出乎人的意料。比如说在探究滑动摩擦力大小影响因素的过程中,学生不仅猜想可能与重力大小有关,可能与速度大小有关,可能与接触面的面积有关,可能与物体的质量有关,可能与物体的密度有关,可能与物体的形状有关等等。有一部分学生不假思索,凡是他们想到的,都认为是影响滑动摩擦力大小的因素。由于课堂教学时间和器材以及学生现有知识水平的限制,也不可能对猜想的所有结果──通过实验来验证。如此进行下去,虽然课堂上走了猜想──探究的形式,但却耗时费力收效甚微。为了避免学生猜不到点子上和漫无边际的猜的尴尬局面,在教学中,我们应注重培养学生的猜想能力。
那么,在物理教学中,如何使猜想更接近于结果呢?这就要交给学生一些正确的猜想方法:
首先,要让学生有一定生活经验和做好知识准备。猜想绝不是凭空瞎想,而是对已有知识进行加工、处理的过程,如果学生头脑中没有类似的现象,他们是很难猜想出来的。比如在探究凸透镜成像规律时,如果学生对照相机照相时得到清晰理想像的做法了解,那么就很容易猜想出,要得到不同的像,可能要改变焦距。如果学生对能量转化特别是内能转化为机械能的知识理解不透彻,恐怕很难猜想出热机的工作原理。在平时的教学中,我们教师要让学生多留心观察生活中的物理现象,这不仅符合新课程中“从生活走向物理,从物理走向生活”理念,也能让学生积累起丰富的生活经验,对于物理教学特别是探究活动的开展是大有裨益的。
其次,在猜想的过程中,教师要引导好猜想方向。课堂上的猜想过程应当由教师激发而产生的,并由教师引导其猜想方向,这样,才能使学生明确研究目的。当然,教师也不能时时事事牵着学生的鼻子走,否则就与新课程理念相违背,同时又束缚了学生的发展。
最后,介绍给学生一些有效的猜想方法。①类比猜想法:根据两个对象之间的相似性,把信息从一个对象迁移到另一个对象的一种推理方法。如密度和比热容都是物质的特性,可将其类比,让学生猜想比热容的用途,学生就很容易猜出可用来鉴别物质。再如,教学电学中重要的概念电压时,由于它很抽象,需要在今后的学习中逐步加深理解,因而在教学中,结合水流形成的原因是由于水压,电流和水流的形成类似,学生即可类比猜想出电流的形成是由于电压。②联系猜想法:借助以前与之有直接或间接联系的其他物理问题或知识。如在学习功率一节,让学生猜想如何比较一个力做功快慢时,可联系比较物体运动快慢的方法,学生就会豁然开朗,猜想到可用单位时间内完成做功的多少来比较。③归纳猜想法:通过某类物理对象中个别对象具有的属性,猜想该对象全体都具有这种属性。如在教学降低温度是使气体液化的一种方式时,可引导学生根据生活中常见的液化现象归纳猜想提出来。④逆向猜想法:从结论或现象开始,到这思考问题,反向分析,来探究成因或条件。如探究影响滑轮组机械效率的因素时,从机械效率的计算公式入手,分析有用功和总共分别包含哪些部分,找到S和h的关系,就可找到影响机械效率的因素。
杨振宁说过:“在所有物理和教学的最前沿的研究工作,很大一部分要花在猜想上。”科研工作尚且如此,作为探究过程一个重要环节的猜想,在教学中的地位更是极其重要的。在物理教学中,我们要注重培养学生的猜想能力,要让学生在前人走过的轨迹上,亲身体验探究过程与方法。
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