新課改物理探究教學(xué)中猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)論文
【摘要】中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的探究活動是引導(dǎo)學(xué)生獲取物理知識、進行與科學(xué)研究探索相似，培養(yǎng)科學(xué)探索創(chuàng)新能力的重要途徑。在探究活動中，根據(jù)已知的一些物理現(xiàn)象，進行猜想與假設(shè)，然后制定計劃與設(shè)計實驗，這本身是科學(xué)探究的內(nèi)容和要求。
【關(guān)鍵詞】探究活動；探索創(chuàng)新能力；猜想與假設(shè)；能力的培養(yǎng)
新課標(biāo)教學(xué)大綱中明確指出：探究能力的培養(yǎng)要以物理知識和技能為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神、實踐能力和創(chuàng)新意識。到底探究式教學(xué)應(yīng)該如何展開？在此過程中教師應(yīng)該把握什么問題？怎樣在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力？這些問題在我國尚缺乏系統(tǒng)的、全面的研究，根據(jù)自己近年來的實踐體會，談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?/p>
學(xué)生對問題的猜想并不是憑空瞎說，而是根據(jù)已有的知識基礎(chǔ)、興趣愛好、想象能力等提出的。在此過程中學(xué)生自主建構(gòu)知識，同時兼以教師的有效指導(dǎo)，從而得出合理的結(jié)論。如何能更好地運用學(xué)生已有的知識和技能來建構(gòu)出新的“猜想和假設(shè)”，如何發(fā)揮教師的最大作用給學(xué)生以指導(dǎo)呢？在實際教學(xué)中，需要講究一些策略。
1、啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用直覺思維法提出猜想與假設(shè)
直覺思維是直接領(lǐng)悟的思維，是人腦對突然出現(xiàn)在面前的新事物、新現(xiàn)象、新問題及其關(guān)系的一種迅速識別、敏銳而深入的洞察、直接的本質(zhì)理解和綜合的整體判斷。直覺思維新穎性、創(chuàng)造性的特點促進了新理論的提出，愛因斯坦在談到他創(chuàng)立的“相對論”時說：“要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經(jīng)驗共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律。”
在物理探究教學(xué)中，促使學(xué)生直覺猜想的形成，教師可利用以下策略。
1.1 使學(xué)生建立寬廣扎實的知識基礎(chǔ)，形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；思維不能在真空中發(fā)展，而是以對材料或信息的操作和加工為基礎(chǔ)的。牢固掌握學(xué)科知識，理解它們的基本結(jié)構(gòu)，建立起合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以一種網(wǎng)絡(luò)思維、多條思維線路交叉作用的方式排列表征知識，就有利于學(xué)生進行直覺思維誘發(fā)猜想。比如在電磁學(xué)中，當(dāng)帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中作勻速圓周運動時，重力或電場力會引起速度變化，我們的第一直覺就是粒子所受到的電場力與重力相互抵消，這一直覺的獲得基于對物理的力學(xué)平衡條件、圓周運動向心力公式和洛侖茲力特性等基礎(chǔ)知識的了解。因而在物理教學(xué)中，深入理解和運用直覺猜想的基礎(chǔ)——知識至關(guān)重要。教師可采用“變式”教學(xué)明確概念的內(nèi)涵和外延加強學(xué)生對知識的理解。此外，還可通過運用概念圖檢驗、完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，融會貫通所學(xué)知識。知識結(jié)構(gòu)愈合理，知識積累愈寬厚，知識重組能力就愈強，直覺猜想也就愈可靠，越接近本質(zhì)，同時在知識豐富的過程也深化、拓展了認(rèn)知結(jié)構(gòu)，它既有助于猜想的提出，也有助于猜想能力的發(fā)展。
1.2 引導(dǎo)學(xué)生爭辯，誘發(fā)直覺猜想；學(xué)生以直覺方式進行猜想時，理智清楚、意識明確，有別于沖動行為或語言，從而對直覺結(jié)果的正確性有一種堅信感。心理學(xué)研究表明群體的個體易受他人提出見解的刺激和啟發(fā)，產(chǎn)生群體感應(yīng)和共生效應(yīng)。
物理探究教學(xué)中教師應(yīng)在課堂中以指導(dǎo)、啟發(fā)、激疑、討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生激烈的爭辯，讓其心智碰撞，激發(fā)發(fā)散思維，迸發(fā)靈感的火花，啟迪學(xué)生的直覺猜想，增強其堅信感。
1.3 豐富學(xué)生的直接經(jīng)驗；①許多科學(xué)家和心理學(xué)家把科學(xué)創(chuàng)造思想歸納成這一個模式：經(jīng)驗→直覺→概念或假設(shè)→邏輯推理→理論。可見，假設(shè)來自于直覺，而直覺并非一種神秘莫測的東西，高度的直覺能力來源于個人的學(xué)識和經(jīng)驗。列寧說過人類的認(rèn)識過程是：“從生動的直觀到抽象的思維，再從抽象的思維到實踐”，即從實踐→知識→實踐的一個完整的認(rèn)識過程，其中的知識來自于親身實踐過程中的直接經(jīng)驗，它也是猜想與假設(shè)的直接來源和素材，而在學(xué)校中學(xué)生所獲取的知識主要通過教師言傳身教習(xí)得的間接經(jīng)驗，認(rèn)識只經(jīng)歷了“從抽象的思維到實踐”的部分過程。只有通過親身體會物理過程，學(xué)生才能深刻地領(lǐng)悟已有的間接經(jīng)驗，激發(fā)“對經(jīng)驗共鳴的理解”——直覺，從而提出多種合理的假設(shè)。因而物理教學(xué)中，教師要善于創(chuàng)造條件使學(xué)生能夠親自動手動腦來體會生活中的物理，豐富他們的感性認(rèn)識。同時，豐富的直接經(jīng)驗有利于學(xué)生做出理論性假設(shè)，即在做出假設(shè)的同時也能用日常經(jīng)驗中的具體事例對假設(shè)的原因加以說明。而親身在物理世界中去領(lǐng)略大自然的空間美、變換美、流動美，對豐富學(xué)生的想象力有出奇制勝的效果。
2、應(yīng)用類比法提出猜想與假設(shè)
類比推理法屬于邏輯思維方法，②類比是根據(jù)兩個（或兩類）對象之間在某些屬性上的相同或相似，類推出它們的其他屬性可能相同或相似的一種邏輯方法，其形成結(jié)構(gòu)是“個別→個別”，這種方法既借助已有知識，又超越其框架，使兩個看似不相干的事物聯(lián)系起來，進而產(chǎn)生新的信息、提出新的假設(shè)。在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多新概念、新規(guī)律、新理論都借助于類比假設(shè)而得出的.。如，法國物理學(xué)家德布羅意在光的波粒二象性的啟發(fā)下，采用類比法提出了微觀粒子都具有波粒二象性的假設(shè)，并從理論上建立了粒子與波動的聯(lián)系。在物理教學(xué)中，最常用的是異類比較，即不同類，但相近、相似、相關(guān)的事物之間的比較。靈活地運用異類比較進行猜想，使探究教學(xué)達到“它山之石，可以攻玉”的效果，同時標(biāo)明類比主體所含共同的要素，使類比結(jié)果更加清晰化。例如，用類比法幫助學(xué)生形成電容的概念的猜想，將電容器與柱形水容器進行類比。電容量（Q）類比于水的體積（V），電勢差（U）類比于水的深度（h）。對于同一同一電容器，U越大，Q越大；對于同一柱形水容器，h越大，V越大。對串聯(lián)電路中電流大小的猜想，可以引導(dǎo)他們將電流（P）與水流（Q）進行類比，他們都具有流動性（a），將燈泡類比于水渠中的水力發(fā)電機，水流的一部分能量使發(fā)電機轉(zhuǎn)動，但水渠中的水卻沒有減少（d），從而推知電流使燈泡發(fā)光，但電流的大小也不變，提出了串聯(lián)電路中電流處處相等（d）的假設(shè)。
猜想與假設(shè)既是一種自由嘗試，也是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?chuàng)造，因此，它的產(chǎn)生是試探與定向、繼承與批判、理性與非理性、嚴(yán)謹(jǐn)性與靈活性辯證統(tǒng)一的創(chuàng)新過程。在探究教學(xué)中，教師要不斷提高自身的探究能力，在教學(xué)的第一線多創(chuàng)造機會和良好的探究環(huán)境，善于抓住學(xué)生學(xué)習(xí)與思維的特點，不斷鼓勵學(xué)生通過觀察、直覺、比較、歸納、演繹等手段提出種種猜想與假設(shè)，讓學(xué)生走科學(xué)家所走過的軌跡，親自體驗科學(xué)探究的過程和方法，感受成功的喜悅與失敗的痛苦，培養(yǎng)學(xué)生正確的情感、態(tài)度和價值觀，使他們真正發(fā)展成為學(xué)習(xí)的主人。
參考文獻
[1]閻金鐸田世昆《中學(xué)物理教學(xué)概論》高等教育出版社2003年3月.
[2]彭前程《物理選修3—1教師教學(xué)用書》人民教育出版社2010年6月.
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