浅议初中物理探究活动中的“猜想”

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  《初中物理课程标准》明确指出:“通过科学探究,使学生经历基本的科学探究过程,学习科学探究方法,发展初步的科学探究能力,形成尊重事实、探索真理的科学态度”是在义务教育阶段体现物理课程价值的一个重要方面,而科学探究又分为:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等多个环节,其中从“制定计划与设计实验”这一环节开始,后面的环节基本都是围绕“猜想和假设”这一环节展开的,可以说不同的猜想会引发不同的实验探究活动。在实际探究过程中发现:①有的学生不敢猜或是不会猜;②有的学生“乱猜”,如提出许多猜想且还有一些不靠谱,这就导致整个探究活动无法顺利开展,一方面影响了教学进度,另一方面使探究过程不完整,对后续学习带来负面影响。如何避免学生“不猜”或“乱猜”呢?笔者以为可从以下几方面着手。
  一、鼓励学生大胆猜想
  牛顿曾说过:“没有大胆的猜想,就不可能有伟大的发现。”鼓励学生大胆猜想应该从第一堂物理课开始,从最简单的问题开始,比如:一个装满水的玻璃杯,还能再装多少个回形针?这时,可能很多同学都是乱猜的,教师不妨告诉学生:杯子的大小、放回形针时是否小心等许多因素,都会对实验结果产生影响,只要大家愿意说出自己的想法就行了。八年级上学期物理并不是很难,但却是培养学生大胆猜想的关键时期,这就要求教师不能简单地向学生传授知识,还要关注学生获得知识的过程。
  比如《声音是什么》这一节内容,如果只是讲知识点,最多10分钟,就可以讲完了。在实际教学中,教师应让学生体验有关物理现象。像“声音是如何产生的”这一知识点的教学,教师可以让学生把手放在自己的喉咙上,体验人在说话和不说话时有什么不同,然后鼓励他们把自己的感觉和想法大胆地说出来。
  二、教会学生科学猜想
  就猜想而言,教师不仅要关注学生的“猜”,更要关注学生的“想”,“猜”是建立在“想”的基础之上的。只有在想的基础上去猜,猜出的结果才更具科学性,才更符合事实,否则学生就不知道如何猜,抑或是胡乱地猜,所以教师在让学生猜想之前一定要做好必要的铺垫,让他们知道该怎么猜、往哪个方向猜、运用哪些已有的知识猜。要培养提高学生的猜想能力应注意。
  1.创设情境,帮助学生理解
  物理学研究的一个方面是自然界中各种物理现象及其规律,这些规律都是从许多相似的现象中提炼、抽象出来的,为了便于学生理解这些规律,教学中,让学生猜想的问题应尽可能源于生活,贴近学生的生活实际。
  若让刚接触物理的学生猜“影响液体蒸发快慢的因素有哪些”,学生可能猜不出,但是,如果问他们:“怎么才能让家里的湿衣服干得快一些?”他们很容易就回答出“晒太阳”、“用风吹”等答案,再将这些答案加以引导,学生就能很顺畅地将有关探究活动进行下去了。还有一次,我让同学们猜想“影响电流做功多少的因素有哪些”,问题一提出后,大家大眼瞪小眼地看了半天,不知如何回答。于是我就拿出一个实验用的白炽灯,让大家分析电灯工作时能量转化的情况(电能转化成光能和热能,而电流做功的本质就是电能转化成其他形式的能),然后归纳道:“对白炽灯而言,电能转变成光能、热能越多,电流做的功就越多。”经过这样的引导,学生很快便提出了一些自己的想法,课堂气氛也活跃了起来。
  2.通过体验加强学生感知
  学生年龄小,生活经历不足,对教学中的问题感到无所适从,对教师的提问不知如何回答,这时,教师先不要急于让学生回答,可以先做一些简单的小实验,让他们体验一下,然后再让他们思考,往往会取得比较好的效果。
  在探究“浮力大小与哪些因素有关”时,发现学生很难想到浮力与“物体浸没的体积”有关。此时,可在课堂上增加一个学生体验活动:在一个桶里放大半桶水,让一个球(要大一点的球,这样效果明显)漂在水面上,然后请学生上来将球逐渐按入水中,问他们感觉手上所用的力有什么变化(所用力变大了)?说明了什么问题(水对球的力也变大了)?接下来再分析:这时液体的密度并没有变,是什么物理量的变化导致浮力的变化呢?这时,学生就很容易想到浮力“与物体浸入液体的深度有关”,“与物体浸入液体的体积有关”,最后再通过实验说明“与物体浸入液体的深度有关”这种说法是不严密的。
  
  三、确定课堂上要探究的猜想
  在探究过程中,由于部分已有知识、体验的干扰,学生可能会提出一些无关甚至是错误的猜想。对于这些猜想,可以通过设计一些实验去排除,也可以通过分析来排除,既要让学生明白这种猜想是不正确的,又不能花费太多的时间,需要教师掌握一定的技巧。
  1.分析、合并同类猜想
  学生提出的猜想,有些与教学要求差不多,只是表达方式不一样或表达不够科学,教师应该抓住这类猜想的本质,加以分析,最终保留合理、科学的猜想,以保证后续探究活动顺利实施。
  一次,聽某位教师上《压强》的公开课,在讲“压力的大小是否一定等于重力大小”时,这位教师设计了一个小实验:将一个磅秤放在水平桌面上,将物体平放在磅秤上,然后请一位学生读出磅秤的示数;再将磅秤倾斜(磅秤上放着同一物体)放置,请这位学生观察该磅秤的示数是否发生了变化;然后师生一起分析示数变化的原因;最终总结出“当物体放在水平面上时,压力的大小等于重力的大小,否则,压力不等于重力”。但恰是这个亮点给后面的探究带来了小麻烦。在探究“压力的效果与哪些因素有关”的活动中,有的学生就猜想:“我觉得压力的效果可能与接触面的倾斜程度有关”,我一下子也愣住了,于是我就想:如果我上这节课,该怎么解决这个问题呢?后来发现,其实在前面的体验中大家已经知道了:“当接触面的倾斜程度发生改变时,同一物体对接触面的压力大小也会发生改变”,所以,只要把这个问题分析清楚了,学生的疑惑自然也就消除了。
  2.巧用转化法
  有的猜想似是而非,以学生现有的知识,可能无法讲清这类猜想为什么是错误的,这时,教师可适当将这类猜想作些转化,变成某个可以用实验验证的猜想,最终确定要探究的猜想。
  在探究“电流做功的多少与哪些因素有关”的活动中,有学生认为“与电阻的大小”有关,这个问题很难和学生说清楚,在纯电阻电路和非纯电阻电路中情况也是不一样的。所以当课上有学生提出这种猜想时,可拿一个家用电热器(有两个发热管的那种),问学生“这两根电热管是怎么连接的?”(并联), “当从一根电热管工作变成两根电热管工作时,总电阻将如何变化?”(变小),“电压不变时,总电阻变小,哪个物理量会发生变化?”(总电流会变大)。分析到这里可以得出:“在这个电路中,电阻的变化会引起电流的变化。”本节课我们就探究电功与电流的关系吧。这样就比较自然地确定了要探究的猜想。
  3.留待以后研究
  课堂上,教师也会碰到一些超出意料之外的猜想,为了避免尴尬或是浪费时间,这时教师可以说:“由于时间原因,这个猜想本节课我们就不验证了,我们将在今后的学习中继续探究。”但我觉得这是下策,不到万不得已不要使用,因为教师常这样说而又无法兑现的话,会造成学生对教师的不信任,给今后的教学工作带来负面影响。
  俗话说:不打无准备之仗!教师在平时应该多听、多学、多想,光靠课上临场发挥是不现实的,教师需要在开展探究活动之前,就把课堂上可能碰到的各种情况都预计到,然后将各种问题的对策先想好,这样才能做到万无一失。通过十年的教学实践,笔者发现同年级的学生总体认知水平差不大,对于同一问题能提出的猜想也基本类似,所以只要我们做个有心人,平时多学习、多积累,学生提出的问题是可以处理好的,即使当堂课不行,课后也能处理得好。
  (责任编辑 易志毅)
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