小学科学探究中引导学生猜想与推测有效性的研究

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  爱因斯坦说:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切并推动着进步,想象才是知识进化的源泉。”科学探究中的猜想与推测固然重要,加强对科学探究中“猜想与推测”重要性的认识,是提高学生猜想与推测能力的首要条件。
  一、“猜想与推测”能力的认识
  1.‘猜想与推测“具有先导性。它影响着科学研究的方向、计划的制定、方法的选择、变量的控制、改变以及对现象的观察、数据的分析。贯穿整个研究过程。它具有前瞻性、先导性的特点。
  2.“猜想与推测“是了解学生原有水平的捷径。《科学新课程标准》在科学探究中提出了具体的要求:“能运用已有知识作出自己对问题的假想答案,能根据假想答案,制定简单的科学探究活动计划。”、“先行组织者策略”理论也十分注重学生原有的知识经验。从这两方面足见原有的知识经验的重要。了解学生原有的知识经验水平的方法很多,但是笔者在多年的教学实践中认为:“猜想与推测”是了解学生知识经验水平的一种较为理想的途径。
  3.“猜想與推测”是新旧知识连接的纽带。我们知道知识是系统化的,有效的连接使旧知识掌握得更牢固,新知识更容易理解和汲取。能够起到触类旁通、举一翻三的作用。
  4.“猜想与推测”是培养学生创造力的桥梁。对研究的问题作出科学的猜想与推测就是一种创造。教师为学生搭建一个发挥的平台,对学生进行引导、帮助,能够培养学生的探究能力和创新能力。
  二、“猜想与推测”能力的培养
  认清了“猜想与推测”的重要性后,培养学生这方面的能力显得异常重要,笔者认为可以从五方面培养学生的猜想、推测能力。
  1.鼓励学生大胆地猜想与推测
  事物是在发展变化的,影响事物发展变化的因素很多,就需要大胆地进行多方面的猜想与推测。力求全面把握事物的全貌。
  案例《雨水对土地的侵蚀》
  课文提出了影响土地侵蚀的三个因素:土地的坡度、降雨量的大小、有无植物覆盖。在这个前提下,我提出了一个的问题:你猜想一下还会有哪些因素影响?
  学生甲:土地的松软与结实,同样的降雨量,松软的土地侵蚀力会大点。
  学生乙:土地的颗粒结构,有的颗粒大,有的颗粒小,颗粒小的侵蚀力会大点。
  学生丙:土壤的粘性,粘性差点的土壤侵蚀影响会大点。
  ……
  在教材展示三个因素的基础上,学生大胆地提出了自己的猜想,弥补了教材的不足。学生的猜想所发挥的作用是显现的,既能全面地了解事物,又提高了思维的深度与广度。
  2.允许有不合理的猜想存在
  一个问题的研究,在人们没有完全认识它,对它的认识与理解往往是片面的,甚至是错误的。“猜想与推测”当然不是胡思乱想,要有科学性、合理性,但是基于上述的因素,有不合理的、不确定的猜想存在也是在情理之中的。
  案例《电磁铁磁力大小》
  笔者在参加一个教研活动,就遇到这样一件事。
  教师:你们猜猜影响电磁铁磁力大小的有哪些因素?
  学生甲:导线的长短、粗细、材质。
  教师板书:导线的长短、粗细、材质
  学生乙:线圈的绕法。
  教师面带笑容“请坐下。”
  学生丙:电池数量的多少、电池的新旧。
  教师板书:电池数量、新旧
  ……
  下课了,我们找了几个学生了解了情况,你们是如何知道影响电磁铁磁力大小的因素的?“这很简单,老师在黑板上写得就是对的,不写的就是错的”这样的回答真让人哭笑不得。
  教师一个不经意的举动,其实它产生了一个持久的教学效应:其一:学生对问题提出的猜想与推测,只要教师写在黑板上,就是正确的,就是问题的结果。这样慢慢地形成了“唯师是从”的学习习惯;其二:如果正确的答案过早地出现,其他学生就停止了对问题的思考,会造成一部分学生对另一部分学生学习上的依赖。从这一案例得知:允许学生对问题作出不合理的猜想与推测,然后引导学生对猜想通过寻找证据或者利用实验进行验证,这样教学的效果会好点,学生对事物的印象会深点。
  3.引导学生对自己的猜想寻找证据
  对一个问题的解决,不是凭自己的臆想、武断的,需要有证据依托。引导学生寻找证据符合学生的心理需要的,因为学生都需要用证据来证实自己对问题的猜想。达到以“据”服人的目的。介于学生这种心理需要,教师要引导和帮助学生寻找证据来证实自己的猜想与推测的正确性。同时在活动过程中也提高学生的判断能力、推理能力。
  案例《滑轮组》见图
  问题讨论:这三个装置,哪种装置的拉力小?
  学生讨论,阐述了自己的猜想:
  学生甲:图1省力,图1只有1个滑轮,;图3最费力,滑轮数最多.
  学生乙:图1与图2是一样的,都只有1个动滑轮。
  学生丙:图3最省力,图3中动滑轮数最多,动滑轮是省力的
  ……
  学生实验,发现了滑轮组中动滑轮数越多越省力这个规律。
  4.修正、筛选“猜想与推测”
  案例《绿豆种子发芽实验》
  一开始,布置学生讨论:绿豆种子发芽需要什么的条件?
  几分钟后,学生对绿豆种子发芽必要条件的形成了一个共识:适当的温度、充足的空气、适量的水份,还有土壤、肥料、和充足的阳光。
  这时,我拿出了在课前准备好的一些发芽的生姜,分给了所有的学生。
  “你们在哪看到过发了芽的生姜?”
  许多学生都说,厨房。
  “你们家里除了有发了芽的生姜外,还有什么发芽的植物?”
  这时,一个学生说,我家的马铃薯在家里长满了芽。   “你们从生姜、马铃薯的发芽发现了什么?”
  学生悟然:生姜、马铃薯发芽是不需要土壤、肥料和充足的阳光。
  后来,学生还列举了大蒜、水仙花发芽的条件。
  最后形成了共识:种子发芽的必要条件是适当的温度、充足的空气、适量的水份
  朱熹说:“读书无疑者,须教有疑,小疑则小进,大疑则大进。疑者,觉悟之机也,一番觉悟,一番长进。”学生面对自己提出的众多的猜想,其实他们心里也清楚,这中间肯定是是非非、鱼龙混杂。会产生修正的心理需要。在这种心理的支配下,教师作适当的指点、引导,学生会不断地筛选和修正,去伪存真,最终形成真正的科学观点。
  5.建立良好的师生关系是“猜想与推测”开展的基础
  学生对研究的问题提出各种各样的猜想,作出各种各样的推测。做到畅所欲言,首先教师要得到学生的信任,只有得到了学生的信任,学生才不会斗胆发言,而是一种自然的倾诉,才能提出各种猜想与推测:其次建立民主、和谐的课堂氛围。学生在这样的课堂氛围中,不会有心理压力,能提出一些自己的见解,提出一些独特性的猜想、推测。所以建立良好的师生关系和民主、和谐的课堂氛围是十分必要的。
  三、研究的成效与反思
  1.学习兴趣得到了提高
  在前期的调查中,我们知道有近1/3的学生感到科学课太枯燥、难懂,缺乏学习的兴趣,后来我们注重了“猜想与推测”的研究过程。将学习的主动权还给了学生,在课堂上引进了竞争的环节,学生面对研究的问题会提出各种猜想,当自己提出的“猜想与推测”得到了师生的肯定,收获了成功的喜悦,满足了心理要求;当他们提出的“猜想与推测”没有得到肯定時,教师及时给予正面的、鼓励性评价。
  案例《地球表面的地形》
  在初步了解地球表面各种地形的特征后,安排了造“袖珍地形”的教学环节。
  在沙坑中,要求学生利用沙子“造”出地球表面的各种地形。因为学生了解了各种地形的特点,一会儿,各种地形在沙地上呈现出来。然后我提出一个问题:“地球表面的地形是怎么形成的?”
  第二天,班上所有的学生都上交了这个问题的答案,我进行了统计:见表1
  2.实验能力也得到了发展
  心理学研究表明,小学生具有强烈的求知欲,他们都想通过实验或其他方式来验证自己的猜想,来证明自己的能力。学生一旦提出了解决问题的猜想,就会促使自己制订一个详细的实验方案。就会在实验中考虑变量的改变与控制,就会注意实验中出现的现象,所以学生会胸有成竹。学生乐于实验、乐于观察、乐于分析,实验能力的发展也就理所当然了。见表2
  3.思维得到了发展
  学生对研究的问题提出猜想,促进了思维的发展,特别是想象力、独立思考、逻辑推理能力得到长足的提高。
  “猜想与推测”在科学探究中发挥了巨大的作用,在教学中我们必须认真地把握,更重要的是要充分发挥学生在这个方面的主动性、积极性,调动学生的激情和思维,只有这样提高课堂的效率才不会是一句空话。
  (杭州市余杭区凤凰小学)
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