課程改革與實踐教學
作者：陳桂平
隨著基礎教育新課程改革的逐步推進，科學探究作為物理課程的教學目標、教學內容與教學方式，在教學一線得到了較大的關注。《普通高中物理新課程標準》指出，科學探究包含以下要素：提出問題、猜想與假設、製訂計劃與設計實驗、進行實驗與搜集證據、分析與論證、交流與合作。在日常教學中，筆者發現，上述各個要素中，猜想與假設環節往往缺失或流於形式，沒有真正發揮培養學生猜想能力的作用，針對這一問題，筆者著重探討如何在高中物理教學中培養學生的猜想能力。
牛頓說：“沒有大膽的推測，就沒有偉大的發現”。但猜想與假設不是主觀臆斷，不是毫無根據的胡思亂想，不合理的猜想與假設不僅沒有發展成為科學結論的可能，對探究過程也沒有意義。那麼，在物理教學中要如何滲透猜想的思想，讓學生進行合理、有效的猜想，在潛移默化中培養學生的猜想能力呢？筆者認為可從以下幾方麵著手。
一、設置認知衝突激發猜想
學生往往會將一些錯誤的經驗認識帶到物理課堂中來，物理教育領域將其稱為前概念。有效轉變學生前概念的教學策略是引入與學生已有經驗矛盾的場景，促使其產生認知衝突，並在該過程中誘發學生的質疑猜想。
例如，學生在日常生活中已經形成了力是物體運動的原因的前概念，他們認為外力可以讓物體開始運動，而當把外力撤走時物體的運動將停止下來。針對上述前概念，物理教師在課堂上利用實驗演示在3種不同表麵上的小車運動狀況，引導學生觀察3種表麵上小車不同的運動情況，並發現斜麵越光滑，小車移動得越遠。這一現象與學生的前概念是相矛盾的，從而引發學生的思維碰撞：為什麼實驗結果和自己的想法不一樣？這是否與小車運動的表麵有關？有何關係？繼而思考：若運動的表麵絕對光滑，小車又將如何運動？從而自然而然地提出猜想：運動物體絕對光滑平直的情況下，就會永遠做勻速直線運動。這種利用認知衝突誘發的猜想，對學生而言印象將更為深刻。
二、利用類比方法進行猜想
康德說過“每當理智缺乏可靠論證的思路時，類比往往能指引我們前進”，這指出了類比聯想的重要價值。當麵對新現象時，嚐試利用其他現象進行類比，推論新現象在某些方麵會出現與已認識的現象相似的性質或規律。教學中，正可以根據物理量或者物理過程的相似性，引導學生進行類比與聯想，並在此基礎上進行猜想，取得“他山之石，可以攻玉”的效果。
例如，在物理教學中，教師經常會將水流和電流進行類比，將電場與重力場類比；電勢能和重力勢能相類比，還有磁場和電場、萬有引力定律和庫侖定律、液體浮力和氣體浮力相類比等。教師引導學生經曆上述類比的思維過程，並要求學生根據二者的相似性提出相應的猜想。例如，依據聲現象類比光現象，因為聲音是一種為學生所熟悉的波，由此可以提出相應的猜想：光可能也具有波動性。通過經曆這樣一種猜想過程，學生也學到類比法這樣一種在科學研究中十分重要的物理學方法。
三、立足現象歸納誘發猜想
歸納法是物理學方法中十分重要的研究方法之一，利用歸納進行猜想，就是針對某一類現象中的一些例子體現出某種性質與規律，進而猜測該類現象都可能具有這樣一種性質和規律。新教材中有不少物理概念都是立足於對各類自然現象的觀察，采用歸納猜想的方式得出來的。同時，也要盡可能的充分利用實驗室傳統器材、傳感器、掌上移動實驗室、日常生活用品等設備為學生提供豐富、直觀的現象，為誘發合理的猜想奠定思維的素材。
例如，在電磁感應的教學中，幾個實驗分別從導線切割、磁極運動、通斷電流、改變電流、增減鐵芯等方法來產生感應電流，教師可以引導學生觀察與思考上述各類不同現象，啟發學生抓住現象背後的共性特征並作出合理猜想。在教師的啟發下，學生利用歸納思維對上述大量實例進行積極思維並提出猜想，找出產生感應電流的條件。采用歸納猜想的教學方式，有利於引導學生關注生活，學會在日常生活中總結一般性的規律並進行大膽的猜想。