谁能帮我一篇论文《培养初中生“猜想与假设”能力的教学策略研究》
1猜想与假设的关系
猜想和假设是对问题中事物的因果性和规律性的假设性解释。猜想和假设作为理性思维的一种形式,是科学研究中的重要方法。从它的形成来看,可以分为两个环节:一个是猜想,一个是假设。猜想是学生在已有知识和经验的基础上,结合自己对客观现实的感性认识,在接触问题后,依靠直觉做出的各种假设。假说是以猜想为基础的更科学的假说,是通过观察、实验、分析、比较、归纳等一系列逻辑推理,排除一些不可能的猜想而得到的。假设比猜想更合理,探讨问题更有针对性和指导性。在猜测阶段,学生充分发挥自己的主体性,主动提出尽可能多的猜测和可能性,而不考虑问题和猜测之间的因果逻辑关系,因此思维往往处于非常活跃、无逻辑、发散的状态。在假设环节,通过对猜想的考察,做出各种解释,需要一种逻辑的聚合思维。在科学探究中,提出合理的猜测和假设,不仅可以为探究活动指明方向,而且可以充分发展学生的创造性思维,培养学生的创新能力。
2猜想和假设原则
2.1合理性原则
猜想不是瞎猜。不合理的猜想和假设不仅不可能发展成科学结论,而且对探究过程毫无意义。在解决问题的过程中,不应该依靠盲目的尝试,而应该根据已有的理论、自己的经验、收集到的相关材料、事实以及人类特有的想象力和创造力,提出解决问题的猜想和假设。例如,在探索影响蒸发速度的因素时,学生根据生活中在通风、阳光充足的地方晾衣服的经验,提出了蒸发速度与液体表面积、液体上方气流速度、液体温度有关的假设,有一定的事实依据,也比较合理。
2.2规律性原则
虽然猜想和假设是针对一些客观事实和现象提出的,但科学探究的目的不是为了解决个别问题,而是作为一类问题,寻找事物之间的普遍关系和一般规律。所以提出的猜想和假设应该是有一定规律性的。比如,在探讨阴凉处光斑形成的原因时,如果提出“圆形光斑是圆形太阳形成的,与小孔的形状无关”,就没有规律性。其他形状的光通过小孔后会形成什么样的光斑?在这项研究中,提出“光源发出的光通过屏障上的小孔后,会在屏幕上形成与光源形状相同的光斑,与小孔的形状无关”。把太阳作为光源形成的现象推广到所有光源都遵循的定律,经过假设验证得到针孔成像定律。
2.3方向性原则
猜想与假设是在探究之前对问题进行研究的一种科学预见活动,它指导着探究计划的制定和方案的设计,是学生确定研究方向、选择实验方法和设备的依据。因此,提出的猜想和假设要使学生明确探究的方向,指导整个探究活动。例如,在上面的例子中,提出假设后,学生将选择不同形状的光源,如荧光灯、灯泡和蜡烛,钻不同形状的孔(如圆形、方形、三角形等。)在不透明的屏障上,然后观察不同形状的光源通过不同的孔后的光斑形状。
2.4开放性原则
猜想和假设是中学生在科学探究中思维最活跃的阶段。不同的学生因为经历、知识、能力的不同,对问题的理解也不同,所以会提出不同的假设。为了调动全体学生的积极性,培养独立思考和创新的能力,探究式教学要求每个学生提出自己的假设来解决问题,教师不能过多地干预学生,以保证提出的猜想和假设的开放性。比如在探究“晚上家里的灯突然灭了”这一现象时,学生会提出各种假设,比如“停电了,保险丝断了,灯丝断了,电路问题”等等。教师要在学生做假设时“装聋作哑”,让学生尽可能多地做假设,实现探究教学的开放性。
3培养学生猜测的策略
3.1创设信息丰富的问题情境,让学生知道要猜什么。
探究式教学非常重视问题情境的创设,从而激发学生的好奇心和求知欲,激发学生的学习兴趣和探究欲望,让学生发现问题,提出问题。由于学生在面对复杂的自然现象时,不能像科学家一样,根据自己丰富的知识、经验和敏锐的感觉提出科学的猜测和假设,教师在创设问题情境时,应在客观事实的基础上,突出一些有关解题方法或答案的信息,使创设的情境对学生的猜测和假设有一定的暗示作用。这样学生在猜测和假设的时候就会有一个明确的方向,不至于做一些无休止的猜测和假设,同时培养学生收集信息的能力。比如,在探究压力的概念时,提供一个场景:一个学生在河边玩耍,看到两个女士在河边散步。一个穿高跟鞋,一个穿平底鞋。虽然看起来重量一样,但是在河边的湿地上留下的脚印深度却有明显的差异。高跟鞋鞋跟上的印痕窄而深,平跟鞋上的印痕宽而浅。这位学生觉得这可能有些道理。学生提出压力的效果与哪些因素有关的问题后,根据题目“一个穿高跟鞋,一个穿平底鞋”和“重量相当”中的信息,判断压力的效果与受力面积和压力有关。“高跟鞋鞋跟上的印痕窄而深,平跟鞋上的印痕宽而浅”说明压力的作用与受力面积成反比,从而提出了问题答案的猜想。
3.2教给学生猜测的方法
(l)利用经验和直觉进行猜测
学生在日常生活和学习中形成了大量的日常经验和知识,是学生猜测的直接来源和素材。直觉思维是一种不经过逐步分析,迅速对一个问题的答案做出合理的猜测、假设或突然的理解的思维。它往往形成智慧的火花,生成是受创造的启发。在探究教学中充分利用学生的经验和直觉是培养学生猜测能力的有效手段。比如牛顿第一定律的探究式教学,老师和学生一起做斜坡实验,在表面看到三种不同的情况:斜坡越平滑,汽车移动越远。学生们直观地感觉到,如果坡度非常平缓,汽车会移动得很远。因此提出一个猜想:一个运动的物体,在没有外力的情况下,会一直匀速直线运动。
(2)运用归纳法猜测。
学生可以总结一些经验和事实,对物理现象和过程得出结论,然后进行猜测。比如人发声时声带会震动;当蜜蜂嗡嗡叫时,它们的翅膀会颤动;敲桌子时,桌子震动发出声音;弹拨钢琴时,琴弦振动发出声音...学生通过总结大量的例子提出了一个猜想:声音是由物体的振动产生的。
(3)利用类比联想进行猜测
在科学研究中,经常将已知的现象和过程与未知的现象和过程进行比较,找出它们的相似性、相似性或联系,然后以此为基础推断未知现象和过程的一些特征和规律。在探究式教学中,我们可以用这种类比的方法,通过联想提出猜想。例如,在探索串联电路中电流的特性时,可以将电流与水流联系起来,这导致学生将电路比作管道,将电流比作水流。学生熟悉水在管道中流动的情况,从而提出串联电路中所有电流相等的猜想。
科学探究中提出猜想的方法有多种,如观察分析、逆向思维、回溯判断、因果判断、概括外推等。这就要求教师在教学中根据探究内容、学生已有的知识、经验和客观事实对学生进行适当的引导。
3.3营造和谐的课堂气氛,让学生敢于猜测。
罗杰斯认为,“心理自由”或“心理安全”是有利于创造性活动的基本成分。如果一个学生觉得教室里的心理氛围是自由的、安全的,他就会感到舒服,不用花时间保护自己,也不怕别人的批评。他总能按照自己选择的目标去进步,敢于表达自己的观点,敢于猜测。如果我们的老师给学生一种“不可接近,高高在上”的感觉,那么即使学生在学习过程中有一些猜测和假设,他也不敢告诉我们,当然也就无法培养和训练学生的猜测和假设。所以,在探究式教学中,教师要用发展的眼光看待学生的猜想,发现他们的闪光点,多鼓励和表扬学生,积极看待学生的猜想,哪怕是荒诞的猜想,而不是冷嘲热讽。
3.4提供足够的时间让学生充分想象。
猜的时候,每个学生对问题的看法都不一样。教学时,要充分发散学生的思维,提出不同的猜测。每个学生的思维能力、水平和敏捷程度不同,做出一个猜测所需的时间也不同;学生在猜的时候要不断地交流、讨论甚至辩论,这也需要建立在一定的时间段上。因此,在探究式教学中,要给学生提供充分的时间,让他们充分发挥想象力,提出各种可能的猜想。如果没有一定的时间保证,猜测只能在匆忙中进行,既不能让所有学生都猜到,也不能让猜测达到应有的深度。
3.5用头脑风暴法充分展示学生的猜测。
头脑风暴法是一种猜测方法,让学生根据自己对问题的看法尽可能多地进行猜测,在所有的可能性都提出来之前,老师和其他学生都不应打断和评价。头脑风暴可以充分发挥学生的聪明才智,调动学生的主动性和积极性,让学生畅所欲言,提出所有猜想。例如,在猜测影响浮力的因素时,学生提出影响浮力的因素可能包括:物体的密度、物体的体积、液体的密度、物体浸入液体的体积、物体的深度等。
4.猜想转化为假设的策略
在探究式教学中,由于时间和条件的限制,不可能把所有的猜想都设计出来进行实验验证,这就需要把猜想进一步加工转化为科学假说。
4.1通过实验验证,由猜想提炼出假设。
猜想提出后,在不确定猜想是否合理时,可以用一些简单的实验来验证,排除一些不合理的猜想,形成一个科学的假设。比如探索阿基米德原理的猜想中,浮力是否与物体的密度、物体的体积、物体浸入液体的深度有关,可以通过“称重法”的实验来判断。
(l)用“称重法”测得相同体积的铜块和铝块浸入水中浮力相等,说明浮力与物体密度无关。
(2)用“称重法”测量同一块石头完全浸没在水中时的浮力与部分浸没时的浮力不同,说明浮力与物体浸没在液体中的体积有关。
(3)用“称重法”测量石头浸入水中不同深度的浮力是一样的,说明浮力与它们浸入的深度无关。
由此得出结论,浮力可能与液体的密度和浸没在液体中的物体的体积有关。为了检验这一假设,让学生们做以下实验:
l)将空矿泉水瓶慢慢压入人水中,感受浮力。浮力的大小与排出液体的体积有关。
2)盐水浮卵。浮力与被置换液体的密度有关,从而加深学生的感性认识。
重用以下关系:
G=mg m=ρV G=ρVg
那么行g =行m g =行ρ v行g。
进一步推测,如果浮力与被置换液体的体积和密度有关,则浮力可能与被置换液体的重力有关。
4.2合理性分析后,提出假设。
有些猜想,经过一些分析和推理,是可以否定的。比如树荫下形成圆形斑点的原因是什么?提出两个猜想。第一,叶子是圆的,它的影子是圆的。因为树叶在空中重叠,地上的圆形斑点也重叠。其次,因为太阳是圆的,所以地面上的光斑也是圆的,圆的光斑就是圆的太阳形成的。这两个猜想哪个更合理?根据现有的知识,阴影是光线照射不到的地方,光斑是光线照射到的地方。阴影下的圆圈是光点而不是阴影。地面上所有的圆形光点都是一个标准的圆,只有太阳的形状与之匹配。事实支持第二种猜测,所以通过推理分析得出第一种猜测是不合理的。猜测和假设是科学探究中的关键环节和重要因素,猜测和假设能力是科学探究中的重要能力,但学生的猜测和假设能力不会自动增强,需要结合学生已有的教育教学知识和经验进行不断的引导和训练。