浅谈科学教学中如何指导学生进行“猜想与假设和实验
2008-06-04 22:06阅读：
浅谈科学教学中如何指导学生进行“猜想与假设和实验设计”
株洲（攸县）健坤外国语学校 廖燕鹉
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科学的核心是探究。在《科学（3～6年级）课程标准》中首次把科学探究作为一个单独的分目标提出，强调培养学生科学探究的能力。科学探究的过程和方法包括提出问题、猜想与假设、制定计划、观察实验制作、搜集整理信息、思考与结论、表达与交流几个环节。科学探究能力是通过完成部分探究活动和完整的探究活动而形成和发展的。在一堂课里要进行完整的科学探究活动，时间是非常紧的，所以不能每个环节都花很多时间去开展教学。在探究活动中，根据不同的探究内容和目标，侧重的环节可能不同，有些侧重于问题的提出过程、有些侧重于猜想与假设、有些侧重于制定计划、有些侧重于验证的过程，有些侧重于表达与交流，今天我结合自身的教学实践就猜想与假设、制定计划这两个环节谈一点粗浅的看法。
猜想和假设是科学探究的重要组成部分，也是顺利完成科学探究必不可少的一个环节。《科学（3～6年级）课程标准》中指出：猜想与假设的具体内容标准是能应用已有的知识和经验对所观察的现象作假设性解释。它要求学生能针对所提出的问题，依据已有的科学知识、经验，经过思维冲突与再加工后形成的一种假设性结论。随着对科学本质研究的日益深入，广大教师越来越认识到科学猜想和假设的重要性，但在不少的科学课堂上，这个对于探究至关重要的内容则多由教科书或教师包办，留给学生思考的空间很少。那么在日常的教学中我们怎样才能让学生掌握进行猜想和假设的方法呢？
一、猜想和假设的提出建立在生活经验中
学生的生活经验是一种资源，科学很多时候就是解决生活中的问题，很多科学问题来源于生活。在进行《怎样加快溶解》的教学时，我就是由生活问题引入的：妈妈出去办事了，小弟弟在家饿得哭个不停，姐姐到处给他找吃的东西，“哎呀！就给弟弟泡一杯糖水吧。”姐姐终于有办法了。怎样使小弟弟快点喝到糖水呢？你能帮帮姐姐吗？学生就很容易想到搅拌、切碎、用热水的方法。
二、猜想和假设的提出建立在教学情境中
在让学生对科学问题进行猜想和假设的过程中，积极创设适合学生进行猜想和假设的情境，充分将学生所需的信息展示在学生面前，这是相当必要的。例如在《马铃薯在水中是沉还是浮》（教科版三年级下册）的教学中，我拿出一大一小两个马铃薯，让学生猜想如果把它们放入同一个水槽中情况会怎样？大部分学生猜想到大的马铃薯会沉下去，而小的会浮起来；有一部分学生认为大的浮在水面上，小的会沉下去。我将两个马铃薯同时放入①号水槽中，两个马铃薯都沉入水底，我再将两个马铃薯同时放入②号水槽中，结果两个马铃薯都浮在水面上，通过实验进行验证，结果却出乎学生的意料。眼前的情境激起了学生的认识矛盾，他们的思维又一次活跃起来了，他们认识到马铃薯的浮沉与它的大小没有关系，大胆的猜想马铃薯的浮沉可能与水有关。
作为教师，当一个问题被提出以后，就应该引导学生抓住事实，帮助学生架起“事实”与“问题”之间的桥梁，对现象背后的原因进行合乎逻辑和事实的假设。
三、 猜想和假设的提出建立在现象与生活经验的思维加工的基础上
猜想不是胡猜乱想，而是应用现有的知识和经验对问题寻求可能的解释的过程。科学情境的创设、生活经验的提炼，是学生进行猜想的铺垫，没有已知，学生很难通向未知。我们在教学中就要引导学生对已有的生活经验和观察到的现象进行分析，提出合理的猜想和假设，也就是使猜想和假设成为新旧知识的联系纽带。例如：教学《浮和沉》一课时，当学生把木块、石块、泡沫块、乒乓球、大头针、小瓶、橡皮泥、气球等物体放入水中后，发现有的浮在水面，有的沉入水底，此时，教师提出问题：“你看到眼前的现象，你们也许会产生一些想法和新的问题，请大家交流一下，一会儿我们共同来研究好吗？”
生：轻的物体都浮在水面上，重的物体都沉到水底了。
生：不对，大头针多轻呀，它却沉到水底了，小瓶比大头针重多了而浮在水面上。
生：看来浮与沉与物体的轻重没关系。
生：木块为什么会浮在水面上呢？
生：会不会有什么力量在托着它？可能是水给它的力量吧。
生：既然水有力量托住木块，可石块怎么沉到水底去了呢？
生：可能水的这种力量托不住它吧。
学生经过一番热烈的交流和讨论，提出了有针对性的猜想与假设，这样既可以培养学生的良好思维习惯，又使学生明白提出假设不是凭空乱猜。因此要让学生都参与到学习过程中来，就必须鼓励每个学生对问题的结果进行猜测或假设。建立假设的过程是一个思维的过程，学生提出假设的能力还是有限的，教师要善于引导学生联系已学过的知识，鼓励他们大胆去想，让学生懂得假设应有理有据。
《科学（3～6年级）课程标准》中指出：制定计划的具体内容标准是能提出进行探究活动的大致思路，能对自己或小组提出的探究问题作出书面计划。实验计划在学生的实践活动中起着纲领性指导作用，制定一份较为科学完整的实验计划不仅可以帮助学生完成好实践活动，同时在制定实验计划的过程中培养了学生的分析、比较、思维加工、设计、表达等综合能力。如何引导学生制定一份较为完整科学的实验计划呢?
一、制定实验计划凸现阶段性
在起始阶段，我们可以只让学生“说”实验方法，并且要面向全体学生。“语言是思维的外壳”，通过说实验方法，帮助学生理清设计思路。为了让学生敢说、说好，需要注意两个问题。一是要营造宽松氛围，让学生辩论。真理越辩越明。我们不但要允许辩论，还要促使、激发辩论。由于学生思维的局限性，很多显而易见的错误在说的过程中都会出现。如《怎样加快溶解》一课，有学生想研究搅拌能否加快溶解，在台上交流时他说实验方法是这样的：把两块糖分别放入两杯水中，①号杯搅拌②号杯不搅拌，看那块糖溶得快些。他刚说完马上有同学“挑刺”，有的说杯子里的水应该一样多，有的说杯子里的水的温度应一样，有的说要拿两个一样的杯子，还有的说糖的大小也要一样。此时，我只是微笑着站在一旁，让学生在思维的碰撞中去发现错误，修正错误。二是要适当点拨。如三年级下册《热胀冷缩》一课中，教师提出怎样验证空气会热胀冷缩呢？可能学生对这个问题一时毫无头绪，不知从何说起，教师应该作适当的点拨。“自主探究”并不意味着不需要教师指导，教师适当的点拨，不仅能开启学生的思路，还能提高课堂效率。
在提升阶段，逐渐从“说实验”过渡到“写实验”，制定实验计划一般由实验小组单独完成。首先，教师可以帮助学生设计好实验方案卡,实验方案卡主要从这几个方面入手来帮助学生整理思路：①、研究的问题是什么？②、猜想和假设是怎样的？③、需要使用什么材料？④、实验的方法是怎样的？⑤、实验的结果怎样判断？在实验方案卡的指引下，放手让学生去进行尝试性设计。例如在教学《面包发霉了》时，我帮助学生设计了实验方案卡，我们想研究的问题是：霉菌的生长可能与
有关。我们的猜想是：
，霉菌生长得越快。我们需要的材料是：
我们的实验方法是：
我们判断实验结果的方法是：
在实验方案的指引下让学生自主设计。学生自己设计的实验方案往往漏洞百出，相关因素，无关因素混杂，无法有效地控制无关因素。这种情况下有意识地选择个别具有典型缺陷的方案，展示给全班同学交流、探讨，让学生自己论证自己或同伴设计实验方案的可行性。让学生经历“小组讨论、初步设计──交流评价、完善设计──小组协作、最后设计”这样一个逐步完善的过程。其目的是让学生在教师引导下，有意识地逐步剔除方案中的无关因素，明确相关因素。最终形成一个较为完善、可操作的详细方案。整个过程中，学生始终处于主动发现状态，在交流、探讨中不断自我发现、自我否定、自我完善。
二、制定实验计划呈现多样性
实验计划的形式可以是多样的，学生可以用文字来表述，也可以用表格的形式来记录，还可以通过画图来说明。如《运动与摩擦力》一课，研究摩擦力的大小与哪些因素有关时，我们就可以采用表格的形式，
研究的问题
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相同的条件
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不同的条件
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观察到的现象
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我们的结论
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这样让人一目了然；而《保护鸡蛋》一课，学生采用画图的方法，并用简单的文字补充说明，简单明了。指导学生用不同的方式进行制定实验计划，彰显了学生的个性，也使实验计划更直观、更明了。
三、制定实验计划体现自主性
作为教师，我们通常对所教的内容“先知先觉”，我们往往知道一个结论的产生最可靠、最有效地途径是怎样的，有些教师为了节省时间，有时索性直接告诉学生怎样去做，学生的实验仅仅是对问题进行验证，学生的思维和能力都得不到发展。相反，有时学生提出的猜想和假设是不正确的，他想研究的问题对于结论可能是一个无关的因素，这时也应该尊重学生的个性，让学生通过实验发现问题。例如教学《摆的研究》，有一个班在制定实验计划时，有四个小组选择摆的快慢与摆的长度有关，有三个小组选择摆的快慢与摆锤的重量有关，有两个小组选择摆的快慢与摆动的幅度有关，有三个小组三种因素都想进行研究。我让学生自主设计，个别小组给予适当的指导。虽然有的学生一时没有得到正确的结论，但整个过程更激发了他们的主动性，他们会不断地找原因、更努力的去想办法得到正确结论，因为绝大部分的学生都有一种不服输的精神。我们在教学过程中，尊重学生的个性发展，这样才能调动学生的积极性，培养他们的创新能力。
