猜想与假设 如何操作的探讨(初中物理)

对探究要素——“猜想与假设”如何操作的探讨
猜想与假设是探究的重要环节，它是使学生思维发散的最为活跃的阶段．探究的过程也是一个创造的过程，创造的过程离不开思维发散的过程，无发散思维阶段的过程谈不上是一个创造或探究的过程．因此，猜想与假设环节对于探究过程是极为重要的．猜想与假设都是科学假说的不同称谓，虽有所不同，但实质都是一致的．它是在观察和实验材料的基础上，根据科学原理和科学事实进行理性思维地加工以后，对未知的自然现象及规律所作的假定型解释和说明．
一、按物理思维的一般过程建立科学的假设
从物理学的发展史可以看出，由于物理学的研究对象是极其复杂的，所以具体的物理思维过程没有固定的模式．但就整个物理学的发展来看，物理思维主要遵循着如下的思维程序：提出问题一搜索事实一归纳分析一提出猜想与假设一理论解释或实践检验
1．课堂操作程序
在课堂教学过程中，在物理现象、物理规律的探索过程中，在提出问题之后，可采取如下的程序形成假设：
提出问题→搜索事实→归纳分析→提出猜想与假设
2．各要素说明
(1)提出问题师生一起提出本节课的主要研究课题．
(2)搜索事实针对课题的内容，让学生寻找与之有关的大量实例．
(3)归纳分析让学生分析他们所搜集到的大量的事例，找到他们的共性内容或特点．
(4)提出猜想与假设 (形成假说或建立模型)根据这些共性的内容、特点，让学生提出猜想与假设．
3．组织形式
在提出问题之后，教师可采取两种课堂组织形式：
(1)全班为单位开展讨论．运用该组织形式可有利于课堂的控制．在“搜索事实”环节可以让学生把所有实例都列到黑板上，然后全班一起讨论，找到共性的东西，建立全班统一的假说或模型．
(2)以两人或四人学习小组为单位开展讨论．运用该组织形式可有利于学生发挥自己的特长．在“搜索事实”环节，各小组内的成员都将自己搜索的实例列到小组共同的练习本上，然后组内集体讨论，找到共性的内容．各小组的归纳不一定完整，因此建立的假说或模型就可能是残缺的、不完整的、或不太合理的，但却是多样化的，这又为后面的设计实验环节操作的多样化埋下了伏笔．
4．应用实例
在研究“影响蒸发快慢的因素”这一规律时，可采取如下的操作步骤：
(1)提出问题教师通过演示实验，引导学生发现问题：蒸发有快慢，要加快蒸发应该如何办?
(2)搜索事实让学生运用集体思考、相互讨论去寻找加快蒸发的实例．
(3)归纳分析学生集体讨论，对这些实例进行分类，可分为三类．然后找到每一类的共同做法，即分别为：提高液体的温度、增加液体的表面积、加快液体表面上的空气流动． (4)建立模型或假说根据归纳的内容，让学生进一步讨论完善某些细节，上升到假说：液体蒸发快慢决定于液体温度的高低、液体的表面积大小、液体表面空气的流动快慢．
二、运用日常的经验或实事进行猜想与假设
在一般的学习中，通过日常的经验或已知的实事进行猜想与假设是十分常见的．
1．操作程序
提出问题→运用已有的经验→提出猜想与假设
其中已有的经验包括：大脑中已有的知识、日常现象实例、实验现象等已有信息．
2．应用实例
在研究电流的热效应的有关因素时，可采取如下的操作过程：
提出问题后，学生根据所学的知识感到：在电路中，一般都与电流强度、电压、电阻等三个因素有关；根据经验感到：时间越长，一般放热也会越多．
因此，提出猜想与假设：电热可能与电流强度、电压、电阻、时间有关．
三、运用直觉进行猜想与假设
所谓直觉，就是利用以往的知识经验作基础，从整体上跳跃的、直接的、迅速的、抽象的把握事物本质的思维方式，它不需要具体的逻辑推理，也不需要一定的逻辑程序．
1．操作程序
提出问题一凭直觉去感觉一提出猜想与假设
2．应用实例
在研究光的折射中折射角与入射角之间的关系时，可采取如下的操作过程：
(1)提出问题：入射角与折射角的关系是怎样的?
(2)让学生凭直觉马上做出回答．
(3)每个学生的猜想不一定一致：相等、不相等、有时相等有时不相等、入射角大、折射大……
四、运用经验与直觉相结合进行猜想与假设
1．操作程序
经验→直觉→提出猜想与假设
2．操作说明
(1)经验：指日常实例、已有的实事及实验现象等．
(2)直觉：指根据上述经验实例，凭直觉进行非逻辑性思维，企图感悟出什么．
(3)概念或假说根据直觉思维的结果形成初步的概念或假说．
3．应用实例
在研究“牛顿第一定律”时，可采取如下的操作过程：
(1)师生一起做斜面实验，看到三种表面上的不同情况：斜面越光滑，小车运动的就越远．
(2)凭直觉感悟到：若斜面非常光滑，则小车就会运动得非常远．
(3)由上述直觉建立假说：物体在不受外力时，将沿原方向速度不变地永远运动下去．
五、运用科学方法进行猜想与假设
这里的科学方法是指常见的物理学研究方法、简单的创造学原理、创造学技法等等．下面列举一种常用方法进行猜想的例子：
运用“逆反原理”进行猜想与假设
(1)操作程序提出问题一回忆相反问题的结论一对相反问题的结论进行相反的思考一提出猜想与假设
(2)应用实例在学习了增大物体内能的方法以后，对于减小物体内能的方法的研究可以采取如下的操作过程：
提出问题后，让学生回忆增大物体内能的方法：让物体吸热、对物体做功．
然后，让学生对这些方法进行相反的思考．从而让学生提出减小物体内能方法的猜想：让物体放热、让物体对外做功．。