陳杰超

【摘要】猜想與假設是科學探究中一個重要的教學環(huán)節(jié)，但在現(xiàn)實教學中，猜測和假設環(huán)節(jié)往往被忽視，即使有也只是輕描淡寫。文章結合有關案例，試著從實驗材料呈現(xiàn)，有急有緩；研究對象充分觀察，有根有據；追問中尋方向，有思有想；前后對比觀察，有憑有證等四方面整理出關于猜測假設環(huán)節(jié)如何有效指導提出相關策略。

【關鍵詞】 探究活動；合理猜測；改進策略

在科學探究過程中“猜測環(huán)節(jié)”起著承上啟下的作用，開啟“問題的提出”，下承“觀察、實驗、制作”。在2017年修訂的《小學科學課程標準》實施建議中關于“評價學生科學探究能力”中其中一個重要指標就是學生“能否有依據地對所要探究的問題提出自己的猜測或者假設”。猜測和假設是研究活動的基本過程之一，更為重要的是它是學生思維發(fā)散最為活躍的階段。所以在科學探究過程中，猜想與假設的質量與否，直接影響著學生科學思維發(fā)展以及科學的探究方式以及技能的提高，基于猜測和假設環(huán)節(jié)的重要性，我們應該關注這個環(huán)節(jié)實施情況，本文就如何處理猜想與假設的教學環(huán)節(jié)做一些探討。

那么現(xiàn)今的教學又是如何來處理猜測和假設環(huán)節(jié)呢？我們來看幾個教學案例。

一、案例呈現(xiàn)

【案例1】

在進行教科版三下“磁鐵有磁性”中“磁鐵能吸引什么物體”的教學時，要求學生先進行猜測，然后在記錄單上進行記錄，再用磁鐵一件一件吸引進行驗證?？山虒W實際中，許多小組領取實驗材料之后，直接就將材料和磁鐵進行吸引驗證，而對于猜測這一重要環(huán)節(jié)卻忘記了，面對這一情況教師不得不逐一提醒小組成員補上猜測這一環(huán)節(jié)。

雖然在實驗前教師做了提醒，但是學生的好奇心完全打亂教學環(huán)節(jié)的順利進行，看到磁鐵就拿著物體想看到實驗結果，而忘記了猜測。

【案例2】

教科版五上《雨水對土地的侵蝕》教學中探討關于“影響土地侵蝕程度的因素”時，教師提出“是什么因素導致土地受到了影響？”

師：是什么原因導致土地受到這樣的影響呢？

生1：雨水的大小會影響土地。

生2：如果這個坡上面長有樹木的話，就會好一點了。

師：你認為還跟植被有無覆蓋有關系。誰還有補充？

......

全班30幾個學生，竟然只提出兩個猜測，而且兩種表述并不是有指向性地對問題成因進行很恰當?shù)慕忉?，當教師再問有沒有其他成因時，教室里只剩下一片沉寂。

二、指導策略

像這樣出現(xiàn)空留形式的猜測環(huán)節(jié)課堂該如何取舍，教師如何引導學生更好地進行猜測和假設來提高科學課堂的探究有效性呢？

1.實驗材料呈現(xiàn)——有急有緩

科學教學是以材料為基礎而進行的有意識的探究活動，而如何選擇呈現(xiàn)方式方法又影響探究活動是否有效進行。如果沒有有意識地進行選擇，從中產生的問題多多少少會影響到探究過程的有效實施。

在進行研究活動時出現(xiàn)探究實驗材料也要把握順序，畢竟小學生有強烈的好奇心，特別對于三四年級的學生來說，如果過早出示材料，有些學生往往不會注意活動要求之前，就急于動手操作了。學生往往是聚焦了材料，遺忘了猜測。

首先，調控材料呈現(xiàn)，為猜測留空間。問題研究是否有成效，不僅僅取決研究材料是否充足，還在于實驗材料呈現(xiàn)是否科學、有序。過早地發(fā)放全部的實驗材料，就會分散學生的注意力，往往在沒有聽清實驗的要求，甚至連要研究什么都還沒搞清楚就開始動手操作了。

【案例3】

教科版三下“磁鐵有磁性”中關于“磁鐵能吸引一些物體”猜測環(huán)節(jié)，這位老師是這樣處理的。

師：磁鐵能吸引一些物體，那你覺得磁鐵到底能吸引什么呢？

生：鐵釘。

生：文具盒、回形針、鐵釘。

生：鐵玩具、彈簧。

生：鐵做的東西。

生：金屬。

師：對嗎？你如何證明這一點？

生：做實驗。

生：親自試試。

師：大家看，老師這里有一些材料它們能不能被磁鐵吸起來呢？我們先來預測一下吧！

如圖1，教師在展示臺上逐一展示材料（回形針、塑料泡沫、棉線、銅絲、塑料片、紙片、小木塊、氣球、鋁片、橡皮筋、布條、鐵釘），學生進行預測并把猜測結果記錄在記錄紙上。

師：老師也為每個小組準備了這些材料，接下來我們就當一回小小科學家，看誰是磁鐵的好朋友，誰就能被吸引。

從教學過程中，我們看到教師等學生猜測好后再呈現(xiàn)磁鐵，既吸引學生專注課堂教學，同時對于磁鐵能吸引哪些物體提出假設思考具有了較強的思維考量，就不會出現(xiàn)忘記猜測環(huán)節(jié)的問題。

其次，有目的有層次地發(fā)放材料。這樣操作既能保證探究的有效性，又能提升學生對猜測的范圍和深度。如在教學“沉與浮”在猜測物體是沉還是浮可能與物體的大小和重量有關后，教師出示第一組實驗材料：泡沫塑料、牙簽、回形針、胡蘿卜、橡皮泥、蠟燭、木塊、石頭，先由學生進行猜測，繼而經過實驗比較后，學生發(fā)現(xiàn)與原先猜測不相符的結果——沉浮與物體的大小、輕重可能沒有關系，這就與經驗產生沖突。接著教師出示另一組進行精心準備的材料：體積相同的鋁塊、塑料塊、木塊、鐵塊，實驗有了新的發(fā)現(xiàn)——輕的易浮重的易沉。第三次提供了相同重量但體積不同的一組材料：木塊、泡沫塑料塊、鋁塊、橡皮泥、蘿卜塊，結果發(fā)現(xiàn)在輕重相同的情況下，體積大的容易浮、體積小的容易沉。這樣分三次呈現(xiàn)，順應了學生的思維發(fā)展，在激烈的思維碰撞中打破學生固有的思維模式，從而使實驗有序而有效。

2.觀察研究充分——有理有據

在教學過程中，研究問題的提出一般都是基于某個或者某幾個生活場景抑或是具體現(xiàn)象，因而在展示過程中或多或少會產生一些干擾因素，這些因素會對問題產生影響，一個問題提出后，要求學生對研究對象及其所在的情境充分觀察，只有在充分觀察的基礎上，才能培養(yǎng)學生良好的思維發(fā)展。

【案例4】經過改進之后的“雨水對土地的侵蝕”一課中關于探討“影響土地侵蝕程度的因素”教學案例如下。

師：通過模擬實驗我們了解了什么叫侵蝕，在大自然里土地被雨水侵蝕后會是怎樣的呢？【課件展示大自然中被侵蝕的圖片及資料】

學生觀看。

師：看了這些圖片和資料后你有什么感想？

生：水土流失實在太嚴重了。

生：當水土流失嚴重時，有些地方會發(fā)現(xiàn)泥石流，這對人們是有害的。

師：那么日積月累的影響，后果勢必不堪設想。要解決這個問題，我們就要了解，影響土壤被侵蝕的程度有哪些因素。

生：我想這與植物有關。有些地方有很多樹，土地不容易被侵蝕。

生：對，我家的竹林山上的黃土也不容易被沖走。

生：和土地的坡度有關系。做侵蝕的實驗時發(fā)現(xiàn)斜坡上的土地侵蝕嚴重，平地的土地侵蝕比較輕。

生：石頭多的地方以及土多的地方被帶走也不少。

師：對，這是因為土地構成的成分不同。

師：如果我們想知道學生的猜測是否正確，我們可以用什么方法？

生：做實驗。

學生在充分觀察后進行交流和討論，根據研究提出猜想和假設，從而培養(yǎng)學生良好的思維習慣，使學生理解假設不只是憑空亂猜，還需要進行驗證。但學生提出的假設能力有限，這就需要教師引導學生回顧原始知識和經驗，鼓勵他們敢于猜測，讓學生知道哪些猜測比較合理。同時在討論中，教師也要鼓勵學生進行參與猜測和假設，在討論中發(fā)現(xiàn)了假設的過程其實是一個思維的過程。

3.質疑追問及時——有思有源

在科學教學中，在對研究問題進行猜測前學生已積累了豐富的生活經驗，也對一些事物和現(xiàn)象建立了自己的認知模塊，但猜測能力還是有限的。此時教師有必要引導學生針對科學問題，質疑原有生活經驗，對其進行重組、顛覆，對“事物和現(xiàn)象”能夠實現(xiàn)從感性認識到理性認識，從抽象到具體，隱性到顯性的轉變過程，使之有效發(fā)展學生的科學思維。

教科版三上第五單元“紙”的第一課“紙的觀察”，在說“紙的特點”教學環(huán)節(jié)，學生會把觀察到的特點不自覺地和生活中獲知的特點摻和在一起，學生容易隨“心”猜測，找不到科學依據。

【案例5】當一個學生一口氣說了一張紙的10個特點之后，教師對于其中的“紙容易破”進行追問。

師：紙容易撕破，你的紙破了嗎？

生：沒有！

師：沒有你怎么知道很容易破呢？

生：因為我經常在家里剪東西，我發(fā)現(xiàn)紙很容易撕破。

師：那是原有的經驗告訴你紙很容易撕破嘍，那你今天有沒有撕破？

生：沒有！

師：也許它會被撕破，但你沒有試過。所以讓我們試著撕撕看。

......

案例中我們可以發(fā)現(xiàn)學生在思考問題時會有意無意地摻入自己的猜測性描述，但他們都是以生活經驗為根據，并非隨意性的猜測。因此教師面對學生的回答，要加以甄別、追問，讓學生真正經歷科學現(xiàn)象和問題的有根據的猜測，才會根據猜測的可能性去思考和發(fā)現(xiàn)。合理引導學生進行猜測，通過觀察、實驗幫助學生打破原有的生活經驗才會讓學生在科學思維的養(yǎng)成上更進一步。

【案例6】在教學“像火箭那樣啟動小車”時，教師通過演示實驗清除氣球中的空氣，接著提出了一個問題。

師：怎么了？

生：氣球飛走了。

師：氣球飛走了，它是如何飛的呢？

生：老師把氣球放了，氣球就飛了。

生：因為氣球漏氣了，它就飛了。

生：氣球在空中亂飛。

.......

師：我沒有給氣球任何動力，氣球怎么飛起來了呢？

生：氣球靠氣球里的氣噴出來，氣球就飛起來了。

生：氣球靠氣流的沖擊力飛行的。

生：氣流從氣球口噴出來，氣球就倒飛了。

師：那氣流從氣球口噴出來這個又是什么原理呢？

......

剛開始學生只能而且只會使用生活中的經驗進行猜測和假設：“氣球飛了?！钡珜W生們只看到氣球飛行的現(xiàn)象，也就是說，只知其飛，不知其之所以飛?？稍诮處煹囊龑А拔覜]有給氣球任何動力，氣球怎么飛起來了呢”，把學生的思維從生活經驗拉回到科學思維之上，并形象地描述氣球“漏氣”產生的運動狀況；而一句“那氣流從氣球口噴出來這個又是什么原理呢”進一步引發(fā)學生的思考，一步步地向科學原理靠近。

4.畫圖觀察比較——有憑有證

平時教學活動中在處理“猜測”環(huán)節(jié)時大都采用口頭交流的方式，這種語言預測對于小學生的年齡特點來說，并不會給學生留下深刻的印象，而且在完成實驗之后，部分學生對于猜測內容的殘留所剩無幾。

【案例7】在教學教科版四上第四單元“食物在體內的旅行”的課前預熱活動時，表現(xiàn)優(yōu)秀的獎勵圣女果，并讓學生當場吃，然后教師提問了。

師：你嘗到了什么味道？吃進嘴里的圣女果到哪里去了？

（學生面對老師的問題竊竊私語，面面相覷。）

師：圣女果進入嘴里后，它會經過我們人體的哪些地方呢？大家都來說一說吧。

師：剛才的交流中同學們說自己的想法，那誰說的是正確的呢？我們怎么去判斷呢？讓我們看看人體內食物旅行的微視頻，看看食物在人體內的經過吧。

案例中學生在剛才的交流中還沒回過神來，老師就公布正確答案了。猜測恍如走過場?？谡f無憑，如何才能加深印象，能對實驗前后有對比的證據呢？我們就可以采用“圖示記錄”的方法，幫助學生留下“足跡”。

又如在教學“食物在體內的旅行”這一課中，我們吃進的食物經過了身體中的哪些主要器官？與食物的消化吸收又有什么關系？在教學之前，教師有必要了解學生對食物在體內消化的課前概念認識。此時教師可放手讓學生用圖示的方式將自己的猜測畫出來。

圖2、圖3充分展示了學生潛意識里的猜測，這樣的“證據”在后續(xù)的教學時更能引起學生比較思考。所以當學生預測問題和現(xiàn)象時，他們思維方式以圖形記錄下來，將無形的思維充分展示出來，不僅引導學生在科學探究的過程中找到“錯”的后續(xù)行動，也訓練了學生的推理、判斷及想象等思維能力，在比較思考中前行。

恩格斯曾經說過：“只要自然科學在思維著，它的發(fā)展形勢就是假設。”在科學教學中，教師要充分利用好猜測和假說這個教學環(huán)節(jié)，只要我們平時能在課堂中努力追求猜必有依，測定有據，啟發(fā)學生的思考，在思考中提出合理的猜測，相信我們的科學核心素養(yǎng)必能得到極大的培養(yǎng)。

【參考文獻】

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