浅谈科学探究中猜想环节的重要性

猜想是探究式学习全过程的第二个要素, 所谓猜想,就是关于事物现象的因果性或规律性的假定性的解释。就是主体在证据不太充分的情况下对事物所作的一种假定性的判断。那么科学探究中的猜想环节有何重要性呢？

一、猜想是生活中常用的思维方式之一

猜想是人们在日常生活中常用的思维方式之一，只是我们平常对它没有注意而已。正是这些看上去不太可靠的猜想，引导着人们面对问题时做出积极的思考。

例如，当晚上电灯突然熄灭时，你的头脑里肯定会出现这样一个问题：怎么不亮了？

你可能会打开门窗看看外面的情况，你做出这个行动其实是基于这样的一个猜想：可能停电了。当你发现邻居家的电灯都亮着时，你否定了这个猜想。

接着，你又可能去另一个房间打开电灯看看。你做出这个行动其实是基于另一个猜想：可能是家里的保险丝断了。当你发现另一个房间里的电灯也能亮时，你又否定了这个猜想。

虽然在上述过程中，人们并没有意识到猜想的重要性，但正在不知不觉应用它。

二猜想是科学发展必经的初级形式

猜想是人类逐步接近客观真理的基本手段。例如，人类对光的本性的认识过程就是这样。光究竟是什么？这个问题科学家们早在17世纪就开始争论了。当时有两种观点，一种是笛卡儿、胡克、惠更斯为代表的波动说，另一种是以牛顿为代表的微粒说。两种猜想都能够解释光的反射现象和折射现象，但牛顿认为波动说无法解释光的直线传播现象，而惠更斯认为微粒说无法解释光能相互穿行现象。到了20世纪初，爱因斯坦根据光电效应等现象，又建立了光子说。最后，人们将光的波动性和粒子性进行综合，建立了光的波粒二象性说。

建构主义者认为，人类探索自然规律实质上是一个猜想、建构的过程，因为自然界不会直接告诉我们它的规律是什么，我们也无法看到自然界的规律。我们所看到的只是一些自然现象，人类所发现的自然规律都是对自然现象的解释，这种解释都带有猜测的成分。既然是带有猜测性的假说，它是可以出错的，有待于进一步的修正。科学就是在不断地猜想和修正过程中得以发展的。

三猜想是科学探究最富有魅力的环节

由于实验是自然科学的基础，教师大都比较重视实验教学，不少教师在进行教学设计时，总是设法增加学生动手操作的机会。例如，在教学“阿基米德原理”时，老师让学生自己按步骤动手实验并得出结论，似乎这样很能体现学生学习的自主性。但深入的分析可以发现，在整个活动过程中，学生所有的操作都是在给定的指令下进行的，这种照方抓药式的操作只能培养学生的动手能力和动手习惯，不能培养学生的动脑能力，不是真正意义上的探究。

其实，最富有魅力的环节并不是实验本身，而是阿基米德怎么会想到将浮力跟被物体排开的那部分液体建立起联系来的。关于“浮力的大小究竟跟那些因素有关”这一问题，本身并不能给实验设计提供多大的启示，指导设计这个实验方案的基础是这样一个猜想：浮力的大小可能跟被物体排开的那部分液体有关，实验的过程则是对这一猜想进行检验的过程。猜想启发我们应当设计怎样的实验和获取哪些信息，它是问题与实验之间的一座桥梁，也是科学探究过程中最富有创造力和最富有魅力的环节。

四“猜想―验证”是科学教育的重要方法

猜想在科学研究中扮演着重要的角色，由于猜想的过程充满着创造性的思维，而教育的最大任务是教会学生思维，所以，他在科学教育中发挥着重要的作用。

例如在教学“蒸发吸热”的知识时可以采用“猜想―验证”的方法将教学过程作如下的设计：

问题：在炎热的夏天，当打开了电风扇，我们会感到很凉快。电风扇对人扇风时，人为什么会感到凉快呢？

猜想1：可能是电风扇吹来了凉风，温度较低的空气与人的皮肤相接触时，会从人体吸收热量，使人感到凉快。

猜想2：我在游泳前风吹到身上并不感到冷，但游过泳从水中出来后，风吹到身上却感到冷。根据这一点，我觉得电风扇吹风使人感到凉快可能跟汗液的蒸发有关。

上述两个猜想似乎都有一定的道理，到底哪一个正确，需要设计实验进行检验。先让学生讨论，共同制定实验方案，同时提出实验需要那些器材。

在讨论与交流的基础上，确定大家普遍看好的实验方案：第一次取一支温度计（玻璃泡上包有棉花），以书代扇先直接对它扇风，观察温度计的示数有无变化；第二次再将它浸入烧杯里的酒精中，取出后以书代扇对它扇风，观察温度计的示数有无变化。如果猜想1正确，则两支温度计的示数都会变小；如果猜想2正确，则只有第二次温度计的示数会变小。

实验现象是：只有第二次温度计的示数变小了。

通过实验，学生否定了猜想1，肯定了猜想2，即电风扇吹时人感到凉快，是因为风加快了汗液的蒸发，而汗液蒸发时要从人体吸收热量，使人体温度降低。

这样不仅让学生建构了知识，更重要的是培养了学生的创造性的思维能力。

总之，只有让学生大胆猜想，哪怕是不着边际的猜想，才能培养学生的发散性思维的能力，才能培养出适应时代竞争要求的创新性人才。