也谈科学猜想

摘 要：当今教育注重培养学生的创新思维和创新能力。《科学课程标准》更是把科学探究作为科学学习的重要目标。而培养学生大胆猜想是提高学生创造性思维的有效途径。但在实际的科学探究教学中，教师往往在猜想这一环节上做得不够，没有实现探究的真正意义。本文针对这一点，试从猜想的重要性、猜想的特点、培养猜想思维的几种方法等方面加以论述，以引起广大教师的关注。

关键词：猜想 科学探究 创造性思维 培养

问题的提出

在过去传统的教学中，学生往往是被教师牵着走，教师事先精心设计好教学的每一步，实际教学时则严加控制，把学生径直引向预定的结果，当学生提出与教师的预定结果不一致，甚至相差甚远时，教师往往说：“不要异想天开”，“纯粹胡思乱想”，抹杀了学生猜想的天性。这样培养出来的学生对学习没有积极性，不愿意思考问题，只是盲目地等待教师给正确答案机械记忆，而不是主动去建构知识，学习成绩总是提不上去，一遇到活题更无从下手。现今，新一轮教改正在如火如荼地进行着，探究性教学注重培养学生的科学素养，学生的创造性思维也得到很好的培养。但我发现有很多探究课对猜想这一环节还不够重视，仅仅流于形式，使探究性教学效果不够理想。我认为，作为教育工作者在教学中应对猜想这一环节加以重视。

一、猜想的重要性

1. 从科学探究的整个过程来看：提出猜想，树立假设是科学研究问题的核心环节，它决定研究的方向，同时又是学生认识事物现象的第一步自我式判断。对培养学生探究问题能力而言，提出猜想，树立假设比验证更重要。故在学生探究式学习中，正确的猜想与假设是非常重要的。

2. 从创造性思维培养的途径来看：创造性思维所具有的最基本的特征是想象能力，直觉思维能力，猜测、转换、构造等能力。所以培养学生的创新思维，要注重发展学生的想象力。而想象的主要形式是猜想。

3. 从现代教育心理理论来看：猜想符合学生好奇、大胆、敢于尝试的心理特点，为学生提供了充分展示自己才能的自由空间，因而在促进学生各方面主动学习和主动发展中能够取得较好的效果。

4. 从现代认知理论来看：学习是主体的意义建构活动，是主体在头脑里建立和发展科学认知结构的过程，是科学探究活动及其经验内化的过程。因此，猜想是在建构活动中，主体的科学认知结构对当前面临的新知识、新问题进行的预测性重组、整合的过程，它使外部知识与内部创造的不平衡达到暂时的平衡。思辨中缺少了猜想便会造成意义建构失败。

综观自然科学的发展史，猜想思维在基础学科的发展过程中普遍存在，并起着不可低估的重要作用。如：爱因斯坦的量子假说；道尔顿的原子假说；阿佛加德罗的分子假说；天文学中太阳系起源假说……伟大的猜想造就了非凡的智慧。可见，科学是从想象开始的，想象是科学的准备阶段，没有想象就没有创造意向，便不能进行创造；只有想象和大胆的猜想才能产生假说；同时想象和猜想又能激励创造。因此，自然科学实践中有意识、有计划地鼓励、培养学生科学猜想能力，具有十分重要的意义。

二、猜想的特点

什么是猜想呢？

猜想是在观察、操作或根据已有知识经验的基础上，对问题的发展趋势或本质规律进行归纳、判断的思维过程。即透过问题的现象，推测问题的本质，是实现由具体到抽象概括的飞跃，也就是实现感性认识到理性认识的飞跃，合理的猜想给问题的解决提供了目标。

它具有以下三个特点：

1. 科学性

猜想是以一定的科学事实和科学理论为依据，并非瞎猜。如：道尔顿原子论的建立是近代化学发展中的一次重要的理论综合，它以一些化学基本定律和化学实验为依据；阿佛加德罗在新的科学事实和原子论的基础上，以盖吕萨克的实验为基础，进行合理的推论，引入了分子的概念，提出分子假说。

2. 证伪性

猜想是一种超前思维，具有一定的猜测性，与已成为真理的理论相区别，它的结论是否正确需要通过实践的验证才能确定。如：分子说，在开始形成时就有一定的事实根据，但还不完善，还未完全得到证实，因为人们还无法直接观察到分子，还没有从间接方法证实分子的存在。随着科学的发展，人们对分子有了进一步的认识，用电子显微镜已经能观察到某些物体的分子，这时分子说得到充实和完善并由猜想转化为理论。

3. 创造性

猜想是一种创造性的思维方式，一切创造活动都需经认真思维，作大胆猜想才能实现。猜想思维往往能透过纷繁的现象直接涉及事物本质，重新安排已有认识，创造出新的形象，或在已有知识的基础上提出新的见解。这些正是创造性思维的特征。

三、培养猜想的方法

1. 改变观念，营造猜想氛围。

在教学活动中，教师应发扬教学民主，成为学生学习活动的组织者、引导者、合作者，要摒弃“上尊下卑”、“师道尊严”的旧思想，放下架子，积极投入到学生的群体之中，和学生打成一片，虚心听取学生的各种建议，关心每一个学生的成长，让学生感到无拘无束，无紧张之感。要鼓励他们奇思异想，不迷信已有结论，不满足现成解答，大胆猜想，不断开拓。真正让学生做到畅所欲言，敢于提出问题，敢于提出不同见解，敢于大胆质疑，敢于向权威挑战。猜想合理的进行鼓励，猜想偏向的进行引导，不猜想的进行鞭策，让猜想“访问”每一位学生，使学生的被动的猜想行为转变成自觉的猜想行为，师生共同构建猜想共同体。实践表明，只有在民主的、轻松愉快的课堂气氛里，学生才能独立地探索，大胆地发表见解，学生的创造潜能才能得到最大限度地发挥。

2. 适时启迪，培养猜想信心。

“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”要让学生认识到猜想的重要性。同时，教学中有机地渗透科学史中科学家的创新性工作和思维，可以激发学生的创新意识，培养学生创新思维的“灵感”和意向。如引入新课时，介绍著名的法拉第电磁感应定律就是法拉第由电生磁事实逆向思维大胆作出了磁能否生电的设想，最终通过实验和推理而得出的。让学生明白科学家在提出新思想时，往往要靠直觉，以激起学生猜想的热情。当学生猜想后，教师要善于抓住其创意加以表扬，培养其猜想的积极性和自信心。有了猜想之后，还要培养学生不管正确与否都要亲自动手去证明的习惯，一旦猜想被证实，学生会有一种成就感，反过来让学生会更想猜想。学生猜想不正确时，我们要有意识地保护学生，使之不被讽刺、挖苦。有时，教师可以将自己作为学生中的一员，与他们一起参与猜想与反驳的过程，甚至有意识地提出错误的观点，被学生们所反驳，证伪。这样，既使学生感到科学探索的巨大力量，进一步促使他们去猜想、反驳，又使其他被证伪的学生感到心理的平衡，从而保持良好的心态。

3. 改变教法，培养猜想习惯。

试想，学生在知道结论的情况下能真正地进行猜想吗？实践说明是不能的。因此，教师除了不能让学生课前预习外，平时在讲课时可经常提出不带结论的设问，给学生猜想的空间。如讲哺乳动物时问“鲸为什么要集体自杀？”讲植物的叶时问“植物为什么吃荤？”这就要求教师充分挖掘教材中的猜想因素，利用插图、实物、实验、多媒体等呈现相关的情景，这些情景要接近学生的最近发展区，从而引起学生好奇、联想。如呈现一位老爷爷给一株幼苗施肥的情景，让学生猜测施肥后的结果。思维的积极性被激发，学生便会纷纷根据前面的知识作出各种猜测：有的说幼苗会茁壮成长；有的说会枯萎；有的说两种情况皆有可能。如果教师一一板书出来，学生见自己的思维结果被肯定，心理上有一种小小的成就，从而会更激起主动探索的欲望。这样就会对学生起到潜移默化的作用，培养起他们的“直觉”习惯。

4. 丰富知识，奠定猜想基础。

大胆猜想并不是凭空捏造，而是建立在丰富的实践经验和宽厚的知识积累基础上，实践经验愈丰富，知识积累愈宽厚，知识重组能力愈强，大胆猜想也就愈可靠。故在教学实践中培养学生的猜想能力，先要奠定猜想的基础。即要有各种经历、各种经验，广泛的生活面、知识面和阅读面。这就要求学生尽可能地去涉猎课外知识，多参加实践活动，多积累。这些潜在的东西一旦被激发就会产生思想的火花。

5. 思维训练，提高猜想能力。

训练学生观察问题要明察秋毫，相信直觉；思考问题要善于抓住灵感，勇于跳跃猜想，能在原定的方向上进行试探性判断，但碰了壁更会进行新的猜想。

在自然科学教学中通过观察、实验、实习、调查等方法手段提高猜想能力。自然科学新教材中有大量演示实验、学生实验、兴趣小实验和实习编排等，教师在实验前习惯地要学生根据已学知识猜测结果，或可能出现的几种情况，然后用实验加以证明。例如：验证浓硫酸特性――脱水性质的一个兴趣小实验，实验前要求同学们依据：蔗糖的结构和浓硫酸的脱水性，猜测实验可能发生的结果，出现的现象，然后通过实验加以证明。再如：氢氧化钠吸收二氧化碳的一个喷泉实验，实验前要求同学们结合：氢氧化钠要吸收二氧化碳；大气压；酚酞变色的性质，猜测实验结果，然后验证。经常性的锻炼，可能提高同学们的猜测能力。

在解题中发展直觉思维，对一个问题的结果作多种假设和预测。如，提出：有n个相同的电池，每个电池的内电阻为r，外电路的电阻为R，怎样连接组成电池组，才能使外电组获得最大的功率？有的学生提出自己的想法：把电池混联，使混联电池组的内电阻等于外电阻，或接近外电阻，就可输出最大的功率。我肯定学生这种根据已有知识和经验所进行的大胆猜想，并引导学生进行推导论证，得出正确的结论。这样就可使学生在解题中发展直觉思维。

除此之外，我们还可让学生把自己的想法画下来，形成个人猜想记录，有的也可以改变由我们教师自己把学生的想法画下来，形成集体猜想记。如《摆的秘密》一课，学生认识摆后，提问：有没有办法让摆球摆动得快些？这时学生畅所欲言；有的说，让摆球摆动的范围大些；有的说，让摆球变得重些；有的说，让摆长缩短。教师让学生把这些猜想和假设记录下来，不要急于把答案告诉学生，而是让他们自己去实验验证。这样，学生就会带着自己的目的去探究。探究过程中发现新问题，再猜想再探究，从而达到提高猜想能力的目的。

当然，猜想毕竟是猜想，在进行论证之前，不能作为真命题。教师可举出一些不正确猜想的例子，对学生进行科学态度和科学精神的教育。为防止学生胡乱猜测或模式化，可让学生充分地猜，并要求说出这样猜的理由。有些内容学生比较熟悉很容易猜想出，有些内容学生知道得很少，这时需要教师积极引导。

尽管有时猜想的结论可能是错误的，但猜想这种思维具有独特价值。当然，如何在实践教学中开发和利用这类思维形式，培养创造性人才，真正放飞猜想的翅膀，还有待于我们努力去探索。

参考文献：

［１］张培林等.科学研究的方法.科学出版社.

［２］吴国盛.科学的历程.北京大学出版社.

［３］科学（7―9年级）课程标准解读.湖北教育出版社.