创设物理实验情境与初中生猜想能力的培养

在科学探究的几个基本环节中，提出问题和进行猜想是探究学习的最初阶段，不容易引起老师的注意，但这却是培养学生物理思维的非常重要的环节。著名科学家牛顿曾说：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”纵观物理学史，大胆的猜想造就了很多伟大的发明和发现。富兰克林经历了放风筝时掠过手上的雷电，猜想出了雷电与摩擦产生的电可能具有一样的性质，继而把雷电引入了各种电学实验，光辉证实了自己大胆的猜想。法拉第在奥斯特细心地发现了通电导体周围也有磁场后，也有了逆反猜想——磁能否生电？历经十余年的实验探索，磁感应电流也终于面世了。在新课程理论指导下的教学实践过程中，笔者一边形成“问题——探究——建构”的教学模式，一边探索着猜想的独特内涵、猜想的必要性以及如何创设合适的实验情境，以提高学生猜想的有效性，有效培养学生的物理思维。

一、创设简易实验情境，培养良好的猜想心理

一个班级总是由不同层次的学生组成，不同学生的知识经验不同，心智力不同，对物理知识的体验各异，在猜想过程中的心理活动和思维活动也不尽相同。而如何促进不同层次学生的互动与交流，余文森教授认为，教师应该要正视学生个体差异性的客观存在，要意识到学生之间的差异不是教学的问题，而是宝贵的教学资源。

因此，教师必须确立师生平等、生生平等的观念，正视学生个体差异的存在，尊重和真诚对待每个学生，营造民主、信任、合作的氛围，消除学生紧张、恐惧的心理。一方面，不管学生的猜想准确或偏离方向，教师都不要轻易给予否定，而当学生得到教师的支持肯定了自己的猜想行为，就会逐步建立起大胆猜想的信心；另一方面，可以正视学生的认知规律，从简单的猜想入手。例如，演示自制的简易温度计时，将细玻璃管插入玻璃瓶中，再把简易温度计分别放入冷水和热水中，教师可以引导学生进行猜想：在两杯水中，细管中的红色液体会有什么样的变化？当学生初步通过热胀冷缩的知识判断出在热水的升高更为明显时，学生已经建立了一定的猜想信心。

二、创设生活经验的情境，激发猜想动力

新课改倡导“从生活走向物理”的理念，教师可以从不同角度、不同程度设置各种生活情境来调动学生的好奇心和求知欲，把学生初步显露的好奇激发成实实在在的学习兴趣并有效内化为潜在的学习动力，从而引导学生在不同程度从多角度去猜想，化抽象为形象，积极探求，最终使问题获得圆满解决。

如，在《科学探究：物质的比热容》一课中，教师首先播放一段天气预报，再现不同的地方有着明显的温度差异，以学生在熟悉的生活情境中遇到的新困惑为契机，把问题抛给学生：吸热的多少与什么因素有关？有部分学生会以烧水等实际体验，提出和质量以及升高的温度有关的猜想，但是，如何引导学生猜想到可能还与物质的种类有关呢？课堂上，一段视频带来了很好的引导猜想效果：炎热的夏天，某电视台《快乐向前冲》的比赛节目正进行着，而不少参赛者却不时地喊着赛道太烫。看着赛道下冰凉的水，再联系自己的生活经验，学生很快就猜想到了还跟物质的种类有关。

重视学生已有的生活经验，引导学生寻找与问题相关的大量实例，进行了针对提出的问题——搜寻事实——归纳分析——形成猜想的猜想过程。学生因为猜想符合了实际而有了极大的满足，无形中也加强了继续探求的兴趣和信心。

三、创设验证实验情境，引导猜想方向

心理学指出，能否把学生的学习兴趣内化为学习动力，关键在于学生是否由学习的“被动状态”转变为“自觉状态”。教师在学生进行猜想的过程中，要注意引导学生说出猜想的理由和依据，激发学生的自觉状态，这样既能重视过程中动态教学资源的生成，又能正确引导猜想方向。

例，引导学生猜想“浮力的大小跟哪些因素有关”，学生根据已有的经验，很快会猜想出可能跟跟物体的材料有关；可能跟液体的密度有关；可能跟物体浸入的体积有关；可能跟物体的形状有关；可能跟物体的重力有关等等。当学生发挥想像的能力，有了各种各样的猜想后，教师不可以简单、武断的扼杀这份宝贵的课堂生成性资源。当学生的积极性高涨时，却有一些假设不在教师事先设计的范围内，或者教师已经知道这些猜想不对，就用“以后研究”一语带过，往往造成学生不知所措，影响到学生猜想的积极性以及对知识点的掌握。这时，教师要注意引导学生说出猜想的理由，并创设有效验证的实验情境，让学生在直观判断中排除异已。例，当学生猜想涉及到可能跟“物体的重力有关”时，教师通过实验有效地帮学生缩小范围：

小瓶子里装有适量的HCL溶液，将装有CaCO3固状物体的气球套在瓶口并把气球旋转几圈（防止两化合物马上反应），当刚放入水中时，瓶子和气球下沉到底部，而后随着气球因受到水的浮力立起来，使球内的CaCO3固状物体滑进小瓶内，两者发生反应，产生的CO2气体使气球膨胀，整个装置立即上浮到水面。根据“质量守恒定律”，整个过程中，该装置的质量守恒，所受的重力并没有发生变化，但是该装置却由沉底状态变为上浮状态，由此学生一方面可以否定自己错误的猜想，也可以引导学生往正确的方向猜想。

四、创设直观的实验情境，提高理性猜想的有效性

在课堂教学中，由于学生的理性思维空间有限，教师可以创设直观的实验情境，让学生在足够的感性认知进行理性的猜想，既铺设了一条进行科学物理探究的重要途径，也给学生提供了一个感性认识的情境。让学生由感性的活动上升为理性的思考，准确把握猜想的范围，提高猜想的有效性。

如，《看不见的运动》一课，关于“分子间有空隙吗”的猜想。由于学生对微观粒子的了解相对抽象，如果让学生对这个问题直接进行猜想，显然缺乏有力的猜想依据。课堂上，笔者演示如下的实验：拿来一个透明圆柱玻璃瓶，往瓶中先加入一部分水，在瓶塞中插入一根两端开口的细玻璃管后，再加入一部分酒精，直至装满瓶子，并有一部分酒精上升到细玻璃管中。用手指压住露在空气中的玻璃管一端，用力摇动瓶子，当看到玻璃管中的液体回到瓶子后，学生自然而然对分子间的空隙有了初步的猜想。

猜想过程在教学过程中具有双重作用，既能把学生初步显露的好奇激发成实在的学习兴趣并有效内化为学习动力，也培养了学生通过观察和归纳进行直觉思维的能力，有利于教师引导学生学会科学研究方法和学会发现物理规律方法。但学生猜想能力的培养也是一个漫长的过程，教师要有意识的创设各种适当的物理实验情境，引导学生挖掘更合理的猜想，让学生学会发现物理规律的方法。