让科学假设推进学生科学思维的发展范文
让科学假设推进学生科学思维的发展
张艳红
假设是根据一定的事实材料和理论知识，对于研究对象的未知性质及其原因或规律的某种推测性的说明。假设是一项复杂的科学思维过程，它对已有经验进行分析、比较、归纳及推理，从而得出合理的科学推论。对科学研究来说，提出假设是首要而关键的，一项科学研究的目的就是验证所提出的假设是否正确，实验方法、结果与讨论都围绕着验证假设来进行。在以探究式教学为主的科学课堂上，假设是学生从已知世界走向未知世界的桥梁。引导学生形成合理的假设是科学素养训练的一项重要内容。
在小学阶段，假设常常以“预测”、“猜想”等形式出现在课堂上。就教学手段而言，观察探究前预测一下可能会发生的现象可以提高小学生探索的兴趣和效率。比如在三年级观察蚕宝宝时，教师让学生预测蚕宝宝今后会变成什么样子。在极力想验证自己预测到底正确还是错误的心情推动下，学生对蚕宝宝的生长变化过程就会观察得更加细致和有兴趣。利用学生容易预测错误的机会，引发他们的认知矛盾，还可以激发他们去探究事物的本质。例如在《马铃薯在水中是沉还是浮》一课中，基于经验，学生会认为马铃薯会沉。确实，一个杯子里的马铃薯不出所料的沉在杯底，可是为什么有一个杯子里的马铃薯反而浮起来了呢？教师的适时引导可以激发学生探究其中原因的热情。
然而科学假设的作用并不仅仅如此。作为科学探究起点的假设有更重要的价值。科学假设是学生总结以有的经验，在此基础上寻找规律，并应用这一规律进行推理的思维过程。这个过程既需要学生调动已有科学知识储备，还需要他们对这些散乱的知识进行分析、归纳和整理。对这个过程的训练可以很好的促进学生科学思维的发展。那么教师怎样做才能帮助学生进行合理的假设，促进学生科学思维的发展呢？
一、正确理解科学假设的含义
1.假设不等于凭空猜测
科学假设是建立在已有经验基础之上的，而非凭空猜测。对于小学生来说，由于生活经验的限制，或者单纯的争强好胜，在老师让学生进行预测时，经常会出现有的学生瞎猜一气。比如有的老师让学生在观察蚂蚁前说一说自己认为蚂蚁有几条腿，由于很多学生还没有仔细观察过蚂蚁，他们就乱猜“4条”“6条”或“8条”，这时候他们的`回答不能称之为假设；也有可能有的学生看过相关书籍介绍，如果是这种情况，则可以被认为是假设。
虽然人们也可以凭空做出猜测，然后寻找支持或反对的依据，但对于科学研究来说，去检验随便的猜测是非常不经济的行为。
2.假设应符合逻辑
形成假设的过程是科学思维的过程，需要符合基本的思维逻辑。比如，在《声音》单元学生刚刚区分了大小音*发出声音高低的差别，随后，在比较敲击大小钉子发出声音的差别时，学生会依据刚才的经验预测“小钉子发出的声音比较高，因为小音*就是这样”，这就是符合逻辑的预测。
3.假设是有待验证的
虽然假设是建立在已有事实基础上并符合逻辑推理，但是还没有足够的证据能够说明它的正确性。因此需要通过实验、调查等方法寻找充分的证据来支持或反驳这个假设。“是否真的像小音*的音高高于大音*一样，小钉子发出的声音高于大钉子呢？”虽然有的同学确这样认为，但更多同学并不是立刻信服，而是更相信实际的比较结果。又比如在讨论绿豆种子发芽所必须的条件时，有学生认为种子发芽需要土壤，因为“破土而出”的幼苗是生活中常见的现象，可是，土壤是必不可少的条件吗？“种子发芽需要土壤”这一假设就需
通过实验来检验其正确性。
二、关注学生预测的理由
即使是低年级的学生，也会自发调动已有经验进行预测或猜想。但教师若不注意加以引导，学生的预测则很容易流于瞎猜。如在三年级《谁流得更快一些》一课教学中，出现了这样的情况——
师：水、食用油和洗洁精这三种液体有什么共同点？
生：它们都会流动。
师：那它们流动的速度一样吗？
生：不一样
师：谁流得更快些呢？
生1：水流得最快，油第二，洗洁精最慢，因为……
师打断：还有其他想法吗？
生2：我觉得谁最快，洗洁精第二，油最慢。
师：还有不同想法吗？
生3：油最快，水第二，洗洁精最慢。
师：还有不同想法吗？
……
在这个教学片段中，最初，学生依照自己的经验进行预测，但由于教师没有关注学生预测的依据，在教师不断的追问下，学生就去寻找其他可能的排序，这样到后来，学生猜测越来越乱，他们已经不是以经验为基础进行预测而是运用数学思维来列举可能性了。
为了帮助学生养成有根据的预测的习惯，教师要时刻谨记让学生在讲出自己的预测或猜想时讲述这样预测的原因。老师多问一个“为什么这样认为”，学生就会少一个无依据的乱猜测，他们就会逐渐意识到在科学上，即使是猜测，也需要依据。“实证意识”正是科学素养的基本内涵之一。比如在上《马铃薯在水中的沉浮》一课时，教师拿出两个马铃薯让学生预测，常常会出现一些人认为马铃薯会沉在水中，而另一些人认为会浮，这时，教师让大家各自说说自己的理由，有的学生会说因为他以前看到过在洗菜时马铃薯沉在水底，所以他预测这个马铃薯也会沉。学生这样进行预测是值得老师肯定的。
对于中低年级的学生而言，在已有生活经验基础上做出对未知事物发生发展情况的预测对他们科学态度和思维的形成非常重要。虽然这种基于生活经验的、直觉化的预测看起来还并不清晰和严谨，但这种预测其实包含了学生对已有经验的自我解释，能够反映出学生科学概念和科学思维的发展水平。例如学生依据大小音*的音高差别来预测大小钉子的音高差别，这个预测包含了“物体的大小影响它发出声音的音高”这一科学概念雏形和“观察”、“比较”、“发现模式”、“逻辑推理”等科学（思维）技能。对于四年级学生而言，这样的能力发展是非常关键的。教师抓住学生这样预测的契机可以很好地引导学生科学思维发展。
三、抛弃成见，洞察学生思维的闪光点
帮助学生通过建立合适的假设来提高学生科学思维能力需要教师有严密的逻辑思维和敏锐的洞察力，以发现学生的思维闪光点和困境并帮助学生整理思维。
例如在三年级教科版《谁流得更快一些》一课中，前一节课学生已经比较了水和油的流动速度，并知道水比油流得快，有学生问：“为什么水流得快些？”就有一个学生这么回答：“我认为一滴水比一滴油重些，重的物体下落得比较快，所以水流得快些。”
圄于对正确答案的知晓，老师很容易否定学生这样的解释。但实际上，抛开“重的物体下落得比较快”这个有争议的前提不论，学生提供的答案是一个非常好的三段式推论。在这种想法支持下，这个学生很自然会认为由于洗洁精比水重，所以洗洁精流得最快，水次之，而油最慢。就科学思维的发展而言，这样的假设要比学生在日常生活观察基础之上做出的“水流得最快而洗涤剂最慢”的假设更有价值。
经过随后的流动比赛，学生会发现自己的假设错了，那为什么洗涤剂流得最慢呢？液体的流动速度和到底什么因素有关呢？原有假设被推翻后自然要寻找新的假设来
释实验结果。经过进一步观察比较，他们发现水最不黏而洗涤剂最黏稠，正好和这三种液体的流动速度相对应。
那是不是液体流动的快慢和液体的黏稠程度有关呢？根据上次推论失败的经验，学生会觉得这次的推论也不一定保险，最好还是再找些实验证据来，所以到这里时，应该再多找些不同粘稠程度的液体进行进一步的验证，学生就会比较信服地得出结论“看来液体流动的快慢确实和液体的粘稠程度有关”。
这样，经历一个“事实——假设——检验——否定——再假设——再检验——得出正确结论”的螺旋上升的思维和实践过程后，学生的分析问题能力、推理能力和重视证据又不轻信有限证据的思想都会得到发展。在这个过程中，学生最初的假设一直在推动学生前进。在这样的引导下，要比教师否定那个学生最初的解释后再让学生对三种液体的流动快慢进行猜测和实验更能够促进学生对科学的认识。
通常，如果预测正确的话学生会非常有成就感，而如果预测错了，则会产生挫败感，如果任其发展，这种挫败感会阻碍学生学习的热情。教师需要在教学中持续传递给学生“比起预测与结果是否相符合，寻找其中的原因更重要”的观念。
让学生在预测错误中体验到自己的进步，以进步的成就感取代预测失败的挫折感。
