透过案例审视猜想假设教学现状

作者: 薛海霞

[摘 要]在小学科学课堂上,不和谐的课堂氛围、不充分的实验材料、不恰当的教学方法等因素阻碍了学生猜想假设能力的发展。在教学中,教师可以通过营造和谐氛围、搭建思维“脚手架”、遵循儿童特点等策略,基于儿童立场,让学生的猜想假设从不能到可能,再到形成技能,最终成为自能。

[关键词]猜想假设;案例分析;教学现状

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068(2025)06-0084-03

在日常的科学教学中,笔者曾见到一些教学案例。

【案例一】一位教师在参加县级优课评比活动时,对课前热身环节是这样安排的:“同学们,今天下面来了许多客人老师,他们是来看我们在课堂上的表现的。待会儿我们的课上会用到生鸡蛋,生鸡蛋容易碎,你们不能随便碰,如果碰坏了,实验就做不成了。”在课堂上,学生果然按照要求坐得很端正,还时不时地偷看评课的教师。在课堂教学中,当教师把两个鸡蛋分别放到两杯液体里,并提问为什么会出现一个鸡蛋沉、一个鸡蛋浮的现象时,大部分学生仍笔直地坐在位置上,不敢举手回答。

【案例二】在教学苏教版科学教材四年级下册《摆》一课时,教师首先在课堂伊始播放两个不同的摆在不停摆动的视频,再和学生交流摆的快慢和哪些因素有关以及可以做怎样的假设。学生一脸茫然、不知所措。

【案例三】在教学教科版科学教材六年级上册《电磁铁》一课时,当教师和学生交流影响电磁铁磁力大小的因素有哪些以及可以做怎样的假设时,学生的回答是“磁力越大,吸的回形针越多”“磁力越大,用电越多”“磁力越大,线圈越密”等。

通过分析以上三个教学案例,不难发现当前科学探究活动中的“猜想假设”教学环节仍存在一些问题。下面,笔者基于此进行深入分析。

一、“猜想假设”环节的问题分析

1.学生不敢进行猜想假设

爱玩、好动是学生的天性。当教学违背学生的天性时,学生往往会感到束手无策,这样就无法获得良好的教学效果。案例一中的教师在课前热身环节的语言让学生感到拘束,使得学生始终处于紧张状态,思维的大门也因为紧张而关闭,从而不敢进行猜想假设。

2.学生无法进行猜想假设

科学家牛顿曾说:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现。”在日常教学中,我们经常见到学生想进行猜想假设,但是由于教师的提问过于宽泛或狭窄,加之学生概念储备不够、学习经验不足,而出现无法顺利进行猜想假设的现象。案例二中的教师在播放了两个不同的摆在不停摆动的视频后,提问学生摆的快慢和哪些因素有关以及可以做怎样的假设,却没有引导学生观察摆锤、摆线、摆角,导致学生无话可说,即使有学生积极发言,也是胡猜乱想,不符合科学探究的严谨求实精神。一个好的猜想假设应是基于一定的知识储备和活动经验,以观察为依据,并有实验或者实证研究跟进的活动。

3.学生不会进行猜想假设

猜想假设作为科学探究活动的核心环节,会影响探究方向以及探究路径的设计。然而,猜想假设的能力并不是学生与生俱来的,需要教师在日常的科学教学中根据学生的年龄特点和科学概念的建构规律进行合理的引导。在案例三学生的回答中,有些不是影响电磁铁磁力大小的因素,有些表达则不够合理。遇到这样的回答,教师可以进行适当追问:“你能够把‘磁力越大,用电越多’说得具体点吗?”在学生描述的过程中,教师要善于引导学生进行假设,如“电量越大,电磁铁的磁力越大”“电量的大小会影响电磁铁的磁力”等。

二、“猜想假设”环节的改进策略

1.营造和谐氛围,让猜想假设成为学生的可能

古人云:“亲其师则信其道。”和谐的课堂氛围是教学活动顺利开展的基础。在科学课上,教师要注重营造民主、自由的氛围,鼓励学生敢于质疑、勇于提问、大胆猜想,并主动发表自己的见解,让猜想假设成为每个学生的自觉行为,成为师生探究活动中的重要组成部分。例如,案例一的课前谈话环节可以做这样的调整:教师先手拿鸡蛋和学生交流:“孩子们!今天老师给大家带来了一个鸡蛋,我看到它就想到了‘先有鸡还是先有蛋’的古老谜题。你们认为是先有鸡还是先有蛋呢?”这一有趣的课堂导入有效激发了学生的学习兴趣,拉近了师生关系,为后续的教学活动奠定了良好的基础。在此基础上,再以过渡语“在今天这节课上,我们会用鸡蛋及其他材料开展一些探究活动”来切入教学内容。

2.搭建思维的“脚手架”,让猜想假设成为学生的技能

胡适曾经说过:“大胆假设,小心求证。”然而不能付诸实践的想法大部分是没有依据的胡思乱想,并不具备科学性。教师在科学教学中,要借助学生已有的知识经验以及实验材料、在实验过程中观察到的实验现象等,帮助学生搭建思维“脚手架”,让他们在认真观察、亲自动手、独立思考的基础上共同提出猜想假设。在教学中,教师可以引导学生联系已有经验提出问题,如“为什么河里结冰了,海里却没有结冰呢?”,学生可能会根据自己的经验作出假设,如“海水温度比较高,结不成冰”“海面上的风很大,结不成冰”等。教师还可以引导学生比较探究过程,通过寻找线索提出假设。例如,大象版科学教材四年级下册《摆钟的秘密》一课,教材首先通过科学阅读的形式呈现了摆钟发明的过程。学生在阅读的过程中会自然而然地对摆产生兴趣,做摆的兴趣逐渐被激发。其次安排了学生独立做一个摆并测一测每10秒摆的摆动次数的活动。当不同小组汇报的结果不同时,学生会产生好奇。此时,教师可以适时追问:“为什么在相同时间内,你们做的摆的摆动次数不同呢?是什么影响了摆的摆动次数呢?”学生会回忆做摆以及用摆进行实验的过程,并通过同伴交流和自主观察提出自己的假设:在相同时间内,摆线的长短会影响摆的次数、摆锤的重量会影响摆的次数、摆的角度也会影响摆的次数等。这样教学可以扭转学生无法进行猜想假设的尴尬局面。

3.遵循儿童特点,让猜想假设成为学生的自能

不同年龄的学生由于认知水平不同,知识储备也会不同。为此,教师要针对不同学段制订不同猜想假设的教学目标,确保目标接近学生的“最近发展区”。《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称“科学新课标”)在“探究实践”的学段目标中,对1~2年级的猜想与假设是这样描述的:“能在教师指导下,通过对具体现象与事物的观察和比较,提出感兴趣的问题,作出简单猜想。”例如,教学大象版科学教材一年级下册《找空气》一课时,教师在引入新课后可以让学生猜测哪里有空气、在哪些地方可以把空气装进袋子里。学生根据自己的经验猜测可以在操场上、在树林里、在教室里等。此活动的设计旨在调动学生已有的知识和经验,激发他们主动探究新问题的欲望。科学新课标对3~4年级的猜想与假设是这样描述的:“能在教师引导下,通过对具体现象与事物的观察和比较,提出可探究的科学问题,并基于已有经验和所学知识,从现象和事件发生的条件、过程、原因等方面提出假设。”如案例一中探究鸡蛋的沉浮问题,教师可以先让学生猜测如果将两个鸡蛋放到两杯液体里会出现什么现象,学生会兴趣盎然地作出猜想,如“一个沉,一个浮”“两个都沉”“两个都浮”等;再让学生验证自己的猜想,当学生发现鸡蛋一个沉、一个浮时,教师可以鼓励学生再次提出假设并验证。科学新课标对5~6年级的猜想与假设是这样描述的:“能基于所学知识,从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题和研究假设。”例如,大象版科学教材五年级下册《电磁铁》一课设计了两个猜想假设活动。第一个活动通过“探探到工厂参观,看到电磁起重机能轻而易举地吸起和放下很重的铁块,感到很神奇”的现实情境引发学生的好奇心,进而促使学生提出假设:“电磁起重机能将铁块吸起来,说明它有磁性,那么它为什么能将铁块自动放下呢?是不是因为有电呢?”当学生了解到电磁起重机的秘密就是它里面有一个缠绕在铁芯上的导电线圈时,会进一步作出假设:“缠绕在铁芯上的导电线圈在通电后会有磁性,在断电后会失去磁性。”在学生自己制作出电磁铁后,教材设计了一个“钓鱼”游戏,学生在比赛中发现有的电磁铁钓的铁制“鱼”多,有的钓的少。学生的好奇心再次被激发,并提出假设“电量大,钓的‘鱼’多;电量小,钓的‘鱼’少”“线圈多,钓的‘鱼’多;线圈少,钓的‘鱼’少”。这样教学,有助于学生的猜想假设能力在学习活动中螺旋上升,最终达到自能状态。

三、“猜想假设”环节的实施价值

1.猜想假设是科学探究的方向盘

作为科学探究活动的核心环节,猜想假设的合理与否决定着科学探究的方向准确与否。大象版科学教材的特色就是采用“双主线+双辅线”的编排方式,引领师生关注探究活动。例如,大象版科学教材三年级上册准备单元“倒立的小丑”对如何进行猜想假设给予了提示和引导,如“假设要有依据”“要及时将我们组作出的假设记录下来”,并引导学生用相对合理的语言进行表达,如“我们组对问题3作出的假设是……”“如果……那么……”等。

2.猜想假设是创新思维的发动机

猜想假设是创新思维的一种方式,也是探究活动的发动机。合理的猜想假设能将学生的思维推向深入,让探究活动走向深处,让探究结果更接近事物的本质,进而助推学生创新思维能力的提升。学生在进行猜想假设的过程中,能够结合观察的现象对已有的知识和经验进行筛选、排列和组合,进而提出新的合理见解。如大象版科学教材三年级下册准备单元“比较液体的轻重”,通过引入学生在日常生活中吃火锅的情境,一下拉近了学生和所学内容之间的距离。学生在观察对比后发现火锅中的油总是漂浮在汤的上面,此时教师可进一步引导学生进行合理的猜想假设。有的学生联系泡沫塑料因比较轻而漂浮在水面上的认知经验,提出“因为油比水轻,所以油会漂在水的上面”的猜想。在此基础上,学生进一步制订与实施探究计划。这样教学,学生的想象思维、联想思维、比较归纳思维能力会得到有效提升。

3.猜想假设是儿童立场的保障地

好奇心是儿童与生俱来的,激发和保护学生的好奇心是科学新课标提出的要求,也是科学教师的职责所在,更是尊重儿童天性、顺应儿童发展的需要。如大象版科学教材三年级上册《声音是怎样产生的》一课,编者充分抓住学生好奇的特点,利用生活中的素材巧妙安排了“拨动吉他弦,观察琴弦,并摸摸面板”“说话时,摸摸喉咙”“吹响小号,摸摸喇叭口”等一系列观察、操作活动。教学时,教师先引导学生观察比较这些物体在发出声音时的共同特点;在学生发现物体发声时都在振动后,再引导学生作出合理的猜想假设“声音是由物体振动产生的”。这样的编排不仅保护了学生的好奇心,还激发了学生猜想假设的欲望。

总之,猜想假设环节对培养学生的想象力和创造性思维能力具有重要的意义。科学的猜想假设不是凭空捏造,而是学生根据自己已知的科学原理、观察到的现象、查阅到的事实材料等,经过比较、判断、归纳等思维活动对科学的原理和普遍规律作出的有根据的假定、推测、说明和科学解释。教师要坚守学生立场,以课堂为主阵地,营造和谐宽松的氛围,让学生主动联系自身经验,在观察、比较中进行猜想假设。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.

[2] 黄嵩.小学科学假设中借助三元论提升思维力的策略[J].实验教学与仪器,2022,39(9):57-59.

(责编 廖婷婷 蔡宇璇)

经典小说推荐

杂志订阅