“猜想与假设”是科学探究的先导，其能力要求有：

　　⑴ 尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。
　　⑵ 对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。
　　⑶ 认识猜想与假设在科学探究中的重要性。

　　 猜想与假设是科学思维的一种形式，是科学研究中重要的方法，也是对问题中事物的因果性、规律性做出的假定性解释。在科学探究中，提出合理的猜想与假设除了为探究活动指明方向外，可以充分发展学生的创造性思维，培养学生的创造能力。学生猜想与假设的能力的水平高低直接影响科学探究能力的水平。
　　猜想是学生接触到问题后，在已有知识经验的基础上，结合对客观现实的感性认识依靠直觉而做出的各种假定。假设是在猜想的基础上经过一系列的观察、实验、分析、比较、归纳等逻辑推理排除掉一些不可能的猜想而得到的较为科学的假设。假设比猜想更具有合理性，对探究的问题更有针对性和指导性。
　　在猜想环节，学生充分发挥主体性，积极主动地提出尽量多的猜测与可能，不需要考虑问题与猜想之间的因果逻辑关系，因此思维常常处于一种非常活跃的、非逻辑的、发散的状态。在假设环节，通过对猜想的排查和做出种种的解释进行提炼总结，因此需要一种逻辑的聚合思维。

　　一、猜想与假设应遵循的原则
　　1、合理性原则
　　猜想不是胡猜乱想，不合理的猜想与假设不仅没有发展成为科学结论的可能，对探究过程也没有意义。在解决问题的过程中，不能靠盲目的尝试，要根据已有的理论、自己的经验和所收集到的有关资料、事实以及人类特有想象力、创造力提出解决问题的猜想与假设。如探究影响蒸发快慢的因素中，学生根据生活中晾衣服时，一般把衣服张开在通风和有太阳的地方的经验，提出蒸发的快慢与液体的表面积大小、与液体上方空气流动的快慢及与液体的温度有关的假设，就有一定的事实依据，较为合理。

　　 2、规律性原则
　　猜想与假设虽然是针对一些客观事实和现象而提出来的，但科学探究的目的不是解决个别问题，而应是一类问题，寻找事物之间的普遍联系和一般规律。因此，提出的猜想与假设要具有某种规律性。例如，在探究树荫下光斑的形成原因时，如提出“圆形的光斑是由圆形的太阳形成的，与小孔形状无关”就不具有规律性，其他形状的光源发出光线通过小孔后会形成怎样的光斑呢？在该探究中提出“光源发出的光通过屏障上的小孔后会在屏上形成与光源形状相同，与小孔形状无关的光斑”。把太阳这一种光源形成的现象扩展为所有光源共同遵循的规律，假设验证后得到小孔成像的规律。

　　 3、方向性原则
　　猜想与假设是在探究之前对研究问题所进行的一种科学预见性活动，指导着探究计划的制定和方案的设计，是学生确定研究方向，选择实验方法、实验器材的基础。因此提出的猜想与假设应能使学生明确探究的方向，指导整个探究活动进行。如上面的例子中，提出假设后学生就会按照假设选取不同形状的光源，如日光灯、灯泡、蜡烛等，在不透光的屏障上钻不同形状的小孔（如圆形的、方形的、三角形的等等），然后观察不同形状的光源通过不同的小孔后的光斑形状。

　　 4、开放性原则
　　猜想与假设是科学探究中学生思维最活跃的阶段，不同学生由于经验、知识、能力的不同，对问题的认识不同，因此会提出不同的假设。探究教学要调动全体学生的积极主动性，发展学生自主思考、自主创新的能力，就要让每位学生提出自己解决问题的假设，教师不要对学生进行过多的干涉，保证提出的猜想与假设的开放性。例如，对“晚上家里的灯突然熄灭”这一现象进行探究时，学生会提出多种假设，如“停电了，保险丝断了，灯丝断了，电路有问题”等等。教师在学生提出假设时，要“装聋作哑”，让学生提出尽量多的假设，实现探究教学的开放性。

　　二、猜想与假设的方法
　　可以从三个方面来思考：一是猜想什么、二是怎样猜想、三是怎样将猜想转化为科学的假设。
　　1、让学生明确猜想和假设的方向
　　由于学生不可能像科学家一样在纷繁复杂的自然现象面前，根据自己丰富的知识经验和敏锐的感觉提出科学的猜想和假设，因此，教师在创设问题情境时要在符合客观事实的基础上，凸显出一些问题解决方式或答案的信息，使创设的情境对学生的猜想和假设具有一定的启发和暗示性。这样学生在猜想与假设时，就有一个较为明确的方向，不至于做出一些毫无边际的猜想与假设，同时培养了学生收集信息的能力。例如，“导体的电阻与哪些因素有关”的科学探究中猜想与假设的教学片断：

学生A：导体的电阻可能与导体长度有关。 学生B：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。 学生C：导体的电阻可能与导体两端的电压有关。 学生D：导体的电阻可能与通过导体的电流有关。 学生E：导体的电阻可能与导体的形状有关。 学生F：导体的电阻可能与环境温度有关。 学生G：我认为铝和钨的电阻就应该不同，否则不会用铝做导线而用灯丝又用钨丝制成。 师：如果铝和钨电阻不同，你们认为这属于前面哪位同学所说的哪个因素？ 学生G：前面同学没有说到这个因素，应该是构成导体的物质不同。 师：对，我们怎样描述这个因素呢？ 学生H：导体电阻与构成导体的物质有关。 师：回忆我们在导体与绝缘体的学习中的一些说法，这里物质两个字是否恰当？可以怎样改变一下？ 学生G：应该说材料。 师：请你把这个猜想再描述一下。 学生G：导体电阻可能与构成导体的材料有关。

　　 2、教给学生猜想的方法
　　⑴ 利用经验和直觉思维进行猜想
　　学生在日常生活和学习中形成了大量的日常经验和知识，它们是学生进行猜想的直接来源和素材。直觉思维是未经逐步分析就迅速对问题答案做出合理的猜测、设想或突然领悟的思维。它往往会形成智慧的火花，迸发出创造的灵感。在探究教学中充分利用学生的经验和直觉让学生猜想是培养学生猜想能力的有效手段。例如，探究“声调与什么因素有关”的猜想与假设教学片断：

师：与学生一起做一端伸出桌面不同长度的钢尺振动时发出声音的音调不同实验。 学生：凭直觉感受当时振动的快慢不同。 师：（引导学生提出猜想）钢尺的振动快慢不同发出的声音高低也不同，由此我们可以得出什么猜想？ 学生：声音的音调与发声体振动快慢有关，振动越快音调越高。

　　 ⑵ 运用归纳法进行猜想
　　学生对一些经验和事实进行归纳、总结，得出物理现象和过程的结论的可能从而提出猜想。例如，人发出声音时声带振动；蜜蜂发出“嗡嗡”声时翅膀在振动；敲击桌子时，桌子振动发出声音；拨琴时，琴弦振动发出声音… … 学生通过对大量实例归纳提出猜想：声音是由物体的振动产生的。
　　⑶ 利用类比联想进行猜想
　　科学研究中，根据事物结构、性质、表现等方面的相似特点，进行自然的联想而引发的猜想。例如在进行“电流”教学时，学生自然容易把它同“水流”的情况作比较，从而猜想出电流这个量的一些带有思辨色彩的特征。
在科学探究中还有很多提出猜想的方法，例如观察分析法、反向思维法、溯因判断法、因果判断法、概括外推法等。这就需要教师在教学时根据探究内容和学生的已有知识经验及客观事实对学生进行适当的引导。

　　3、让学生学习将猜想转化为假设
　　由于时间和条件的限制，不可能对所有的猜想都制定详细的探究方案，进行实验验证，这就需要把猜想进一步加工转化为科学的假设。
　　⑴ 通过简单的实验，从猜想中提炼假设
提出猜想后，在不能确定猜想是否合理时，可用一些简单的实验进行验证，排除掉一些不合理的猜想，形成科学假设。
　　⑵ 经过合理性分析，提出假设
　　有些猜想经过一些分析推理，便可否定。例如探究树荫下圆形光斑形成的原因是什么？提出两个猜想，其一，树叶是圆形的，它的影子也是圆形的，因为树叶在空中交错重叠，所以地上的圆斑交错重叠。其二是因为太阳是圆的，地面的光斑也是圆的，圆形的光斑是圆形的太阳形成的。这两个猜想那个更合理呢？根据已有知识，影子是光线没有照到的地方，而光斑是光线照射到的地方，树荫下的圆圈是光斑而不是影子，地面上所有圆形光斑都是一个标准圆，只有太阳的形状和它吻合，事实支持第二种猜想，因此通过推理分析便得出第一个猜想是不合理的，第二个猜想可以确立为假设。
　　总之，猜想与假设是教学过程中一种重要的教学环节，在新课教学中尤其如此，我们只有重视这个环节，并精心设计这个环节，才算真正做到了调动了学生的积极性，才更利于发挥物理课程的总体功能，为学生的全面发展服务。?

交流与互动：

　　1、你认为本专题所给出的“探究课例案”在“培养学生猜想与假设能力”的教学设计方面有哪些不足，应该怎样修改和完善？

　　2、你认为哪个或哪几个章节的内容最适合于进行“培养学生猜想与假设能力”的教学设计？

　　 3、请参照本课程的“设计实践要求”完成一项“培养学生猜想与假设能力”的教学设计。

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