小学科学教师培训课件：小学科学教学中的猜想与假设

小学科学教学中的猜想与假设v什么是猜想、假设？v猜想与假设的类别v猜想与假设的特征v猜想与假设的作用v猜想与假设的关系v培养猜想与假设的策略当科学家面对一些现象的时候，未知真假，便根据直觉做出推论，这样的结论被称为 “科学猜想 ”。火星上有生物吗？一、什么是猜想与假设？就是根据已有的经验和已知的事实为基础，对求知事实或现象的原因作推测性或假定性的说明，然后进行分析和推理。“大陆漂移说 ”（ 魏格纳 ） “哥德巴赫猜想 ” 猜想和假设变化过程：过程比较复杂，可以猜想要经历哪些变化过程？猜想和假设结果：把两个气球连接起来，会有什么变化？硬币上能加几滴水？ 猜想和假设现象：把水滴在玻片上，不断加热，有什么现象发生？二、猜想与假设的类别 提出猜想与假设是科学探究的核心环节。体现课程标准 根据已有的知识经验提出猜想和假设。 已有的经验和知识； 科学事实或现象。蒸发快慢、盲人摸象、晚上灯不亮 猜想和假设的结论必须是 可检验 的。检验的结果一是证实，二是证伪。无法检验的假设没有 价值 。 猜想和假设无论是被证实还是被证伪，都具有推动认识发展的作用。水沸腾时的温度是 100三、猜想与假设的特征四、猜想与假设的原则 合理性原则 规律性原则 方向性原则 开放性原则 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。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。 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，探究树荫下光斑的形成原因。提出 “光源 发出的光通过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。 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，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。 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。 土壤里有什么？怎样使热水凉得更快？五、猜想和假设的作用根据获得的信息，初步的猜想与假设 将信息与猜想比较、分析、归纳、概括 形成假设性结论按照一定的方式表达知识 建 构：学生利用已有知识主动建构新的知识 小孩子到学校里来的时候，不是一种白纸，他已经有了一定的生活经验和经历，也就是知识经验的基础 。 已有的知识经验就是他获取新知识的基础 。处处强调从生活中的科学做起，同时又特别强调把所学知识运用于日常生活中，注重培养学生运用知识解决实际问题的能力 孩子的知识结构概念、知识点新的概念、知识点知识越来越丰富，网络结构越来越密从写出自己的预测开始 为什么预测是必要的？ 在解决问题之前先要让学生对问题做出假设。科学探究不是 盲人摸象 ，为了使探究工作具有一定的目的性和指向性，我们往往在探究之前对研究的问题进行初步的猜想和假设。猜想与假设在科学探究中的重要作用就在于它是 科学结论的先导 ，为收集信息、分析和解释信息提供了一个大致的框架，对解决问题的方案作了一定的预见性思考，为制定探究计划、设计实验方案奠定了必要的基础。因而猜想与假设无论是被证实还是被证实，都具有推动认识发展的作用。 预测是在调动学生已有的知识经验 学生不是一张白纸，他们有丰富的经验 已有的经验是学生获取新知识的基础。 没有经验学生将难以学习新知识 即使是一年级的学生同样如此。水中放多少回形针？连通气球？折纸有多厚？预测是不确定的，要动手做才知道 有时候结论和设想的不一样 （连通气球） 有时候结论和预测相同。 预测培养了学生独立思考的意识。不会轻易地盲从别人，而是相信结论来自于自己的实践。关于温度升高的预测 一杯水在不断加热（凉）的情况下，温度会怎样变化？ 温度上升（下降）的曲线。 实际测一测。 为什么和自己预测的时候不一样？（沸点？）影响摆的快慢的因素有哪些？ 摆锤越重，摆得越快。 摆线越短，摆得越快。 摆角越大，摆得越快。根据生活经验初步猜想比较分析初步猜想选择合理的猜想结果六、猜想与假设的关系猜想与假设是对问题中事物的因果性、规律性做出的假定性解释。作为一理性思维的形式，猜想与假设是科学研究中重要的方法，从其形成来看，可分为两个环节：一是猜想环节 ; 二是假设环节。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。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。 v猜想与假设的关系 创设问题情景，激发学生猜想欲望：科学性的问题是围绕客观世界中的物体、生物和事件提出的。能够引发学生进行实验和研究，引发学生收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。 从问题意识到科学探究科学性问题主要有两种：Ø一种是已经存在的探究现象根源的问题，包括许多以 “为什么 ”打头的问题，比如：为什么空中的物体会落回地面？为什么有些岩石中含有水晶的成分？为什么人有心室？Ø另一种是所谓的 “因果或功能 ”问题，探究现象的机制问题，大多以 “怎么样 ”打头。比如：阳光怎样促进植物的生长？水晶怎样形成？在小学科学教育的环境下，许多提出“为什么 ”的问题能够转化为研究 “怎么样 ”的问题，继而引发学生进行科学探究。 如：为什么产生影子需要光和物体？（这个问题很大）转化成：怎样才能产生影子？（学生可以展开探究）科学教育的主要的任务是什么不仅仅让学生掌握更多的科学知识 ，而是教孩子。 联合国教科文组织亚太地区理科咨询员基础的学力提出问题 解决问题过程与方法教孩子科学探究活动§利用经验和直觉思维进行猜想§运用归纳法进行猜想§利用类比联想进行猜想§利用观察分析法进行猜想§利用因果判断法进行猜想 教给学生猜想与假设的方法：§利用经验和直觉思维进行猜想经验：斜面越光滑，小车运行的阻力就会越小。提出猜想：运动物体不受外力，就会永远匀速运动下去。（牛顿第一定律）经验：刚从游泳池里出来感觉到凉爽提出猜想：水蒸发需要吸收热量§运用归纳法进行猜想经验、现象：人说话时声带振动；敲桌子时桌子震动；弹琴时，琴弦震动。归纳提出猜想：声音是由物体振动产生的。§利用类比联想进行猜想把未知的现象和过程，同未知的现象和过程相比较，找出共同点、相似点或有联系的地方，推测未知现象或过程的变化规律。如：根据楼房自来水管和下水道的状态，类比植物体内导管和筛管的状态。