小学科学教学中的猜想与假设.ppt

小学科学教学中的猜想与假设 什么是猜想 假设 猜想与假设的类别 猜想与假设的特征 猜想与假设的作用 猜想与假设的关系 培养猜想与假设的策略 一 什么是猜想与假设 现代汉语词典 商务印书馆1990年版猜想 猜测 猜测 推测 凭想象估计 假设 姑且认定 科学课程标准 3 6年级 的解释 有关猜想与假设具体内容标准 能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释 在动手实验之前 让学生对实验结果进行假设和预测 如在做物体的沉浮实验之前 先让学生假设物体的沉浮与什么有关 然后对给出的几种物体的沉浮做出预测 能区分什么是假设 什么是事实 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 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 科学研究上对客观事物的假定的说明 假设要根据事实提出 经过实践证明是正确的 就成为理论 假说就是假设 小学生的猜想与假设类似于科学假说 科学假说常用于科学家真正的科学研究活动 它们有共同之处 但毕竟小学生的猜想不是科学假说 小学生的猜想与假设的对象是 人类已知 学生自己未知的 科学课程标准 中猜想与假设 探究性学习的重要环节 是指学生利用已有知识与经验 经过思维的冲突与再加工后形成的一种假设结论 建构主义教学观认为 教学的核心任务不是如何把现成的知识传授给学生 而是如何激发出学生原来的相关知识经验 促进知识经验的生长 促进学生的知识建构活动 学生进行猜想与假设活动的基础就是学生已有的知识和经验 猜想与假设活动就是学生根据已有的知识和经验 对要研究的问题经过思维的冲突与再加工活动 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 1 猜想与假设的猜测性 假设之所以称为假设 就是因为它是一种 毛坯 是具有一定猜测性的理论 预制品 学生在未证实之前只能说是对自然现象及其规律的推断 猜测 假猜想与假设只有通过实验检验和证明 才能成为学生的科学知识 三 猜想与假设的特征 2 猜想与假设具有科学性 猜想与假设虽然是一种想象或猜测 但它的提出不但要以实验材料与经验事实为基础 而且要以学生已有的科学知识为依据 经过实践检验和证明 所以猜想与假设不是无根据的猜测和幻想 不是主观臆造 猜想与假设一旦失去事实基础和科学依据 又未经受一定的实践或检验 它也就失去了存在的价值 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 3 猜想与假设具有可变性 猜想与假设是一种未被实践证实的东西 因而通过实践检验可能成为真理而发展成学生的科学知识 也可能成为谬误而被淘汰 也有可能被证实具有某种不完整性而发展成为一种新的猜想与假设 有时也通过相反的猜想与假设之间对峙和争论 形成一种变动更迭 新旧交替的局面 使猜想与假设得以发展 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 提出猜想与假设是科学探究的核心环节 体现课程标准 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 知识越来越丰富 网络结构越来越密 猜想与假设对科学现察和实验具有先导作用 猜想与假设在科学研究中具有一定的猜测性 但不是盲目的无目的的猜测 而是科学的预测 有计划的研究 有了猜想与假设便有了有计划有目的实验和观察 因此猜想与假设对科学观察和实验具有先导作用 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 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 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 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 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 凸透镜成像规律 时 同学们根据照相的经验 洗出来的照片比人要小 所以会提出 凸透镜可能成的是缩小的像 这样的猜想 利用观察分析法进行猜想 探究树荫下圆形光斑形成的原因是什么 猜想一 圆形树叶交错重叠 使得地上圆斑重叠呈圆形 猜想二 太阳是圆的 圆形光斑是太阳形成的 已有知识 小孔成像 影子不是光斑通过现象分析 推理 支持第二种假设 利用因果判断法进行猜想 猜想平面镜汇聚太阳光 温度会怎样变化 人在太阳光下会感觉温暖 镜子越多 反射的光线越充足 温度就会越高 一次 学生发现一种植物的叶子上很整齐地排列着一些类似于蚕豆模样 长约0 8毫米 宽约0 2毫米的小黄点 在十几片叶子中有6片有这样的小黄点 学生根据观察 进行推测 1 可能是虫子卵 2 可能是蕨类植物的一些孢子 然后展开验证活动 让叶子继续生长 给予更多呵护 观察小黄点在植物生长过程中的变化 这样 学生的猜测会自然而然地得到解决 假设后面的后续验证活动是体现假设科学价值的关键 案例 提供给学生充足的思考时间 学生在猜想时 要不断进行交流 甚至辩论 需要时间 没有时间保证 猜想只能匆匆进行 既不能使所有学生进行猜想 也不能使猜想达到应有的深度 教学环节中的学生猜想的环节不要走过场 利用 头脑风暴 法 充分展示猜想 头脑风暴法就是在教学中让学生根据自己对问题的看法 提出尽量多的猜测 教师和其他学生不要打断和进行评价 直到把所有的可能都提出来的一种猜想方法 头脑风暴法可以充分发挥学生的聪明才智 调动学生的积极性 畅所欲言 把所有猜想都提出来 如 土壤里会有什么 如在研究 水的表面张力 现象时 对 向已装满水的杯子里能放入几个曲别针而水不溢出来 的问题 学生根据自己的生活经验猜想 1个也不能放 只能放1个 可以放5个 最多放10个 结果放了50多个水仍未溢出来 组织学生展开讨论 为什么水不会溢出来 有学生说可能是水中存在肉眼看不见的小空隙 有认为与杯子形状有关 有的说与水中存在空气有关 有认为是曲别针不占空间的 还有认为是特制的水 也有的认为是未发现的水的新性质 在讨论的同时 不停地有学生站起来反驳 辩论 这一过程 不仅激发了学生的创新意识 而且使学生明白 假设 要有一定的科学事实作根据 它不是凭空的猜测 科学研究中的绝大多数实验及许多观测都是以验证假设为目的来进行的 通过组织 头脑风暴 式的讨论活动 既给了学生充分展开想象的机会 又使学生逐步学会科学猜想与假设的思维方法 培养了学生科学严谨的探究精神 刘默耕老先生曾谈到 中国有句古话 诗从胡说起 搞科学也是从 胡搞 开始 胡想 胡说 胡做 看看人类的科学史 最早的 科学 不是胡想吗 不是很幼稚吗 科学家进行的研究 在没有成功之前 都只能是 假想 假说 也可能就是 胡想 胡说 在没有掌握科学规律之前 必须反复试探 科学家尚且如此 我们不可能要求小孩子 搞科学 一步登天 因此 我们要以赞赏的 鼓励的眼光去看待孩子们 搞科学 的幼稚行动 要 见微而知著 从幼稚的举动中看到伟大的科学真理的萌芽 牛顿说 没有大胆的猜测 就作不出伟大的发现 休息一会市中区教育局教研室褚宏民电话 0632 3697055 办公室 e mail zzchm519 什么叫做教孩子 教孩子怎么样科学的看事情 怎么样科学地去想事情 让孩子懂得他身边的自然事物包含着许多科学道理 我们应该怎么样去了解 怎么样去弄明白这些科学的问题 基础的学力 学力 学习的能力基础学力包括 基础的知识 观察能力 动手的能力 概括地讲 提出问题和解决问题的能力 科学兴趣 对科学的好奇心和求知欲 由此生发的亲近科学 体验科学 热爱科学的情感 科学精神 对科学技术具有正确的价值判断 形成负责的学习态度 敢于独立思考又乐于互助合作 科学概念 对自然想象的理解 科学方法 认识客观事物的过程 程序 科学素养的四个核心因素 探究的过程技能1 初级过程技能 观察 测量 推断 分类 交流 预测 认识时空联系 认识数字联系 2 综合过程技能 1 阐明假设 说出变量的名称 2 控制变量 3 得出操作定义 4 做实验 5 解释数据 6 研究 第二讲 猜想与假设 的教学实施 培养猜想的意识 训练猜想的能力 根据已有经验猜想 给予学生以肯定 根据学生年龄特征 提出不同的要求 转变教师角色 融洽师生关系 与学生一起寻找猜想的理由 帮助学生修改 筛选猜想 没有大胆的猜测 就作不出伟大的发现 牛顿中国有句古话 诗从胡说起 搞科学也是从 胡搞 开始 刘默耕 培养猜想的意识 案例 师 想一想探究之前先做什么 生 先猜测 师 猜什么 生 猜问题的结果会怎么样 师 著名诗人歌德说 想象是诗人的翅膀 猜想和假设是科学家攀登科学高峰的天梯 保护学生的好奇心 黄全愈先生在 素质教育在美国 一文中有一段精辟的论述 中国衡量教育成功的标准 是将有问题的学生教育得没问题 全都懂了 所以中国的学生年龄越大 年级越高 问题越少 而美国衡量教育成功的标准是将没问题的学生教育成有问题 如果学生提出的问题教师回答不了了 那就是非常成功 所以美国的学生年级越高 越富有创意 越会突发奇想 不要用 你说的不对 你的想法有点问题 等说法 提倡 这很有可能 你的想法很好 对学生提出的荒唐的猜想假设 也要积极对待 并不是所有科学探究的问题都可以由学生自己提出来 切实可行而且效果良好的方法是由教师设置问题情境 并通过引导优化和集中学生的问题 使得后续的探究有明确的目标和内容 这样的教学策略也可以培养学生提出问题的意识和能力 创设问题情境的方法很多 一般采用设置开放性问题 如 关于xx 你想研究什么 进行发散性提问 然后从中选择有价值的问题 也可以利用给学生提供有结构的材料 通过观察 实验 挑起学生的认知矛盾 一石激起千层浪 引发学生提出有价值的探究问题 如在 种子里有什么 一课 先出示干种子 让学生观察后 再提供用水泡过的种子 让学生进行比较 符合 有层次地提供探究材料 这一原则 学生自然会提出 种子里面有什么 的后续探究问题 又如在 沉与浮 一课中 通过演示 重的木块在水中浮着 而轻的橡皮却沉入水中 与学生原来的认知水平 重的物体在水中下沉 轻的物体在水中上浮 相矛盾 从而激起学生提出进一步的探究问题 物体在水中的沉浮到底与什么有关系 阿拉伯故事 一粒米摆在棋盘上 第一格如果放1粒米 第二格就放2粒米 第三格放4粒 以此类推 一张报纸 连续对折 对折27次后 厚度有多少 两个气球 一个吹得大一些 一个吹得小一些 用吸管把两个气球连通起来 两个气球会发生什么变化 根据已有经验猜想 案例3 蜡烛在瓶子里会燃烧多长时间 学生回答 10秒 30秒 6秒 20秒 这些猜想没有根据 仅仅是学生直觉 没有生活经验 然后组织学生实验 提出另一个问题 出示大小不同的几个饮料瓶 推测大小不同的瓶子罩上蜡烛后 蜡烛会燃烧多长时间 20秒 30秒 40秒 这就是预测 学生有了生活经验 给予学生以肯定 鼓励学生猜想 我们经常可以看到这样的现象 当学生提出的假设符合事实时 教师马上点头同意 并且迅速把架设写在黑板上 而学生假设错误时 教师往往会紧锁眉头 不发表意见 让这位学生坐下 当学生的假设达到教师预期的内容后 教师就会马上中止交流环节 进入实验和验证阶段 长此以往 学生就会产生这样的印象 凡写在黑板上的假设都是正确的 实际上 教师是没有评判权的 教师的权力就是认真对待每一个假设 可以把学生的假设列出来 由学生自己去验证对和错 证明自己的假设是错误的 也是一个结论 证伪也是一种科学的结果 案例4 师 想一想探究之前先做什么 生 先猜测 师 猜什么 生 猜问题的结果会怎么样 师 著名诗人歌德说 想象是诗人的翅膀 猜想和假设是科学家攀登科学高峰的天梯 根据学生年龄特征 提出不同的要求 猜想现象或结果 三年级 猜想结果并提出猜想的理由 四年级 猜想结果 提出理由 表述猜想 五六年级 体现出一个循序渐进的过程 预测能力逐步提高 逐步学会 猜想与假设 活动的思维方式以及表达形式 三年级 起步阶段 猜想与假设活动的重点在于 对研究的问题才想出可能会出现那些有趣的现象或结果 如 根据学生年龄特征 提出不同的要求 四年级 预测可能出现什么结果 并提出自己猜想的理由 如 根据学生年龄特征 提出不同的要求 五六年级 经过自己的思维加工猜测出结果 提出自己预测和猜想的理由 并用不同的方式表述猜想和预测的结果 包括文字描述 表格表述等 如 根据学生年龄特征 提出不同的要求 与学生一起寻找猜想的理由 教师与学生探讨 影响摆的快慢的因素有哪些 的假设 师 说说理由 为什么做这样的猜想 生 摆线长 摆的路线就长 用的时间就长 来回摆的时间就多 所以