重视假设教学 提高科学实验类课题实践活动研究的质量

   

[内容摘要]  学生在实践活动研究性学习活动中选择科学实验类课题很少,究其原因是学生不会假设,因此要重视假设教学,以提高科学实验类课题实践活动研究的质量。要让学生学会假说,主要措施是让学生明确假设的含义及特征,以及建立假设的方法。

[关键词]  实践活动研究性学习活动    假设教学    科学实验类课题

    
      根据实践活动研究的问题性质,实践活动研究性学习活动课题一般有调查实践活动研究、科学实验和项目设计三类,而科学实验类课题离不开假设,假说作为一种基本的科学方法,对培养学生科学探究意识和提高科学探究能力具有重要作用。因此在实践活动研究性学习活动中,我们教师要假设教学,要让学生学会假说,进而使学生掌握假说的科学方法。一般地说,科学实验类课题的实践活动研究研学旅行方案咨询策划服务学校项目为:提出问题→建立假说→验证假说→得出结论。其中,建立假说是科学实验类课题实践活动研究过程中的一个核心环节。尽管假说只是对所需解决问题提出的一种尝试性的答案,但若在科学实验类课题实践活动研究过程中不能建立起假说。则提出的问题就得不到解决,科学实验类课题实践活动研究也就不能获得成功。

 1. 明确假说的含义及其特征

    要让学生学会假说,首先要让学生了解什么是假说及其假说的特征,以解除学生对假设的神秘感。

 1.1 假说的含义

       所谓“假说”是指根据已知的科学事实和科学规律,对未知的科学事实和科学规律所做的一种推断和解释。假说不仅是一种方法,也是一种结果,一种思想。所谓“方法”是指根据已知对未知进行推断和解释的思维过程,所谓“结果”是指由推断所得到的假定性结论,所谓“思想”是指要用发展变化的观点来看待科学理论,随着科学技术的发展,当前被认为是正确的理论也有可能被进一步修正甚至被推翻。假设是科学不断发展和前进的原动力,没有大胆的假设,就没有伟大的成就,就没有社会的进步。假设是科学实验类课题实践活动研究的重要内容,也是一种极其重要的思维方式。正如恩格斯所说“只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。”

1.2 假说的特征
    一是科学性。假说不是毫无根据的“瞎说”,而是建立在一定科学事实和科学理论基础之上的。如“为什么炒熟的洋葱有甜味,而生洋葱没有?”我们可以根据甜味一般来自葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等单糖、二糖,而洋葱属于植物,应该含有淀粉,但淀粉没有甜味;再根据面包在口腔多咀嚼几下,就感觉有甜味,是由于淀粉在唾液淀粉酶作用下变成麦芽糖,我们可以提出这样的假设:洋葱中的淀粉在烹调过程中变成了麦芽糖。而不能提出“洋葱中的水在烹调过程中变成麦芽糖”这种毫无科学根据的假设。

二是预见性。假说不仅要能解释已知的事实,而且要能预见新的事实。如马铃薯含有比较多的淀粉,根据上述假设,我们可以预测马铃薯经过烹调之后,也应该有甜味。

        三是可检验性。假设必须能用观察、实验等手段加以检验,从而判断它的真伪;不能检验的就不能称之为假说。如上述的假设,我们可以用一定的化学方法检验洋葱烹调前后是否含有麦芽糖,如果经过检验,生洋葱没有麦芽糖,而熟洋葱有麦芽糖,则证明了上述假设的正确性。

       四是推测性。假说是以有限的科学事实和科学规律为基础,经过猜测和推断而提出来的,如果被大量的科学事实和科学规律证明是正确的,假说就升中华真理。如果部分正确;就需要对其进行修正和完善。如果不正确,就会被否定。

       五是发展性。假说具有预见性和推测性,其实质也就揭示了假设具有发展性。根据假说的发展,可以分为三种情况,一是取代式,错误的假说被正确的假说代替,如达尔文的自然选择学说取代了拉马克的用进废退学说;二是融合式,片面、部分正确的假说相互融合成全面、正确的假说,如现代进化理论就融合了自然选择学说的观点;三是全部被否定式,如认为中小学研学旅行课程建设上的各种生物都是由神创造出来的特创论。

       六是多样性。假设既然是以客观背景提出来的,这就有可能形成几种不同的推测,进而形成不同的假设,体现了假设的多样性。例如淡水鱼的鱼鳔内含有什么物质?就可以提出如下假设:鱼鳔内可能含有氧气?鱼鳔内可能含有二氧化碳?鱼鳔内可能含有氧气和二氧化碳?鱼鳔内可能就是空气……

2  学会建立假说的方法

       科学性是假说的根本特征。这是因为假说虽然是一种尝试性的推测,但必须以可靠的科学事实和经实践检验的科学原理为根据,经过合乎逻辑的推理而做出。假说的科学性决定了假说的建立必须有根有据。从“根”和“据”上来说,学生可以学会建立假说的方法主要有4种。

2.1  运用具体经验建立假说

       所谓具体经验,在这里主要是指学生从各门学科学习、社会生活以及其他各种实践活动中所积累起来的事实知识。这些事实知识,是实践活动研究和解决各种问题的重要基石,也是打开未知世界大门的金钥匙。因此运用已有的事实知识作出的科学推测.是可能实现也是容易实现的。例如,我们知道吸烟有害于人体身体健康,而人体身体健康与否与又与人体新陈代谢有关,新陈代谢又与酶密切相关,因此就可以提出吸烟产生的烟雾可能影响酶活性的假设,也就可以以此为课题进行实践活动研究。

2.2  运用科学原理建立假说
    科学原理来源于实践。而经实践检验过的科学原理,又可以正确地指导实践。很显然,当实践活动研究的问题—旦被确定以后,就必须根据问题的性质,去寻思相关的科学原理,然后再运用这些科学原理,对所需探究的问题建立起相应的假说。例如,要探究“毛竹的竹节内存在什么气体”的问题时,可根据毛竹要进行光合作用和呼吸作用,而光合作用要消耗二氧化碳产生氧气,呼吸作用要消耗氧气产生二氧化碳等生物学原理,提出“竹节内可能存在氧气和二氧化碳”的假设,并通过有关化学实验进行实践活动研究。

2.3  运用类比推理建立假说

类比推理,是一种根据两个(或两类)不同事物之间在某些方面的相似或共有属性,推出它们在别的某种属性方面也可能相似或相同的推理方法。在运用这种方法建立假说时,只要把新生事物与已知事物作类比。就可以从中得到启发或发现解决问题的线索.为新生事物找出一个相类似的说明方式,并由此建立起假说。例如,美妙的音乐可以使人感受到非常愉快,运用类比推理,就可以提出如下假设:音乐可以使植物产生“愉快”,从而促进新陈代谢,进而可以提高农作物产量。

2.4  运用他人成果建立假说

       俗话说、他山之石,可以攻玉。当对某一实践活动研究问题感到无从下手时,就可以指导学生去查阅一些文献资料,或向研学导师、教师咨询,或同学之间进行相互交流讨论,以拓宽探究的思路,开阔探究的视野,进而形成具有探究价值的假说。因为有些知识,学生从教材种是没有学到过的,必须查阅有关文献资料,或向教师请教才能弄明白,才能提出有价值有意义的假设。这也就是实践活动研究性学习活动需要全校教师共同参与的原因之一。

3 重视假设教学的策略

3.1 教师自己要转变教学观念

      现代科学观认为,科学包括两层含义,—是科学知识,二是科学过程和科学方法,科学是知识、过程和方法的统一体。因此,学校教学不仅要加强基础知识的教学,更要重视对学生进行科学过程和科学方法的训练。这就要求我们教师一方面要用现代科学观来武装自己,转变那种“教学主要是基础知识教学”的传统观念。另一方面要深入学习科学方法论的有关知识,并能结合具体教学内容灵活运用,不断提高自身素质。  

3.2 要求学生转变学习方式

在进行科学实验类课题实践活动研究时,每个环节都需要学生积极主动地参与,都需要学生充分发挥积极性和主动性去亲身体验,运用假说来完成课题实践活动研究。没有学生积极主动参与,运用假说势必流于形式。因此学生的学习需要从那种“老师讲、学生听”的“被动接受式”学习逐步转向“老师组织引导、学生主动参与”的“引导探究式”学习,并最终转向学生独立提出并解决问题的“自主探究式”学习。这也是当前基础教育课程改革所倡导的主要理念之一,这也是新课程改革中设置实践活动研究性学习活动的目的之一。

3.3 要重视案例教学的榜样作用

       高中学生刚接触实践活动研究性学习活动,对如何进行课题实践活动研究还不是十分清楚,因此我们要收集人家成功的课题实践活动研究的案例,对学生进行介绍,以期对学生有所启发。在进行案例教学时,要对科学实验类课题案例有所侧重,不要一味地以社会调查类或项目设计类课题为案例,使学生从中学习人家如何提出假设的方法,从而提高学生提出假设的能力。

3.4 要掌握丰富的科学事实和科学规律

       无论是建立假说还是验证假说,都需要以科学事实和科学规律作基础,科学事实和科学规律越丰富,假说的科学性就越强。教会学生获取、掌握丰富的科学事实和科学规律,是教学的永恒主题。因此教育学生要学好中学里每门课程,为科学实验类课题实践活动研究提出假设和验证假设打好坚实的基础。

3.5 利用,持之以恒

       在进行科学实验类课题实践活动研究时运用假说,既需要学生具备较丰富科学事实和科学规律的知识,又需要学生具有较强的逻辑思维能力,因此,不可能从做一个科学实验类课题实践活动研究中收到立竿见影的效果。但在实践活动研究性学习活动中进行科学实验课题实践活动研究中可以为学生运用假设提供一个。因此我们用利用好这个,为学生学会运用假设创造这个条件。只要我们坚持不解,持之以恒,就有可能使学生学会建立假设并验证假设,进而提高学生对科学实验类课题实践活动研究的水平。

       综观几年的实践活动研究性学习活动的教学实践发现,选择科学实验类课题实践活动研究的小组比较少,究其原因之一,就是学生对假设感觉到很神秘,不敢对科学实验类课题进行实践活动研究。因此,在实践活动研究性学习活动中,我们要重视假设教学,培养学生建立假设和验证假设的能力,提高学生科学实验类课题实践活动研究的质量,进一步促进学生素质的全面发展。