猜想在课堂教学应用中的思考与实践
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新课程改革实施以来，“以学生的发展为根本”的课改理念渗透在课堂教学的各个环节中.课堂教学由以往的注重结论逐渐转变为注重过程，所以具有广泛参与度和自由度的探究性学习，以其提高学生能力的过程性学习方式为众多教育工作者所接受.于是在探究过程中举足轻重的猜想环节便被频频应用在课堂教学之中.
1什么是猜想
猜想是人类活动中时常经历和必不可少的思维环节，它不仅出现在科学探究的过程中，在人们遇到日常生活等方方面面问题时都会有意无意地经历猜想这一思维过程.例如，当我们拨打电话遭遇无人接听时，猜测可能对方电话已设置成静音模式，可能对方的电话没有带在身边等，这个过程便是就一个现象或一个疑问进行的一种本能的猜测.
在科学探究过程中进行的猜想对思维能力的要求更高，它根据某些现象，从具体的问题出发，通过理论思维的能动作用，对某个问题进行假设性的预见或论断.例如，探究苏科版教材八年级上册引言中的“透过水杯观察书本上的字”这一小实验时，学生观察到了书本上的字放大的像、倒立或正立的像等一系列的现象后，开始思考产生这些现象的原因.通过改变杯子和书本距离改变字的性质的现象这一事实，学生通过思考，猜想杯子与书本的距离可能是产生不同现象的影响因素.这个环节就是猜想，它需要将观察到的现象进行相应的归纳、类比，并进行一定的联想和分析.
如果能够将现象或数据进行科学的分类、归纳与分析，得到一种暂时的但是可以被接受的科学理论，就形成了一种假设学说，即假说.假说是更高层次的猜想.德国物理学家马克斯・普朗克为解决黑体辐射谱而首先提出的量子论就是著名的物理假说.
当人们发现新事实和已有的定律和原理产生了矛盾时，通过归纳猜想，验证猜想，创造出一系列新的学说.在自然科学史上，类似牛顿力学取代亚里士多德力学这样的更替比比皆是.牛顿指出：没有大量的猜想就做不出伟大的发现.以猜想为基础的科学探究弥补着现有理论的漏洞与不足，推动着自然科学的进步和发展.
课堂教学中猜想是实验探究的引子，猜想能力的培养符合新课改中重视学生能力培养的理念.对于学生来说，如果学生通过探究性学习学会了猜想，无疑就掌握了研究问题的一种重要的科学方法.即使学生将来不从事自然科学方面的研究工作，提高猜想的能力，他们就能够以科学的思维方式思考解决问题.所以，在课堂教学中，教师应当重视猜想能力的培养.
2对课堂教学中和猜想教学有关的现象的一些反思
2.1缺少猜想所需要依据的事实
初中物理的实验中有很多是探究影响物理量大小的因素的实验，例如“探究影响浮力大小的因素”，“探究影响电功大小的因素”等.以“探究影响浮力大小的因素”这个实验为例，教师会问：“什么因素影响了浮力大小呢？”学生会猜想：“物体的重力”，“物体的体积”等，大家不禁会问：学生为什么思维天马行空一般，猜想的结果五花八门，却想不到液体密度和排开液体的体积对浮力的影响呢？因为在猜想之前，我们没有提供给学生猜想所需要依据的事实.
猜想是根据事实进行逻辑推理后得到的有待证实的结论，是回答由事实提出的问题，然后由事实进一步检验的.它是对自然奥秘的有根据的猜测，所以猜想需要以一定的相关事实作为经验依据，或者以一定的相关原理作为理论依据.虽然我们在课堂教学中没有条件积累大量的、充分的事实，但是如果不提供任何信息或情景，没有依据的随便一猜，那便不是猜想而是胡猜了.
2.2经验定律型的猜想
苏科版九年级上册有一个探究实验“影响电流大小的因素有哪些”.在尝试后学生可能会发现改变电源的干电池节数可以改变电路中的电流大小，然后理所当然地猜测影响电流大小的因素是电源电压.
这种情况在教学过程中并不少见.当学生观察到一个现象后，就会认为所有的现象都应如此.看见由A得到B就认为在任何情况下A都可以得到B，从而认为B就与A有关，这种猜想就为经验定律型猜想.由于课堂的时间空间有限，教师只能提供部分情景帮助学生进行猜想，所以学生依据的事实可能并不充分，课堂上的猜想多数是经验定律型的猜想.例如，当发现铁块和铝块的质量和体积的比值不同，就认为不同物质的质量和体积的比值都不同，这就是经验定律型猜想.当然有的经验定律型的猜想是符合被证实后的结论的.但是长期进行经验定律型猜想养成习惯，尤其很多猜想被证实为正确，学生开始进行猜想时不再就自己观察到的现象和已有知识进行综合分析和思考，就出现了探究“影响电流大小的因素有哪些”时猜测影响电流大小的因素是电源电压的情况.
我们并不是说一定要猜想出正确的结果才是成功的猜想，因为即使现在被认可的结论从科学发展的角度而言，也只是暂时成立的假说，并不是完美无缺的.而且错误的猜想对于学生的学习或者科学的研究都有它存在的价值.但是猜想是需要严谨的逻辑推理的，猜想的练习可以提高学生运用已有知识和所观察到的现象进行综合分析的能力.如果学生无法通过已有的知识和累积的经验分析出相对合理的猜想结果，应该说，在猜想的能力上还是有所欠缺的.
2.3有形无实的猜想环节
探究“影响滑动摩擦力大小的因素有哪些”时，教师为了拓展，引导学生探究不影响滑动摩擦力大小的因素，于是会问“滑动摩擦力是不是和接触面积有关？”学生有回答“有关”的，有回答“无关的”.但无论哪种答案，学生都没有讲出自己猜想的原因.因为教师的提问是二选一的问题方式，所以学生的思考积极性没有被充分调动.当我们的问题用“是不是”来发问又不追问猜想的原因时，就容易产生点将式的回答.这种猜想对于思维能力培养没有意义，是流于形式的.
更有甚者学生的猜想结果是受书本知识的提醒，不基于任何事实，没有经过逻辑推理.书上结论怎么说，学生就怎么猜，这样的猜想忽略了猜想教学的目的，没有发挥猜想培养思维能力的实际作用.
3课堂教学中和猜想环节有关的尝试
3.1通过创设情境或利用学生的前概念为学生提供猜想依据
（1）我们可以根据课堂教学要求和学生的心理特点创造出一些以学生为主体的与学习的基本内容相关的，能够引起学生积极情绪反应的物理情境.例如借助实验创设情境，抛出问题前先实验，在实验基础上，根据实验现象进行猜想.
在上文提到的探究“影响浮力大小的因素有哪些”教学中，学生会先接触到利用弹簧测力计测量浮力的教学.为了巩固学生对于浮力测量方法的掌握，可以给学生一些实际操作的机会以加深印象.可以将学生分为三个小组进行浮力测量的分组实验.三个小组的器材均选择型号相同的烧杯、弹簧测力计、棉线、墨水瓶进行实验.不同的是，第一组的液体选择浓盐水，第二组的液体选择清水，墨水瓶中装沙，第三组的液体也选择清水，但是用空墨水瓶.事先不告诉学生器材的差异，只是要求测量出墨水瓶浸没时的浮力.学生在正确的测量浮力前提下，得出了多组数据.当教师把数据罗列呈现后，学生通过归纳会发现数据分为三组，分别有两组浮力相同，一组不同，学生自然开始猜想造成浮力不同的原因，并进行小组讨论，在控制变量法的科学方法指导下猜想出了可能因素之一为液体的密度.同理，第二组和第三组的数据很容易猜想浮力与物体自身重力无关.在实验数据基础上的猜想，学生有猜想的依据，能够锻炼学生归纳分析的思维能力，可以达到猜想的目的.
（2）在我们的物理课堂教学之前，学生由于生活经验的积累或者原本掌握的知识，形成了一些知识体系，或者是对事物的表面的看法或观点，这就是前概念.其实生活中的很多猜想都是基于已有的概念进行的思维活动.例如，家中的灯突然熄灭了，要猜想可能的原因并进行解决，这种情况就是基于已有知识的基础上的猜想.在教学中很多时候可以给学生创造这样的猜想机会，比直接传授知识更易被学生理解接受.
例如：在教学通过透镜的三条特殊光线时，教师通常是告知学生这样三条特殊光线.学生会觉得这是强行要求掌握的知识，并没有理解为什么要学习的是这三条特殊光线.其实这些问题在学习光的反射和光的折射时就已经具备相应知识了.我们可以利用学生具备的前概念作为猜想的依据.
教学过程如下：
师：了解了光的反射定律后，我们可以通过作图法分析成像特点，现在可以怎样分析透镜的成像特点呢？
生：作图法.
师：光的反射规律严格说明了反射角与入射角之间的关系，可是折射规律能准确画出折射角吗？
学生答：只有一种情况可以.
师：哪种特殊情况？
生：垂直入射.
师：我们希望能够通过光线研究透镜的成像原因，当光如何照射到透镜上时可以准确画出光路图？
生：让光线正对透镜.
师：由于光的反射中光路可逆，所以从焦点发出的光经过透镜会怎样？
生：折射光线平行于主光轴.
以上的教学过程，每一条特殊光线的画出都是学生通过教师启发，在已有概念的基础上进行的推理，这种猜想可以很好地锻炼学生运用知识逻辑思维的能力，可以提高猜想水平.
3.2选择合理的方式处理猜想环节生成的新问题
由于依据的事实不充分，或者学生的思维能力还有所欠缺，学生的猜想结果会五花八门，这种现象不可避免，也是正常的.在实际的科学探究过程中的猜想，由于人们猜想的角度不同，类比的方式不同，往往做出的猜想也不唯一，会多元化的出现很多的猜想.将初步的猜想进行取舍，也是一种能力.这种能力的体现就是猜想的结果更符合科学规律和实际.课堂教学中猜想出了多元化的问题后，该如何处理进行取舍呢？
一种方法，可以借助前概念进行推理论证.例如，在探究“影响电路中电流大小的因素”实验中，学生可能会猜想到影响因素是电源电压.教师可以分析，电源电压是电路两端的总电压.而在串联电路中一个电阻两端的电压是小于电源电压的，所以影响电阻中的电流大小应该是电阻两端的电压而不能说是电源电压.
另一种方法，可以借助实验生成与猜想矛盾的结果.还是以探究“影响电路中电流大小的因素”实验为例，如果学生猜想电流大小和电源电压有关.我们可以正常设计实验探究，通过改变电源电压观察电路中的电流是否发生变化.具体操作可以在电源电压改变的情况下，借助滑动变阻器控制电阻两端的电压不变从而保证电流表示数不变.当学生观察到实验现象是电源电压改变，电流并没有改变后，自然排除了电源电压这一猜想因素.尝试后感觉，这种方法比利用理论推理更易于被学生接受.因为当我们挖空心思地引导学生说出其它的答案时，由于学生的思维无法与教师的引导产生共鸣，容易被越绕越糊涂.
值得注意的是，由于猜想的结果很多超出了教师备课时的预设，所以猜想环节生成问题的处理有时对教师的基本功和反应是种挑战.如果我们能够在课堂上解决学生的生成固然好，但如果不能，可以课后深入思考再引导学生进行探究.要尽量避免在不假思索的状态下出现违反逻辑规律的错误，误导学生.例如：探究“影响滑动摩擦力的因素有哪些”时，学生猜想出了滑动摩擦力和重力有关.教师如果不假思索，设计学生紧握自己的手，两次改变握手的力度，让学生感受手抽出的难度一样，说明两次的滑动摩擦力一样.然后通过分析刚才的情境中压力改变，重力不变，滑动摩擦力不变，说明滑动摩擦力和重力无关.当时学生似乎接受了教师的推理和结论，但是我们反思后可以发现这个证明的过程是有很多科学漏洞的.首先握手时的摩擦力并不是滑动摩擦力；其次，这种证明过程其实是违背逻辑规律的，因为要证明滑动摩擦力和重力无关，应该在重力改变的情况下试验，如果其它条件相同时重力变，滑动摩擦力不变，才能说明滑动摩擦力和重力无关.
总之，初中物理实验很多都是验证性的，重视实验过程中猜想环节的教学目的是感受探究的过程，验证已有的结论，学习探究的方法，积累探究的经验.猜想能力的培养是需要长期坚持训练的.猜想的意义在于它体现了思考的过程，有时即使是错误的猜想，对于提高学生的能力也有价值.虽然不猜想也能上出一节课，但是不猜学生就缺少了锻炼思维的机会，思考的机会，应用知识的机会.如果不进行猜想，不重视实验过程，直接传授结论，看似节约了有形的时间成本，但是学生越学越吃力，就会增加隐形的教学成本，反而得不偿失.著名科学家波普尔说科学理论就是一些大胆的猜测.笔者相信，在不断的摸索中会找到更多解决猜想环节难点的方法.