【关键词】科学猜想 有效性 探究
【引言】
猜想是由已知的事物观念联想猜测出未知的事物观念的心理过程，也是进行推测性想象的思维方法。因此，学生的有效猜想中应融合观察、实验、联想、类比、归纳、直觉思维等要素。有效猜想的产生是较复杂的思维过程。学生在对未知领域的猜想探索中，若进行了深刻有意义的建构，不管结论正确与否，均视为有效猜想。
《科学7～9年级课程标准》中提出了“突出科学探究”这一基本理念，而猜想是科学探究活动中的一个重要环节，培养学生的有效猜想能力是培养学生科学素养的重要实施渠道。
随着课程改革的深入，科学猜想在教学中越来越受到重视，并出现了“猜想热”现象。但在这种“热现象”的背后存在着一个较大的问题——科学猜想的表面化和“标签化”。有效猜想的教育价值没有得到充分发挥，因此，引导学生开展有效猜想已成为当前科学教学一个亟待研究的问题。
【正文】
一、有效猜想的特点
1.科学性
猜想的提出不但要以实验材料与经验事实为基础，而且要以科学理论为依据，是经过合理的推测后形成的假设。所以有效猜想不是无根据的猜测与幻想，也不是胡猜乱说。德国化学家凯库勒梦见“蛇咬尾巴”而猜想到苯的环状结构，如果没有凯库勒12年的苦苦研究和深厚的化学知识作为基础，哪有如此伟大的猜想？“梦想”又何以成真？
2.创造性
现代认知理论认为，学习是主体主动的意义建构活动。因此，猜想是在主体建构活动中，由外部知识与内部创造的不平衡达到暂时的平衡。有效猜想是一种创造性的思维方式，有效猜想思维往往能透过纷杂的现象直接涉及事物本质，通过“经验具象”和“经验抽象”，重新安排已有认识，创造出新的经验形象，或在已有知识经验的基础上提出新的见解。
3.个体性
不同学生的知识背景不同，心智不同，对科学知识的体验各异，在猜想过程中的心理活动和思维活动也不尽相同。所以，面对相同的现象和问题，不同的学生会有不同的猜想，猜想的有效度也有所不同，体现出较明显的个体差异性。
4.待验性
由于有效猜想是对未知量及其关系所作出的一种似真推断，是一种猜测性的超前思维活动，它的结论是否正确需要通过实践的验证才能确定。例如分子说，在开始形成时还不完善，还未得到证实，因为人们还无法直接观察到分子，不能证实分子的存在。随着科学的发展，人们用电子显微镜已经能观察到某些物质的分子，这时分子说由猜想转化为理论。
5.可变性
有效猜想是科学猜测的产物，因而通过实践检验可能成为真理，也可能成为谬误，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。有时也通过相反的猜想之间对峙和争论，形成一种变动更迭、新旧交替的局面，使猜想得以发展。如牛顿第一定律的最终形成经过了亚里士多德、笛卡儿、伽利略等科学家的多次猜想的不断发展、演进。
二、有效猜想的意义
1.能有效提高学生学习兴趣
猜想的待验性决定了学生对自己的猜想产生强烈的求证心向，常表现出较强的积极性。一旦自己的猜想在自己的努力下得到验证和老师的肯定，由此而产生的成就感和自信心是巨大的，学习科学的兴趣也因此而提升。
2.能使学生更牢固地掌握知识
通过新旧知识经验的相互作用、积极地分析与推测、认真地求证与反思，学生亲历了知识生成的全过程，深刻的体验增强了知识的可接受性，一旦猜想的有效性得到证实，就会形成更深的印象，对知识的掌握也更加牢固。
3.能有效提高学生的创造能力
在科学教学中，通过引导学生运用各种猜想方法，利用背景材料来建立猜想、进行验证和取舍，不仅有助于学生牢固地掌握知识，也更有助于发展他们的思维能力，提高他们的创造能力。
4.能有效促进学生学习的意义建构
猜想是对抽象化的、形式化的科学材料进行思辨的建构活动。思辨中缺少了猜想，科学材料就不能形成学生的心理意义，从而造成意义建构失败。所以，猜想是构建科学认知结构时，学生思辨活动的关键一步，能促进知识的同化和顺应，加速知识的发生和迁移。
三、对有效猜想受阻的思考与分析
在当前的科学探究课中，猜想已成为普遍，这说明猜想在教学中的运用已备受重视，这是由猜想本身的特点及重要意义决定的。但有相当数量的教师对猜想的目的不明，对其价值理解不深，把猜想视为一种流行与形式，盲目随波逐流，为探究而猜想、为猜想而猜想，每探必猜、想猜就猜，搞形式、走过场，随意性大，导致猜想泛滥，使得大多猜想沦为无效猜想甚至成为假猜想。
思考之一：对猜想设置的价值论证不足，致使猜想形同虚设。
是否所有的科学探究活动都要经历猜想这一环节？教学中盲目设置猜想的原因是教师对所布置的猜想任务缺乏有效性论证，忽视了使学生进行有效猜想活动应该满足的条件。在实际教学中有如下几种具体表现。
1.所设猜想是科学上已规定的问题
如一位教师在讲完“力的三要素”后，请学生“猜想如何用力的图示形象地表示一个力？”这只是一个如何用力的图示来表示力的三要素的问题，构不成具体的猜想，如果不加选择地在一个只需陈述的问题上开展猜想活动，学生就体会不到猜想的价值，不可能产生有效猜想。
2.所设猜想沦为“是或非”的判断
猜想的设置有问题，使得猜想的结果只能是“是或不是”、“有或没有”、“能或不能”，使猜想的发散性不强。如一位教师在讲完二氧化碳的溶解性后提问：“能否用排水法收集二氧化碳？”，结果学生在“能”和“不能”之间纠缠不休，猜想并未获得发散。而另一位教师是这样提问的：“用排水法收集二氧化碳会发生什么结果？”。此时学生猜想的结果是多样的：“收集不到二氧化碳”、“收集到的很少，会造成浪费”、“刚开始不行，但当水中无法再溶解二氧化碳时就可以收集了”……发散性大有提高，使猜想往有效的方向发展。
3.所设猜想不可能找到相关的依据
如某教师在教学《影响通电线圈磁性强弱的因素》时让学生猜想：“在钉子上绕不同匝数的线圈，通电后分别能吸多少颗大头针？”结果学生猜想的数据迥异，其结果毫无价值。之后，又让学生猜想：“在线圈中插入铁心磁性将变大还是变小？”，学生懵然，只能瞎猜。分析原因：前者是教师在学生对“一匝线圈能产生多大的磁力”这一定量“知识”空白的情况下进行定量的猜想；后者是学生第一次接触关于“铁心与通电线圈之间的关系”的问题，缺乏知识和经验准备，没有依据的猜想只能是“空想”。
4.所设猜想对思维要求过低
例如有一位教师在引导学生对“沸腾”进行研究时，让学生猜想水达到多少度才会沸腾？结果学生异口同声地回答是“100℃”，猜想内容是已有知识经验的简单再现，学生不需调动原有认知进行分析，这就失去了猜想的价值。
思考之二：对猜想情境的创设缺失功效，以致猜想难以生成。
有效猜想的特点决定了学生猜想的生成离不开一定的经验和适宜的情境，有效的情境能促进有效猜想的产生。在实际教学中，对猜想情境的创设存在这样几种问题。
1.无情境，学生猜想处于不受激状态
如一位教师在《影响导体电阻大小的因素》教学中，在没有任何情境作为铺垫的情况下，便让学生进行猜想，结果学生猜不出所以然来，有些学生干脆把课本上的结论读一遍了事。学生虽然已知道电阻是导体对电流的阻碍作用，但对电阻的大小所产生的外部影响及外部表现并未深思。因缺少情境激发这一重要环节，使得从问题到产生猜想之间出现断层，学生的猜想思维处于不受激状态。而另一位教师则提供如下情境：复习导体和绝缘体无严格界线（映象温度）；演示不同长短、粗细、材料使灯泡亮暗不一的组合实验（映象长度、横截面积和材料）；播放通过宽窄隧道疏散人群的录像（映象横截面积），这样一来，学生的猜想便受到有效的刺激，有效猜想也应运而生。
2.情境无效，学生猜想未被真正激活
①情境脱离学生已有知识经验，使猜想失去滋生的土壤。有位教师为某一中学的学生上《影响导体电阻大小的因素》一课，他给学生创设如下情境：我生活在农村，我们家离变压器很远，所以我们家的电灯比城市里同规格的电灯要暗得多，请同学们猜想一下这是什么原因？教师期望的答案是“与导线长度有关”，但对于从未到过农村的学生来说，没有体验过“灯暗现象”，更没对这种现象做过思考。情境脱离了学生的知识经验，猜想难以产生。
②未找准激活猜想的临界点，难以形成认知冲突。如一位教师在教学额定功率和实际功率知识时，问学生：“同一用电器实际功率不同的原因可能是什么？”结果学生稍加思索就能回答，并未真正激活猜想。而另一位教师则先展示两只灯泡（分别标有“220V 100W”和“220V 40W”），然后将他们串联在电路中，让学生猜想：哪盏灯更亮？不少学生会毫不犹豫地说：“100W的灯泡会更亮”。闭合开关后，学生发现40W的灯比100W的灯亮得多。这个现象与他们的猜想截然不同。当有与学生已有的知识、生活经验相悖的现象出现时，强烈的好奇心和探究欲也随之产生。情境创设在学生猜想的临界点上，猜想思维被有效激活，由此而产生的猜想结果纵然与正确结论不符也同样是有效的。
③情境苍白，无方法论支撑，学生得不到猜想的方法。没有从有效猜想的诸多要素去构建情境、没有以猜想方法为内核去整合情境，造成所创情境形式单一、背景单薄、蕴含肤浅，情境作用苍白无力，致使学生很难进行合理的猜想。以方法论为内核的猜想情境通常有：从个别到一般的“归纳情境”（如引导学生根据生活中的蒸发现象，由学生自己归纳猜想影响蒸发快慢的因素）；把若干旧知放在一起对比类推新事物的“类比情境”（如对已知的NaOH化学性质进行列表，类推出Ca（OH）2的化学性质）；利用逆向思维的“逆向情境”（如以“电能生磁”为情境，猜想“磁能否生电？”）；抓住事物的实质、忽略次要因素的“理想化情境”（如伽利略的斜面实验，采取理想化的抽象和合理的推理可得出近似牛顿第一定律的结论。）……思考之三：对猜想过程的引导走入低效，导致猜想难以生长。
猜想需要学生思维的发散与放飞，而有效猜想又需把发散的思维聚敛、把放飞的猜想逐渐纳入合理化轨道，这往往与教师的引导分不开，而引导的质量又决定了猜想的有效性。实际教学中，引导低效的表现通常有：
1.引导缺失
从建构主义教学观可知学生进行的有效猜想活动包括学生思维活动从具体经验向抽象思维的跨越、对原有知识和生活经验的加工应用、思维活动的冲突与升华等过程。因此，学生所进行的猜想活动是学生探究活动中的一个难点。有些教师往往把猜想想得过于简单而忽视引导。比如在探究“物体动能的大小可能与哪些因素有关”时，学生虽已知动能的定义，但因动能概念过于抽象而很难猜想，若教师不加以引导，学生将无从猜想。此时教师可引导学生根据关键词进行猜想：有关物体可以猜想到密度、体积和质量；有关运动可以猜想到速度。如果用实验或实例来加以引导，效果会更好。
2.过于引导
①走得太远。如教师在让学生猜想“浮力大小的影响因素”时，学生猜想出：物体密度、体积、质量、形状，液体密度、体积、质量及大气压等，该教师对每一个“因素”逐个分析引导，结果越引越远，一堂课下来也没有最终得到结果，何来效率？
②走得太偏。如某教师在让学生猜想“影响压力作用效果大小的因素”时给学生做如下引导：力的作用效果与力的三要素有关，压力也是一种力，大家是否有所启发？结果学生马上猜想出影响压力作用效果大小的因素有压力的大小、方向、作用点等，致使猜想偏离有效。
3.虚假引导
①准备不足，引导成为障碍。如某教师让学生猜想“影响滑动摩擦力大小的因素”时，一学生猜想与“推力大小”有关，该教师想不到学生有如此猜想，顿时手忙脚乱，情急之下，“灵机一动”：请同学们看一看我现在用不同的力推桌子，桌子动了吗？学生齐声回答：没动。老师又问：与推力大小有关吗？学生又齐声回答：无关。如此引导，是在为学生猜想设置重重障碍。究其原因是该教师准备不足，对学生可能有的猜想没有进行充分的引导。
②时机不对，引导成为告知。如在研究电热跟什么因素有关的教学中，一般学生容易猜想到电流大小和通电时间，之后大部分学生在讨论：电热是由电能转化而来，电能的转化是由于电流的做功，在电流不变时电功的大小与电阻有关。由此情形看来，学生很快就能得出与电阻有关的结论，但此时若教师这样提问：“请同学们想一下电炉使用时，为什么电炉丝热得发红，而导线却不怎么热？”老师的引导在学生猜想未受困的情况下进行，与直接告知结论没什么区别。
思考之四：对猜想结果的处理过于草率，致使猜想“廉价”生存。
设置猜想过热，结果处理过冷，使得猜想的结果备受冷落、孤立存在，未产生较多的积极意义，这是部分教师在猜想理念上存在的偏差。