“前科学概念”：合理猜想的前提

“前科学概念”：合理猜想的前提　

周爱萍　

（江苏省南京市第十三中学红山校区，２１００２８）　

摘　要：猜想是科学结论的先导。在物理科学探究活动中起着　

引导性作用的猜想，都是基于一定的科学事实，都必须有根有据，而　

决不是凭空想象。精心创设符合学生“前科学概念”的情境，使之与　

学生已有认识产生“共振”，可以激发学生的合理猜想。　

关键词：科学探究猜想前科学概念情境　

新课程重视学生的科学探究。科学探究　

既是学生的学习目标，又是重要的教学方式　

之一。根据已有的知识，进行猜想与假设，然　

后制定计划与设计实验，这本身就是科学探　

究活动的内容和要求。牛顿曾说过：“没有大　

胆的猜想，就做不出伟大的发现。”猜想是科　

学结论的先导。在物理科学探究活动中，猜　

想起着引导性作用。随着新课程实施的不断　深入，广大物理教师已经认识到科学探究的　重要性，但在具体教学中，对于科学探究的要　

素之一——猜想的引导和把握，很多教师觉　

得比较棘手：有时，学生的猜想漫无边际，偏　

离教材；有时，学生就是想不到需要猜想的那　

饔壤　每　耋｜　种可能性……　

其实，科学探究中的猜想都是基于一定的　

科学事实，都必须有根有据，而决不是凭空想　

象。学生在学习新知识之前，从日常生活中或　

旧知识中已经获得了一些关于新知识的科学　

认识，这就是“前科学概念”。精心创设符合学　

生“前科学概念”的情境，使之与学生已有认识　

产生“共振”，可以激发学生的合理猜想。　

【案例ｌ】探究“影响液体内部压强大小　的因素”　

（教师拿出一根底部蒙有橡皮膜的塑料　软管（洗衣机软管），软管内盛有水。）　

师刚才我们一起通过实验观察到液体向各　

教育研究与评论・中学教育教学　８５

　个方向都有压强，并且液体压强也有大　小。那么，液体压强大小与哪些因素有　

关呢？请同学们发表自己的见解，并说　出你是根据什么来提出猜想的。　生液体内部压强大小与深度有关，因为四　面都有膜的正方体放入水中后，下面的　

膜比上面的膜凹陷程度明显。　师很好，你观察得很仔细。（板书：液体的　压强与液体的深度有关）还有没有其他　

的猜想？　生液体内部的压强大小还跟液体密度有　关。因为不同液体的密度不同，我想它　

们的压强也应该不同。　

生液体内部的压强大小跟液体质量有关。　因为刚刚实验中倒人的水越多，橡皮膜　

凸出程度越明显。　师大家说得都很好。（板书：液体的压强与　

液体的质量、液体的密度有关）如果暂时　没有其他猜想的话，老师做一个实验给　

大家看看，请大家仔细观察，也许你会有　新的发现。　（教师演示：塑料软管中逐渐倒入适量的　水（其间底部橡皮膜凸出非常明显，学生　非常担心橡皮膜会破，一致提醒老师不　

能再加水了），然后将软管蒙有橡皮膜的　

一端从竖直方向向左弯折，再向右、向上　

弯折，朝向不同方向。）　师液体内部压强变化了吗？为什么？　生（齐）变化了，因为橡皮膜的凸出程度变　化了。　师液体的质量变化了吗？这说明什么？　（学生思考片刻。）　生液体质量没有变化，但压强变了，说明液　体的压强与液体的质量没有关系。　师你说得很好，你们同意他的观点吗？　生　（齐）同意。　（教师将板书中液体的压强与液体的质　量“有关”改成“无关”。）　师在刚才的实验中，老师将蒙有橡皮膜的　一端软管分别向左、向右、向上弯折，橡　

皮膜凸出程度不一样，这个现象还能说　明什么？　生液体的压强还与方向有关。　师对！（板书：液体的压强还与方向有关）　

下面请同学们继续观察。　（教师演示：将盛有水的塑料软管由竖直　方向逐渐倾斜。）　师你看到了什么？说明了什么？　生橡皮膜的凸出程度越来越不明显，说明　

液体对底部的压强越来越小了。　师同样多的水产生了不同的压强，那是什　

么使得底部所受压强变化的？　

生　（齐）深度。　师　同学们说得都很好。刚才有同学提到液　

体的深度，那什么是深度？　生液面到该点的距离。　师　同学们观察得都非常仔细，软管倾斜过程　

中，水的深度逐渐减／Ｊ，￣ｌ起了压强的减小。　

师山不在高，有仙则名……　生（齐）水不在深，有龙则灵。　师对了，请注意深度是指液面到某点的距　

离。下面我们就一起通过实验对刚才的　猜想进行探究……　

对“液体压强跟哪些因素有关”这个问　题，学生根据自己已有知识和经验，很容易猜　出与液体的密度、深度及液体的质量有关，但　

却很少能猜想与液体流动的方向有关。案　例１中，教师充分发挥塑料软管的作用，通过　向管中加水，使学生直观观察到压强的变化，　明白液体压强随质量的增大而增大，这与学　

生的“前科学概念”一致。随后，教师又巧妙　地弯折软管，分别朝向各个方向，使得管底深　度发生变化，由此引发学生猜想是方向变化　引起了压强变化，即液体压强与方向有关，从　而可以进一步探究液体压强与方向是否有　关。同时，又通过问题“液体的质量变化了　吗”让学生反思自己的猜想，进一步确认液体　的压强与液体的质量无关。事实上，液体压　

教育研究与评论・

中学教育教学　强与质量的关系是教学的一个难点，教师通　过塑料软管形象直观地把压强显现了出来，　学生印象深刻，很容易就将不合理的猜想否　

定掉了。由于学生对深度和高度并不太清　楚，因此在接下来的操作中，教师通过塑料软　管的倾斜形象地显现了压强的变化，帮助学　

生理解深度，同时激发其进一步探究压强和　深度关系的欲望。这样的实验情境，步步引　

领着学生合理地猜想、正确地判断，难点也在　不知不觉中轻松化解。　

【案例２１探究串联电路的电流　师通过前面的学习，我们知道了电路的连　

接有串联和并联两种，并且学会了电流　

表的使用。今天我们一起来探究串联电　路的电流特点。首先我想请一个同学在　

黑板上帮老师将两盏灯Ｌ　和Ｌ２（Ｌ　和　规格不同）串联连接。　

（学生踊跃举手，教师请一学生在磁性黑　板上连接实物，其他学生画出如下图所　示的电路图。教师提醒学生检查电路后　

再闭合开关。所有学生可以观察到灯发　光了，且Ｌ＿比Ｌ２亮。）　

师Ｌ　和Ｌ２串联连接，通过它们的电流谁　

大？说出你判断的依据。　生Ｌ１的电流大，因为Ｌ　比Ｌ２亮。　

生一样大。因为Ｌ　和Ｌ　串联连接，通过　

Ｌ　的电流一定也通过Ｌ２。　

生Ｌ　的电流大，因为Ｌ　靠近电源的正极，　电流和水流类似，在流淌的过程中会消　耗掉一部分。　师同学们各抒己见，说得都很好，那图中串　联电路中通过Ａ、Ｂ、Ｃ三点的电流可能　

有什么关系？　（学生有两种不同的回答，教师板书：ＩＡ　

—ＩＢ—Ｉｃ，ＩＡ＞ＩＢ＞Ｉｃ。）　师刚才大家都提出了自己的猜想，现在老　师交换Ｌ　和Ｌ２在电路中的位置。（实　物演示）请根据你们的猜想告诉我，闭合　开关后Ｌ　和　谁更亮？　生两灯一样亮。　

生Ｌ２亮。　（教师慢慢闭合开关，学生惊奇地发现，　靠近负极的Ｌ］仍然比Ｌ２亮。）　生　ＩＡ＜Ｉｅ＜Ｉｃ，因为靠近负极的灯亮。　

（教师板书：ＩＡ＜ＩＢ＜Ｉｃ－。）　师大家的猜想是否正确呢？下面我们就一　起通过实验来探究串联电路的电流特　点……　

学生已有的“前科学概念”是物理学习赖　以顺利展开的基础，是学生猜想的依据，但是　其中往往包含有许多的错误要素，这些错误　

如果不能及时更正，将是干扰新知识建构的　极大障碍。案例２中，对于串联电路的电流　

特点，如果直接让学生去猜想，大多数学生会　认为电流相等。学生的这种猜想，其实只是一　种想当然，并不是真正理解了串联电路。而另　

一部分学生由于刚接触电学，对电流还是比较　陌生的，印象最深的就是电流可以类比成水　

流，常常会认为两灯串联在一起，谁亮通过谁　的电流就大。于是，教师创设了“两盏不同规　格的灯Ｌ１和　串联”的情境，通过比较谁的　

电流大，故意误导学生通过灯的亮暗来比较电　流，过渡到对串联电路中Ａ、Ｂ、Ｃ三点的电流　关系进行猜想。果然，有学生落人“圈套”，作　

出错误的猜想：ＩＡ＞ＩＢ＞ｋ。紧接着，教师又交　换两灯的位置，引导学生去猜两灯谁会更亮一　些。学生又一次落入了教师精心设计的“圈　套”，对串联电路中Ａ、Ｂ、Ｃ三点的电流关系又　有了大胆的猜想：Ｉ　＜ＩＢ＜Ｉｃ。学生在教师创　设的“前科学概念”情境中，不断修正自己的猜　想，从误解到正解，推动思维向纵深发展，最终　

确定正确的探究路径，一步步走向科学结论。　

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