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摘要
提出合理的“科学猜想和假设”非常重要，是一项完整研究的起始步骤，一个成功科学探究的前提基础。
在科学教学中，孩子的“科学猜想和假设”直接影响着孩子们对研究路径的设计，设计得当可以提高研究效率，少走弯路。
本课题主要是根据小学生的年龄特征和针对科学学科特殊性，对科学课堂教学中学生的原有学习水平进行研究，通过保护孩子好奇心，培养学生的“猜想和假设”意识、教给学生各种“猜想和假设”的方法等一系列做法，锻炼了孩子“科学猜想和假设”的能力从而提高学生科学学习的兴趣、锻炼学生的创新能力、同时促进师生之间以及生生之间有效的交流、还有效提高了科学课堂效率促进了学生的可持续发展。
关键词
小学科学课堂教学科学猜想和假设有效性
《纲要》强调科学课程应具有发展性，着眼于学生的终身发展。
课程内容和课程结构的改革和实施强调密切联系学生生活和原有经验，改变课程过于注重知识传授，强调积极主动的学习态度。
小学科学教材共八册的内容中绝大部分内容都需要让学生提出假设，再进行研究。
在这样的大背景下，我们科学老师在课堂中已经非常注重学生解决问题的能力，但对学生提出和假设问题的能力却没有得到足够的重视。
实践过程中发现很好的利用“科学猜想和假设”可以让学生在获得基础知识和基本技能的同时提高科学的素养，发展学生的创新能力。
这个课题虽然市立项只有一年，但我们从提出到现在已经研究了整整三个多年头。
当时区里曾进行过科学学科中学生原有概念这一主题的研究，自己在参与实践的过程中，发现了解学生的原有情况，对学生后续的学习是非常重要的。
如果在了解了学生原有经验后能对其进行运用，让学生在原有经验的基础上对后续课堂中的研究内容进行预测将可以很好的促进课堂教学提高课堂效率。
于是自己对“科学猜想和假设”提高小学科学课堂效率的有效性这一课题先在区和学校进行了较长时间的前期研究，有了一些初步的想法和成果。
因为坚信这个课题有继续研究的价值，所以在原来的基础上又进行了更深入的研究并在之前的基础上取得更多的成效。
1.“科学猜想和假设”是研究的首要任务和起始步骤。
我们知道，提出问题或提出“科学猜想和假设”往往是一项完整研究的起始步骤。
实际上提出问题和提出“科学猜想和假设”往往是相伴而生的。
提出合理的“科学猜想和假设”非常重要，一个成功的科学探究往往具有清晰的“科学猜想和假设”。
最早提出“大陆漂移说”的魏格纳，是一位气象学家，同时他对地球物理很有兴趣，于是，当他在一次住院期间多次看到墙上的世界地图上大西洋两岸的轮廓相当吻合的形态时，便萌发了他们本来是合在一起的“泛大陆”想法。
后来他通过对大西洋两岸的地貌、地质构造、化石的对比研究，在很大程度上证实了这个“科学猜想和假设”，并于1911年发表了《大陆漂移说》一书。
此外，科学研究的过程是一个不断循环往复的回路。
科学发展正是由新一代科学家在前人的理论上发现不足、提出新问题、建立假说开始的。
而一旦“科学猜想和假设”被证实成为新理论之后，也就成为“众矢之的”，更年轻一代的科学家便会进一步发展、修正你的理论。
2.“科学猜想和假设”是提高课堂效率很重要的手段
科学创新起始于大胆的猜想和卓越的预见能力，平时的工作、生活和课堂教学又何尝不是如此。
在教学上的一项改革，如教法改革、考试形式的改革，都要先提出一个新方案，而且需要做到新方案比旧方案更完善。
而课堂教学也是如此，特别是在科学教学中，孩子的“科学猜想和假设”直接影响着孩子们对研究路径的设计。
设计得当可以提高研究效率，少走弯路。
比如当我们面对“如何提高孩子的科学素养？
”这样的问题时，开始我们可能无从下手。
因为科学素养的主题在我国是一个全新的理念。
这个时候我们的专家和学者可能提出一个“科学猜想和假设”，哪些因素是提高孩子科学素养的关键？
如：
教材是教学的关键，有具有国际先进水平的教材是提高孩子科学素养的关键。
根据这个假说，那专家的研究设计必然会引进国外先进的教材、请国外的专家对我国教师进行培训。
这是一个“科学猜想”，但如果换一种“科学猜想和假设”，如：
学生的科学素养的提高关键是教师，那我国专家就有可能采取另一种研究设计。
这两种设计的效果可能很不同，而且需要投入的人力和物力也是相差很大的。
引申到我们的课堂教学中，也是一样的效果，一个科学的好的“科学猜想和假设”，可以让孩子得出更合适的研究方法和途径，那课堂的学习效果就更好。
3.“科学猜想和假设”是发展孩子创新能力的重要方法
一个成功的科学研究往往具有清晰的假说，一个成功的有创意的科学家就必须要学会提出合理的“科学猜想和假设”，这样他的研究就可以更高效，而这样一种能力不是与生俱来的，需要在学生时代，在科学学习的过程中不断的锻炼。
而我们现在在科学学习的课堂中，重视孩子的“科学猜想和假设”，正是为他们将来的研究和培养他们的创新能力打下了坚实的基础。
4.“科学猜想和假设”是了解孩子原有水平的重要途径
区里正在进行关于了解学生前概念这一课题的研究，了解学生原有的科学学习水平对学生后面的研究是非常重要的。
而本人认为让学生进行科学研究之前的“科学猜想和假设”是了解学生的原有水平的一种重要手段。
通过学生的“科学猜想和假设”我们可以了解学生原有的经验和知识储备。
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”无论是被证实还是未被证实，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。
通过本研究，力求达成以下目标：
1.通过研究，锻炼孩子“科学猜想和假设”的能力从而提高学生科学学习的兴趣、锻炼学生的创新能力。
2.在科学教学中，孩子的“科学猜想和假设”直接影响着孩子们对研究路径的设计。
通过研究，提高孩子的设计从而提高研究效率，少走弯路。
3.借助“科学猜想和假设”这样的教学环节，促进师生之间以及生生之间有效的交流、有效提高了科学课堂效率促进课堂生成和学生的可持续发展。
1、科学课中的“猜想和假设”：
什么是“科学猜想和假设”，它与“猜想”以及日常生活的猜测有什么不同？
这里所说的“科学猜想和假设”仅仅是指在科学研究过程中的一个范畴，就是在科学研究的过程中学生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。
“科学猜想和假设”是问题的一个具有推测性的有待证明的答案。
为了更好的区分“科学猜想和假设”和生活中的猜测，我们来看一个案例。
案例1：
一个爸爸在和孩子玩游戏，爸爸把一个气球放在其中的一只手中，然后将两只手都紧紧握住。
然后请孩子猜猜看气球在哪只手中，这是猜测。
一个科学老师，在课堂上出示一个装了东西的口袋，然后告诉同学们，除了不可以用眼睛直接观察，可以摸一摸、闻一闻、还可以听一听……：
“请你们来猜猜看口袋里装了什么？
”
第一个孩子上去摸了摸，然后告诉同学，“这个东西圆圆的，很光滑……”
第二个孩子：
“拍一拍，有清脆的声音。
“用鼻子闻一闻没有什么气味。
“……”
一个孩子提出来，让老师松手，袋子和里面的东西一起掉到地上，从声音还判断这个东西有点重。
绝大部分的孩子通过这些活动猜测是一种水果，很有可能是苹果。
这个过程就是在科学学习过程中特有的“科学猜想”，虽然孩子的最后猜测也未必完全正确，但是孩子的猜想不是毫无根据的，而是建立在一定的依据之上的。
对于一个完整的、卓有成效的的科学研究来讲，一个成功的“科学猜想和假设”是必不可少的。
因为“科学猜想和假设”影响研究路径的设计。
“科学猜想和假设”必定包含有这样几个特点：
第一：
有一定的观察根据。
这个观察是过去长期积累的经验，也可以产生于为正式研究开始之前的预研究之中。
但这里的观察只是“一定”的，而不是“足够”的；
如果是足够的就是理论而不是“科学猜想和假设”了。
第二：
有相关的实验或其他实证研究的工作紧随其后。
第三：
“科学猜想和假设”是有一定的理论准备的，是符合逻辑的，而不是随意猜测。
同样一个现象对没有理论准备的人来说，可能熟视无睹，正如一句名言所说：
发现为有准备的头脑而存在。
2、“猜想和假设”的类别：
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？
等等
3、“科学猜想和假设”的特点：
◆科学性
猜想是以一定的科学事实和科学理论为依据，并非胡猜瞎说。
道尔顿原子论的建立是近代化学发展中的一次重要的理论综合，它以一些化学基本定律和化学实验为依据；
阿佛加德罗在新的科学事实和原子论的基础上，以盖吕萨克的实验为基础，进行合理的推论，引入了分子的概念，提出分子假说。
再如，德国化学家凯库勒对对苯分子结构的猜想：
有一天凯库勒苦苦思索苯分子结构时，在炎炉边朦胧入睡，梦见放全碳原子组成“蛇”，断地“弯弯曲曲地蠕动着”，突然咬住自己的尾巴不动了，凯库勒由此猜想到苯的环状结构。
如果没有凯库勒如十二年的苦苦研究和深厚的化学知识作为基础，仅凭“南柯一梦”是得不到的。
◆猜想性
猜想是一种超前思维具有一定的猜测性，与已成为确实的理论相区别，它的结论是否正确需要通过实践的验证才能确定。
分子说，在开始形成时就有一定的事实根据，但还不完善，还未完全得到证实，因为人们还无法直接观察到分子，还没有从间接方法证实分子的存在。
随时着科学的发展，人们对分子有了理一步的认识，人们用电子显微镜已经能观察到某些物体的分子，这时分子说得到充实和完善井由猜想转化为理论。
◆创造性
猜想是一种创造性的思维方式，一切创造活动都需经认真思维，作大胆猜想才能实现。
猜想思维往往能透过纷繁的现象直接涉及一物本质，在这个过程中学生如果能不断的锻炼自己的思维能力，不断的从多方面进行猜想，那么孩子的创新思维和创造能力将有很大的提高。
我们在利用“科学猜想和假设”提高课堂有效性的研究过程中，要着力遵循以下原则：
◆
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”。
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。
为了达到我们的研究目标，根据由易到难的原则，我们的研究内容主要由以下几部分组成：
1、进行“科学和猜想”前学生原有学习水平的研究
了解学生原有科学探究水平在小学科学教学和“科学猜想”中具有重要位置，因此科学教学应从学生原有的科学探究水平出发。
本课题将从教学实践出发对如何了解学生原有水平和了解学生的原有水平的重要性进行研究。
学生根据已有的知识和经验进行了初步猜想，教师再引导学生充分调动已有的知识和生活经验，对初步提出的猜想结果进行再比较、分析。
2、帮助学生建立“科学和猜想”意识和兴趣的研究
根据小学生的年龄特征和针对科学学科特殊性，通过对科学课堂教学中学生的“科学猜想和假设”重要性的研究，有效利用学生的“科学猜想”影响孩子对研究路径的设计、发挥学生科学学习的兴趣、锻炼学生的创新能力、促进课堂生成、提高科学课堂学习的效果。
3、提高学生“科学和猜想”能力的研究
建立“猜想和假设”的过程是一个思维的过程，我们必须让学生充分暴露思维的过程。
为自己的“猜想与假设”说明理由是暴露学生思维过程的有效方式之一。
学生提出假设的能力还不够，教师应善于调动学生已学过的知识，鼓励他们大胆去想，让学生懂得“猜想与假设”应有理有据。
三、课题之实施
（一）多种方法——了解猜想前学生学习水平
千里之行，始于足下，行万里路，始于我们的第一步。
那么我们的科学教学的第一步在哪里呢？
这个问题或许在我们的课堂中都出现过，这个问题或许我们曾经都思考过。
在我们的教学的过程中如果设计的活动或者提出的要求低于学生的原有水平，学生会怎样，课堂又是什么样的课堂？
如果高于学生的原有水平又会怎样？
我们先来看两个教学片段。
教学故事一：
教科版科学四年级上册《磁铁》单元第二课《磁铁的两极》的教学。
老师拿出一块条形磁铁，问学生：
“这是什么？
你认识它吗？
生：
老师给我用一用，如果会吸铁的话就是磁铁
学生上台用“磁铁”吸铁。
老师是磁铁。
师：
你们玩过磁铁吗？
发现它有什么特点？
它会吸铁。
是的，刚才×
×
同学已经给大家证明过了。
还有吗？
生1：
如果两块磁铁放在一起，有时候会吸在一块儿，换一面就互相对斥了。
就是这样子（学生上台演示）
生2：
这叫同极相斥、异极相吸，我们在书上看过，我自己也玩过。
生3：
我用学具袋里的磁铁玩过了，上次我和其他同学的磁铁一起玩开火车和推多米诺骨牌。
生4：
其实道理都是一样的嘛。
磁铁真的有这样的特点吗？
我们再来发现发现？
于是，学生在教师的引导下又开始玩磁铁了，学生探究的气氛非常活跃……师：
磁铁有这样的特点吗？
谁来说说看？
和我们刚才发现的一样。
磁铁确实有同极相斥、异极相吸的特点。
…………
看这个教学过程似乎很流畅，非常自然，但我们对比学生前后的发言仔细思考，学生原有的发展水平和活动之后的水平变化大吗？
原有探究水平是否得到发展或提升？
几乎没有。
磁铁并非是一件稀罕物，因此学生接触磁铁的机会很多，尤其是当学具袋发到手中之后，他们会迫不及待的玩一玩里面的学具，自然磁铁是他们不可或缺的“玩具”了，因此对磁铁“同极相斥、异极相吸”这种现象是耳熟能详了，所以学生在课前的原有水平已达到此课教学之后学生要发展的水平。
而在教学过程中再次研究观察描述这种现象，无非是学生原有水平的再现，显然这样的活动是低估了学生原有的科学探究水平。
低估学生原有探究水平不仅使学生的探究水平不能得到提升或发展，有时会扼杀学生探究兴趣。
教学故事二：
教科版科学六年级下册《微小世界》单元《放大镜》的教学。
老师出示一块放大镜。
这个用过吗？
生（齐）：
用过。
那我们今天再来用一用放大镜，把你用肉眼观察的和用放大镜观察的进行比较，有什么不同？
你可以自由选择观察的对象。
镜头一：
有3个小组拿着放大镜照桌子。
镜头二：
有5个小组离开位置出去观察。
镜头三：
有3个小组慵懒的坐在位置上，拿放大镜在桌面互相推。
镜头四：
有一个小组拿放大镜在实验桌上转，老师走到他们面前，故意拿放大镜照桌子的边缘。
学生的探究兴趣呢去哪儿了？
学生从小学三年级开始第一节科学课《观察大树》就开始使用放大镜并且在4年的科学学习过程中都是作为一种重要的观察工具在使用。
而到了小学六年级还是停留在三、四年级的水平，学生还有兴趣进行这样的活动吗？
从而我们发现，科学探究活动要求低于学生探究水平，学生的科学探究兴趣难以被激发，即使是经历了这样的探究过程，学生得到的发展也是有限的。
在教学实践过程中，我们也同样发现，如果探究活动及内容过高于学生原有的探究水平，那么学生的科学探究兴趣也是难以激发，他们的发展也将受限。
多次在各种教学研讨活动中，专家、一线教师评课都强调我们的教学需要了解学生原有的科学探究水平，但很少的老师会介绍、解释如何了解学生原有的科学探究水平。
笔者通过在教学实践中的积累，以下策略可以有效了解学生原有的科学探究水平。
1．对话策略
在课堂教学中，师生、生生无一不在进行对话，有效的、指向性明确的对话能帮助教师较好地了解学生关于即将要学内容的原有科学探究水平。
其实，这种方法已经比较广泛地用于我们日常课堂教学中。
（1）对话设计
通过对话的的方式了解学生的现有的科学探究水平，首先要设计对话，主要是问题的设计。
问题具有导向功能，课堂教学首先要把握的是导向，因此问题的设计首先要有明确的指向性，指向学生已有的水平。
其次，问题的设计要具有承上启下的功能。
承上启下，问题的内容既要包括已学的旧知同时也涉及的新知。
其一，促使学生能新旧知识的迁移；
其二，了解学生对已学知识的掌握情况和对新内容的了解程度。
第三，设计的问题在一定程度上能激发学生的兴趣。
第四，预设学生对问题的反映，包括回答问题的内容和回答问题的积极性等。
（2）对话实施
实施对话是教学的关键，也是我们教学的核心内容。
学生原有科学探究水平主要体现在对问题分析。
学生对问题的答案是他们思维过程的体现，是思维加工的成果，而且也是为后续教学活动服务的。
活动前学生对问题的理解也就是学生的原有水平，活动后学生对问题的理解即为学生的发展水平，对比前后对问题的不同认识能较明显地体现科学探究活动的价值。
因此，在此过程中教师要即使板书学生关于问题的典型的并且能与教学内容联系相对紧密的答案。
如果学生回答问题的答案中有新的教学内容，也就是学生原有水平已经发展到部分新的要达到的水平，我们可以把这部分内容略讲，着重探究新的学生还没理解的内容。
如《米饭的观察》一课的教学。
《米饭的观察》教学导入，教师出示米饭。
这样东西，见到过吗？
见到过，米饭我们天天吃。
说明米饭是我们的主要食物。
（教师板书：
主食）
既然米饭是我们天天吃的食物，除了知道他是我们的主食之外，你还对它有哪些了解呢？
米饭很软。
软）
米饭有会粘东西。
粘性）
米饭比米胖。
比米的颗粒大）
米饭比米白。
比米白）
这些同学平时很会观察，还有其他特点吗？
生5：
米饭慢慢吃有点甜的。
生6：
不对啊，我吃的是咸的。
生7：
好像没味道的。
教师板书：
甜、咸、无味。
通过这个教学环节，可以判断学生对米饭的一些外部特点已基本了解，可以用较少的时间做简单的验证性观察，而对于米饭是否有味道，有什么味道分歧比较明显，因此可以着重观察米饭的甜味进行探究，包括口头制定观察方法，多次尝米饭重复实验等。
2．问卷策略
问卷，主要是以书面的形式在课的初始阶段对学生进行关于新授教学内容的调查，主要通过问题问卷、扩展图和绘画等方法实施。
（1）问题问卷
问题问卷，把新的教学内容以几个小问题的形式呈现，从学生对问卷的调查情况判断学生关于新授教学内容的发展水平。
设计问卷
问卷的设计，这是教师在课前的准备工作，根据新的教学内容，罗列成几个主要问题。
问题要少而精，由于是用课开始较短的时间进行调查，因此问题的数量不宜太多，但要涵盖本课主要的探究内容。
问题不能重复或互相干扰，问题编排时可成递进或者并列关系。
提取信息
提取信息，首先是教师单向提取信息。
在学生在做问卷的过程中，教师进行巡视，对每个小组的问卷进行调查，以便在交流汇报时能选择具有代表性的问卷进行交流。
其次，师生、生生多向提取信息。
上台汇报问卷答案的只有一个小组，也就意味着他们所汇报的问题答案只代表一个小组学生的发展水平。
因此应该选择一个较具代表性的小组进行汇报，而其他小组应该对照自己的问卷和台上进行汇报的同学所汇报的内容即使互动，哪些问题是和该小组是一致的，哪些问题是有不同意见的，教师进行整理通过课件或者板书及时记下学生关于问题的汇报内容。
第三，水平组合。
学生的发展水平是有个别差异的，有高有低。
然而我们开展教学不是以个别学生的发展水平进行的，而应该依据班级整体的发展水平进行教学，因此需要进行水平组合。
通过让学生做问卷，讨论问卷就是一种比较有效的水平组合方法，使每个学生能达到学习本课的基本要求。
如《设计种子发芽实验》的教学。
案例2：
《设计种子发芽实验》是比较典型的对比实验的设计课，由于涉及种子发芽的变量较多，对于刚进入五年级的学生来说还是有一定难度的，比较多的学生在设计实验的时候不能进行全面考虑。
因此设计了一份简单的问卷：
《设计种子发芽实验》问卷
班级________组号___________
1、在以前的科学课里做过对比试验吗？
（）
2、在生活中你观察过某种植物的种子发芽的过程吗？
3、绿豆种子发芽可能和水份有关。
4、绿豆种子发芽可能和光照有关。
5、绿豆种子发芽可能和温度有关。
6、绿豆种子发芽可能和土壤有关。
在交流讨论的过程中发现有的学生，有的学生只考虑一
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