科学实验中的科学猜想

科学实验中的科学猜想（精选9篇）

科学实验中的科学猜想 第1篇

新课程改革实施了多年, 但长期传统课堂教学的影响根深蒂固, 不可能在一朝一夕间消除。教师还残存着长者优位的意识, 课堂上凭知识和能力的优势凌驾于学生之上, 师生间缺乏交流, 平等、民主、和谐的课堂氛围未充分形成, 制约了学生学习的主动性和创造性, 难以生成猜想的结果。教师的教学方式没有转变, “填鸭式”教育使学生习惯了接受, 养成了一种等、靠、要的惰性和被动接受式的学习方法, 造成了学生主动学习能力的缺失, 这就使得在问题提出后, 学生不是积极主动去思考, 与同学交流甚至争辩, 而是静静地等待教师告诉他们猜想的结果。教师的观念、教学方式和学生的学习方法都会影响猜想结果的生成。

一、猜想的地位

1. 猜想在课程中的重要。

在初中物理新课程中, 教材中设置的所有”探究”家庭实验室等大部分内容中的一些问题都要求学生进行猜想, 其中教材明确规定的探究活动就有68个, 还有增加的一些家庭实验活动使学生的许多猜想贯穿于物理教学的整个过程中。

2. 猜想决定科学探究的方向。

初中物理中的猜想是科学探究活动的一个核心环节, 是探究活动的前提。没有猜想探究就成为无源之水, 猜想决定了科学探究的目的、方案、方法、过程可能就不同。科学合理的猜想能使探究活动有计划、有目的、有步骤地进行, 确保探究有序、有效。

二、理解种猜想

1. 虚假的猜想。

猜想要求同学们根据现有的生活经验和已掌握的知识对提出的问题的成因或对探究可能出现的结果进行猜想。在猜想前, 所要探究的问题的成因或结果是未知的。然而可以通过学习、查阅资料提前明确探究结论, 也就是说, 部分有学习习惯的同学进行猜想时, 根本不用思考或想象就可照本猜想, 而这样的猜想, 就是虚假的猜想。

2. 错误猜想。

同学们必须大胆、充分地进行猜想, 不必过分强求正确, 既然是探究未知领域的问题, 其猜想就必定存在正误两种可能, 无论猜想正确与否, 它已经激发了同学们学习的兴趣, 形成了良好的学习动机。做出猜想后, 就应依据猜想的方向设计、进行实验, 通过分析归纳, 得到探究结论。如果结论与猜想不一致说明猜想是错误的。要说明的是, 尽管有时猜想不对, 但通过实验, 根据实验结论, 自己推翻自己的猜想, 对探究的问题有一个重新的认识, 无疑也达到了探究的目的。

3. 胡乱猜想。

大家对日常中的物理现象观察不够细致, 甚至是熟视无睹, 极少去认真思考所观察的现象, 加上知识面有限, 一些内容从未涉及, 因此在猜想时缺乏必要的感性经验, 出现无目的、无根据地胡乱猜想。

对于胡乱猜想, 不论是经验不还是知识不够, 同学们都应勇于和老师或同学们讨, 确定自己的猜想是否合理或找出不足之处。

三、讲究猜想的方法

1. 倡导自主猜想。

自主学习是新课程标准倡导的学习之一, 自主猜想是自主学习中的重要成分。在探究活动中倡导自己发现问题、提出问题自主做出科学猜想, 自己设计实验, 进行实验, 自己收集信息, 处理信息, 最后进行分析、归纳总结, 开始进行自主猜想时, 做出的猜想可能不够科学合理, 甚至影响探究活动的进程和结果。但只要多与老师交流, 经过一时间的学习, 自主学习的能力将得到大大提高。

2. 猜想的选择。

大家会对同一个现象做出很多种不同的猜想, 有些猜想是漫无边际的, 有些猜想不住关键点的。大家就会很困惑, 怎样才能把握猜想的度呢?首先要认真听老师的要求和指导, 这种有目的的猜想就更容易抓住关键点, 不会胡乱的猜想。其次要大家的猜想拿出来一起辩论剖析反思, 最后保证有意义的猜想, 然后开展有效有探究。

3. 依据理论猜想。

由于同学们的知识水平有限, 初中物理中的一些探究要做出合理、完整的猜想的确有一定的难度。这时, 可以借助适当的理论分析, 做出正确的猜想在老师的帮助下理解最后的探究结论。如在探究滑轮组的机械效率时, 对影响滑轮组的机械效率有哪些因素这个问题, 同学们的猜想往往难以完整。摩擦力和机械本身的重力这两个因素大部分学生能够猜出, 而提升物体的重力这个因素却往往猜想不到。这时请老师做适当的理论分析, 就可以正确地猜想和加深对最后的探究结论的理解。

4. 培养猜想的兴趣。

兴趣是最好的老师, 同学们虽然好奇心强, 充满幻想, 但性情不够稳定, 意志薄弱, 兴趣广泛且多变。有些同学进行猜想经常猜错时, 将会失掉信心, 甚至失去猜想的兴趣, 从而失去探究活动的意义。因此, 要重视培养并保持猜想的兴趣。

中班科学:关于雨的猜想 第2篇

1.通过观察试验，了解雨的形成的原因。

2.培养幼儿的观察能力和语言表达能力。

3.体验探究的乐趣。

活动准备：

1.雨的形成的光碟、图片。

2.实验器材：酒精灯、试管、试管夹、玻璃片、火柴、水杯、托盘

3.热水、冷水

4.知识准备：理解蒸发的含义。

活动过程：

一、教师提问于幼儿讨论。

1. 小朋友见过什么样的雨?

2. 雨从哪里来到哪里去?

3. 天上为什么会下雨?

二、欣赏雨的形成的光碟。

三、教师操作实验，幼儿观察并说出实验现象。

1. 介绍实验器材。

2. 集体观察实验，提醒幼儿认真观察并用语言表述实验现象。

3. 分组观察水蒸气遇冷，在玻璃片上凝结水滴的现象，让幼儿体验成功的喜悦。

四、图片排序，讲出雨的形成

五、游戏：下雨了(雨的形成)

六、提高幼儿的环保意识

1. 幼儿说出喜欢雨和不喜欢雨的原因。

浅谈科学探究中的猜想与假设 第3篇

一、猜想与假设在科学探究中的意义

猜想与假设是科学探究的起始阶段，是智力活动中最具活力的环节，往往是创新的萌芽和开始。猜想需要有丰富的想象力。爱因斯坦说过，想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着社会的进步，并且是知识进化的源泉。因此，猜想在科学探究中具有重要的意义，它是科学探究的出发点和内在动力。

二、猜想在科学探究中的作用

猜想在知识的形成过程中是一个不可缺少的环节。在化学教学中，猜想的作用主要表现在以下两个方面。

1.猜想能促进学生积极主动思考，增强学习兴趣

我带领学生进行燃烧红磷测定空气里氧气含量的实验，发现实验结果是集气瓶里水面上升不足容积的1/5。就这一问题，我让学生提出自己的猜想。学生有的猜想红磷量不足，反应后尚有氧气剩余；有的猜想装置漏气，有少量空气进入集气瓶；有的猜想是因为未等集气瓶冷却就打开了止水夹，集气瓶内气体温度过高……大家都想马上验证自己的猜想是否正确，学习积极性被极大地调动了起来。

2.猜想能诱导学生思维的深入，培养创造性思维

在学习了氧气的实验室制法后，我提出以下问题让学生猜想：实验室中有氯酸钾和少量的高锰酸钾，如何能较快地制出大量的氧气？氯酸钾和高锰酸钾混合后加热，发生了哪些化学反应？氯酸钾分解反应的催化剂是哪种物质？有3名同学制取氧气，A生：加热10克氯酸钾；B生：加热10克氯酸钾和4克高锰酸钾；C生：加热10克氯酸钾和4克二氧化锰。问哪位同学制取氧气的速度最慢？哪位同学制取的氧气最多？一系列问题的提出，可使学生的思维始终处于活跃状态，不断激励学生进行积极思考，从而促使他们去探索正确的答案。

三、善于创设猜想情境

问题设计是化学教学的核心，而猜想则是解决问题的前奏。解决问题前，首先要对问题答案的各种情况进行合理的猜想，然后再设法对猜想进行验证。因此，不管是教学的整体过程，还是教学过程的某些环节，教师都应重视猜想情境的创设，那么化学教学中教师如何创设猜想情境呢？

利用化学实验创设猜想情境。实验现象的展示是创设猜想情境的有效手段。如在教学“分子之间是否有间隙”这一内容时，我首先取两份50毫升的酒精，让学生猜想混合后体积有何变化。然后将实验现象呈现给学生——混合后体积不变。我又取50毫升酒精和50毫升水混合，让学生猜想混合后体积又有何变化，实验结果是混合后体积小于100毫升。我让学生试着自己寻找产生不同现象的原因。学生对此非常感兴趣，个个想先找出答案。

通过问题设计创设猜想情境。根据教学内容巧妙地提出一些问题，可以使学生明确思考方向，从而做出合理的猜想。学习“溶液溶质质量分数”的内容时，我首先拿出两杯硫酸铜溶液，问怎样判断溶液的浓稀。学生根据溶液颜色的深浅很容易就做出了正确的判断。我又问：“如果换成两杯白糖水呢？”学生问：“能尝尝吗？”我说：“当然可以。”我再问：“若是换成两杯氢氧化钠溶液呢？”看和尝的方法都不行了，于是学生更积极地思考、讨论，提出了各种各样的猜想。

利用思维困惑创设猜想情境。思维困惑指当一些与学生已有的知识和生活经验相悖的现实出现在眼前时，学生会大为不解和迷茫。这时候，好奇心会激发起学生强烈的学习欲望。在学习燃烧定义时，我问：“燃烧是否一定有氧气参加？”学生们都认为一定有氧气参加。于是我做了镁条在二氧化碳中燃烧的实验，学生都认为不可思议，急切地想知道如何解释这一现象。这就为学生透彻理解燃烧的定义创设了良好的教学情境。

在化学教学过程中，要重视学生对问题的猜想，尽可能地为学生创设猜想的教学环境，以激励学生积极主动地思考，培养学生的创新精神和创新能力，让素质教育真正落到实处。

对幼儿科学教育中“猜想”的猜想 第4篇

【猜想一】幼儿能进行科学猜想吗?

1.幼儿是“天生的小小科学家”。幼儿好奇好问, 对许多问题都喜欢刨根问底。4岁～5岁时, 幼儿一般能猜测××可能发生的情况;到6岁左右, 幼儿已能做出有想法的预言。即使没有教师的提示, 幼儿对问题也会有自己的猜想, 只不过幼儿可能会用猜想代替进一步的探究, 从而仓促地得出结论。

2.猜想是启蒙幼儿科学思维的有效策略。在探究式科学教育中, 教师应引导幼儿在探索之初进行猜想、解释和判断, 这有助于培养幼儿探究活动的有意性。将猜想与探究结果比较, 有助于幼儿主动建构自己的认知。因此, 猜想本身就是一种思考, 它能够有效启蒙幼儿的科学思维。

【猜想二】幼儿科学猜想有哪些类型?

1.事实性猜想, 即对“是什么”的猜想。其可应用于对探索对象的性质、特点的猜想。教师所提的问题一般是让小朋友猜一猜:这是什么东西或它是什么样子的?比如, 教师请幼儿对兔子的食性进行猜想:“小兔子喜欢吃什么?”

要进行事实性猜想, 幼儿必须具备相应的知识经验。比如, 对兔子食性的猜想, 幼儿一般会从自身经验出发进行联想和类比。因此, 教师可提供一些与兔子食性有关的线索, 引导幼儿通过思考做出合理的猜想和假设, 从而充分调动幼儿已有的知识和生活经验, 为幼儿进一步的探索活动做铺垫。

2.规律性猜想:即对“会怎样”的猜想。这种猜想在小实验活动中运用最普遍, 如:磁性 (猜一猜, 磁铁会吸什么) 、水 (把这些东西放到水里, 它们会怎么样) 、力与惯性 (如果把车放在高低不同的斜坡上, 它会怎么样) ……教师所提的问题一般是:“小朋友, 如果……你猜一猜它会怎么样?”比如, 教师引导幼儿开展“苹果的猜想”活动:“如果把苹果放在水里, 它会不会烂掉呢?如果会烂掉, 那么放在水里的苹果和没有放在水里的苹果哪个会先烂掉呢?”教师必须创设问题情境, 使问题有一定的难度又在幼儿力所能及的范围内, 这样幼儿就会努力去猜测、设想出事物的发展规律或可能趋势。

幼儿的猜想与假设必须要建立在充分思考的前提下, 并把猜想结果记录下来, 这样才不容易被推翻, 而且具有求证价值。通过主观猜想与客观事实的对比, 教师引导幼儿进行积极的猜想, 正是培养他们进行知识再发现和再创造的良好开端。无论事实和幼儿先前的想法是否一致, 只要经历了探索的过程, 对幼儿来说都是很有意义的。

3.方法性猜想:即对“怎么做”的猜想。教师引导幼儿根据已有经验或线索, 对活动中探索方法的设计或具体做法进行猜想。教师所提的问题一般是:“小朋友, 如果……你会怎么做?”比如, 在大班科学活动“取橙汁”中, 教师请幼儿猜想:“怎样才能把橙汁取出来?你想用什么工具?怎么取?”

基于幼儿思维带有具体形象性和直观行动性的特点, 他们在活动中经常是边做边说。对于小班幼儿而言, 他们很少也难以在动手前计划自己的行动。因此, 建议在中班后期和大班科学活动中采用方法性猜想, 尤其是一些技术操作类活动。教师可以提供各种工具材料, 设置问题情境, 引发幼儿积极思维, 计划行动方法和过程, 并按照自己的设想进行操作, 同时教师要注意引导幼儿在活动中完善和修正自己的猜想。

4.原因性猜想, 即对“为什么”的猜想。教师引导幼儿根据已有知识经验, 对探索过程中出现的问题、现象或操作结果进行猜测、解释, 提出自己的看法。教师所提的问题一般是:“为什么……”比如, 在探索“有趣的旋转”时, 教师在幼儿操作后问:“为什么有些东西能旋转而有些东西不能?为什么有些东西旋转的时间比较长?”这样, 幼儿就会提出各种不同的观点, 不仅锻炼了幼儿的假设能力, 而且让幼儿带着问题进行自主操作活动, 使探究活动更具针对性。

然而, 有教师认为对幼儿提出诸如“为什么”之类的问题, 超出了幼儿的理解能力, 是无效问题。其实, 即使教师不提此类问题, 幼儿也会在遇到新奇科学现象时问为什么。比如, 幼儿会问“为什么天是蓝的?为什么现在没有恐龙?”等理论性问题。幼儿虽然没有有关认知结构或经验背景去理解, 但可以通过阅读科普读物来获得相关信息, 从而为今后进一步的探讨积累知识经验。其实, 那些无法验证的猜想、那些无法解释的事实, 永远是幼儿学习科学道路上的最好向导。

【猜想三】怎样指导幼儿“科学猜想”?

1.要考虑幼儿的知识经验和水平, 引导幼儿有根据地猜想。如果幼儿对探究的问题缺少知识经验的支撑或完全未知, 只能凭空想象, 那就很难提出合适的猜想。这就要求教师尽可能地调动幼儿与猜想问题相关的知识经验, 必要时还应丰富幼儿的感性经验。上述四种猜想类型难度不同, 运用时要考虑幼儿的年龄特点和水平差异, 建议后两者在中大班运用。在幼儿猜想后, 教师可追问:“你为什么会这样想?”引导幼儿说出猜想的理由和依据, 从而鼓励幼儿有根据地进行猜想。

2.要通过实验操作来验证猜想, 支持幼儿按照自己的猜想进行实验。对于幼儿的各种猜想, 教师都要加以重视, 并引导幼儿通过实验来证实或推翻自己原先的猜想。教师往往会让幼儿预测问题的解决办法和产生原因, 但在实验操作时幼儿的想法常被搁置一旁。如果是事先没有准备好与幼儿猜想有关的材料, 那么教师在安排活动时可以灵活一些, 不一定要在一次活动时间内完成探究活动, 可以根据需要灵活安排活动的时间和次数, 可将探究活动设计成系列活动, 给予幼儿足够的时间和机会, 支持幼儿按照自己的猜想进行实验, 支持他们通过实验获得科学经验。

参考文献

[1]董雪梅.师幼探索之旅——苹果的猜想[J].早期教育, 2005 (5) .

[2]张俊.论幼儿科学思维的启蒙[J].幼儿教育 (教育科学版) , 2006 (4) .

科学实验中的科学猜想 第5篇

[关键词]：小学科学教学 提问 猜想 探究 实验

科学素养

小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，学习这门课程，有利于开发小学生的智力，启迪创造思维，为他们今后进一步学习科学、研究科学、从事各种科技活动打下良好的基础。有利于他们形成科学的认知方式，并将丰富他们的童年生活，发展他们的个性，开发他们的创造潜能。科学源于生活，并应用于生活，因此在科学教学活动中，应紧密联系学生的生活实际，将科学概念建立在学生走生动、丰富的生活背景上，并引导学生在观察、实验、探究中学科学。在实践中，我进行了一些尝试和探索。

一、提出问题，激发学生探究兴趣

兴趣是最好的老师，为了让学生对科学产生浓厚的兴趣我们可以创设一些悬念，启发学生对生活中的现象与问题进行观察，把生活的实际问题和科学紧密联系起来，从科学的角度，并运用科学知识对其进行思考，对之进行解释、阐述，让学生认识到平时学习的科学知识对解决生活中的实际问题很有帮助，唤起学生的有意注意，引起学生对学习内容的好奇心，使学生对科学学习产生浓厚的兴趣。让学生在最短的时间内提出问题，学生才会有强烈的探究问题的欲望。爱因斯坦说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要。”培养学生独立地提出问题要比学生按教师的思路去解决问题更可贵。要做到这一点，就需要教师根据观察现象本身给学生适当的时间观察、发现、提出问题，如我在教学《一天的食物》一课时，学生就会有一连串的发问：一天中，我们要吃多少种食物？吃的最多的是什么食物？每餐都吃的食物有哪些？按味道如何分类？按生活习惯如何分类？按食物结构如何分类？按食物来源如何分类……

又如在教学《橡皮泥在水中的沉浮》时，学生提出质疑：橡皮泥会浮在水中吗？橡皮泥会沉下去吗？如果把橡皮泥切成不同形状会怎样？把橡皮泥做成空心的会不会浮起来？把橡皮泥做成船的形状会不会浮起来……

学生的提问是个复杂的心理过程，在这个过程中渗透着学生的个性，体现了学生的主动性，可以锻炼他们的观察能力、思考能力、分析问题、鉴别问题的能力，也锻炼他们的语言表达能力。当提出一系列的问题，学生们的兴趣被调动起来了，学习热情很高涨，他们以积极主动的态度投入到新知识的学习中。这样学生的思维在教师提供信息的撞击和引导下得以活跃，使双方都沉浸在一种轻松愉快的研讨气氛中。

二、鼓励学生进行大胆猜想

恩格斯说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假设。”而猜想是创新思维的重要组成部分，没有任何一个创造性行为能离开猜想活动，由此可见，创造力与猜想密切联系。

科学教材中有大量演示实验、学生实验等，教师在实验前习惯地要学生根据已学知识猜测结果，或可能出现的几种情况，然后用实验加以证明。因此，在教学中，教师应鼓励和启发学生运用直觉思维大胆猜测和设想，敢于提出自己的见解，不受逻辑形式的约束自由地进行思考，让学生先预测一下，再让学生带着预测自己去解暗箱，学生的探究投入度自然很高。从这一问题猜想中，我们可以想象，学生的思想在涌动、在翻腾，创造性的思维火花在闪烁、在飞扬，当这些“假设”被老师肯定、赞赏时，便使他们充分体验到了成为发现者的快乐。

三、在实验探究中提高学生的科学素养

科学课中有大量的观察实验，我们要让学生亲自动手进行观察实验，使学生不仅从中学习科学知识，获取探索乐趣，最终培养科学的行为方式。“一个人只要体验过一次成功的欣慰，便会激起多次追求成功的欲念”。科学探究要注重过程，注重学生的“体验”，学生只有在参与探究过程中去深刻体验成功，体验挫折，体验合作，体验质疑，体验挑战，才能真正探究了科学，真正实现了动手更动脑，即使探究失败了，对学生来说，也是一笔丰富的财富，同样具有重要的教育价值，所以要指导学生认识和使用一些简单的仪器，学习初步的设计实验的方法，会做一些基本的分组实验，包括验证性实验、探索性实验和测定性实验等等。

例如在教学《溶解的快與慢》这课时，先引导学生研究“搅拌与不搅拌”“加热水和加冷水”两个对比实验，在教学时为了让学生便于观察，把教材中的实验材料改为红糖，让学生通过对实验结果的对比得出“搅拌和温度都对溶解有影响”的结论，并学会“如何进行对比实验”。

在加快方糖溶解的研究中，先讨论“哪些方法可以加快方糖的溶解？”，然后小组选择喜欢的方法进行实验，知道了怎样使方糖溶解得快的方法。

接着进行糖块溶解的名次记录（吃糖比赛）。“怎样吃糖，可以让它溶解得更快呢？”前一部分研究活动结束后，安排学生体验并说说不同的方法溶解糖块时舌头的感受，记录不同方法溶解完同一种糖块的先后次序。尝试讨论得出：糖块又咬碎又搅拌，为什么能溶解得更快的科学道理。

在本课最后部分安排了“怎样加快洗衣粉溶解”的自主研究活动。教师让学生在充分讨论明确实验方法和步骤的基础上，再课后自主实验活动，让他们再次经历比较科学、规范的对比实验活动的过程。

通过实验探究活动，不仅让抽象的概念在活动中得到了具体化的展现，而且调动了学生学习的积极性，激发起了学生的学习兴趣，每个学生都主动参与到了教学活动，真正做到了让学生玩在其中，乐在其中。从现象到分析比较、得出实验结论，是一个从具体到抽象的思维过程，是思维从感性到理性的质的飞跃，只有完成了这个飞跃，才算真正得到了知识。同时，学生也真切地感受到有些事件的发生是确定的，达到了预期的教学效果。通过实践活动，学生充分体验到了自己的智慧果实被认可的快感，内心充满了成功的喜悦，学习热情也更高了。美国华盛顿图书馆有这样一句名言：你看见了就记住了，你做过了就理解了。从实践中获得的知识是最易理解和接受的。在实验探究中，学生既有了分工，还有了合作。小组成员既承担独立的责任，又提供帮助，与他人沟通交流，互相启发，增加互动性。

科学世界的十二大猜想 第6篇

1 光化反应决定植物静和动物动的猜想

光不可能只偏爱植物,而无视自然界的精灵动物和人类。植物的光合作用仅产生的是“静物”淀粉和氧气,而对动物和人类而言的光解作用产生的是具有较大推动力的“动物”激素和信息。植物的光合作用仅是化学反应能量不高,植物不靠外力永远走不动;动物和人类的光解作用相当于“核反应”,产生的能量、信息巨大,动物和人类有了内生动力而能行走。春光明媚时动物和人类都活跃起来,光照

影响鸡产卵,北极妇女在漫长的冬季黑夜中不排卵、不受孕等都是很好的例证。

植物光合作用的研究也是经历了漫长的过程,从1771年英国科学家普利斯特利开始发现,到1864年德国科学家萨克斯和1880年德国科学家恩吉尔曼。动物和人类的“光解作用”原理也值得好好研究。

2 动植物体内常温核反应的猜想

无论是核聚变还是核裂变都伴随着新元素的产生,可否反过来说有新元素产生的地方就有核反应?动植物生长过程中有新元素产生吗?若有,则意味着动植物体内有常温下核反应,原理怎样?其前景可想而知。

3 大陆漂移学说本质的猜想

德国科学家魏格纳创立的大陆漂移学说,表明地球在不断长大,地球也可能由固体行星变成类似木星、土星的气体行星,乃至能变成发光发热的恒星。从而宇宙天体与任何生物一样,也是有生命的,有出生、幼年、青年、壮年、老年到死亡的生命历程。行星是宇宙天体的青少年时期,恒星是青壮年期,黑洞是死亡期。

4 催化剂作用本质的猜想

构成宇宙的三大要素是物质、能量、信息,催化剂在化学反应中既无物质参与,也无能量参与,一定是信息参与,犹如信念对人的“催化”作用。或者按分形几何的理解,物质、能量、信息都具有一定的结构,催化剂具有恰到好处的耦合作用,像媒婆一样只起撮合作用,并不参与反应。

5 蚕豆和蓑衣草等植物茎不呈圆形的猜想

植物地上茎多数是圆柱形,唯独蚕豆、益母蒿、薄荷、夏枯草等植物的茎都是四方形。植物茎长成三梭形的也不少见,如大家熟习的蓑衣草,它的茎就是三梭形的,其截面是标准的等边三角形。

是环境因素,还是基因因素?把这些怪物拿到外太空微重力环境的空间站去种植,试一试,这些方形、三角形的茎会变成圆柱形吗?“橘逾淮北而为枳,环境异也”的现象会不会在它们身上产生?看看太空还能改变些什么?孟德尔研究小小豌豆得出有关遗传的大学问,我们能否研究出蚕豆、益母蒿、薄荷、夏枯草、蓑衣草等中蕴藏的大学问?

6 第一推动的猜想

苹果砸醒了牛顿,但牛顿却迷惑:天体的运动是由万有引力与上帝的“第一推动”(类似于人造卫星的发射)共同作用的结果?现代人否定了牛顿关于上帝的“第一推动”,却请来了来自于宇宙大爆炸的“第一推动”。最近,德国海德堡大学的宇宙学家克里斯托弗.维特里希(Christof Wetterich)又否定了宇宙大爆炸。果真如此吗?

6.1 橡皮轮子为什么会转起来?

“如图1,在一个轮子上套上一根橡胶带,然后把这个轮子放到一个功率大的灯泡边,轮子就会不停地转起来。这是什么原因呢?

当灯泡加热轮子周围的橡胶时,橡胶带受热收缩(不像金属及一般物质那样受热膨胀),因此使轮子的质心从轴移到偏离轴、靠近灯泡一边,由于灯泡是放在轮子旁边(不是下方),所以在重力作用下,轮子转动。转动后,轮子上橡胶继续加热,而其他部分则冷却,于是质心又发生偏移,所以可以不断的转动。

这是一种热作用和重力作用下转动的热机。当然,如果橡胶带不是受热收缩,而是受热膨胀,同样会转动,只是方向相反而已,橡胶带的作用是有弹性,所以当某一部分收缩(膨胀也一样)时,橡胶带的质量分布会发生移动。”

6.2 地球为什么会转起来?

依据橡皮轮子转动原理可知,地球受太阳光照射时,也会产生热胀冷缩,同时,地球分别受月球和太阳的万有引力的作用。因此,地球的自转是在太阳光照射下的热胀冷缩和来自于月球、太阳万有引力的合力共同作用下形成的。地球不像上图中的橡皮轮子已被固定,为此地球的自转必然带来绕太阳的公转,且由于作用于地球的万有引力主要有太阳和月球,而不是其中一个,才导致地球公转轨道是椭圆而不是圆。

6.3 太阳为什么会转动起来?

依据地球转动原理可知,太阳既受来自银河系中心能量的影响,又受太阳系内所有其它天体和银河系中心天体万有引力的合力的作用,从而产生转动。其它天体的转动可以类推。

6.4 推论

①宇宙有一个中心能量发射区或吸收区,可冷可热;

②太阳系中,金星自转方向与其它行星相反,只因为金星表面物质热缩冷涨而已;

③日食出现时,地球的转动速度会变慢。

7 分形几何与物质能量信息的猜想

万事万物都有一个源头,世界的源头是物质、能量与信息。若能把源头的三要素统一起来,则能统一一切科学理论。用懂得大自然的分形几何的数学手段,将物质、能量、信息分解为分别具有2至3维结构、1至2维结构、1维及其以下分数维结构的几何空间的性质。分形结构的分数维度能解释世界的复杂性(宇宙的空间维度就有无数多个,而不是3个,也不是10个或11个),分形结构的自相似性能解释科学规律的普适性,分形的自仿射性可解释非线性,分形结构的转换可解释物质、能量、信息的互通互换。分形的维数,决定了事物的结构,也决定了事物的一切属性。分形理论应用于物质、能量、信息世界,犹如元素周期律应用于化学世界。物质、能量、信息组成的结构层次犹如毛线团,故此命名为毛线团理论。

“非线性现象的普适性,是学科交叉可以获得实质性进展的重要基础。不少科学工作者已经取得这样的认识,到21世纪,各门类科学,各层次的分类学科将不断地交叉,同时又加速地综合,自然科学与社会科学进一步结合并定量化,而科学理论也将高度数学化。”北京师范大学前校长,方福康教授如似说。最具有普适性的数学是什么呢?曼德耳布罗特创立的分形几何。分形的基本特征是自相似性、自仿射性、不重复性和其维数不必为整数,这与欧氏几何中研究的几何结构的维数都是整数这一点完全不同,但分形的这种怪异性质在大自然普遍存在,近几十年来,分形几何已渗透到了物理、化学、生物、地球科学、天文物理、社会科学等多学科领域中,显示出强大的生命力。分形几何无疑将是研究非线性、复杂性现象的最佳数学手段,既可定性研究、也可定量研究,实在难得。分形几何超越欧氏几何,就好比相对论超越牛顿力学。

目前,学科理论的综合性越来越强,但已有的综合理论又不够完善。相对论、量子力学把宏观世界与微观世界完全割裂开来,全息理论只能定性研究不能定量研究,超弦理论以及相关的M理论的创立者也许根本不了解分形几何,他们的思维仍局限于线性思维,认为宇宙由十维或十一维的弦组成,他们根本就没考虑到宇宙中还有分数维。但这些前沿理论无疑也给了我们启发。相对论认为,万有引力来源于空间结构的弯曲,那物质、能量、信息也可能与空间结构有关;相对论还认为,物质、能量是互通的,那更进一步说,物质、能量、信息也应是互通的,这一点在全息论中有体现。弦理论认为,构成世界的基本元件是“只有长度而没有其他线度,象是一根无限细的弦的这样的东西”,还认为宇宙除3维空间和1维时间外,其余六、七维是卷曲起来隐藏着的。恰好我们认为,这被卷曲的维就是除欧氏几何中的一、二、三整数维外的分数维,应有无限多个维度。复杂性、非线性才是世界的本来面目,因为不同维数的分形结构代表了不同事物的结构,也决定了不同事物的性质及状态。

更进一步说,物质、能量、信息是有一定分形维数的空间结构的性质。物质是具有分形维数大于2而小于3的空间结构的性质,能量是具有分形维数大于1而小于或等于2的空间结构的性质,信息是具有1维到0维间的空间结构的性质。依据分形几何,结构是可转换的,那么物质、能量、信息也是可转换的。不同维数的信息的不断积累,到1维以上就呈现出质的变化,而呈现能量特征;不同维数的能量的不断积累,到了2维以上3维以下,就呈现出物质的特征。信息是最基本的组成单位,物质、能量、信息三者可相互转换,但必须有能量这个中间环节。这与物质固、液、气的三相变化相类似,只是因为分形维数的变化才导致了物质、能量、信息的三种表现状态,以及因为分形维数的变化导致了他们的性质变化。

根据以上一些观点,现分别解释和预测一下物理、化学、生物和生命科学、天文、医学、社会科学等领域中的一些问题。

7.1 在物理学方面的应用

①量子力学中提到的“虚粒子”不可测,且在特定条件下,虚粒子也可转化为实粒子而被探测到,这种“虚粒子”可理解为仅有1维及其以下维数的线性或点性结构的“信息子”,不像2维以上的平面、立体结构易探测。

②量子力学中的所谓的“真空不空”,就是信息、能量、物质相互转换的结果。

③微观粒子中,无静止质量的表明其分形结构低于2维,无体积可言。

④波粒二象性和量子发射的不连续性可解释为,低维空间结构的不稳定性,探测到1维及其以下的结构显示出波动性,探测到1维以上的结构为粒子性,且由于粒子性和波动性的转化而导致量子发射的不连续性。

⑤爱因斯坦把万有引力解释为时空弯曲而导致的结果,其实可用分形结构的不同来解释所有的四种力——分形结构的不同而导致的结果,且力的交换是通过物质、能量、信息的交换来完成的,即通过改变分形结构或者说分形维数来完成的。

⑥弱相互作用宇称不守衡,是未考察到信息的作用,若加上信息作用,一样是守衡的。

7.2 在天文学方面的应用

①美国太空探测系统,WMAP探测结果认为,宇宙中包含的一切物质中,原子占4%,23%为冷暗物质,73%为暗能量,这很可能是不同分形结构或不同分形维数表现出的物质、能量、信息的不同分布的真实反映,宇宙中居支配作用的还是那看不见的信息。

②神秘的黑洞可解释为看不见的信息的集合体的综合反应,黑洞不是有“霍金辐射”吗?那正是黑洞的信息转化为能量和物质的结果。

③宇宙的本质是“无中生有,有归于无,”若用一个公式来表示就是

可用分形数学来证明。

当i=0时,即把宇宙看作是零维空间,即看作一点,其面积、体积均为0,Si=0成立;

当i=1时,即把宇宙看作是无穷长的一条曲线,其面积、体积均为0,Si=0成立;

当i=n时,即把宇宙看作多维空间,可用分形数学,把宇宙分解成一条周长无穷长的皮亚诺曲线或表面积无穷大的西尔平斯基海绵,其体积仍为0,Si=0成立。

④宇宙大爆炸的本质是信息、能量、物质相互转化的相变过程。

7.3 在化学方面的应用

①门捷列夫提出,元素的化学性质随质子数的增加而呈现周期性的变化,可能是分形自相似性的表现,即分形结构中的维数相近而呈现出性质相似的状态。元素性质是外层电子数决定的,也可说由原子表面分形结构决定的,同位素的性质不一样就是因为其分形维数不一样。

②宇宙早期中存在大量的氢,表明氢原子的分形维数是很低的。元素性质越稳定其分形维数越大,性质越不稳定的元素其分形维数越小。放射性元素的原子核内部分形维数应相当小。

7.4 在生物和生命科学中的应用

①在生物进化过程中,信息尤其是环境信息起着重要的推动作用,生物的突变也主要是适应环境的突变,准确地说是环境突变的信息促进了生物的突变。在某种程度上说,外因的作用超过内因。

②生命、人的思维、意识是一定的分形结构发展到一定分形维数的必然产物,或者说是信息占有量达到一定程度的必然产物。

③人体中大量的“垃圾”DNA,很可能就是人类智慧的附产品,动物体内的“垃圾”DNA就少得多。

④用物质、能量、信息间的关系原理,可很好解释达尔文的进化论学说。

7.5 在医学方面的应用

①中医经络理论可由物质、能量、信息的相互作用得以解释,那看不见、又不可用现代仪器探测,但确实又起作用的经络和“元气”,就是信息。

②解释中、西医学的不同,西医主要讲物质和能量,中医还讲信息的作用。

③精神与免疫的本质,就是通过信息作用,改变能量与物质。

④通过表面分形结构的研究,探索病情、病理及治疗措施,发展医学和养生学,因为一切内部变化都将促进表面分形结构的变化。

7.6 在社会科学中的应用

①认清信息的本质,不是“虚物”,而是具有一定分形维数的“实物”,丰富信息论。

②物质与精神是不同分形结构的产物,在一定条件下物质与精神是可以互换的。

③科学规律的普适性,可用分形的自相似性解释,结构相似,分形维数相似,其性质和特征必然相似。

④自然和社会中的“自组织”现象,就是信息、能量、物质间的相互作用,从而达到一种稳定分形结构的现象。

⑤全息论中的“重演律”,可解释为分形结构在变化过程中,必然会出现与历史相似的结构,或者说相近的分形维数,这就出现了所谓的“重演”。即任何创新必定是在原来基础上进行的。

⑥量变与质变的原理、自然中的相变原理均可认为是分形维数变化到一定数值时,产生的分形结构变化。

⑦毛线团理论还可广泛应用于管理学中,物质是前面1,能量(感情)是后面0越多越好,信息(信念)是后面1,形成10000……1管理哲学,乃至更具广泛意义的10000……1哲学。

⑧从哲学层面看,毛线团理论既是认识论(分形结构决定一切事物的性质),又是方法论(通过分析分形结构研究世界)。

7.7 在前沿学科中的应用

①相对论论证了物质与能量是等效的,促使了核能源的产生。毛线团理论认为,物质、能量、信息都是等效的,可为新能源的理论基础。

②毛线团理论还可作为干细胞作用的理论基础。

③广义相对论在大爆炸或者说黑洞处失效的原因,大爆炸前的“奇点”可看作0维空间,一切均是“无”,包括物质、能量、信息。而黑洞可理解为全是“信息”,这不是相对论研究的范围。

④质子有超长寿命,可能是因其分形结构的维数接近“3”,但就不可能等于“3”,纯平滑的立体空间是没有的。只要其分形结构不等于“3”,任何粒子均要衰变,包括质子。只是因为质子是原子的内部结构,原子分形结构的变化是表现在表面的电子上,由此内部的质子衰变很慢。要是将原子剥开,质子衰变就会加快。

⑤最近科学家测得引力的传播速度是光速的1.06倍,可解释为引力的传播媒介是信息,反过来说,信息的传播速度高于光速。这并不违背相对论,信息不是传统的物质概念,它是不具有面积和体积的线性结构。宇宙学中的所谓“虚时间”和“虚质量”以及“量子瞬间转移”、“量子纠缠”等,最终将落实到超光速的信息上来。

⑥最近,在日本工作的一个国际科学家小组发现了68个“怪异”的“β介子”,表明微观粒子层出不穷。更进一步说,根本就没有基本粒子,微观粒子有无限多,这是“毛线团理论”的一个推论,有无限多个分形维度就应有无限多个微观粒子。

⑦毛线团理论可作为研究纳米技术的基础理论,纳米材料的表面分形结构决定其性质。

⑧运用分形几何中分形维数决定分形结构,继而影响事物性质的原理,研究相变的数学理论,以此为契机,加大分形几何的应用研究。如,超导体和超流体的分形结构研究。

⑨利用物质、能量、信息相互作用原理,研究我国古文化中的诸多神秘现象,从而焕发我国古代科学的青春。

8 肩周炎病因和中医以形补形科学原理的猜想

传统理论认为,引起肩关节周围发炎的原因很多,一般来说,肩部外伤和肩部活动减少、肩周围软组织退行性改变、肩关节周围韧带和肌腱等的长期劳损、心理因素等均可引起肩关节周围软组织急、慢性无菌性炎症反应等。但我们认为,引发肩周炎的主要原因还是长期侧卧睡觉。为什么肩周炎的病人几乎是四五十岁以上的中老年人?为什么肩周炎的病人总是一侧重、一侧轻?这就是长期侧卧睡觉挤压的结果。

凤凰中医频道宣传的以形补形的案例,核桃酷似大脑,番茄酷似心脏等,另外传统中医也有以形补形的理论。以形补形有科学道理吗?我们在《分形几何与物质能量信息的猜想——科学世界十大猜想之七》中提出的毛线团理论认为,物质、能量、信息与分形几何的结构是一致的,即表面结构的相似性意味着分形维数和性质的相似性。

9 人种的猜想

现有理论认为,起源于非洲的黑色人种最早。果真如此吗?从光学知识来看,白色可分出赤橙黄绿青蓝紫来;无论何种肤色的人种,老年的一个重要标志是满头白发;就黑、黄、白三个人种来看,一般来说黑种人体力旺、黄种人温情、白种人更理性,这与人的个体成长规律(由体力、情感再到理性)是一致的。能否据此猜想:白色人种最古老,黄色人种次之,黑色人种最年轻?

1 0 开辟科技界的星光大道——创办刊载科技创意杂志的猜想

小米手机的快速发展,很大程度上是利用了互联网思维,利用小米粉丝的建议,进一步促进小米手机的技术创新和功能的日趋强大。科学的发展也可借鉴这种发展模式。而在科学的发展史上,由于所谓的严格审稿制度,多少科学创新的火花被浇灭。在技术领域有科技孵化园,在科学领域也应有相应的科学孵化园——科技创意杂志,为全民科技创意活动推波助澜,不分男女老少民族与国家,搭建科技草根与科技精英同台竞技的舞台,激发万众创新的热情,为建设创新型国家、创新型社会、创新型世界添砖加瓦。

世界有一流的纯科学《科学》、《自然》杂志,也应该有一流的科技与人文融合的《科技创意》杂志,以此来落实“提出问题比解决问题更重要”的科学理念。科技界的“亚投行”必将催生更多的科技大腕,说不定以具有“道生一,一生二,二生三,三生万物;人法地,地法天,天法道,道法自然”科技思想的道家始祖老子命名,涵盖自然科学、社会科学以及哲学的世界级科技大奖也会应运而生呢,从此老子奖与诺贝尔奖日月同辉也不是不可能。

科技界不可能有永远的霸主,《科技创意》杂志就是要让科学与民主生根开花,并结出硕果。

1 1人死亡前回光返照的猜想

人死亡前生命体征增强的“回光返照”现象如何理解呢?人的生命体征一般包括身体机能、情感、意识三部分,当身体机能弱到一定程度(临近死亡)时,处于向外发射状态的情感、意识所具有的能量就会回收,从而增强身体机能,即所谓的“回光返照”。

12中医五行学说的猜想

中医认为,红色补心、黄色补脾、青色补肝、白色补肺、黑色补肾,这与不同颜色的光是不同频率的电磁波、不同频率的音乐可以医治不同的疾病、不同频率的音乐可以让不同的动植物较快生长等现象一样,是具有科学道理的。不同颜色的食物具有不同的分形结构,其性质也会不一样,药性也会不同,这也叫对症下药。

科学研究就是要有“大胆假设”的勇气和“小心求证”的智慧。

参考文献

[1]任伟德.漫游物理天地1[M].重庆:重庆出版社,1999:34.

[2]晨风.德国科学家驳斥大爆炸理论:宇宙并未膨胀.新浪科技,tech.sina.com.cn/d/2013-08-16,093186.2013-8-16.

[3]昊振奎.分形漫话[J].读者,1998(10):44,45.

幼儿科学猜想活动的建构与运作 第7篇

当前, 在幼儿科学猜想活动中存在着很多误区和不足, 主要是:

一是教师对幼儿科学猜想缺乏正确的认识, 科学放大化。为了科学探索活动, 往往就会以直截了当、直奔主题的方式处理猜想环节, 缩小科学猜想活动的时间。教师对猜想的重要性缺乏认识, 想象自由化。由于猜想的开放性, 部分教师把猜想等同于臆想, 任由幼儿思绪飞扬, 不加以引导, 不追究猜想的来源和依据, 忽视幼儿猜想环节的思维过程, 使探索活动失去了原动力。

二是教师对幼儿猜想缺少启发和引导。猜想的内容对于幼儿来说是陌生的, 同时又有其特有的未知性、开放性和不确定性, 受知识、经验和能力的限制, 要求幼儿正确、合理的猜想往往有困难, 这时幼儿最需要老师的帮助启发。因为, 幼儿年龄小, 猜想往往是随意的, 会出现很多猜想与探究风马牛不相及的主题, 但教师没有及时充分指导, 孩子没有丰富的生活经验, 于是看似孩子能无拘无束的猜想, 实际上猜想却永远停留在同一阶段, 没有丰富和提高。

三是教师设计猜想活动时环境不符合、情境不恰当、知识积累不丰富, 不知如何引导。为把探究进行下去, 只能越俎代庖, 直接把猜想结果告诉幼儿, 这样就失去了猜想的意义。

四是教师对幼儿猜想评价缺少开放性。在幼儿进行科学猜想活动中, 教师对幼儿猜想的评价不够开放, 存在着评价主体的单一性和评价方式的封闭性, 整个猜想过程中教师总是用语言来进行评价, 而很少用记录、观察、实验等其他方式进行评价, 有的教师忽略对幼儿猜想的评价, 只是让孩子自己通过实验去验证自己的猜想, 却不能让孩子通过评价来了解猜想的科学性。

只有让幼儿做猜想、预测、假设, 只有理解了“可能是什么?”“可能会发生什么”, 才能真正激发幼儿探索的欲望, 调动积极性。才能充分体现探究过程中幼儿的主体地位, 使幼儿成为活动的真正主人。

一、幼儿科学猜想活动的理论建构

基于上述理解, 在实践中, 我们以“科学猜想活动”为研究主线, 以“做学玩合而为一”为操作理念, 确立幼儿科学猜想活动的目标和价值取向, 构建具有独特涵义的幼儿科学猜想活动基本架构 (见图1) 。

从上述建构中, 我们可以发现:幼儿科学猜想活动具有以下主要特点:

1. 科学性。

即它是根据一定的科学理论、研究者的已有知识经验和一定的事实而提出的猜想与假设。虽然是一种想象或猜测, 但它的提出不但要以实验材料与经验事实为基础, 而且要以学生已有的科学知识为依据, 经过实践检验和证明。所以猜想与假设不是无根据的猜测和幻想。

2. 创造性。

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。因此, 猜想是一种创造性的思维方式, 猜想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, 心智力不同, 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. 推测性。

猜想只有通过实践检验和证明, 才能成为孩子的科学知识。虽然有一定的经验基础或理论依据, 但在其未被证实之前, 它仍只是一种对研究问题答案的推断和假设。

根据上述理论建构和科学猜想活动的特点, 整个幼儿猜想活动体系始终围绕“在猜想中获得科学, 在科学中学习猜想”的活动目标, 牢牢把握“大胆猜想、主动探索”的思想, 以科学猜想活动为核心内容, 通过“创设情景”、“提供材料”、“支持猜想、“操作实践”、“再次猜想”、“学习建构”等具体实践开展科学猜想活动。在开展活动的同时, 又以“环境烘托”、“经验积累、“教师引导”为辅助策略, 激发幼儿猜想兴趣, 积累相关表象经验, 使科学猜想活动更具合理性。

二、幼儿科学猜想活动的实践运作

围绕“大胆猜想主动探究”这一理念, 根据幼儿活动的基本特点, 以经验积累、科学猜想、操作验证为三个运作阶段。以上三阶段的指导与学习应有机结合, 互相渗透, 以便更好地促进幼儿猜想能力的发展和提高。这三个阶段的幼儿科学猜想活动的运作方式如图2所示。

1. 创设情境, 激发兴趣, 以兴趣激发幼儿猜想

在科学活动中, 注重创设互动的、探索的、开放的情境, 为幼儿提供一个平台, 搭建一个支架, 满足幼儿的探究需求, 使幼儿在科学活动猜想环节中乐于探究、勇于创造。首先提供一个有丰富多样的材料可以探索的情境非常重要, 而且这些材料必须蕴涵自我教育价值、适合幼儿的最近发展要求、且能激起幼儿猜想的欲望, 这样才有助于幼儿个人探究, 让幼儿喜欢猜想并能够猜想。实践中发现, 材料的难易程度会影响幼儿的主动探索精神和创造力的发展。如果材料过于简单, 幼儿很快获得结果, 便失去了猜想的愿望;如果材料过于难, 幼儿就会不知所措, 科学猜想兴趣不高。因此在提供材料时, 材料要符合幼儿的年龄特点, 满足不同幼儿的需要, 如:沉与浮的活动中, 第一次投放的比较容易猜想的事物, 如石头、铁、树叶、瓶盖等, 第二次我们投放的是木头、纸、沙子等逐步增加难度, 让孩子根据特性科学的去猜想。同时材料是开放的, 幼儿可以随时猜想, 使幼儿在猜想中有凭有据, 在猜想中幼儿没有压力和负担, 玩得开心, 同时也发现了许多科学的奥秘。

2. 丰富体验, 积累经验, 在体验中丰富幼儿猜想

新的知识是从已有的知识中去构建的, 如果幼儿对探究的问题缺少已有知识和经验的支撑或完全未知, 只能凭空猜想, 那就很难提出合适的猜想, 教师要引导幼儿基于自己的生活经验和知识基础有根据的提出猜想与假设, 是他们明确自己所提出猜想与假设的依据, 这样就会逐步引导幼儿形成良好的思维习惯。教师应为幼儿奠定丰富的知识经验体系。在选定主题后, 教师应花费相应的时间, 进行一系列由浅入深的, 具有连贯性和整体性的铺垫活动, 使幼儿在一次次活动中形成内在的逻辑联系, 并增强自身知识经验的积累。

3. 科学设计, 步步追问, 引导幼儿深入猜想

当幼儿确定研究的问题时, 在兴趣的驱使下, 他们都会积极地根据问题进行自己的猜想。在这个环节里, 教师的指导不是要对幼儿的猜想进行评判, 重要的是通过老师的追问, 关注他们猜想背后的思想, 引导幼儿进行推理, 进行理性的猜想。如教师问“你是怎样想的?”“你的理由是什么?”让幼儿在说出解决问题方法的同时, 还要说明自己是怎样想到要这样解决的。

在老师步步追问下, 幼儿就会梳理思路, 理性猜想也就逐步显现。同时要尊重幼儿的猜想, 哪怕是不完善的猜想, 既然是猜想, 肯定会有一些错误, 这时, 教师绝对不能用简单的指正方式直接告知其错误所在。而是要遵循的一个原则就是蹲下身来, 与孩子交流。“你为什么这么想呢?”“你是怎么想的?”“做中学”允许幼儿犯错, 然后通过幼儿亲身在实验、证明、交流、质疑中用真实的事实来纠正以往的认知错误。

教师不能对幼儿的任何一个猜想做出好坏与否的评判, 哪怕是一个最好的评论, 这会引起其他幼儿因此而失去信心, 进而限制幼儿思维活动的广度。只有当教师真正做到了尊重幼儿, 让幼儿感到老师是非常理解他的, 才能使幼儿产生高度的心理安全和轻松愉快感, 他们才会真正的敢说、敢想、敢探究、敢创造。

4. 合理引导, 扶放结合, 注重幼儿猜想的有序性

理性的猜测活动一般应掌握由简单到复杂, 有教师扶着走到逐步放开, 由模仿到半独立再到独立的过程逐步进行。猜想是一项富有创造性的思维活动, 是培养幼儿思维能力的关键, 它与推理相辅相成, 有利于寻求解决问题的正确途径和思维策略。教师掌握一定的策略, 引导幼儿进行有效、理性的猜想。

围绕“大胆猜想主动探究”的幼儿科学猜想理念, 根据幼儿活动的基本特点和不同的猜想内容, 开展不同形式的猜想活动, 主要有:事实性猜想 (主要猜“是什么?”) 、规律性猜想 (主要猜“会怎样?”) 、方法性猜想 (主要猜“怎么做?”) 和原因性猜想 (主要猜“为什么?”) 。上述四种猜想类型难度不同, 运用时要考虑幼儿的年龄特点和水平差异, 建议后两者在中大班运用。在幼儿猜想后, 教师可追问:“你为什么会这样想?”引导幼儿说出猜想的理由和依据, 从而鼓励幼儿有根据地进行猜想。

进行猜想前的准备阶段, 首先要考虑幼儿的知识经验和水平, 引导幼儿有根据地猜想。如果幼儿对探究的问题缺少知识经验的支撑或完全未知, 只能凭空想象, 那就很难提出合适的猜想。这就要求教师尽可能地启动幼儿与猜想问题相关的知识经验.必要时还应丰富幼儿的感性经验。同时要提供相应的材料和创设相应的情景为幼儿的猜想做好准备, 只有准备充分了, 幼儿才能更积极地去猜想, 并打开猜想的思维。

在猜想后的评价验证阶段, 要通过实验操作来验证猜想, 支持幼儿按照自己的猜想进行实验。对于幼儿的各种猜想, 教师都要加以重视.并引导幼儿通过实验来证实或推翻自己原先的猜想。教师往往会让幼儿预测问题的解决办法和产生原因.但在实验操作时幼儿的想法常被搁置一旁, 给予幼儿足够的时间和机会, 支持幼儿按照自己的猜想进行实验, 支持他们通过实验获得科学经验, 同时通过自己观察记录、同伴评价、教师总结等方式, 帮助幼儿不断提高幼儿的理性猜想。

5. 开放评价, 体验成功, 推动开展理性猜想

当孩子进行猜想以后, 教师要引导孩子对自己提出的猜想进行评价、反驳、修改, 逐步了解猜想错误的原因, 证明猜想正确的原因, 就要通过实验来验证自己的推测。这样不仅满足了幼儿强烈的好奇心、求知欲, 还培养他们大胆的探索和批评精神。

首先, 对幼儿的猜想首先要进行鼓励性的评价, 幼儿能够猜想的, 都是非常可贵的, 他们的猜想可能是经过思考出来, 也有可能是源于原有的经验, 可能是毫无根据的异想天开, 是错误的, 不符合逻辑的。我们的评价都应该以尊重幼儿的猜想为前提。

其次, 要引导孩子享受猜想的成功喜悦, 让同伴或自己来说一说自己的猜想, 通过验证, 感受自己猜想成功的喜悦, 孩子的自信心、自尊心在猜想的环节中直接能牵动孩子的情感神经。只要幼儿的猜想能得到自己、同伴、老师的认可, 幼儿一定会更乐于猜想, 从中体验猜想的快乐。最好要用多种形式来进行评价, 特别要保护猜错的幼儿, 可以用记录等形式来评价自己的猜想结果。教师要善于发现孩子猜想的思维过程。

在大班科学活动《沉与浮》中, 在第一次随意猜想的基础上, 通过实验验证, 幼儿对猜想有了自己的想法, 会根据原来的实验和原有经验进行猜想, 而不是随意的猜。在交流和记录的过程中, 幼儿得到了思维的碰撞和语言的交流, 取得了进步。在该活动中, 教师为幼儿提供了充足的探索空间, 在一次次的猜想-验证-猜想-验证的环节中, 逐步增加难度, 让幼儿在操作过程中发现各种物品的沉浮现象。该教师在评价的环节中运用了猜想记录, 让孩子根据自己的记录去操作, 验证自己的猜想对与错, 一方面保护了每个孩子的每个猜想, 另一方面让孩子自己对自己的猜想作评价, 使孩子对猜想有了更深的认识, 从而提高孩子的理性推想能力。

摘要：当前, 幼儿科学猜想活动中教师对科学猜想缺乏正确的认识, 对幼儿猜想缺少启发和引导, 对幼儿猜想评价缺少开放性。幼儿园科学猜想活动的建构与运作应以幼儿园科学猜想活动为载体, 结合幼儿的年龄特点, 设计实施科学、有趣的科学猜想活动, 通过自主、轻松的活动模式以及开放式评价策略, 扩展幼儿猜想的自由度和紧密度, 最大程度地发挥幼儿猜想的积极性, 使科学猜想活动成为幼儿快乐的科学活动。

关键词：幼儿教育,科学活动,科学猜想,活动建构,活动实施

参考文献

[1]陈月斌.猜想:引导幼儿在科学活动中深入探究[J].幼教研究, 2007, (7) :74～75.

[2]马学琴.猜想——为科学探究插上翅膀[J].学园·教育科研, 2011, (17) :117～118.

[3]张俊.论幼儿科学思维的启蒙[J].幼儿教育 (教育科学版) , 2006, (04) :24～25.

[4]刘占兰.学前儿童科学教育[M].北京:北京师范大学出版社.2008.

[5]许琼华.对幼儿科学教育中“猜想”的猜想[J].早期教育 (教师版) , 2010, (10) :50～51.

[6]余建国.科学猜想是有据可依的[J].新课程 (教育学术) , 2010, (11) :367.

科学实验中的科学猜想 第8篇

创造“哲学” (philosophia) 一词的是古希腊“爱智慧”的毕达哥拉斯。他亦自称“爱智者 (philosophos) ”。

我们知道, 哲学是从宏观角度, 抽象的, 定性的来观察世界, 总结规律, 把握事物的运动、变化、发展的方向。

相比而言, 科学是具体的定量的研究。没有从哲学上定性的来指导方向, 科学研究就可能南辕北辙。大凡为人类文明作出突出贡献的科学家们皆是哲学家, 或在哲学方面有很深的造诣, 或不自觉的运用了哲学思想。

有时候, 从哲学角度快速得到的结论, 科学却需要经历漫长的时间才能加以证实。如留基伯与德谟克利特仅凭推理就推导出原子的存在, 而科学家们在两千多年后才在实验中发现。

当在哲学高度把握了研究方向后, 进行定量的研究便离不开——数。

最早悟出万事万物背后皆因“数”的法则在起作用的, 还是这位生活在2500年前古希腊的数学家、哲学家、科学家——毕达哥拉斯。这位伟大的哲人认为无论是解说外在物质世界, 还是描写内在精神世界, 都离不开数学。

单纯的用数来进行定量的科学研究是枯燥与乏味的, 而有了哲学, 有了抽象, 有了形象, 有了不确定, 有了分寸的难以把握, 等等, 那便使之成为了一种艺术。

二、毕达哥拉斯的数学观

毕达哥拉斯及其学派或教派跟历史上其他派系的不同之处, 在于他的信仰核心和献身的对象是数。

他将数划分为“四艺”, 分别是算数、音乐、几何、天文。

1、万物皆“数”

“数学”一词来源于古希腊语汇“Mathema”。在毕达哥拉斯之前, 这个词的本意是“可以学到的知识”, 亦即对万事万物的可反馈性认识。到了毕达哥拉斯时代, 这个词就成了“数学”的意思。换言之, 在毕达哥拉斯的眼里, 万事万物皆被数所涵盖, 或者说, 万事万物的规律, 全部都揽括在数中了。这里他特指算数。

并由此, 毕达哥拉斯将世界的本质归因于自然数“1”, 认为“1”生万物。这种一元论的思想与东方的一即太极, 太极生阴阳, 阴阳生万物有异曲同工之妙。

2、音乐的“数”

毕达哥拉斯认为音乐是时间之数, 在他的观念里, 音乐是和谐之音。他通过研究不同的音阶, 振动, 等等。总结出音律与整数比的关系。并从此发展了诸如“完美数字”、“黄金分割”之类的美学, 开拓了数学的人文艺术。作为四艺之一的音乐, 他从理论上加以了研究, 具有重要的科学意义。

3、几何的“数”

毕达哥拉斯认为几何是空间之数。他发现了平面三角形的内角和等于两个直角和。他的两点生线, 三点生面, 四点生体, 启蒙了后来学者关于空间的维度观。他自己也由此自圆其说发展出一元论的世界观——认为“体”中自生出金、水、火、气四元素最终构成天地万物。他对几何的理解, 并将数应用于几何, 成为笛卡尔解析几何的发展基础。同时, 也建立了非欧空间和非欧几何的雏形。

4、天文的“数”

毕达哥拉斯认为天文是时空之数。他甚至幻听宇宙天体间也发出着和谐的乐音。

他从哲学与数的思想出发, 敏锐而直接的得出天体皆圆形的论断。

他的忠实信徒哥白尼在此基础上发展出了日心说。

三、世界的层次

毕达哥拉斯虽伟大, 然而却因其对数的误解, 特别是过分的夸大了数的力量, 盲目地崇拜数的神圣与神秘, 而最终使自己也陷入宗教的泥潭, 危害到大众, 导致激烈的矛盾冲突, 酿成恶果, 最终祸及学生、自身, 也殃及整个学派。

本人虽同意毕达哥拉斯关于世界浑然一体的思想。却不盲从于毕达哥拉斯的万能数“1”的论断。本人从万事万物的表象出发, 从中总结共性, 探求一个统一的本源。本人前提思想是这样的:

自然科学家们对物理、化学和生物的研究, 发现其中蕴涵许多规律;社会科学家们对人类、思维、社会的研究, 也发现其中蕴涵许多规律。以下四点是显然的:

a.没有物质, 物理规律就得不到发挥, 从意义上说, 也就不存在物理规律;

b.没有化学分子, 化学规律就得不到发挥, 从意义上说, 也就不存在化学规律;

c.没有生物, 生物规律就得不到发挥, 从意义上说, 也就不存在生物规律;

d.没有思维的主客体, 思维规律就得不到发挥, 从意义上说, 也就不存在思维规律。

将规律称为“理”, 则按上述四类规律得以发挥作用的先后顺序, 本人将世界的发展加以划分, 基于此思想, 本人将浑然一体的世界划分出四大层次的发展阶段。即物理、化理、生理和思理。

1、思理

(1) 思维大爆炸

审视人类文明发达的近现代史和当代史, 我们不难发现, 新鲜事物层出不穷, 且以惊人的速度发展。目前几天时间所创造的事物, 可能是之前几个世纪创造的总和。变化如此剧烈, 以至于与相对“平静”的原始社会相比可看作是大爆炸。由于人类社会是思维的再现性和预知性的产物, 因此, 大爆炸其实反映出的是思维的大爆炸。

(2) 思维形态多样性

思维形态是抽象的, 它以人类的记忆形式保存。而具体说, 这些记忆形式, 有的是感性认识的感觉;有的是理性认识的知识;还有的是感性与理性的结合。如:人类丰富的表情, 诸多的宗教、不同研究领域的科学, 千姿百态的艺术等等。这些具体的多样性, 反映出的是抽象的思维形态多样性。

(3) 思维进化

思维过程本身是绝对自由的发散的——非定向性 (或多向性) 。但由于思维载体 (思维场) 是人脑 (计算机是人脑的延伸) , 因此受思维运动的人本性和人文性规律的发挥作用, 使那些符合人类追求快乐与文明的思维形态的“繁殖力”——继承力 (普及化速度和程度) 和“进化力”——发扬力 (知识的创新) >不够符合的>不符合的。上述不等式称为思维进化。正如我们所知的, 有的观念、思想或理论被继承了, 有的被发扬了, 而有的则被边缘化, 还有的则只是昙花一现。

2、生理

(1) 生物大爆炸

从地质学家对古生物地层学的研究以及化石的证据表明, 在寒武纪出现了大量的生物, 地质学家称之为寒武纪生物大爆炸。意指地质年代短时间内, 突然的出现大量种类的生物。

(2) 生物形态多样性

目前已知生物数量至少有百万种以上。

(3) 生物进化

根据达尔文进化论, 生物基因的变异是随机的不确定的——非定向性 (或多向性) 。但生物的依存空间 (生物场空间) 是环境。因此受适者生存的生物进化规律发挥作用, 使最终适应环境的生物的繁殖力和进化力>不够适应的>不适应的。上述不等式称为生物进化。正如我们所知的, 有的物种延续了, 有的物种进化了, 而有的则濒临灭绝, 还有的则已经灭绝 (在生命史中相当于昙花一现) 。

3、化理

(1) 分子大爆炸

宇宙学研究表明, 在星系演化过程中, 产生了大量不同的元素, 这些元素进一步产生单质、离子、化合物、高分子、聚合物等。其产生时间与星系生命周期相比如此之短暂, 以至于可看作是作分子大爆炸。 (本文将能独立参与化学反应的因子均称为分子。)

(2) 分子形态多样性

从单质到化合物, 从无机到有机, 从有机小分子到高分子。分子的形态可谓多种多样。

(3) 分子进化

从数学上说, 分子的组合可以是随机的自由的——非定向性 (或无向性) 。但是分子的依存空间 (分子场) 是物理场 (电磁场、重力场、温度、压强等) 。因此, 受物理定律特别是热力学第二定律发挥作用。最终符合物理定律的分子的数量和稳定性>不够符合>不符合的。上述不等式称为分子进化。正如我们所知的, 有的分子丰度值高且稳定时间长, 有的结晶生长, 而有的为微量或痕量, 还有的则转瞬即逝, 如元素周期表中第109号元素生命只有1/5000秒。

4、物理

(1) 宇宙大爆炸

根据天文观测的红移现象和3K微波背景辐射而假想的宇宙模型。根据该模型进行反演可推知我们的宇宙最初是从奇点大爆炸而来。

(2) 物质形态多样性

无论是从微观的基本粒子到宏观的星体, 还是从分子到生物再到思维创造的艺术品、技术工具等, 也无论是从看得见听得到摸得着嗅得出尝得来的, 还是只能从思维角度判断其存在的物理场, 它们都反映出了物质形态的多样性。

(3) 物质进化

从数学上说, 6种夸克 (包括预言的顶夸克) 的组合可以是随机的自由的——非定向性 (或无向性) 。但由于夸克本身存在于某种空间 (夸克场) 中, 因此, 受该空间规律控制, 最终符合该空间规律的物质的数量及稳定性>不够符合的>不符合的。上述不等式称为物质进化。正如我们所知的, 有的基本粒子相对稳定, 含量多, 有的聚集成星体, 而有的则是星系边缘的宇宙尘埃, 有的含量极少, 甚至还未在自然界中发现, 只在实验室中存在 (如反粒子) , 还有的基本粒子转瞬即逝 (如共振态粒子) 。

将物质所包含的所有信息化成为了纯粹的数学信息。

5、世界本源与规律

人类进行科学研究, 总是希望, 世界越有规律越好, 规律越简单越好, 规律应用范围越广越好。而哲学思想也相信, 世界的本质就应该是最简单的。如果猜想正确, 那么我想世界本源是0或称“无”, 世界发展只有一条逻辑性在起作用的规律, 无疑是最简单的了。

四、科学研究的艺术性

接下来再谈谈自己对于科学研究方面的感悟。受毕达哥拉斯的启发, 本人将个人观点表述为科学研究的哲学艺术原则。

看了毕达哥拉斯的诸多学说, 感觉像在跟智者进行着对话。他的很多观点, 让人觉得说得很有道理。看的过程中, 每当自己有疑问或者有点想法时, 都在随后的阅读中看到了他的解答或者阐述了与自己想法相似的详细见解。

1、科研的准备工作

可以说, 毕达哥拉斯对科学研究有很深刻的理解。他的哲学艺术原则用现代的语言可将科研的准备工作归纳为如下几条, 分别是:基础知识、外语、文献参考、已有实验数据、规范的实验操作、个人的批判精神。

俗话说, 巧妇难为无米之炊, 如果说研究是“炊”, 专业的基础知识就是诸“米”之一, 它们是搞科研的前提条件。越系统、越扎实并达到一定深度的掌握专业基础知识能提高科研效率, 省得搞研究时, 连一些简单的常识都要不断翻查。

毕达哥拉斯早年也游历四方, 向往东方文明, 渴望从外国的文化中汲取营养。无可否认, 学好专业外语是掌握一种工具, 该工具是可以采掘他山之石来攻玉的。这对现代科研也具有极其重要的意义。

2、科研实验

准备工作就绪后, 下一步便是实验。

实验是整个科学研究过程中与科学思想并重的一个环节。实验不仅是将科学思想这一理论的东西付诸实践, 也是通过实验来对自己的思想进行证明或者证伪, 更是在实验过程中, 发现问题, 产生新的科学思想的过程。

在科学实验中, 最重要的几点。个人认为可概括如下:

a.明确目的, 准备充分。包括试验中突发事件的应对。

b.最大限度排除杂质干扰。根据实验项目进行相应的真空化、低温化、无辐照化、静电屏蔽化、失重化等等。

c.列出实验中参与作用的自变量, 并将独立的变量分离。逐个分析。

d.操作规范科学, 实事求是记录观察现象, 对于过程比较重要的实验, 有条件的话得录像。对于结果 (产物) 比较重要的实验, 记录数据要客观真实。

e.试图用现有模型解释现象, 并给出理论误差和实验误差。对于无法解释的, 核查实验过程是否有误。如果有误就尝试建立新的模型来解释该现象。

f.查阅和咨询相关权威, 以确认自己的研究实验是最新的。

g.改变实验条件, 证明自己建立模型的普适性或其适用范围。

3、科研成果的必然性与偶然性

出成果, 特别是出较大的成果, 常常是需要机遇的。

机遇有如天上的雨, 不是天天有, 但是肯定有, 而且大家都会遇到。只不过, 大家嘴巴上都说希望遇到, 而实际雨来了, 被雨淋后清爽的人少, 而淋后感冒发烧倒下的人多。所以, 正如要不被淋倒就要锻炼好健康的体魄一样, 要想能把握住机遇, 必须先修炼好自己各方面素质。

可总结为:成功的实验+机遇的把握=良好的为人品质+坚实的基本功+科学思路的指导+实事求是的记录实验+不放过细节+创新的解释。

当然, 我们也要牢牢记住, 即便我们将自己做到了最好, 也只是将成功的必然性提高, 而失败的偶然性还是以一定的概率存在的。

4、科研的灵魂

之前无论是准备工作、实验还是或必然或偶然的机遇都是科学研究的肉体, 而哲学艺术所赋予的假设、想象和直觉才是科学研究的灵魂。有了假设、想象和直觉, 科学研究才显得有生命而美妙生动。下面分述该灵魂的三要素。

(1) 假设

前面说过我们在实验中总会有机遇碰到一些新现象新问题。或许这些现象本质上还可以用旧有的理论解释。但是完全有可能旧有理论已无法解释了。比如黑体辐射、紫外灾难、光电效应等等用经典理论是无法解释的。这时候, 有提出新假设的必要, 观察到的可靠的现象需用新假设来拟合。

那么假设从何而来?遵循什么原则呢?

通过了解集哲学、数学与科学于一身的毕达哥拉斯以及牛顿等其他知名科学家, 本人认为除了哲学, 最重要的是要有较好的数学功底。而遵循的原则首先显然应该是新的假设逻辑上自恰且应该完全能解释新现象;其次, 新假设不能与已经在数学上证明正确的理论矛盾;再者, 新假设应该力求简洁;第四新假设适用范围越大越好;最后假设需要的约束条件和其他参数越少越好 (其实第四条可以归结为最后一条的推论) 。

因为是假设过程, 所以混沌效应比较明显。也就是说, 很可能常常是错误的, 必须不断的调整修正旧假设, 使其变得有序而成为方法、理论甚至到定律。

(2) 想象

假设从数学功底中来, 但是也是需要靠想象力的。举个例子:一组先后出现的数, 让我们找规律。1、2、后面的数暂时没观察到前, 大家很容易想象后面是3或者4, 并能假设出规律, 一个是等差数列, 一个是等比数列, 分别对应3和4。然后, 在科学研究中, 我们继续实验, 观察到的新现象是4, 于是我们排除掉等差数列, 想象用等比数列模型来假设、来拟合。并用该规律我们推知下次实验将观察到8。于是我们观察, 结果发现出来的是7。于是我们就审视数据想象:1、2、4、7。这时旧有的理论已经失效了。于是我们引入干扰项、误差项、修正项等等。把7看成是8的误差。只要用0.125的误差修正系数就与实验吻合了。但是当实验继续进行, 我们发现依次出现了1、2、4、7、11、16。我们就有可能不抛弃原来的等比规律, 因为发现了16是8的2倍。从而坚决的认为11是个干扰。继续实验, 结果发现所谓的干扰项越来越多, 修正项系数越来越大。请看1、2、4、7、11、16、22、29。这样的实验数据用旧有的理论越来越无法解释了。这时候就需要发挥想象力, 通过现象看本质, 经过不断的想象, 我们最后终于找到了更好的理论。那就是相邻两项的差构成了等差数列。也就是相邻项的差, 依次是1、2、3、4、5、6、7……

想象力从何而来?从思考中来, 从训练中来。我们需要不断的思考数据间的关联, 他们的本质, 他们的数学图像、物理图像, 我们要坚信他们的本质图像是非常简单的。比如刚才那个数列最后的本质是1、2、3、4、5、6、7……

(3) 直觉

直觉或者说是灵感, 可以理解为是灵魂中的机遇。他和机遇一样, 偏爱有准备的人。毕达哥拉斯、牛顿, 乃至其他许多的科学家、数学家、哲学家, 天生的就是思想家, 他们总是有灵感, 能直觉, 本人认为, 归根结底在于他们在不断的思考。而这些深思所表现出来的常常是我们看到的笑话。比如撞到电线杆, 忘记吃饭, 煮手表等等。

另外, 我们在科学研究中, 常常用既有的理论来解释, 发现解释的很好。长此以往, 容易形成思维定式。这容易使我们变得机械。使科学研究失去活力。

总之, 一句话, 我们要专而博。

5、推理与观察

科学研究中, 非常艺术的一个环节就是:既要带着思路去实验, 又不能强行把观察到的实验往事先设计好的思路框架里套, 而要客观真实的记录, 不能轻易的将一些现象当作可忽略的“微扰”项或误差项。又不能一味的埋进实验而失去之前思路的指导。

推理, 其实就是从自己的思路出发, 或者从已经有的理论、定理、定律等出发。进行严格的推导, 得出一个个的结论, 并将其作为推论, 进一步得出更深层次的结论。或者寻找导致目前观察到的实验现象和数据的原因, 并一步步寻根深究, 最后找到本质原因。毕达哥拉斯也是强调这种推理的思辨的重要性。伽利略也是从这种推理的哲学艺术出发推翻了亚里斯多德的重物下落速度快的论断。

6、科研的挫折

人的一生不是一帆风顺的, 搞科学研究更是如此。毕达哥拉斯也是中年之后到了西西里才开枝散叶的。

这些挫折的症结所在有很多。可分为物质和精神两方面。物质方面, 比如研究环境差、设备落后甚至欠缺、经费不足、研究人手不够甚至缺乏相关的研究人才、研究人员体能差等等。精神方面:干劲不足、耐力不够、知识储备不够、技能不娴熟、思维定式、粗心、偏执自闭不能与人合作等等。总之, 上述都是科研的障碍。每个部门都有各自的障碍。或多或少或相似或不同。

7、科研的战略与战术

战略是宏观的把握过程, 战术是微观的实施过程。

战略要考虑客观的国家对某个科技研究方向需求的轻重缓急;还得考虑国力、经费、实验条件、相关人才等等。比如基础研究和应用研究的比重问题。基础研究内部二级分类的比重问题。应用研究内部二级分类的比重问题。这个需要统筹规划, 个人感觉是十分艺术、十分难以把握的部分。因为影响因素太多。比如国际竞争的需要、应对灾难的需要、国防的需要、教育的需要、能源战略储备的需要……还得调动各方力量兼顾各方利益。上至领导、专家、下至骨干乃至普通员工。

相比较而言, 战术则简单许多。主要是因其比较具体, 而且对于科学研究的结果有一定的预期。

总之战略主要是表达主观意愿希望在哪个方向出成果, 但是并不确定具体能出什么成果。而且只保证同等条件下, 出成果的概率要比其他低投入的出成果的概率高。但是, 不保证实际结果就高。因为存在偶然性。而战术基本上能决定在哪些方向出成果, 出多少成果。看起来, 战略有点务虚, 必须从长远才能看到效果。而战术比较务实, 眼下基本就能知道会有什么结论。

随着科研水平不断拓宽、深化。科研人员的专长和综合素质也各有不同, 分工也逐渐细化而层次分明。有的主要负责战略, 有的主要负责战术, 还有的二者兼顾。从小范围来看, 导师与所带学生之间的关系也可以看作是战略与战术的关系。导师掌握资源和思路, 学生主要顺着导师指点的方向前进。

8、科学家问题

纵观历史上的科学家, 各有各的特点。有的孤僻, 有的偏执, 有的博爱, 有的心胸狭窄, 有的多才多艺, 有的只专一门, 有的为名, 有的为利, 有的为追求真理, 有的为个人兴趣, 等等。他们的共性就是必须具备两个最基本的品质:对科学的热爱和难以满足的好奇心。进而还必须有其他的品质, 因为科研路上会碰到各类问题, 需要各种良好的应对心理素质。因此, 就产生了科学家的金钱观、应对挫败的人生观、造福人类的道德观等等。

另外科学家毕竟是人, 难免会有这样那样的缺点。比如相互嫉妒, 相互的不承认、不赞赏。

科学家的思维方式基本被总结为有这么些特点:预测型、积累型、直觉型、逻辑型、推测型、条理型。

因此, 科学, 本质上是哲学, 是艺术的哲学, 是哲学的艺术。

五、结束语

出于个人的兴趣的原因, 本人在课余收集并阅读了大量关于毕达哥拉斯及其学派的相关资料, 以及各家对其评判的论著、译著、论文等等。本人受益匪浅, 有感而发, 结合所学的文理科及科普知识, 斗胆写了这篇文章, 以猜想的形式发表了对世界本源及发展规律的看法。另外探讨并试着归纳了科学研究的哲学艺术性。

摘要：世界的本源与发展规律一直是追求真理的人类所思考和探索研究的。本文从毕达哥拉斯的数学观出发, 归纳他的数学观的四大核心, 批判地继承了他的观点, 对世界发展的四大层次给出自己的理解, 并在此基础上, 从哲学角度发展了毕达哥拉斯的数学观, 将“0”作为世界的本源, 得出世界发展的第五大层次——数理。进而再从理论回归现实意义, 阐述现实社会生活中科学研究的哲学艺术。

关键词：毕达哥拉斯,数学,和谐,五大层次,世界本源,科学研究,艺术

参考文献

[1]鲍健强.科学思维与科学方法[M].贵州科技出版社, 2002.

[2]黄可波.毕达哥拉斯学派“和谐”思想的成因及其历史作用[J].广东教育学院学报, 1997 (03) .

[3]张震.“象”的境界与数的真理[J].大理学院学报, 2002 (03) .

[4]周光亮.宇宙空间在歌唱——毕达哥拉斯学派的和谐数元空间思想[J].临沂师范学院学报, 2010 (01) .

小学科学课引导学生猜想的策略研究 第9篇

笔者曾经在《科学》杂志上读到这样一则案例，某教师在执教苏教版《科学》四年级上册“奇妙的声音”单元，以“猜想、假设与搜集证据验证”这一科学探究过程中的重要环节作为主线展开教学。整节课学生一直在十分强烈的探究欲望中猜想、研究和实验论证，收到了很好的教学效果。在新的《科学》课程的教学中也多次听到教师运用猜想的教学策略来养成学生的假设意识，提高学生的猜想能力，可见在我们的《科学》教学中引导学生进行猜想是十分有效的。

二、引导学生进行猜想的策略

1.巧妙地提出可引发猜想的问题

记得一位伟人说过：“一个能提出问题的人比一个能回答问题的人更聪明。”教育心理学也认为“兴趣是力求认识探索某种事物的心理倾向。”学生探究知识的思维过程总是从问题开始的，那么提出问题就成了科学探究的起点，它是激发学生探究欲望的动力和因素。问题源于儿童的生活，加上他们天生的好奇心，只要他们对生活进行敏锐的观察，认真的思考，就可以在头脑中留下很多疑问：蜗牛是怎样吃东西的？蚕蛹是怎么回事呀？蚯蚓是怎样爬行的？因此，巧妙地提出问题，能够吸引学生的注意力，激发他们猜想和求知的欲望，学习就能够事半功倍了。做到巧妙地提出探究的问题，关键是选择恰当的时机，在课堂上或课余时间都可以。有时教师可以直接提出探究的问题；有时可以根据学生随意的发问，顺水推舟地提出接下去要探究的问题；有时还可以引导学生提出，不过提出的问题要能引发学生的猜想，并且具有一定的趣味性和创造性。

例如：在教学《水的浮力》一课时，教师肯定会提供很多的实物，铁块、木材、海绵、石块、铅笔、橡皮……有些教师会提问，这些物体哪些会沉下去，哪些会浮上来呢？以前我也是这样做的，但是我觉得如果教师提问：物体上浮和下沉和什么条件有关呢？我想这样的问题更有利于学生形成科学的猜想。

2.合理地引导猜想

在我国，早在两千多年前，大教育家孔子就提出了因材施教、启发诱导和学思结合的教学思想。他的至理名言是：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也”。就是说，教师只有当学生进入积极的思维状态，积极地进行猜想，心求知而未知，口欲言而不能的时候，适当地进行启发和诱导才能收到举一反三的效果。学思结合、学思并重是孔子启发式教学的一条重要原则。其实启发诱导和学思结合就是我们所说的在教学中积极地引导学生进行猜想。

作为教师，在点燃学生主动探索之火后，我们决不能急于把自己全部的秘密都吐露出来，而要“引在前”，“引”学生观察分析；“引”学生大胆设问；“引”学生各抒己见；“引”学生充分活动。让学生去猜，去想，去猜想问题的结论，假设解题的方向，猜想由特殊到一般的可能，猜想知识间的联系，让学生把各种各样的想法都讲出来，让学生成为学习的主人，推动其思维的主动性。为了引导学生进行猜想，我们还可以创设使学生积极思维，引发猜想的意境，激发猜想的愿望，提高猜想的积极性。

如，在教学《马铃薯在水中是沉还是浮》一课时，先前教师可以先将2个大小不一的马铃薯分别放入清水和盐水中，让学生猜想结果。学生可能会说大的沉小的浮，结果学生猜中，但是要让学生猜猜是什么原因时，学生肯定会有五花八门的答案：大的马铃薯里面空气多；大的马铃薯是假的，但是很少有学生会猜想水有问题，因为盐水和清水在视觉上没有什么区别。在这时教师可以将大的马铃薯捞起放人盐水中，结果是大的马铃薯也浮起来了，学生的第一反应就是马铃薯在1号水槽中沉了，而在2号水槽却浮起来了，肯定是水不一样。通过这样的情境，教师很自然地将学生的猜想引导到“水”上面来了。

3.科学地论证猜想

实践是检验真理的唯一标准，猜想的正确与否，需要用实践去论证。猜想的猜测性也告诉我们，它的结论是否正确也只有通过实践的检验才能确定。这就需要学生在提出猜想和假设之后制定出科学的实验论证计划和步骤。

同样以《比较水的多少》一课为例，在学生进行了猜想之后，就要进行实验来论证究竟哪瓶多哪瓶少，这时千万教师不能急于让学生去实践。可以充分让学生去提出检验的实验方法，对于学生提出的方法，教师要注意引导，比如有学生提出用秤把3瓶水称一称，教师可以引导提问：

师：用什么称？

生1：用天平秤啊！

生2：对呀！

师：怎样秤呢？

生1：取两瓶水放到天平秤上不就行了吗？

师：（教师出示不一样大小的1号和3号瓶，分别放在天平秤的两个托盘上，引导学生控制实验中的变量）这样称？

生1：不行！（强烈地）

生2：瓶子不一样大小啊。

师：那么……能不能……。

师生：不能一起称！

师：“那应该怎么办？”（疑惑的眼神）

生1：应该用同样大小的瓶子来称。

生2：对！应该倒在同一个容器里，然后再分别称出重量进行比较。

生3：也可以倒在同一个容器里，然后两瓶两瓶分别比较轻重。

师：很好！

学生提出实验方法之后，教师可以提问：“我们可以分几步来完成呢？”让他们设计出具体的实验步骤，明确实验中每一步要完成的工作以及要注意的地方，只有这样才能科学地论证学生的猜想。