1 La relación entre conjeturas y suposiciones
Las conjeturas y suposiciones son explicaciones hipotéticas de la causalidad y regularidad de las cosas en el problema. Como forma de pensamiento racional, las conjeturas y las hipótesis son métodos importantes en la investigación científica. A juzgar por su formación, se puede dividir en dos eslabones: uno es conjetura y el otro es hipótesis. Las conjeturas son diversas suposiciones hechas por los estudiantes en función de su conocimiento y experiencia existentes, combinadas con su propia comprensión perceptiva de la realidad objetiva y confiando en la intuición después de haber estado expuestos al problema. La hipótesis es una hipótesis más científica basada en conjeturas. Se obtiene eliminando algunas conjeturas imposibles mediante una serie de razonamientos lógicos como observación, experimento, análisis, comparación, inducción, etc. Las hipótesis son más razonables que las conjeturas y las cuestiones discutidas son más específicas e instructivas. En la etapa de adivinanzas, los estudiantes dan rienda suelta a su subjetividad y proponen activamente tantas conjeturas y posibilidades como sea posible sin considerar la relación lógica causal entre las preguntas y las conjeturas. Por lo tanto, su pensamiento a menudo se encuentra en un estado muy activo, ilógico y divergente. . En el vínculo de hipótesis, hacer diversas explicaciones mediante el examen de conjeturas requiere una especie de pensamiento de convergencia lógica. En la investigación científica, plantear conjeturas e hipótesis razonables no sólo puede señalar la dirección de las actividades de investigación, sino también desarrollar plenamente el pensamiento creativo de los estudiantes y cultivar su capacidad de innovación.
2 Principios de conjeturas y supuestos
2.1 Principio de racionalidad
La conjetura no es una suposición a ciegas. Las conjeturas e hipótesis irrazonables no sólo son imposibles de convertir en conclusiones científicas, sino que además carecen de significado para el proceso de investigación. En el proceso de resolución de problemas, no debemos confiar en intentos ciegos, sino que debemos proponer conjeturas e hipótesis para resolver problemas basadas en teorías existentes, experiencia propia, materiales relevantes recopilados, hechos y la imaginación y creatividad humanas únicas. Por ejemplo, al explorar los factores que afectan la tasa de evaporación, los estudiantes plantearon la hipótesis de que la tasa de evaporación está relacionada con el área de la superficie del líquido, la velocidad del flujo de aire sobre el líquido y la temperatura del líquido en función de su La experiencia de secar la ropa en un lugar ventilado y soleado también tiene ciertos fundamentos.
2.2 Principio de regularidad
Aunque se proponen conjeturas e hipótesis basadas en algunos hechos y fenómenos objetivos, el propósito de la investigación científica no es resolver problemas individuales, sino como una clase de problemas. , Busca relaciones universales y leyes generales entre las cosas. Por tanto, las conjeturas e hipótesis propuestas deben tener cierta regularidad. Por ejemplo, cuando se discuten las razones de la formación de puntos de luz en la sombra, si se propone que "los puntos de luz circulares son formados por el sol redondo y no tienen nada que ver con la forma de los agujeros", no habrá regularidad. . ¿Qué tipo de puntos se formarán cuando luz de otras formas pase a través del pequeño agujero? En este estudio, se propuso que "después de que la luz emitida por la fuente de luz pase a través del pequeño orificio en la barrera, se formará en la pantalla un punto de luz con la misma forma que la fuente de luz, independientemente de la forma de la pequeño agujero." El fenómeno formado por el sol como fuente de luz se amplió a la ley que siguen todas las fuentes de luz, y la ley de imágenes estenopeicas se obtuvo después de la verificación de la hipótesis.
2.3 Principio direccional
La conjetura y la hipótesis son un tipo de actividad de previsión científica para estudiar el problema antes de la investigación. Guía la formulación del plan de investigación y el diseño del plan. determinar la dirección de la investigación y seleccionar métodos y equipos experimentales. Por lo tanto, las conjeturas e hipótesis propuestas deben aclarar a los estudiantes la dirección de la investigación y guiar toda la actividad de investigación. Por ejemplo, en el ejemplo anterior, después de formular la hipótesis, los estudiantes elegirán diferentes formas de fuentes de luz, como lámparas fluorescentes, bombillas y velas, perforarán agujeros de diferentes formas (como círculos, cuadrados, triángulos, etc.) en la barrera opaca, y luego observe las formas puntuales de fuentes de luz de diferentes formas después de pasar por diferentes agujeros.
2.4 Principio de Apertura
Las conjeturas y las hipótesis son las etapas más activas del pensamiento de los estudiantes de secundaria en la investigación científica. Diferentes estudiantes propondrán diferentes hipótesis debido a sus diferentes experiencias, conocimientos y habilidades, y a su comprensión del problema.
Para movilizar el entusiasmo de todos los estudiantes y cultivar su capacidad de pensar de forma independiente e innovar, la enseñanza basada en la investigación requiere que cada estudiante presente su propia hipótesis para resolver el problema. Los profesores no pueden interferir demasiado con los estudiantes para garantizar la apertura. de las conjeturas e hipótesis propuestas. Por ejemplo, al explorar el fenómeno de "las luces de la casa se apagan repentinamente por la noche", los estudiantes propondrán varias hipótesis, como "corte de energía, fusible roto, filamento roto, problema en el circuito", etc. Los profesores deben "fingir ser sordos y mudos" cuando los estudiantes hacen suposiciones, permitiéndoles hacer tantas suposiciones como sea posible para lograr apertura en la enseñanza de la investigación.
3 Estrategias para entrenar a los alumnos a adivinar
3.1 Crear situaciones de preguntas ricas en información para que los alumnos sepan qué adivinar.
La enseñanza basada en la investigación concede gran importancia a la creación de situaciones problemáticas, estimulando así la curiosidad y la sed de conocimiento de los estudiantes, estimulando el interés de los estudiantes en aprender y el deseo de explorar, y permitiéndoles descubrir problemas y preguntar. preguntas. Dado que los estudiantes no pueden hacer conjeturas e hipótesis científicas basadas en su rico conocimiento, experiencia y sentimientos agudos como los científicos cuando se enfrentan a fenómenos naturales complejos, los profesores deben resaltar hechos objetivos al crear situaciones problemáticas. Alguna información sobre los métodos o respuestas de resolución de problemas permite que la situación creada. tienen un cierto efecto sugestivo sobre las conjeturas y suposiciones de los estudiantes. De esta manera, los estudiantes tendrán una dirección clara al hacer conjeturas y suposiciones, en lugar de hacer infinitas conjeturas y suposiciones, y al mismo tiempo, los estudiantes desarrollarán su capacidad para recopilar información. Por ejemplo, cuando explore el concepto de estrés, proporcione un escenario en el que un estudiante esté jugando junto a un río y vea a dos mujeres caminando a lo largo del río. Uno usa tacones altos y el otro zapatos planos. Aunque el peso parece ser el mismo, hay una clara diferencia en la profundidad de las huellas dejadas en el humedal cercano al río. Las impresiones en los tacones de los zapatos de tacón alto son estrechas y profundas, mientras que las impresiones en los tacones de los zapatos planos son anchas y poco profundas. El estudiante pensó que podría haber algo de verdad en esto. Después de que los estudiantes plantearon la pregunta de qué factores están relacionados con el efecto de la presión, juzgaron que el efecto de la presión está relacionado con el área que soporta la fuerza y la presión basándose en la información de las preguntas "Uno usa tacones altos y el otro usa zapatos planos". zapatos" y "El peso es igual". "Las impresiones en los tacones de los zapatos de tacón alto son estrechas y profundas, mientras que las impresiones en los tacones de los zapatos de tacón plano son anchas y poco profundas". Esto demuestra que el efecto de la presión es inversamente proporcional al área que soporta la fuerza. proponiendo así una conjetura sobre la respuesta a la pregunta.
3.2 Enseñar a los estudiantes a adivinar
(l) Utilizar la experiencia y la intuición para hacer conjeturas
Los estudiantes han formado una gran cantidad de experiencias diarias en la vida diaria y El estudio y el conocimiento son la fuente directa y el material para que los estudiantes adivinen. El pensamiento intuitivo es un tipo de pensamiento que rápidamente hace conjeturas, suposiciones o comprensiones repentinas razonables de la respuesta a una pregunta sin un análisis paso a paso. A menudo forma chispas de sabiduría y la generación se inspira en la creación. Aprovechar al máximo la experiencia y la intuición de los estudiantes en la enseñanza de la investigación es un medio eficaz para cultivar la capacidad de adivinación de los estudiantes. Por ejemplo, en la enseñanza basada en la investigación de la primera ley de Newton, profesores y estudiantes hacen juntos experimentos de pendientes y ven tres situaciones diferentes en la superficie: cuanto más suave es la pendiente, más se mueve el automóvil. Los estudiantes sintieron intuitivamente que si la pendiente fuera muy suave, el automóvil avanzaría mucho. Por tanto, se plantea una conjetura: un objeto en movimiento siempre se moverá en línea recta a una velocidad constante sin fuerza externa.
(2) Usa la inducción para adivinar.
Los estudiantes pueden resumir algunas experiencias y hechos, sacar conclusiones sobre fenómenos y procesos físicos y luego hacer conjeturas. Por ejemplo, cuando una persona emite un sonido, las cuerdas vocales vibran; cuando las abejas zumban, sus alas vibran; cuando se golpea la mesa, la mesa vibra para emitir un sonido; cuando se toca un piano, las cuerdas vibran para emitir un sonido; ... Los estudiantes propusieron resumiendo una gran cantidad de ejemplos Una conjetura: El sonido se produce por la vibración de los objetos.
(3) Utilice analogías y asociaciones para hacer conjeturas
En la investigación científica, los fenómenos y procesos conocidos a menudo se comparan con fenómenos y procesos desconocidos para descubrir sus similitudes, similitudes o conexiones. , y luego utilizar esto como base para inferir algunas características y leyes de fenómenos y procesos desconocidos. En la enseñanza basada en la investigación, podemos utilizar este método de analogía para hacer conjeturas mediante asociación. Por ejemplo, al explorar las propiedades de la corriente eléctrica en un circuito en serie, se puede relacionar la corriente eléctrica con el flujo de agua, lo que lleva a los estudiantes a comparar circuitos con tuberías y la corriente eléctrica con el flujo de agua. Los estudiantes están familiarizados con el flujo de agua en las tuberías y pueden conjeturar que todas las corrientes en un circuito en serie son iguales.
Hay muchas formas de proponer conjeturas en la investigación científica, como la observación y el análisis, el pensamiento inverso, el juicio retrospectivo, el juicio causal, la extrapolación general, etc. Esto requiere que los profesores proporcionen una orientación adecuada a los estudiantes durante la enseñanza basándose en el contenido de la investigación, el conocimiento existente, la experiencia y los hechos objetivos de los estudiantes.
3.3 Crear un ambiente armonioso en el aula y permitir que los estudiantes se atrevan a adivinar.
Rogers cree que la "libertad psicológica" o la "seguridad psicológica" es un ingrediente básico propicio para las actividades creativas. Si un alumno siente que el ambiente psicológico en el aula es libre y seguro, se sentirá cómodo y no tendrá que perder tiempo protegiéndose ni tener miedo de las críticas de los demás. Siempre puede avanzar según los objetivos que elija, se atreve a expresar sus opiniones y se atreve a adivinar. Si nuestro maestro les da a los estudiantes un sentimiento de "inaccesibilidad y superioridad", incluso si los estudiantes tienen algunas conjeturas y suposiciones durante el proceso de aprendizaje, no se atreverán a decírnoslo y, por supuesto, no podrán cultivar y capacitar a los estudiantes. ' Conjeturas y suposiciones. Por lo tanto, en la enseñanza basada en la investigación, los profesores deben observar las conjeturas de los estudiantes desde una perspectiva de desarrollo, descubrir sus puntos brillantes, alentar y elogiar más a los estudiantes y ver activamente las conjeturas de los estudiantes, incluso las absurdas, en lugar de ridiculizarlas.
3.4 Proporcionar suficiente tiempo para que los estudiantes imaginen completamente.
A la hora de adivinar, cada alumno tiene una perspectiva diferente del problema. Al enseñar, es necesario diversificar completamente el pensamiento de los estudiantes y proponer diferentes conjeturas. La capacidad de pensamiento, el nivel y la agilidad de cada estudiante son diferentes, y el tiempo necesario para adivinar también es diferente. Los estudiantes deben comunicarse, discutir e incluso debatir constantemente al adivinar, lo que también debe basarse en un período de tiempo determinado; Por lo tanto, en la enseñanza basada en la investigación, se debe proporcionar a los estudiantes suficiente tiempo para permitirles usar plenamente su imaginación y proponer varias conjeturas posibles. Si no hay garantía de tiempo, las adivinanzas sólo se pueden hacer con prisa, lo que no permitirá que todos los estudiantes adivinen ni que las adivinanzas alcancen la profundidad que merecen.
3.5 Utilice la lluvia de ideas para demostrar completamente las conjeturas de los estudiantes.
La lluvia de ideas es un método de adivinanzas que permite a los estudiantes hacer tantas conjeturas como sea posible basándose en sus propios puntos de vista sobre el problema. Ni el profesor ni los demás estudiantes deben interrumpir antes de que se hayan planteado todas las posibilidades y se haya evaluado. La lluvia de ideas puede dar rienda suelta a la inteligencia de los estudiantes, movilizar su iniciativa y entusiasmo y permitirles hablar libremente y presentar todas sus conjeturas. Por ejemplo, al adivinar los factores que afectan la flotabilidad, los estudiantes sugirieron que los factores que afectan la flotabilidad pueden incluir: la densidad del objeto, el volumen del objeto, la densidad del líquido, el volumen del objeto sumergido en el líquido, la profundidad del objeto, etc.
4. Estrategias para convertir conjeturas en hipótesis
En la enseñanza basada en la investigación, debido a limitaciones de tiempo y condiciones, es imposible diseñar todas las conjeturas para su verificación experimental. ser procesada y transformada en una hipótesis científica.
4.1 Verificar mediante experimentos y depurar hipótesis a partir de conjeturas.
Después de proponer la conjetura, cuando no esté seguro de si la conjetura es razonable, puede utilizar algunos experimentos simples para verificarla, eliminar algunas conjeturas irrazonables y formar una hipótesis científica. Por ejemplo, al explorar la conjetura del principio de Arquímedes, se puede juzgar si la fuerza de flotación está relacionada con la densidad del objeto, el volumen del objeto y la profundidad del objeto que se sumerge en el líquido mediante el "método de pesaje". " experimento.
(l) Utilice el "método de pesaje" para medir la flotabilidad del mismo volumen de bloques de cobre y aluminio sumergidos en agua, lo que demuestra que la flotabilidad no tiene nada que ver con la densidad del objeto.
(2) Utilice el "método de pesaje" para medir la flotabilidad de una misma piedra cuando está completamente sumergida en agua y cuando está parcialmente sumergida, lo que demuestra que la flotabilidad está relacionada con el volumen de la Objeto sumergido en el líquido.
(3) Usar el "método de pesaje" para medir la flotabilidad de piedras sumergidas en agua a diferentes profundidades es lo mismo, lo que indica que la flotabilidad no tiene nada que ver con la profundidad de su inmersión.
Se concluye que la flotabilidad puede estar relacionada con la densidad del líquido y el volumen del objeto sumergido en el líquido. Para probar esta hipótesis, permita que los estudiantes hagan el siguiente experimento:
l) Presione lentamente la botella de agua mineral vacía en el agua y sienta la flotabilidad. La cantidad de flotabilidad está relacionada con el volumen de líquido desplazado.
2) Huevos flotantes en agua salada. La flotabilidad está relacionada con la densidad del líquido que se desplaza, lo que profundiza la comprensión perceptiva de los estudiantes.
Reutiliza la siguiente relación:
G=mg m=ρV G=ρVg
Entonces fila g = fila m g = fila ρ v fila g.
Más especulaciones, si la flotabilidad está relacionada con el volumen y la densidad del líquido que se desplaza, entonces la flotabilidad puede estar relacionada con la gravedad del líquido que se desplaza.
4.2 Tras el análisis racional, plantear hipótesis.
Algunas conjeturas pueden ser desmentidas tras un poco de análisis y razonamiento. Por ejemplo, ¿qué causa que se formen manchas redondas a la sombra de los árboles? Haz dos conjeturas. Primero, la hoja es redonda y su sombra es redonda. Debido a que las hojas se superponen en el aire, los puntos circulares en el suelo también se superponen. En segundo lugar, debido a que el sol es redondo, los puntos de luz en el suelo también son redondos. Los puntos de luz redondos están formados por el sol redondo. ¿Cuál de estas dos conjeturas es más razonable? Según el conocimiento existente, las sombras son lugares donde la luz no brilla y los puntos son donde incide la luz. Los círculos bajo la sombra son puntos de luz y no sombras. Todos los puntos de luz circulares en el suelo son un círculo estándar y sólo la forma del sol coincide con él. Los hechos respaldan la segunda suposición, por lo que no es razonable sacar la primera suposición mediante un análisis inferencial. Adivinar y asumir son vínculos clave y factores importantes en la investigación científica. La capacidad de adivinar y suponer es una habilidad importante en la investigación científica. Sin embargo, las habilidades de adivinación y suposición de los estudiantes no aumentarán automáticamente y deben combinarse con la educación y la educación existentes de los estudiantes. Conocimientos y experiencia docente. Orientación y formación continua.