高中物理课堂科学假说的教学思考

明建丽

【摘 要】科学假说在物理发展过程中有着不可替代的作用。本文研究了科学假说的概念和内涵，指出将科学假说引入中学物理教学有着重要意义，并进一步探讨了高中物理课堂科学假说的教学策略。

【关键词】高中物理；科学假说；教学策略

作为一种重要的科研方法，科学假说在物理学科发展过程中起到着不可替代的作用，在众多理论突破的过程中都有该方法的身影。回溯物理学科的发展历程，从以太假说到相对论的建立，从光量子假说到量子力学的发展，科学假说在各项理论的发展过程中取得了累累硕果。

一、“科学假说”的概念和内涵

“科学假说”指的是科学探索过程中对研究对象的假定说明，是对事物因果关系的假定性解释，是从科学原理出发对科学问题做出的一种尝试性的方案。简单地讲，“科学假说”就是科学的猜想和假设。

科学假说不同于一般意义上的胡思乱想，它应该有以下几个特征：（1）科学性，我们这里的“假说”前面有一个定语“科学”，这就说明假说不是毫无依据的空想，它立足于人已有的科学认识和实践经验，并以确定而可靠的事实材料为依据，按照严谨而科学的方法推理出来；（2） 推测性，科学假说是由不完全且不充分的经验基础上推导而来，是那些尚未经过检验的结论，是一些留有疑问的思想形态，因此科学假说不可避免地带有一定的想象成分和推测成分；（3） 预见性，科学假说是对事物本质、内在规律、及其规律性的推断和猜测，且具有较强的预见性，当然这种预见性还不够完善；（4）多样性，在科学研究的过程中，物理学家对同一现象可能会做出两种或两种以上的科学假说，并据此展开比较，而且一个已经成形的科学假说应该包括两个部分：即假说的核心内容和它的有关推论；（5）可验证性，如果相关内容无法进行检验，我们就不能将其称为科学假说，在检验过程中，如果那些检验结果和预测相符的，科学假说即进化为科学理论，如果检验结果与预测存在偏差，则对应的假说还需要进行修正和完善。如果一套科学假说的核心内容在无数次检验的过程中，都只得到支持它的结论，而不存在任何抵触情形，且那些不存在偏见的人都能接受对应的说法，我们则认为无需再寻找其他证据，那么这个科学假说也就成为科学事实，比如分子电流假说。总之，科学假说是科学探索过程中的推测和假想，这是一种最基本的科学探究方法。

一般情况下，科学假说的提出有三种类别：（1）原有的理论无法预测也不能解释有关现象的发生，比如汤姆孙的原子模型无法解释α粒子散射实验中的大角度散射现象；（2）偶然观察到的物理现象，比如贝克勒尔发现天然放射现象；（3）物理研究者在实验中观察到与原有理论完全不同的物理现象，比如迈克耳孙实验的负结果，它的发现呼唤新假说的产生。

作为对科学问题一种尝试性的解释和回答，科学假说一般要满足以下三个条件：（1）能合理解释原有理论可以解释的实验现象与事实；（2）能解释原有理论无法解释的实验现象与事实；（3）能结合已有现象预测未曾发现的事实，并为进一步的检验工作提供了初步构想。

二、结合物理学史来进行科学假说教学

科学假说是科研探索的重要方法，同时也是科学思想的重要体现。我们在物理教学中要充分向学生渗透这种思想与方法，由此引导学生以更加科学化的形式组织科学探究，并在探究活动中形成认识、发展能力。

教学过程中我们要向学生展示知识形成的来龙去脉，最基本的方法就是结合物理学史引导学生探索物理知识的发展歷程。比如伽利略有关自由落体运动的研究，在伽利略之前，亚里士多德关于落体运动规律的观点一直被人们奉为真理，即“质量大的物体下落快，质量轻的物体下落慢”，毕竟这与人们的常识也是相符的。伽利略先从逻辑的角度确定亚里士多德理论的错误，然后提出自己的科学假说，即质量不同的物体所进行的落体运动应该是同样快慢，它们的运动属于匀变速直线运动。在伽利略的时代，由于各方面技术都不成熟，伽利略的检验过程无法全面展开，他只能以斜面的方法来冲淡重力的影响，并在实验中证明小球顺着斜面运动的过程属于匀变速直线运动，然后他进行了大胆的外推——如果角度不断增大，物体依然是匀变速直线运动，当角度增大到90°时，物体的运动就是落体运动，这也属于匀变速直线运动。伽利略通过严谨的理论推导和巧妙的实验设计得到了落体运动的规律，这是一个非常典型的科学假说，在当前的教学中，教师可以通过打点计时器等装置将假说检验的过程呈现给学生，由此让学生真正感受到伽利略科学假说的正确与伟大。

总之，在高中物理教学中，教师组织学生学习科学假说，指导学生在探究活动中进行科学假说，这一切都是对学生进行科学思想和科学方法教育的重要组成，也是整个物理教学不可或缺的一环。因此，物理教师要在教学中不断琢磨、深度探索、勇于创新，让学生在尝试科学假说的过程中发展思维、提升自我。

【参考文献】

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[2]程前.大胆的假设 细致的验证——谈在光的本性、原子物理学中蕴含的“科学假说”思想方法教育题材[J].中学物理教学参考，2010.3（1）

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[4]徐芬芬.浅谈新课程理念下高中物理教学情境的创设[J].中学物理教学参考，2008（8）

（江苏省江安高级中学，江苏 南通 226534）endprint