化學(xué)探究教學(xué)中培養(yǎng)猜想與假設(shè)能力的實踐探討

化學(xué)探究教學(xué)中培養(yǎng)“猜想與假設(shè)”能力的實踐探討

“猜想與假設(shè)”能力是指在科學(xué)探究活動中，人們運用直覺、類比、歸納、演繹、分類、想象等思維方法，提出對問題的比較合理的猜想與假設(shè)的能力。它是一種重要的科學(xué)思維能力，是探究式學(xué)習(xí)的核心要素。在探究教學(xué)中培養(yǎng)和提高學(xué)生的“猜想與假設(shè)”能力，能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于發(fā)展學(xué)生的思維能力，更好地實施新課程的教學(xué)。本文從“猜想與假設(shè)”的形成途徑出發(fā)，結(jié)合筆者的教學(xué)實踐，探索培養(yǎng)學(xué)生“猜想與假設(shè)”能力的教學(xué)策略。一、探究教學(xué)中“猜想與假設(shè)”的形成途徑（一）創(chuàng)設(shè)生動有趣的猜想情境，使學(xué)生想猜探究教學(xué)重視情境的創(chuàng)設(shè)，以激起學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。在教學(xué)中如果以“有趣的實驗、生動的化學(xué)事件或?qū)W生的生活經(jīng)驗等”為主線，創(chuàng)設(shè)生動有趣的猜想情境，采用豐富多彩的活動，激發(fā)學(xué)生內(nèi)心猜想的意識，學(xué)生的猜想就會如潮水般“洶涌”。比如：我們在“原電池”的探究教學(xué)中，首先讓學(xué)生親身體驗一個趣味實驗：讓學(xué)生自愿到講臺前用舌尖感受西紅柿電池產(chǎn)生的電流。接著又做一個實驗：西紅柿電池的導(dǎo)線兩端連接一個二極管，結(jié)果二極管發(fā)光。上述神奇的趣味實驗激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和猜想的欲望，學(xué)生爭著猜想，主動進入有效的學(xué)習(xí)狀態(tài)，收到了較好的學(xué)習(xí)效果。（二）構(gòu)建輕松和諧的課堂氛圍，使學(xué)生敢猜輕松和諧的課堂氛圍會使整個課堂布滿一種活生生的氣息。學(xué)生在輕松和諧的課堂氛圍中感覺到心理氛圍是自由和安全的，就會心情舒暢，而不必花時間來保護自己，也不怕別人來責(zé)難，始終能按自己選定的目標不斷進取，敢于發(fā)表意見、敢于猜想。比如我們在上述“原電池”的探究教學(xué)中（續(xù)），再向西紅柿的兩個孔中加入稀硫酸，發(fā)現(xiàn)二極管更加明亮，并且銅片表面冒氣泡，而鋅片表面沒有氣泡。提出問題：為什么鋅片表面無氣泡而銅片表面卻冒氣泡？學(xué)生在輕松和諧的氛圍中大膽猜想：(1)Cu可能與稀硫酸反應(yīng)，生成；(2)Zn、Cu連接后，Zn變不活潑了，Cu變活潑了，故Cu與稀硫酸反應(yīng)，生成；(3)Zn、Cu連接后，Zn上的電子可能轉(zhuǎn)移到Cu上，在銅極上得電子而發(fā)生反應(yīng)，生成，等等。在判斷猜想正確與否的途徑上，學(xué)生提出了做實驗、讀課本、查資料等多種方法。整個學(xué)習(xí)過程，學(xué)生暢所欲言，思維活躍，具有開放性。課堂教學(xué)取得了良好的效果。（三）提供給學(xué)生思考的時間，讓學(xué)生充分猜在課堂教學(xué)中，我們不放棄給每一位學(xué)生猜想的機會，讓學(xué)生有充足的思考時間去大膽想象，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。但不同的學(xué)生，知識、能力、對問題的看法、思維的敏捷性均不一樣，提出不同的猜想所需的時間也不相同，教學(xué)時要讓學(xué)生的思維充分發(fā)散，各抒己見；學(xué)生在猜想時還要不斷地進行交流討論甚至辯論，這也需要以一定的時間為保障。因此，在探究教學(xué)中要提供給學(xué)生充分的時間，充分發(fā)揮其想象力，提出各種可能的猜想。如果沒有一定的時間保證，猜想只能匆匆進行，既不能使所有學(xué)生進行猜想，也不能使猜想達到應(yīng)有的深度和效果。二、探究教學(xué)中培養(yǎng)“猜想與假設(shè)”能力的策略（一）啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用直覺思維法提出“猜想與假設(shè)”許多科學(xué)家和心理學(xué)家把科學(xué)創(chuàng)造思想歸納成這樣一個模式：經(jīng)驗→直覺→概念或假設(shè)→邏輯推理→理論?？梢?，假設(shè)來自于直覺，而直覺并非一種神秘莫測的東西，高度的直覺能力來源于個人的學(xué)識和經(jīng)驗。學(xué)生在日常生活和學(xué)習(xí)中形成了大量的日常經(jīng)驗和知識，它們是學(xué)生進行猜想的直接來源和素材。比如筆者在“金屬腐蝕”的探究教學(xué)中，提出“金屬的腐蝕與哪些因素有關(guān)”這一問題時，學(xué)生根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗，提出了以下猜想：(1)與氧氣有關(guān)，因為家里的鐵質(zhì)菜刀放于空氣中會生銹，可能被氧氣氧化了；(2)家里的鐵質(zhì)菜刀切咸菜后未清洗發(fā)現(xiàn)易生銹，因此我想可能與電解質(zhì)溶液有關(guān)；(3)純鐵不易生銹，不銹鋼也不易生銹，因此可能與金屬的成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)；(4)鋼管在潮濕疏松的土壤中比在干燥致密不透氣的土壤中易腐蝕，因此可能與氧氣和電解質(zhì)溶液都有關(guān)系，等等。這是一個以日常經(jīng)驗或事實為來源和素材應(yīng)用直覺思維進行猜想的例子，是在高中化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)中十分常見的一種猜想方法。其操作程序是：針對提出的問題一運用已有的經(jīng)驗一應(yīng)用直覺思維法一提出猜想與假設(shè)。其已有的經(jīng)驗是指大腦中已有的知識、日常生活實例、實驗現(xiàn)象等。這一案例說明猜想與假設(shè)不是異想天開，應(yīng)該是依據(jù)一定的經(jīng)驗或事實，圍繞提出的問題可能出現(xiàn)的結(jié)果而展開的。（二）啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用類比法提出“猜想與假設(shè)”類比法屬于邏輯思維方法，類比是根據(jù)兩個（或兩類）對象之間在某些屬性上的相同或相似，類推出它們的其他屬性可能相同或相似的一種邏輯方法，其形成結(jié)構(gòu)是“個別→個別”，這種方法既借助已有知識，又超越其框架，將兩個看似不相干的事物聯(lián)系起來，進而產(chǎn)生新的信息、提出新的假設(shè)。比如在“硝酸能否與銅反應(yīng)”的探究教學(xué)中，有些學(xué)生類比鹽酸的性質(zhì)作出猜想：硝酸與銅不反應(yīng)；也有些學(xué)生類比硫酸的性質(zhì)作出猜想：濃硝酸與銅會反應(yīng)但沒有氫氣產(chǎn)生，而稀硝酸與銅不反應(yīng)。這是一例根據(jù)學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)（硫酸和鹽酸的性質(zhì)），通過比較、類推，自主建構(gòu)硝酸可能具有的性質(zhì)的猜想與假設(shè)。之后通過實驗論證其合理性，進而產(chǎn)生新的信息：稀硝酸與稀硫酸的性質(zhì)又有差異（稀硝酸與Cu能反應(yīng)），從而提出新的猜想。整堂課學(xué)生始終處于探究的興奮之中，學(xué)習(xí)熱情很高。（三）啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用歸納法提出“猜想與假設(shè)”歸納法是指把具體個別的事物，分別加以綜合，從而獲得一般結(jié)論的方法；在邏輯學(xué)中，一貫把從個別走向一般的思維形式稱為歸納。歸納法的客觀基礎(chǔ)是個性和共性的對立統(tǒng)一，個性中包含著共性，通過個性可以認識共性。在探究教學(xué)中可啟發(fā)學(xué)生對一些經(jīng)驗和事實進行歸納、總結(jié)，從而提出猜想。比如在“鹽溶液的酸堿性與鹽的組成有什么關(guān)系”的探究教學(xué)中，首先以實驗事實為背景，通過對溶液的酸堿性的測試，分組比較，歸納出都是強酸弱堿鹽，都是強堿弱酸鹽，都是強酸強堿鹽，從而提出猜想：強酸弱堿鹽溶液顯酸性，強堿弱酸鹽溶液顯堿性，強酸強堿鹽溶液顯中性。接著引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上分析鹽溶液顯酸堿性的原因，自主構(gòu)建鹽類水解的實質(zhì)。通過這樣的猜想進行的探究教學(xué)有利于加深對鹽類水解的特征和規(guī)律的理解，其學(xué)習(xí)主動性和積極性更加有利于記憶和掌握。（四）啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用演繹法提出“猜想與假設(shè)”與歸納法相反，演繹法就是把一般規(guī)律原理運用于特殊個別范圍內(nèi)以驗證規(guī)律與原理的適用性的方法，即從一般到特殊。比如“葡萄糖的化學(xué)性質(zhì)”一節(jié)的探究教學(xué)，提出猜想的方法就是典型的演繹法。先分析葡萄糖的結(jié)構(gòu)，利用有機物結(jié)構(gòu)中官能團的共性，提出猜想：葡萄糖既有醇羥基的性質(zhì)又有醛基的性質(zhì)。（五）啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用