化學(xué)探究教學(xué)中學(xué)生猜想與假設(shè)能力的培養(yǎng)

吳殿更

摘 要：新課程化學(xué)教學(xué)以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和探究能力為宗旨。針對化學(xué)探究教學(xué)中的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)，從原則、方法和策略等方面探討如何培養(yǎng)學(xué)生的猜想與假設(shè)能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)探究教學(xué)；猜想與假設(shè)；學(xué)習(xí)能力

新課程改革要求教師重視科學(xué)探究的教育作用，注重學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。中學(xué)化學(xué)探究教學(xué)的形式多種多樣，但教學(xué)過程大都包含六個基本環(huán)節(jié)：提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃、進(jìn)行實驗、搜集證據(jù)、解釋與結(jié)論。其中，“猜想與假設(shè)”是探究過程的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生思維最為活躍、最為發(fā)散的階段。下面筆者從原則、方法和策略等方面探討如何培養(yǎng)學(xué)生的猜想與假設(shè)能力。

一、培養(yǎng)猜想與假設(shè)能力的三個原則

1.科學(xué)性原則

猜想與假設(shè)雖然是一種想象或猜測，但猜想不是胡思亂想，在解決問題的過程中，要以實驗材料與經(jīng)驗事實為基礎(chǔ)，以學(xué)生已有的科學(xué)知識為依據(jù)，以自己的經(jīng)驗和所收集到的有關(guān)資料、事實及人類特有的想象力、創(chuàng)造力提出解決問題的猜想與假設(shè)。如，化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)宏觀物體的運行速度表示方法，提出化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)與時間、體積、物質(zhì)的量等有關(guān)的假設(shè)，逐步得出用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化表示反應(yīng)速率的概念。

2.方向性原則

猜想與假設(shè)是對探究的問題進(jìn)行的預(yù)見性活動，提出的猜想與假設(shè)應(yīng)能使學(xué)生明確探究的方向，指導(dǎo)探究計劃和實驗方案的設(shè)計，合理選擇實驗方法、實驗器材，完成整個探究活動。如，一次學(xué)生實驗中，學(xué)生用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)：鋁片與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯，而和稀硫酸幾乎不反應(yīng)。即使改換相同大小的鋁片和pH相同的稀鹽酸和稀硫酸重新進(jìn)行試驗，實驗現(xiàn)象也是如此。針對“鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)差異的原因”探究，學(xué)生提出了許多猜想與假設(shè)，為使學(xué)生能有合理明確的探究方向，通過引導(dǎo)學(xué)生逐步排除因試劑變質(zhì)、反應(yīng)物狀態(tài)、實際參加反應(yīng)的離子等因素造成的影響，提出了Cl-抑制Al與H+的反應(yīng)和SO42-促進(jìn)Al與H+的反應(yīng)的兩個合理假設(shè)，繼而依據(jù)假設(shè)進(jìn)行實驗驗證，取得了良好的效果。

3.開放性原則

猜想與假設(shè)是探究活動中學(xué)生思維活躍的表現(xiàn)，由于經(jīng)驗、知識、能力和對問題的認(rèn)識不同，不同學(xué)生會提出不同的假設(shè)。教師要注重調(diào)動全體學(xué)生的積極主動性，發(fā)展學(xué)生自主思考、自主創(chuàng)新的能力，鼓勵學(xué)生提出自己解決問題的假設(shè)，不對學(xué)生進(jìn)行過多的干涉，以保證提出的猜想與假設(shè)的開放性。

二、培養(yǎng)猜想與假設(shè)能力的三種方法

1.類比推理法

類比推理法通常是指把陌生的對象與熟悉的對象類比，根據(jù)兩個對象之間的相似性，把已知的現(xiàn)象和過程同未知的現(xiàn)象和過程相比較，找出它們的共同點、相似點或相聯(lián)系的地方，從中得到啟迪而提出猜想、形成假設(shè)的一種方法。如，苯酚化學(xué)性質(zhì)探究活動中，教師可引導(dǎo)學(xué)生把苯酚的結(jié)構(gòu)與乙醇、苯和甲苯進(jìn)行比較，由乙醇、苯和甲苯對苯酚性質(zhì)提出猜想與假設(shè)，然后查閱資料、實驗驗證。使學(xué)生在了解苯酚酸性和與溴的取代反應(yīng)的同時，掌握從官能團(tuán)及官能團(tuán)之間相互影響等知識推測有機物性質(zhì)的一般研究方法。

2.演繹推理法

演繹推理通常是指借助以前與之有直接或間接聯(lián)系的問題或知識，把已知的一般原理運用于某一特殊的具體的場合或?qū)ο笊?，并由此作出對未知事件的猜測或假設(shè)的一種方法。如，在進(jìn)行氫氧化鋁性質(zhì)探究過程中，可引導(dǎo)學(xué)生通過已掌握的鋁及氧化鋁的知識，對氫氧化鋁提出兩性的假設(shè)，繼而設(shè)計實驗驗證分析，得出正確的結(jié)論。

3.歸納推理法

歸納推理法通常是指把在特殊情況下已經(jīng)證明無誤的規(guī)律，運用歸納推理的方法，通過某類對象中個別對象具有的屬性，猜想該對象全體都具有這種屬性；或從結(jié)論、現(xiàn)象開始，逆向思考問題，反向分析，探究成因或條件；或?qū)σ恍┮延械慕?jīng)驗和事實進(jìn)行歸納、總結(jié)，從而對未知對象提出猜想、形成假設(shè)的一種方法。如，對于蓋斯定律的應(yīng)用探究活動，教師可指導(dǎo)學(xué)生通過閱讀教材獲取相關(guān)信息，依據(jù)質(zhì)量守恒原理和能量守恒原理，提出相關(guān)假設(shè)后結(jié)合典型的化學(xué)反應(yīng)，計算、總結(jié)、歸納，推出蓋斯定律。

三、培養(yǎng)猜想與假設(shè)能力的三種教學(xué)策略

1.創(chuàng)設(shè)和諧的課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生猜想的積極性

以鼓勵和寬容的態(tài)度來培植學(xué)生猜想的萌芽是教師的職責(zé)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生積極探索，啟發(fā)學(xué)生嘗試，激勵學(xué)生超越，讓學(xué)生積極主動地參與每個教學(xué)環(huán)節(jié)，用欣賞的態(tài)度鼓勵學(xué)生大膽自由地猜想與聯(lián)想，用發(fā)展的眼光看待學(xué)生提出的猜想，對學(xué)生提出的各種猜想，哪怕是較為荒唐的猜想，也要積極對待，不能諷刺挖苦，而要努力挖掘?qū)W生的閃光點，激勵表揚學(xué)生，使學(xué)生體驗成功的樂趣。

2.提供充足的素材和實驗條件，拓展學(xué)生猜想的空間

探究教學(xué)中，學(xué)生提出猜想與假設(shè)的能力和質(zhì)量，取決于學(xué)生本人生活經(jīng)驗、社會閱歷、學(xué)科知識及綜合學(xué)科知識等情況，由于學(xué)生課外閱讀及接觸社會的時間少，往往對某一探究問題不能提出猜想與假設(shè)。因此，教師要充分利用已有資源和網(wǎng)絡(luò)資源，針對探究問題提供充足的文本、圖片、聲像等資源，精心編制學(xué)案，適時運用直觀演示、實驗探索、多媒體技術(shù)、趣味實驗等手段，把抽象的問題具體化，枯燥的知識趣味化等。同時，充分挖掘?qū)W校的實驗資源，在做好必要的演示實驗的同時，盡量滿足學(xué)生實驗的條件，使學(xué)生針對提出的問題，經(jīng)過多渠道的收集信息和深入的思考，提出有關(guān)問題解決的合理假設(shè)或猜想，使學(xué)生提出猜想與假設(shè)的空間得到有效的拓展。

3.教給學(xué)生猜想的原則和方法，提高學(xué)生合理猜想的能力

對某一個探究問題實施猜想與假設(shè)時，由于每個學(xué)生的能力、水平不同，其猜想與假設(shè)也不盡相同，教學(xué)時要提供給學(xué)生充分的時間，讓學(xué)生的思維充分發(fā)散，提出各種可能的猜想。在學(xué)生猜想時，教師和其他學(xué)生不要打斷和進(jìn)行評價，直到把所有的可能都提出來后，適時給予引導(dǎo)，使學(xué)生知道由于時間和條件的不許可，不可能把所有的猜想都設(shè)計成方案進(jìn)行實驗驗證，再進(jìn)一步指導(dǎo)學(xué)生不斷地進(jìn)行交流討論甚至辯論，把學(xué)生的猜想歸納、總結(jié)加工轉(zhuǎn)化為符合現(xiàn)實條件的較為科學(xué)的猜想與假設(shè)，使學(xué)生逐步掌握猜想的原則和方法，提高學(xué)生合理猜想的能力。

總之，在化學(xué)探究教學(xué)中，猜想與假設(shè)是重要環(huán)節(jié)之一，其培養(yǎng)學(xué)生猜想與假設(shè)的能力的方法很多，只要教師想方設(shè)法通過創(chuàng)設(shè)一定的探究情景，不斷激勵學(xué)生通過類比、演繹、歸納等方法提出種種假設(shè)或猜想，就能使學(xué)生逐步學(xué)會運用假設(shè)或猜想的方法解決問題，并通過實驗以及聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，養(yǎng)成一種對知識進(jìn)行主動探求，重視實際問題解決的主動積極的學(xué)習(xí)方式。

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注：本文系北京市骨干教師、學(xué)科帶頭人培訓(xùn)項目，周玉芝，化學(xué)探究教學(xué)研究工作室成果之一。

指導(dǎo)教師：北京教育學(xué)院 周玉芝

（作者單位 北京市大興區(qū)第七中學(xué)）