化学探究教学中培养猜想与假设能力的实践探讨

化学探究教学中培养“猜想与假设”能力的实践探讨

“猜想与假设”能力是指在科学探究活动中，人们运用直觉、类比、归纳、演绎、分类、想象等思维方法，提出对问题的比较合理的猜想与假设的能力。它是一种重要的科学思维能力，是探究式学习的核心要素。在探究教学中培养和提高学生的“猜想与假设”能力，能充分发挥学生学习的主体性，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素养，有利于发展学生的思维能力，更好地实施新课程的教学。本文从“猜想与假设”的形成途径出发，结合笔者的教学实践，探索培养学生“猜想与假设”能力的教学策略。一、探究教学中“猜想与假设”的形成途径（一）创设生动有趣的猜想情境，使学生想猜探究教学重视情境的创设，以激起学生的好奇心和求知欲，激发学生的学习兴趣和探究欲望。在教学中如果以“有趣的实验、生动的化学事件或学生的生活经验等”为主线，创设生动有趣的猜想情境，采用丰富多彩的活动，激发学生内心猜想的意识，学生的猜想就会如潮水般“汹涌”。比如：我们在“原电池”的探究教学中，首先让学生亲身体验一个趣味实验：让学生自愿到讲台前用舌尖感受西红柿电池产生的电流。接着又做一个实验：西红柿电池的导线两端连接一个二极管，结果二极管发光。上述神奇的趣味实验激发了学生学习的兴趣和猜想的欲望，学生争着猜想，主动进入有效的学习状态，收到了较好的学习效果。（二）构建轻松和谐的课堂氛围，使学生敢猜轻松和谐的课堂氛围会使整个课堂布满一种活生生的气息。学生在轻松和谐的课堂氛围中感觉到心理氛围是自由和安全的，就会心情舒畅，而不必花时间来保护自己，也不怕别人来责难，始终能按自己选定的目标不断进取，敢于发表意见、敢于猜想。比如我们在上述“原电池”的探究教学中（续），再向西红柿的两个孔中加入稀硫酸，发现二极管更加明亮，并且铜片表面冒气泡，而锌片表面没有气泡。提出问题：为什么锌片表面无气泡而铜片表面却冒气泡？学生在轻松和谐的氛围中大胆猜想：(1)Cu可能与稀硫酸反应，生成；(2)Zn、Cu连接后，Zn变不活泼了，Cu变活泼了，故Cu与稀硫酸反应，生成；(3)Zn、Cu连接后，Zn上的电子可能转移到Cu上，在铜极上得电子而发生反应，生成，等等。在判断猜想正确与否的途径上，学生提出了做实验、读课本、查资料等多种方法。整个学习过程，学生畅所欲言，思维活跃，具有开放性。课堂教学取得了良好的效果。（三）提供给学生思考的时间，让学生充分猜在课堂教学中，我们不放弃给每一位学生猜想的机会，让学生有充足的思考时间去大胆想象，充分发挥学生的主体作用。但不同的学生，知识、能力、对问题的看法、思维的敏捷性均不一样，提出不同的猜想所需的时间也不相同，教学时要让学生的思维充分发散，各抒己见；学生在猜想时还要不断地进行交流讨论甚至辩论，这也需要以一定的时间为保障。因此，在探究教学中要提供给学生充分的时间，充分发挥其想象力，提出各种可能的猜想。如果没有一定的时间保证，猜想只能匆匆进行，既不能使所有学生进行猜想，也不能使猜想达到应有的深度和效果。二、探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略（一）启发学生应用直觉思维法提出“猜想与假设”许多科学家和心理学家把科学创造思想归纳成这样一个模式：经验→直觉→概念或假设→逻辑推理→理论。可见，假设来自于直觉，而直觉并非一种神秘莫测的东西，高度的直觉能力来源于个人的学识和经验。学生在日常生活和学习中形成了大量的日常经验和知识，它们是学生进行猜想的直接来源和素材。比如笔者在“金属腐蚀”的探究教学中，提出“金属的腐蚀与哪些因素有关”这一问题时，学生根据已有的知识和生活经验，提出了以下猜想：(1)与氧气有关，因为家里的铁质菜刀放于空气中会生锈，可能被氧气氧化了；(2)家里的铁质菜刀切咸菜后未清洗发现易生锈，因此我想可能与电解质溶液有关；(3)纯铁不易生锈，不锈钢也不易生锈，因此可能与金属的成分和内部结构有关；(4)钢管在潮湿疏松的土壤中比在干燥致密不透气的土壤中易腐蚀，因此可能与氧气和电解质溶液都有关系，等等。这是一个以日常经验或事实为来源和素材应用直觉思维进行猜想的例子，是在高中化学科学探究教学中十分常见的一种猜想方法。其操作程序是：针对提出的问题一运用已有的经验一应用直觉思维法一提出猜想与假设。其已有的经验是指大脑中已有的知识、日常生活实例、实验现象等。这一案例说明猜想与假设不是异想天开，应该是依据一定的经验或事实，围绕提出的问题可能出现的结果而展开的。（二）启发学生应用类比法提出“猜想与假设”类比法属于逻辑思维方法，类比是根据两个（或两类）对象之间在某些属性上的相同或相似，类推出它们的其他属性可能相同或相似的一种逻辑方法，其形成结构是“个别→个别”，这种方法既借助已有知识，又超越其框架，将两个看似不相干的事物联系起来，进而产生新的信息、提出新的假设。比如在“硝酸能否与铜反应”的探究教学中，有些学生类比盐酸的性质作出猜想：硝酸与铜不反应；也有些学生类比硫酸的性质作出猜想：浓硝酸与铜会反应但没有氢气产生，而稀硝酸与铜不反应。这是一例根据学生已有的知识基础（硫酸和盐酸的性质），通过比较、类推，自主建构硝酸可能具有的性质的猜想与假设。之后通过实验论证其合理性，进而产生新的信息：稀硝酸与稀硫酸的性质又有差异（稀硝酸与Cu能反应），从而提出新的猜想。整堂课学生始终处于探究的兴奋之中，学习热情很高。（三）启发学生应用归纳法提出“猜想与假设”归纳法是指把具体个别的事物，分别加以综合，从而获得一般结论的方法；在逻辑学中，一贯把从个别走向一般的思维形式称为归纳。归纳法的客观基础是个性和共性的对立统一，个性中包含着共性，通过个性可以认识共性。在探究教学中可启发学生对一些经验和事实进行归纳、总结，从而提出猜想。比如在“盐溶液的酸碱性与盐的组成有什么关系”的探究教学中，首先以实验事实为背景，通过对溶液的酸碱性的测试，分组比较，归纳出都是强酸弱碱盐，都是强碱弱酸盐，都是强酸强碱盐，从而提出猜想：强酸弱碱盐溶液显酸性，强碱弱酸盐溶液显碱性，强酸强碱盐溶液显中性。接着引导学生从本质上分析盐溶液显酸碱性的原因，自主构建盐类水解的实质。通过这样的猜想进行的探究教学有利于加深对盐类水解的特征和规律的理解，其学习主动性和积极性更加有利于记忆和掌握。（四）启发学生应用演绎法提出“猜想与假设”与归纳法相反，演绎法就是把一般规律原理运用于特殊个别范围内以验证规律与原理的适用性的方法，即从一般到特殊。比如“葡萄糖的化学性质”一节的探究教学，提出猜想的方法就是典型的演绎法。先分析葡萄糖的结构，利用有机物结构中官能团的共性，提出猜想：葡萄糖既有醇羟基的性质又有醛基的性质。（五）启发学生应用