摘 要:新課程改革強調(diào)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提倡開展以探究式學(xué)習(xí)為核心的多樣化學(xué)習(xí),“猜想假說”是探究式學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。“猜想假說”是依據(jù)已有的化學(xué)相關(guān)資類、客觀事實和科學(xué)理論對探討的化學(xué)問題解決所做出的一種可能的猜想、假設(shè)、推斷和判斷。據(jù)此調(diào)計的典型課例充分體現(xiàn)了“猜想假說”的思想。學(xué)生在化學(xué)探究式學(xué)習(xí)中通過猜想、假設(shè)、檢驗、思維的訓(xùn)練逐漸形成一種較強的思維能力、批判能力和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞:猜想假說;化學(xué)教學(xué);探安式學(xué)習(xí);教學(xué)模式
一、問題的提出
基礎(chǔ)教育課程改革強調(diào)改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提倡開展以探究式學(xué)習(xí)為核心的多樣化學(xué)習(xí),而“猜想假說”恰是探究式學(xué)習(xí)的核心環(huán)節(jié)和要素,也是在課改中較難攻克和實現(xiàn)突破的一個環(huán)節(jié)。但一些一線教師深感在實際教學(xué)中此環(huán)節(jié)缺乏一定的理論指導(dǎo),并且缺乏具體操作性。化學(xué)教學(xué)的學(xué)科特征是以實驗為基礎(chǔ),這恰為“猜想假說”在探究式學(xué)習(xí)中的運用提供了良好的載體及操作平臺?!安孪爰僬f”是一種方法,一種策略,一個過程。學(xué)生在化學(xué)探究式學(xué)習(xí)中通過猜想假設(shè)檢驗思維的訓(xùn)練,可以逐漸形成一種較強的思維能力,批判能力,一種分析問題、解決問題的能力。一種創(chuàng)新能力和實踐能力。本文作者認(rèn)為,此方面的研究將有利于突破制約探究式學(xué)習(xí)實施中的瓶頸問題。
二、“猜想假說”在化學(xué)探究式學(xué)習(xí)中的作用
以“猜想假說”為核心的化學(xué)探究式學(xué)習(xí),既注重學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果,更注重學(xué)生學(xué)習(xí)的過程,它是依據(jù)已有的化學(xué)相關(guān)資料、客觀事實和科學(xué)理論,對探討的化學(xué)問題解決所做出的一種或幾種可能的猜想、假設(shè)、推斷和判斷。假說是科學(xué)探究活動的出發(fā)點,可使探究活動有方向,而不致在紛繁的變化和現(xiàn)象中迷失,知道探究性學(xué)習(xí)應(yīng)該做些什么,因而是科學(xué)探究最主要特征之一。正如恩格斯所指出的“只要自然科學(xué)在思維著,它的發(fā)展形式就是假說?!痹趩栴}探究中,由于要求學(xué)生大膽地進(jìn)行想象和推測,發(fā)表自己的見解,因而更有利于學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們越來越意識到假說在教育中的特殊意義。美國著名教育改革家布魯納反復(fù)指出:“教學(xué)理論必須考慮這個事實,課程不但要反映知識本身的性質(zhì),而且要反映求知者獲得知識過程的性質(zhì)?!边€進(jìn)一步指明:“為了學(xué)習(xí)怎樣在最后作出聰明的推測,是否應(yīng)該鼓勵學(xué)生猜想呢?也許有某種情境,其間猜想是相宜的,并且可以促使直覺思維向合理程度發(fā)展。當(dāng)學(xué)生不能立刻說出正確答案時,他們進(jìn)行猜想不比目瞪口呆好嗎?直截了當(dāng)?shù)卣f.應(yīng)該給學(xué)生一定的訓(xùn)練,認(rèn)清猜想的似合理性。在自然科學(xué)和普遍生活中,我們常常被迫根據(jù)不完全的知識去行動,我們不得不去猜想?!薄安孪爰僬f”在化學(xué)探究式學(xué)習(xí)中的運用對傳統(tǒng)的應(yīng)試教育是一個直面的、尖銳的挑戰(zhàn)。那么現(xiàn)實教學(xué)中我們?nèi)绾尾僮髂?以往的教學(xué)在實踐上往往缺乏明顯的指向性,我們說應(yīng)該多給學(xué)生一點想象的空間,多一分參與的熱情,讓他們盡情發(fā)揮自己的想象力,通過猜想假說在化學(xué)探究活動中證實自己的想法,檢驗自己的假設(shè),突破思維定勢,形成批判的認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的能力,逐步形成創(chuàng)新能力。
三、“猜想假說”的化學(xué)教學(xué)模式及運用
假說一般都是綜合性、創(chuàng)造性很強的系統(tǒng)化知識體系,對于學(xué)生來說,顯然不能有這種過高的要求。而應(yīng)在教師的啟發(fā)下,經(jīng)過對課題的各個層次的分別探索,在完成各種級別的假說的基礎(chǔ)上再進(jìn)行真正的富有創(chuàng)見性的假說研究,這樣可以使學(xué)生的思維更具科學(xué)性和合理性。一個假說的提出要建立在一定的實驗事實基礎(chǔ)之上,從初步確定假定到提出假說再到檢驗假說是一個思維的過程,它需要學(xué)生搜集大量的資料,大膽地進(jìn)行想象和推測,動手做化學(xué)實驗,發(fā)表自己的見解,得出結(jié)論(正確的或是錯誤的),總結(jié)成功或失敗的原因等等。在這個過程中,離不開老師的引導(dǎo)和啟發(fā)。我們在相關(guān)理論和化學(xué)教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上,提出亍基本的假說教學(xué)模式框架如下:
以上對化學(xué)教學(xué)中假說方法的基本框架做了構(gòu)畫,通過這些過程,教師能夠從總體上做好教學(xué)設(shè)計和準(zhǔn)備,也能將假說與其他環(huán)節(jié)加以有機聯(lián)系,從而建立健全化學(xué)教學(xué)的動態(tài)基本結(jié)構(gòu)。常見的模式框架如:
下面我們節(jié)選一具體案例進(jìn)行說明。該課例初步嘗試了猜想假說教學(xué)方法在化學(xué)教學(xué)中的運用。
課例 金屬Na與HO反應(yīng)的實驗探究片斷
[提出問題]金屬鈉保存在煤油中,而不是在水中,金屬鈉與水可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),那么如果反應(yīng)的話,生成什么呢?我們對其反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行探究。
[收集資料]教師捉供給學(xué)生部分實驗藥品和儀器:金屬Na、H0、酚酞、燒杯、尖嘴石英導(dǎo)管、棉團、木條、火柴等,同時教師在學(xué)生設(shè)計實驗過程中,作為幫助者、協(xié)作者,提醒學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象,并作記條以及注意實驗基本操作方法。
[學(xué)生實驗、活動]學(xué)生在設(shè)計實驗過程中,有的小組簡單地把一小塊金屬鈉放到裝有水的燒杯中;有的小組做了對比實驗,在相同條件下,在其中一個燒杯中放人幾滴酚酞,發(fā)現(xiàn)了不同的實驗現(xiàn)象:滴入酚酞的燒杯中水的顏色變紅,大家一致認(rèn)為有堿生成,而且—定是NaoH(看得出,他們?yōu)樽约旱陌l(fā)現(xiàn)而激動不已);此時小組之間展開了熱烈的討論,在一次次實驗后改進(jìn)裝置;有的小組同學(xué)觀察金屬鈉的小球在水面上向各個方向迅速游動,認(rèn)為有氣體產(chǎn)生,但如何收集這種氣體并檢驗它的“身份”呢?此時全班同學(xué)討論的話題頃刻間聚焦于此。
猜想假設(shè) 教師在一旁啟發(fā):反應(yīng)前有哪些元素參加,反應(yīng)后元素的種類不變,可能會產(chǎn)生何種氣體呢?(引導(dǎo)學(xué)生去猜想,可能有幾種假設(shè)情況呢?)學(xué)生恍然大悟。在實驗室同學(xué)們給出了兩種答案:H、O。教師點點頭,表示肯定,“都有道理,接下來大家分組設(shè)計實驗,證明自己的觀點,通過化學(xué)實驗進(jìn)一步檢驗?zāi)銈兊募僭O(shè)是否成立!”在學(xué)生初步建立假說之后,引導(dǎo)學(xué)生通過收集實驗資料和事實檢驗自己的假說是否成立?!?br/> 檢驗假設(shè) 學(xué)生自行設(shè)計實驗方案,梭驗自己的假設(shè)是否成立。(直接檢驗假說)
小組1:假設(shè)產(chǎn)生的氣體是O,學(xué)生把黃豆粒大小的鈉放在尖嘴石英導(dǎo)管管口,并用小團棉花堵住管口(以免金屬鈉滑落下采),并將其插入水中。發(fā)現(xiàn)金屬鈉迅速與水反應(yīng),此時用帶火星的木條靠近尖嘴導(dǎo)管的尖嘴處,帶火星的木條沒有復(fù)燃。沒有如他們所愿,假設(shè)不成立,他們不得不口服心服:產(chǎn)生的氣體不是O,可能是H,繼續(xù)檢驗。
小組2:假設(shè)產(chǎn)生的氣體是H,學(xué)生按照同樣的方法收集氣體,只是待反應(yīng)開始一段時間后,把燃著的木條移近尖嘴導(dǎo)管的尖嘴處,然后移開,發(fā)現(xiàn)氣體燃燒,并伴有淡藍(lán)色火焰,此時學(xué)生們毫不猶豫地斷定:Na與H0反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是H,原假設(shè)成立。學(xué)生們滿臉的自豪和喜悅。
得出結(jié)論,表達(dá)交流 各小組匯報自己的實驗方案和設(shè)計意圖,并闡述自己得出的結(jié)論及在實驗中的成功與失敗。
師生共同總結(jié)歸納 2Na+2HO=2NaOH+H↑
[整合應(yīng)用]教師引導(dǎo)學(xué)生從另一個角度推測產(chǎn)生氣體的組成:同學(xué)們能否從我們剛剛學(xué)過的氧化還原反應(yīng)的角度,也就是從理論的角度來分析N。與H20反應(yīng)產(chǎn)生了何種氣體呢?Na十HO→NaOH+?↑教師引導(dǎo)學(xué)生觀察反應(yīng)中各種元素化合價的變化,Na在反應(yīng)后生成了NaOH,Na原子失去了電子,化合價升高,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的理論,必有另一種元素得到電子,化合價降低,那么是HO中的氫元素還是氧元素呢?H0中的氧元素已經(jīng)是—2價了,不能再降了,所以只能是HO中的氫得到電子,由+1價降低為單質(zhì)的O價。所以生成的氣體應(yīng)該是H,這與我們親自實驗得到的結(jié)論是一致的。這也說明實驗再一次驗證了理論的正確性。(間接檢驗假說)
[評析]這樣的教學(xué)設(shè)計起到了畫龍點睛的作用,使學(xué)生不僅掌握了化學(xué)基礎(chǔ)知識,更重要的是通過積極動口、動手、動腦,初步學(xué)會一種建立假設(shè),檢驗假設(shè)的方法,提高了他們的變向發(fā)散思維能力,培養(yǎng)了他們分析問題、解決問題的能力。
(惻記)在化學(xué)教學(xué)中實施“猜想假說”的教學(xué)方法和策略,經(jīng)過這樣的訓(xùn)練,學(xué)生逐漸改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式,敢于提出問題,敢于大膽猜測假設(shè),有時會因為某個化學(xué)問題與同伴爭個面紅耳赤他們逐漸習(xí)慣了用化學(xué)實驗,用事實來證明自己的猜想和假設(shè)。在這樣的教茍學(xué)的過程中,學(xué)生的探究技能得到了增強,在后續(xù)的學(xué)習(xí)中,學(xué)生的表現(xiàn)越來越有獨立性了,如在Na0與H0反應(yīng)的實驗探究學(xué)習(xí)中,他們知道自己提出假說,并用化學(xué)實驗去驗證它,從而得出正確的結(jié)論。在知識和能力上形成了積極的正遷移。同時還能夠模仿Na與H0反應(yīng)實驗探究中的方法,從氧化還原理論的角度來推測和驗證實驗得出的結(jié)論。我們覺得誼是非??上驳倪M(jìn)步。這些科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度的獲得和葬成對這些學(xué)生來說是至關(guān)重要的,而且是終身受益的!
在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,我們也意識到:假說的提出往往不是那么輕而易舉的。在提出假說的過程中,學(xué)生的思維過程及方式往往是決定假說方法教學(xué)勝敗的關(guān)鍵。除了教師的正確引導(dǎo),更重要的是在假說的過程中,具體思維方祛的運用、組合吸豐富的想象力;—定的邏輯思雄能力。如在“金屬Na與HO反應(yīng)的實驗探究”的化學(xué)教學(xué)中,學(xué)生根據(jù)各自已有的知識提出兩種不同的假泌(一部分同學(xué)認(rèn)為生成的氣體是H,—部分同學(xué)認(rèn)為生成O;為了驗證自己的假說是否成立,兩組學(xué)生運用化學(xué)實驗進(jìn)行檢驗,最后得出正確的結(jié)論(Na與H0反應(yīng)生成H),拋棄了錯誤的假說,(Na與H0反應(yīng)生成O)。在這個過程中,學(xué)生的認(rèn)知思維水平得到了訓(xùn)練和提高。
四、小結(jié)
猜想和假說方法在化學(xué)探兜式教學(xué)中具有不可忽視的作用;它具有一定的科學(xué)性,創(chuàng)造性,具有較強的推測性。在教學(xué)中具有很好的理論價值和實踐意義。本文從理論和實踐的角度初步探討了“猜想假說”教學(xué)方法在化學(xué)探究式學(xué)習(xí)中的運用與實施,并且提出了教學(xué)模式框架。盡管研究的深度還不夠,但不容置疑的是,該教學(xué)方法的確是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一條可行性策略和途徑,它更是一個過程,在這個過程中,學(xué)生可以逐步形成分析問題、解決問題的能力,形成較強的批判能力和敏銳的批判眼光。它在教學(xué)中極具操作性,可行性,可以為中學(xué)化學(xué)教師在實際教學(xué)中提供具有指向性和操作性的理論支持。希望能為中學(xué)化學(xué)教學(xué)以點滴啟