化學物質的教學中對學生猜想和假設能力培養的研究

摘 要：本文以建構主義為理論依據，嘗試在化學物質的教學中培養學生的猜想與假設能力。筆者通過PAT量表法對學生的猜想與假設能力進行前后測。實驗數據表明，學生的猜想與假設能力能有所提高，尤其是學生的化學學習興趣有較大提高。

關鍵詞：化學物質教學 猜想與假設

一、相關概念的界定

1. 猜想

猜想是在觀察和實驗的基礎上，根據已有的科學知識和經驗事實對未知的事實進行理性思維作用而做出的猜測性推斷。猜想中具有很多超邏輯因素，但只有在充分邏輯思維作用下，才能導致思維的復現、想象、直覺，從而做出猜想。猜想用準確的科學語言、邏輯形式表達出來就成為具體假設。

2. 假設

《現代漢語詞典》對“假設”的解釋是：科學研究中對客觀事物的假定的說明，假設要根據事實提出，經過實踐證明是正確的就成為理論。在科學探究中，假設是對觀察現象的一個假定性的解釋或者說是對所提出的科學問題的一個推測性的答案。假設是試圖對所觀察現象的原因或對實驗將要出現的結果做推測，假設要有一定的根據，或者是觀察事實的根據，或者是原有知識經驗的根據。假設是要符合邏輯的，形成假設要有一個推理的過程，并且要有相關的實驗或其他實證研究的工作緊隨其后以驗證假設是否成立，做出合理的假設可使求證意識與邏輯推斷能力得到提高。猜想比假設更廣泛，表達的言語更自由。對中學生來說，猜想和假設在實際探究活動中往往不斷反復，彼此交融，相互融合。

3. 假設與假說

假設指從已有的事實材料和科學原理出發，對事物（現象）存在的原因或規律作出有根據的假定性說明。假說是科學發展的形式，是科學理論形成的重要階段。假設和假說既有區別又有聯系。假設是科學假說的雛形和胚胎，是對所研究的客觀事物本質和規律的一種初步設想，而科學假說則是假設的驗證結果，是已經達到了的“假設的學說”，它已經進一步升華為理論形式了。它們的關系可用下圖表示：

建構主義認為，知識并不是對現實的準確表征，它只是一種解釋、一種假設，不是問題的最終答案，科學知識絕對不是一成不變的絕對真理，而是相對真理。任何科學的發展都是隨時間推移不斷地繼承和揚棄的過程，它必將隨著人們認識程度的深入而不斷地變革、升華和改寫，出現新的解釋和假設。在探究活動中，特別是在提出猜想與假設的階段，學生實際上就是根據已有的認知結構，綜合、分析、比較相關的外在信息，從不同角度積極主動建構所研究問題的意義，從而把握事物（科學現象）的本質。

二、研究方法

高一的兩個班，一個重點班45人，一個普通班56人。實驗班為普通班，在《化學必修一》第三、四章采取“猜想與假設”能力培養的教學方式教學，重點班為對照班采用常規教學策略，經過兩個月的教學實踐。對研究對象的“猜想與假設”能力，化學學習興趣，化學學習成績進行前后測。對“猜想與假設”能力的測量用的是廣西師范大學化工學學院文慶城、許應華的《化學猜想與假設能力的PTA量表》。化學學習興趣的量表借鑒了徐承先編的《高中生化學學習興趣量表》，編制了兩份高中學生化學學習興趣的調查問卷。陳述句分為2類：一類是肯定性陳述，如“我覺得每周開設的化學課程太少，心里盼望著能多上兒節化學課”，那么選擇(A)完全同意、B)基本同意、C)基本不同意、D)完全不同意的得分分別為7分、5分、3分、1分；另一類是否定性陳述，如“如果課前得知化學課不上了，我會很高興”，那么選擇(A)完全同意、B)基本同意、C)基本不同意、D)完全不同意的得分分別為1分、3分、5分、7分。自制量表滿分一百分，化學學習成績以研究對象的入學成績和檢測成績獲取數據，以研究猜想與假設的教學策略對這三個因變量的影響。在此實驗中，教學時間、進度、教師、教材都保持了一致。

三、研究意義

現階段對探究過程或者技巧能力等有好幾種分類，比如美國科學促進協會認為完整的一個探究活動應該有：觀察、測量、應用數據、分類、應用時空關系、交流、推理、預測、解釋數據、建立模型、下定義、建立假設、控制條件和實驗等14種具體的過程技能。許應華、文慶城認為中學生科學探究能力是由提出問題能力、猜想與假設能力、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等8種能力構成。鄭長龍教授提出三過程說，還有研究者提出五過程說、七過程說。正所謂仁者見仁，智者見智。但不管對科學方法或探究技能做怎樣的分類，猜想與假設都科學探究的核心環節，同時又是學生認識事物（現象）的第一步自我式判斷，是使學生思維發散的最為活躍的階段，它在一定程度上決定著探究的方向。在整個探究過程中起著承上啟下的作用，同時也是學生在思維層面上探究的關鍵一環。猜想與假設環節在科學探究的過程中起著舉足輕重的作用。甚至有研究者認為學生的創造力取決于猜想與假設的能力。恩格斯也曾經說過：只要自然科學在思維著，它的發展形式就是假說。

本研究試圖了解學生在化學物質的學習中是如何進行猜想與假設的，通過化學物質的探究性教學尋求比較有效的培養學生的猜想與假設能力化學教學策略。探討猜想、假設的能力與化學成績、學習興趣的關系，對改進中學化學教學、推動當前的基礎教育課程改革，具有十分重要的意義。

四、數據處理

表二：“猜想與假設”前測能力等級（猜想與假設能力的等級評定：A.強：9分及9分以上；B.較強：8分；C.一般：6分和7分；D.較差：4分和5分；E.差：3分及3分以下。）

結論

以上數據我們可以看出：學生的猜想與假設的能力普遍比較弱，但重點班的要稍微好于普通班。通過一段時間的在化學物質的教學中有意地進行猜想與假設能力的培養，實驗班的探究能力有較大的提高，尤其是E等級的學生人數有較大的下降，從實驗前的31降到了23，而且有兩個人達到了較強的B等級，而對照班各個等級的人數變化都不是很大。所以我們得出這個結論：猜想與假設的能力能通過探究性的物質教學的猜想與假設能力的培養而得到提高。尤其值得注意的是實驗班學生的化學學習興趣和學習成績都有較大的提高，這也是我們一線教師繼續實施探究性教學的動力。

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