淺談在化學教學中讓學生展開猜想的翅膀

戴 建

[摘要] 對學生猜想能力的培養是化學科學探究過程中的一個重要任務,是培養創造性人才的重要途徑。本文詳細探討了如何在化學教學中培養學生的猜想能力,讓學生邁出科學探究的第一步。

[關鍵詞] 化學教學 猜想 科學探究

以培養創新精神和實踐能力為重點的素質教育,著眼點是改變學生的學習方式,在指導學生掌握基礎知識和基本技能的同時,培養學生主動學習、積極探究的意識和能力。猜想、探究是新課程積極倡導的一種重要而有效的學習方式,科學探究的課題選定后,則要對問題可能的答案或結果作出合理的猜想。猜想是在對探究問題進行分析、比較、聯想、類比、歸納等基礎上,依據已有的材料和知識作出符合一定經驗與事實的推測性想象的思維方法,是一種準科學假說的理性思維形式,這是科學探究中最具創造性的一環。對學生猜想能力的培養是化學科學探究過程中的一個重要任務,是培養創造性人才的重要途徑。本文則淺談如何在化學教學中培養學生的猜想能力,讓學生邁出科學探究的第一步。

一、創設自主探究氛圍,營造自由猜想天地

教育家羅杰斯指出:“有利于創造活動的一般條件是心理的安全和心理的自由”,因此要讓學生好猜,教師應善于營造一種寬松的教學環境,讓師生處于一種平等的地位,放手讓學生充分討論。一個問題可以有多種答案,要鼓勵學生從多角度進行回答。例如,“著名化學家羅伯特?波義耳在一次實驗中,不小心將鹽酸濺到紫羅蘭花瓣上,過了一會兒,他驚奇地發現,紫色的花瓣上出現了紅點。波義耳對這一意外的發現作出了各種猜想假設……對紫羅蘭花瓣遇鹽酸變紅的現象,你有哪些猜想假設?試以實驗驗證。”此題用心剖析不難看出,問題中涉及了“鹽酸”與“紫羅蘭花瓣”,它們相互作用的結果是花瓣變紅色的現象。鹽酸是酸類中的一種,因而猜想一:其他酸也能使紫羅蘭花瓣變紅嗎?從異類物質性質得出猜想二:堿溶液能使紫羅蘭花瓣變色嗎?猜想三:中性溶液能使紫羅蘭花瓣變色嗎?同理不難得出猜想四:鹽酸能使其他種類的花瓣變色嗎?通過探究實驗可一一證實猜想是否正確。

二、利用探究成功的激勵,培養學生猜想的興趣

教育家夸美紐斯說“興趣是創造一個歡樂和光明的教學環境的主要途徑之一”,初中學生好奇心極強,但又缺乏理性,不穩定。通過成功激勵,培養猜想興趣,寓教于樂趣中,才符合初中學生的生理、心理特點,使學生在輕松而情緒高昂的心理狀態下進行猜想探究。猜想的運用可以使課堂氣氛活躍,激發學生參與科學探究、積極實驗的興趣,發揮了學生的主體作用,調動了學習積極性。如在金屬活動順序表中,位于前面的金屬能將位于后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來,但一般將鉀、鈣、鈉三種金屬除外。為什么要將他們除外呢?假如將金屬鈉投入到硫酸銅溶液中將會發生什么現象呢?學生們紛紛猜想:多數認為會生成紅色固體(銅);少數說無沉淀生成;極少數猜有藍色沉淀。于是分組探究:在盛30 mL硫酸銅溶液的燒杯中投入一粒綠豆大的鈉,觀察現象后生交流:產生藍色沉淀同時有大量氣泡產生,氣體燃燒了,杯壁變熱。由此學生得出:鈉和硫酸銅反應不會置換出單質銅。追問:藍色沉淀可能是什么?它是如何生成的?它能引領探究走向深入。生猜想:藍色沉淀可能是Cu(OH)₂,若是則Cu²⁺源于CuSO₄,OH^-應來自新生成的堿,由Na、H₂O、CuSO₄可推測,鈉可能會和水反應而生成NaOH和H₂。再由酚酞試液變紅驗證Na和H₂O生成了NaOH。當猜想與實驗結果相吻合時,學生通過努力領悟到科學家們探索成功的喜悅,學生的自信心和自覺性得以提高。有了成功的心理體驗,學生對猜想就會產生濃厚的興趣。及時對學生的猜想給予激勵性評價,對學生的猜想興趣的培養能起到事半功倍的效果。

三、創設問題情景,鼓勵大膽猜想

創設問題情景,是探究性學習的第一要素,情景的創設,生活經驗的提煉也是猜想的重要鋪墊。給學生創設猜想的情景,可以有效地激發學生產生思維火花,調動學生的想象力、記憶力、理解力去全面感知事物,為最終得到結論作好準備。鼓勵學生大膽猜想,猜錯也不要緊,只要有對的成分就要鼓勵表揚。如在探究質量守恒定律時創設的問題情景是:猜想物質反應前后質量的關系:增加?減少?還是相等?教師要鼓勵學生大膽地猜想,既然是猜想,就有對、有錯,想錯了不要緊,這樣不至于使學生產生心理壓力,能毫無拘束地大膽發言,充分展示自己的真實想法,如有的學生認為減少了,因為蠟燭燃燒后變短了;有的學生認為增加了,如鐵生銹;也有的學生感覺相等。這種自由式的發言極易引發持不同意見者的反駁,從而使學生之間各持己見。此時盡可放手讓學生辯論,或許一方被說服,或許各不相讓,矛盾越激烈,學生越渴望得到正確的結論。由此順利進入下一環節:解決矛盾的方法——實驗探究。有效的問題情景能激發學生的認知和情感,營造學生渴望生成新知的認知環境,啟發學生的思維,讓學生迅速投入到課堂教學狀態中去。

四、巧妙設題,進行猜想訓練

教師要從現實生活中的細微之處設置相應猜想題目,設計出讓學生自由討論的題目,設計出可以有多種答案,并能澄清學生模糊的、錯誤認識的題目,設計出學生可能產生創造性見解(即猜想)的題目,有意識地促進養成學生積極思維、積極猜想的習慣。盡管問題很容易猜到,也不要放棄訓練的機會。例如,對空氣中二氧化碳的含量會不會改變的猜想探究,對怎樣防止自行車棚銹蝕的猜想探究。此外運用猜想求解難題,如在解答一些難度較大的題目時,學生根據自己的經驗、已有知識和直觀感覺,猜想答案,驗證答案也不失為一種優秀的思維方法,可達到柳暗花明又一村的效果,通過對猜想思維的反復訓練和對猜想探究的成功體驗,能培養和提高學生的猜想興趣和能力,使學生的猜想擺脫某些表面感性的錯覺而上升到理性的境界。教師要注意不斷提高猜想題目的設置能力和總結猜想思維方向,特別是對學生中的創新猜想思維的總結,以便提高以后教學的效率和質量。

五、恰當點撥,引導猜想方向

猜想必須沿著正確的方向,要恰當處理對猜想的誘導點撥與發散思維的關系。筆者在多年運用猜想進行化學教學的過程中發現,學生對猜想情景提供的信息有時抓不住主要矛盾,而是漫無邊際地異想天開,甚至胡思亂想。這就要求教師在設計猜想情景時輔以恰如其分的啟發誘導,循循善誘但又不能點撥過多,以免束縛學生的思維空間。例如,將鐵釘浸沒在試管里的食鹽水中,一段時間后,發現試管底部出現了黑色粉末。某同學對此黑色粉末的組成做了如下幾種猜測:①Fe;②Fe₂O₃;③Fe₃O₄;④FeCl₃;⑤數種物質的混合物。你認為在該同學的上述猜測中,不做實驗就可以排除的是什么?你認為黑色粉末還可能是什么?教師在點撥時可提示學生向著黑色不溶物的方向進行猜想,但不要幫助學生分析鐵釘的組成和備選物質的性質,以免限制學生的思維創造性。

總之,化學教學的一個重要的任務是培養學生放射性思維、大膽想象的科學精神。猜想是一種重要的思維方法,是創新、創造的前奏,是培養創造性思維能力和創造型人才的前提和保證。猜想是進行科學探究的關鍵。在教學中,應積極提供猜想的機會,創造猜想的條件,鼓勵學生展開猜想的翅膀,引導他們嚴謹思考,發散求異,敢于創新,同時學會進行討論、交流、總結,從而有效地提高科學素養,促進化學教學改革和實施新課程。