猜想在化學(xué)教學(xué)中的運用

什么是猜想，猜想是在對探究問題進(jìn)行分析、比較、聯(lián)想、類比、歸納等基礎(chǔ)上，依據(jù)已有的材料和知識作出符合一定經(jīng)驗事實和科學(xué)原理的推測性想象，是一種科學(xué)假說，這是科學(xué)探究中最具創(chuàng)造性的環(huán)節(jié)。猜想是探究的前提，沒有猜想的提出，探究就會失去方向和意義，也就無所謂探究。牛頓說過：“沒有大膽的猜想，就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)”。“猜想”決定了科學(xué)探究的方向，是創(chuàng)新思維的根本。麥克斯韋以理論為依據(jù)猜想電磁波的存在，從而帶動了赫茲等人的科學(xué)研究終于發(fā)現(xiàn)了電磁波。門捷列夫的大膽猜想，使元素周期表應(yīng)運而生。道爾頓和阿伏伽德羅的大膽猜想成就了化學(xué)上的原子和分子論。在《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，也把“猜想與假設(shè)”作為探究式教學(xué)法中的一個重要環(huán)節(jié)，很多教學(xué)案例都是先讓學(xué)生猜想再做實驗驗證。因此，引導(dǎo)學(xué)生合理地猜想就凸顯重要性。我們在教學(xué)過程中一定要教會學(xué)生如何進(jìn)行科學(xué)猜想，培養(yǎng)給力學(xué)生。

一、猜想需要有依據(jù)

猜想不是胡猜亂想，它離不開生活實際，不能違背科學(xué)的規(guī)律，不能發(fā)生科學(xué)原理性的錯誤。猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的知識和經(jīng)驗對問題中的事實尋求可能性的解釋過程，盡管所提出的猜想不一定是最終的科學(xué)結(jié)論，也可能是錯誤的，但對問題的成因的可能猜想仍需要一定的依據(jù)，依據(jù)之一是我們已有的經(jīng)驗和知識，依據(jù)之二是事實和科學(xué)原理。教學(xué)中我們要讓學(xué)生的猜想，能猜之有“據(jù)”，想之有“理”。

如：某同學(xué)對堿式碳酸銅Cu2（OH）2CO3受熱分解后的黑色產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。

提出問題：黑色產(chǎn)物的成分是什么？

猜想依據(jù)：化學(xué)變化中元素種類不變，且CuO和C都是黑色固體。

提出猜想：①可能是CuO；②可能是C；③可能是CuO和C的混合物。

如果猜是Fe3O4那就是胡猜亂想了。

再如：學(xué)校化學(xué)課外活動小組在一次探究性實驗中，將一種金屬投入盛水的燒杯中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)劇烈并有大量氣體生成。根據(jù)所學(xué)知識猜想氣體可能是什么氣體？

分析：根據(jù)金屬活動順序和化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒定律猜想，產(chǎn)生的氣體只可能是來自水，而水由H、O元素組成的，則產(chǎn)生的氣體：①可能是H2；②可能是O2；③可能是H2和O2的混合氣或是水蒸汽。不可能猜成CO2等其他氣體。

又如：探究銅絲在酒精燈火焰上灼燒后形成的黑色物質(zhì)是什么時，先將銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，再觀察，看到黑色的物質(zhì)。然后引導(dǎo)學(xué)生猜想，找出猜想的依據(jù)。分析：依據(jù)質(zhì)量守恒定律，分析酒精燃燒和銅絲氧化兩個變化反應(yīng)物中的元素，從而得出猜想，黑色物質(zhì)可能是“炭黑”和“氧化銅”中的一種或兩種，而不能瞎成“四氧化三鐵”。

當(dāng)然，教師要要善于引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、比較、實驗、歸納、類比等多種手段提出種種猜想，熟練運用特殊化猜想、一般化猜想、類比猜想、歸納猜想等猜想技法，使學(xué)生逐步學(xué)會猜想的方法與分析尋找猜想的依據(jù)或根源。要讓學(xué)生從中學(xué)會模仿科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)的探究的方法。

二、營造民主氛圍，鼓勵大膽猜想

要讓學(xué)生敢猜就是要努力營造和諧民主的學(xué)習(xí)氛圍。美國教育家心理學(xué)家羅杰斯指出：“有利于創(chuàng)造活動的一般條件是心理的安全和心理的自由”；“成功的教學(xué)依賴于一種真誠的理解和信任的師生關(guān)系，依賴于一種和諧安全的課堂氛圍。”因此，教師要善于營造一種寬松、和諧、民主的教學(xué)環(huán)境，讓師生處于一種平等的地位。放手讓學(xué)生充分討論，一個問題可以有多種答案，要鼓勵學(xué)生從多角度進(jìn)行回答，引發(fā)持不同意見者的反駁，從而使學(xué)生之間各持己見，創(chuàng)新性的見解往往就在學(xué)生的各抒己見之中。教師要鼓勵學(xué)生大膽地猜想，既然是猜想，就有對、有錯，想錯了不要緊。課堂實驗探究時，無需學(xué)生對所提問題作出全面的猜想，即不一定需要作出的所有猜想中必須要有一個猜想是正確的，只要其與問題相關(guān)、合理即行。這樣不至于使學(xué)生產(chǎn)生心理壓力，能毫無拘束地大膽發(fā)言，充分展現(xiàn)自己的真實想法。教師盡可放手讓學(xué)生辯論，或許一方被說服，或許各不相讓，學(xué)生的熱烈討論之時，往往是學(xué)生發(fā)散思維最為活躍之際，學(xué)生思維的火花才會開始綻放，各種猜想才會產(chǎn)生。

三、創(chuàng)設(shè)猜想環(huán)境

教師在探究式教學(xué)的設(shè)計中，主要的任務(wù)就是根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)有知識，生活經(jīng)驗，感性認(rèn)識，化學(xué)現(xiàn)象與特征等創(chuàng)設(shè)問題情景，激起學(xué)生探究的求知欲望，誘導(dǎo)學(xué)生對探究問題，提出盡可能多的，能找到一定依據(jù)的猜想。

如：在教學(xué)二氧化碳性質(zhì)時，要引導(dǎo)學(xué)生對二氧化碳性質(zhì)的猜想，我在教學(xué)中首先讓學(xué)生實驗制取幾瓶二氧化碳，然后讓學(xué)生根據(jù)二氧化碳的制取過程、方法以及原有的知識和生活經(jīng)驗，去猜想二氧化碳有哪些性質(zhì)。這樣做的目的就是為學(xué)生猜想創(chuàng)造猜想的環(huán)境，讓學(xué)生從操作中想想：為什么這樣做？為什么這樣收集氣體？為什么這樣檢驗氣體是否收滿？為什么不用其他方法收集？等等。

下表就是我引導(dǎo)學(xué)生對二氧化碳性質(zhì)作出的部分猜想及其依據(jù)。

然后針對以上的猜想引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗進(jìn)行驗證和探究。

以上的猜想有理有據(jù)，避免毫無根據(jù)的胡猜亂想。這樣通過創(chuàng)設(shè)猜想環(huán)境引導(dǎo)學(xué)生猜想，才有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，才有利于培養(yǎng)學(xué)生有據(jù)猜想的習(xí)慣。

四、給學(xué)生提供必要的點撥

當(dāng)學(xué)生的猜想與所提問題脫節(jié)時，教師應(yīng)適時地進(jìn)行點撥，否則就會出現(xiàn)胡猜亂想。教師的點撥要建立在學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗之上。唯有這樣，點撥才能起到效果。其次，點撥要適度，點撥過多了會束縛學(xué)生的思維，而點撥過細(xì)了則會代替學(xué)生的思維。因此，教師的點撥既要做到適時又要做到適度。就是要讓學(xué)生會猜。教師在設(shè)計猜想情景時可恰如其分的啟發(fā)誘導(dǎo)，但又不能點撥過多，以免束縛學(xué)生的思維空間。要恰當(dāng)處理對猜想的誘導(dǎo)點撥與發(fā)散思維的關(guān)系。

如：將鐵釘浸沒在試管里的食鹽水中，一段時間后，發(fā)現(xiàn)試管底部出現(xiàn)了黑色粉末。

李筱同學(xué)對此黑色粉末的組成做了如下幾種猜測：①Fe；②Fe2O3；③Fe3O4；④FeCl3；⑤數(shù)種物質(zhì)的混合物。你認(rèn)為李筱同學(xué)的上述猜測中，不做實驗就可以排除的是什么？你認(rèn)為黑色粉末還可能是什么？教師在點撥時可提示學(xué)生向著黑色不溶物的方向進(jìn)行猜想，但不要幫助學(xué)生分析鐵釘?shù)慕M成和備選物質(zhì)的性質(zhì)，以免限制學(xué)生的思維創(chuàng)造性。

再如：探究蘋果“生銹”的原因。

鐵暴露在空氣中會生銹。將蘋果切開后不久，蘋果也會“生銹”——果肉上會產(chǎn)生一層咖啡色的物質(zhì)，像生銹一樣。

對切開的蘋果“生銹”與哪些因素有關(guān)？同學(xué)有以下猜想。

①可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的O2作用而“生銹”；

②可能與空氣沒有關(guān)系，只是果肉內(nèi)的物質(zhì)自身相互反應(yīng)而“生銹”；

③可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的N2作用而“生銹”；

④可能是果肉中的物質(zhì)與空氣中的CO2作用而“生銹”。

學(xué)生結(jié)合已有的生活經(jīng)驗，很容易想到，也只會想到蘋果“生銹”可能是果肉中的物質(zhì)遇O2作用的緣故。難道空氣中只有O2嗎？教師適時的這一點撥，下面的猜想便自然得出。

總之，在教學(xué)過程中，我們不但要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的猜想、有根有據(jù)的猜想；還要給學(xué)生創(chuàng)造適時的猜想環(huán)境、營造民主氛圍，還要給予必要的點撥，積極培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)猜想的習(xí)慣；這樣培養(yǎng)出的學(xué)生才會是給力的。