浅谈科学探究中的猜想与假设

王占德
课程改革实施以来,科学探究作为化学教学课堂改革的一个亮点,越来越被广大教育者所重视。在化学课堂上,学生通过“提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流”八个环节进行科学探究活动,对他们发散性思维和创新精神的培养起到了重要作用。下面我就科学探究中的猜想与假设这一环节谈谈自己的体会。
一、猜想与假设在科学探究中的意义
猜想与假设是科学探究的起始阶段,是智力活动中最具活力的环节,往往是创新的萌芽和开始。猜想需要有丰富的想象力。爱因斯坦说过,想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,推动着社会的进步,并且是知识进化的源泉。因此,猜想在科学探究中具有重要的意义,它是科学探究的出发点和内在动力。
二、猜想在科学探究中的作用
猜想在知识的形成过程中是一个不可缺少的环节。在化学教学中,猜想的作用主要表现在以下两个方面。
1.猜想能促进学生积极主动思考,增强学习兴趣
我带领学生进行燃烧红磷测定空气里氧气含量的实验,发现实验结果是集气瓶里水面上升不足容积的1/5。就这一问题,我让学生提出自己的猜想。学生有的猜想红磷量不足,反应后尚有氧气剩余;有的猜想装置漏气,有少量空气进入集气瓶;有的猜想是因为未等集气瓶冷却就打开了止水夹,集气瓶内气体温度过高……大家都想马上验证自己的猜想是否正确,学习积极性被极大地调动了起来。
2.猜想能诱导学生思维的深入,培养创造性思维
在学习了氧气的实验室制法后,我提出以下问题让学生猜想:实验室中有氯酸钾和少量的高锰酸钾,如何能较快地制出大量的氧气?氯酸钾和高锰酸钾混合后加热,发生了哪些化学反应?氯酸钾分解反应的催化剂是哪种物质?有3名同学制取氧气,A生:加热10克氯酸钾;B生:加热10克氯酸钾和4克高锰酸钾;C生:加热10克氯酸钾和4克二氧化锰。问哪位同学制取氧气的速度最慢?哪位同学制取的氧气最多?一系列问题的提出,可使学生的思维始终处于活跃状态,不断激励学生进行积极思考,从而促使他们去探索正确的答案。
三、善于创设猜想情境
问题设计是化学教学的核心,而猜想则是解决问题的前奏。解决问题前,首先要对问题答案的各种情况进行合理的猜想,然后再设法对猜想进行验证。因此,不管是教学的整体过程,还是教学过程的某些环节,教师都应重视猜想情境的创设,那么化学教学中教师如何创设猜想情境呢?
利用化学实验创设猜想情境。实验现象的展示是创设猜想情境的有效手段。如在教学“分子之间是否有间隙”这一内容时,我首先取两份50毫升的酒精,让学生猜想混合后体积有何变化。然后将实验现象呈现给学生——混合后体积不变。我又取50毫升酒精和50毫升水混合,让学生猜想混合后体积又有何变化,实验结果是混合后体积小于100毫升。我让学生试着自己寻找产生不同现象的原因。学生对此非常感兴趣,个个想先找出答案。
通过问题设计创设猜想情境。根据教学内容巧妙地提出一些问题,可以使学生明确思考方向,从而做出合理的猜想。学习“溶液溶质质量分数”的内容时,我首先拿出两杯硫酸铜溶液,问怎样判断溶液的浓稀。学生根据溶液颜色的深浅很容易就做出了正确的判断。我又问:“如果换成两杯白糖水呢?”学生问:“能尝尝吗?”我说:“当然可以。”我再问:“若是换成两杯氢氧化钠溶液呢?”看和尝的方法都不行了,于是学生更积极地思考、讨论,提出了各种各样的猜想。
利用思维困惑创设猜想情境。思维困惑指当一些与学生已有的知识和生活经验相悖的现实出现在眼前时,学生会大为不解和迷茫。这时候,好奇心会激发起学生强烈的学习欲望。在学习燃烧定义时,我问:“燃烧是否一定有氧气参加?”学生们都认为一定有氧气参加。于是我做了镁条在二氧化碳中燃烧的实验,学生都认为不可思议,急切地想知道如何解释这一现象。这就为学生透彻理解燃烧的定义创设了良好的教学情境。
在化学教学过程中,要重视学生对问题的猜想,尽可能地为学生创设猜想的教学环境,以激励学生积极主动地思考,培养学生的创新精神和创新能力,让素质教育真正落到实处。
(责 编 莫 荻)
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