摘要：猜想與假設(shè)能力既是科學(xué)探究能力組成部分之一，也是科學(xué)探究能力的核心要素，因此，猜想與假設(shè)試題作為考查學(xué)生的科學(xué)探究能力近些年來出現(xiàn)在各類考試中。本文從以下四個方面來探討猜想與假設(shè)試題解題策略：化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)；根據(jù)問題相關(guān)的已有知識和經(jīng)驗的歸納；根據(jù)問題相關(guān)的物質(zhì)組成成分的分析和根據(jù)問題相關(guān)的外界環(huán)境的推理等來進行猜想與假設(shè)。
　　關(guān)鍵詞：猜想與假設(shè)；解題策略
　　猜想與假設(shè)是科學(xué)探究過程的核心要素，猜想與假設(shè)能力是科學(xué)探究能力構(gòu)成內(nèi)容的核心要素。正因如此，猜想與假設(shè)試題近些年來出現(xiàn)在各種資料、參考書、考試中，尤其把它作為中考化學(xué)的亮點出現(xiàn)在中考試卷中，作為考查學(xué)生的科學(xué)探究能力的重要組成部分。并且隨著高中新課程標準的貫徹與實施，猜想與假設(shè)試題也是未來高考化學(xué)命題趨勢之一，如首批實施高中新課程標準四個試點實驗區(qū)之一的廣東，05年高考化學(xué)試題第20題第三問就是一個猜想與假設(shè)的試題，可以說這也是今年化學(xué)高考的一個亮點。然而，這類試題的得分率不高，究其原因就是學(xué)生拿到這類試題不知道怎解，即沒有掌握解猜想與假設(shè)試題的策略。所以，本文探討一下猜想與假設(shè)試題的解題策略。
　　
　　一、從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)出發(fā)。進行猜想與假設(shè)
　　
　　例1：在一次學(xué)生實驗中。學(xué)生用鋁片分別跟相同體積和相同的H⁺濃度的稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯，而與稀硫酸幾乎不發(fā)生反應(yīng)，這與課本上的內(nèi)容：鋁能與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣不符。是試劑、藥品出了問題嗎?為了尋找原因，某同學(xué)在老師的指導(dǎo)下重新用分析純濃鹽酸和濃硫酸配置一定相同體積和相同H濃度的溶液，然后分別加入0．1×10×25mm大小、純度≥99．5％的鋁片驗證是否存在上述現(xiàn)象，實驗結(jié)果如下表：(注：分析純是指不含其它的雜質(zhì))
　　
　　無論用稀硫酸還是稍濃的稀硫酸與純凈的鋁片反應(yīng)均無明顯現(xiàn)象，其結(jié)論還是與教材的敘述不相符。問題：為了探究鋁與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)差異的原因，你能對問題的答案做出哪些猜想與假設(shè)?
　　分析：本題是一道猜想與假設(shè)試題，表面上看去很難，因為與已有的知識相矛盾。我們在初中學(xué)過制H²，是活潑金屬與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，按道理，鋁與稀硫酸和稀鹽酸反應(yīng)也能生成H，但事實上是與鹽酸能生成H，而與稀硫酸不能。要學(xué)生對上述現(xiàn)象進行合理的猜想與假設(shè)的確有很難。然而實際上，只要學(xué)生能理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，即反應(yīng)前后元素的種類不變，原子的種類和個數(shù)不變，而只是原子在重新組合中引起舊鍵的斷裂和新鍵的生成，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)，就能很好的解決此類問題。思考過程如下：
　　(1)寫出反應(yīng)方程式：6HCl+2Al=2AlCl+3H↑
　　3HSO+2Al=AlSO)+3H↑
　　(2)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，比較兩個化學(xué)反應(yīng)方程式，就可得出兩者不同的是Cl^-與SO^2-
　　(3)提出猜想與假設(shè)：鋁片與稀硫酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象的原因是SO^2-阻礙了該反應(yīng)的進行。
　　(4)驗證猜想與假設(shè)：向上述反應(yīng)現(xiàn)象不明顯的Al和稀HSO試管中滴加少量BaCl溶液，觀察其現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)滴加BaCl溶液，反應(yīng)速度加快，最后反應(yīng)完全，證明是SO^2-阻礙了該反應(yīng)的進行。
　　
　　二、根據(jù)與問題相關(guān)的已有知識和經(jīng)驗的歸納來進行猜想與假設(shè)
　　
　　例2：實驗室開放，我與小娜、小佳、小華、小麗等同學(xué)來到實驗室，看到實驗桌上放著四瓶無標簽的試劑，分別是兩瓶固體和兩瓶液體，我們決定對“固體；與液體”之間的反應(yīng)進行一些探究。(湖北黃岡市05年中考試題)
　　(1)小娜同學(xué)從一瓶固體和一瓶液體中各取少量試劑于試管中進行混合，立即產(chǎn)生了一種無色氣體，對氣體是何物，同學(xué)們進行了大膽的猜想，小佳同學(xué)猜想產(chǎn)生的氣體可能是①_______；②______；……。
　　(2)我想設(shè)計一個實驗證明小佳同學(xué)猜想①是正確的，實驗設(shè)計如下：
　　
　　(3)小麗同學(xué)從另外兩瓶試劑中各取少量試劑于試管中，發(fā)現(xiàn)混合后，固體發(fā)生了變化，但無氣泡放出。同學(xué)們對加入試管的固體和液體從不同的反應(yīng)類型、物質(zhì)類別等方面進行了大膽的猜想：
　　猜想一：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
　　猜想二：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
　　猜想三：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
　　分析：這是一道典型的猜想與假設(shè)的試題，要你依據(jù)給出的信息和已有的知識與經(jīng)驗進行猜想，并且要你驗證所作的猜想與假設(shè)：
　　(1)學(xué)生根據(jù)與問題有關(guān)的已有知識和經(jīng)驗歸納得出：無色氣體在初中階段常見的氣體不就是以下幾種：CO、H、O、CH、CO等，所以學(xué)生猜想的氣體可以是這幾種的任何兩種。
　　(2)根據(jù)自己所填的①中的氣體，進行實驗設(shè)計，驗證所提出的猜想與假設(shè)。
　　(3)題意給出的是固體與液體混合發(fā)生了變化但沒有氣體生成的信息，根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，固體與液體混合發(fā)生了變化但沒有氣體生成的反應(yīng)很多，如金屬與鹽溶液反應(yīng)；金屬氧化物與酸反應(yīng)；酸性氧化物與堿反應(yīng)；酸堿中和反應(yīng)；氧化物與水反應(yīng)；還可以是具體物質(zhì)之間的反應(yīng)或固體的溶解等。從這也可得之學(xué)生不能胡亂的猜想與假設(shè)，一定是以已有的知識和經(jīng)驗為基礎(chǔ)，進行科學(xué)的、合理的、可檢性的猜想與假設(shè)。
　　
　　三、根據(jù)與問題相關(guān)的物質(zhì)組成成分的分析來進行猜想與假設(shè)
　　
　　例3：我們知道NOH溶液可以使無色的酚酞試液變紅，請你設(shè)計一個簡單的實驗研究下面的問題：可能是NOH溶液中的哪一種粒子使無色的酚酞試液變紅?(寫出實驗步驟、觀察到的現(xiàn)象以及由此得出的結(jié)論)
　　分析：本題是一道猜想與假設(shè)的試題，解決該問題過程是先對“NOH溶液中的究竟是哪一種粒子使無色的酚酞試液變紅”進行猜想與假設(shè)，然后設(shè)計實驗驗證猜想與假設(shè)。進行猜想與假設(shè)前提，應(yīng)該根據(jù)物質(zhì)組成的成分分析NOH溶液中存在哪些粒子，否則猜想與假設(shè)就無從下手或者是胡亂猜想與假設(shè)。分析得出溶液中存在三種粒子：H2O分子、Na⁺和OH^{-2O分子使無色的酚酞試液變紅；(2)可能是Na+使無色的酚酞試液變紅；(3)可能是OH-使無色的酚酞試液變紅。
　　根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，設(shè)計實驗，驗證上述三種猜想與假設(shè)：實驗一、假設(shè)是HO分子使無色的酚酞試液變紅，用試管盛裝少許蒸餾水，向其中滴加幾滴無色的酚酞試液，觀察是否變紅?實驗二、假設(shè)是Na+使無色的酚酞試液變紅，用試管盛裝少許NaCl溶液或NNO3溶液，向其中滴加幾滴無色的酚酞試液，觀察是否變紅?實驗三、假設(shè)是OH-使無色的酚酞試液變紅，取幾種含OH-的不同物質(zhì)的溶液(如KOH，B(OH)等)滴加在幾個試管中，并分別滴加幾滴無色的酚酞試液，觀察是否變紅?最后得出結(jié)論：是NOH溶液中的OH-使無色的酚酞試液變紅。
　　
　　四、根據(jù)與問題相關(guān)的外界環(huán)境的推理來進行猜想與假設(shè)
　　
　　例4：小林同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質(zhì)，通過化學(xué)學(xué)習(xí)知道該物質(zhì)為銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu(OH)CO。(2003年湖北宜昌市中考試題)
　　[提出問題]銅是在什么條件下銹蝕的?小林對此進行了探究。
　　[猜想]根據(jù)銅銹的化學(xué)式，猜想銅生銹可能是銅與水、1，2共同作用的結(jié)果。
　　[設(shè)計與實驗]借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小林設(shè)計了“銅片銹蝕條件的探究”實驗如下圖所示：
　　
　　(1)實驗較長時間后，發(fā)現(xiàn)3試管中的光亮銅片最先生銹(填字母編號)。
　　(2)從優(yōu)化實驗的角度考慮，A實驗是多余的，他只考慮了水這個單一條件。C試管中除光亮銅片、蒸餾水外，還有的另外一種物質(zhì)為4。
　　(3)D試管中除光亮銅片外，還有的另外兩種物質(zhì)為5；從D試管的實驗中，獲得的結(jié)論是6。
　　[評價與改進]我認為小林設(shè)計的“銅片銹蝕條件的探究”實驗不夠完善，要得出正確結(jié)論，還要補充的—個實驗是(可圖示)7。
　　[反思與小結(jié)]通過銅片銹蝕條件的探究實驗，我獲得的啟示是：8。
　　分析：本題是一道科學(xué)探究性試題，但重點考查的是科學(xué)探究能力中的猜想與假設(shè)能力和設(shè)計實驗驗證猜想與假設(shè)能力。解題的關(guān)鍵是能對銅在什么條件下生銹了。根據(jù)銅制鏡框所處的環(huán)境，即是在空氣中生銹，空氣又是由氧氣、氮氣、水蒸氣、二氧化碳、稀有氣體等氣體組成，氮氣和稀有氣體化學(xué)性質(zhì)又穩(wěn)定，所以銅生銹的可能是水、氧氣、二氧化碳共同作用的結(jié)果，該問題就解決了。
　　解答：1、2 O、CO(或名稱，下同)3B 4CO(或O)5 CO和O68(略)7取一支試管，放人一塊光亮銅片，加入少量蒸餾水浸沒部分銅片，充入O(或CO)后，塞緊橡皮塞，放置對比觀察。(或用圖表示)。
　　上述所探討的猜想與假設(shè)的解題策略是相互聯(lián)系，只是側(cè)重點不同。通過對猜想與假設(shè)的解題策略的探討，我們不僅要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會解題，更重要的把這些方法應(yīng)用到探究性教學(xué)中，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。
　　(責(zé)任編輯：張華}