摘 要:新課程改革強調(diào)改變學生的學習方式,提倡開展以探究式學習為核心的多樣化學習,“猜想假說”是探究式學習的重要環(huán)節(jié)?!安孪爰僬f”是依據(jù)已有的化學相關(guān)資類、客觀事實和科學理論對探討的化學問題解決所做出的一種可能的猜想、假設(shè)、推斷和判斷。據(jù)此調(diào)計的典型課例充分體現(xiàn)了“猜想假說”的思想。學生在化學探究式學習中通過猜想、假設(shè)、檢驗、思維的訓練逐漸形成一種較強的思維能力、批判能力和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞:猜想假說;化學教學;探安式學習;教學模式
一、問題的提出
基礎(chǔ)教育課程改革強調(diào)改變學生的學習方式,提倡開展以探究式學習為核心的多樣化學習,而“猜想假說”恰是探究式學習的核心環(huán)節(jié)和要素,也是在課改中較難攻克和實現(xiàn)突破的一個環(huán)節(jié)。但一些一線教師深感在實際教學中此環(huán)節(jié)缺乏一定的理論指導,并且缺乏具體操作性?;瘜W教學的學科特征是以實驗為基礎(chǔ),這恰為“猜想假說”在探究式學習中的運用提供了良好的載體及操作平臺?!安孪爰僬f”是一種方法,一種策略,一個過程。學生在化學探究式學習中通過猜想假設(shè)檢驗思維的訓練,可以逐漸形成一種較強的思維能力,批判能力,一種分析問題、解決問題的能力。一種創(chuàng)新能力和實踐能力。本文作者認為,此方面的研究將有利于突破制約探究式學習實施中的瓶頸問題。
二、“猜想假說”在化學探究式學習中的作用
以“猜想假說”為核心的化學探究式學習,既注重學生學習的結(jié)果,更注重學生學習的過程,它是依據(jù)已有的化學相關(guān)資料、客觀事實和科學理論,對探討的化學問題解決所做出的一種或幾種可能的猜想、假設(shè)、推斷和判斷。假說是科學探究活動的出發(fā)點,可使探究活動有方向,而不致在紛繁的變化和現(xiàn)象中迷失,知道探究性學習應該做些什么,因而是科學探究最主要特征之一。正如恩格斯所指出的“只要自然科學在思維著,它的發(fā)展形式就是假說?!痹趩栴}探究中,由于要求學生大膽地進行想象和推測,發(fā)表自己的見解,因而更有利于學生的思維能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們越來越意識到假說在教育中的特殊意義。美國著名教育改革家布魯納反復指出:“教學理論必須考慮這個事實,課程不但要反映知識本身的性質(zhì),而且要反映求知者獲得知識過程的性質(zhì)?!边€進一步指明:“為了學習怎樣在最后作出聰明的推測,是否應該鼓勵學生猜想呢?也許有某種情境,其間猜想是相宜的,并且可以促使直覺思維向合理程度發(fā)展。當學生不能立刻說出正確答案時,他們進行猜想不比目瞪口呆好嗎?直截了當?shù)卣f.應該給學生一定的訓練,認清猜想的似合理性。在自然科學和普遍生活中,我們常常被迫根據(jù)不完全的知識去行動,我們不得不去猜想?!薄安孪爰僬f”在化學探究式學習中的運用對傳統(tǒng)的應試教育是一個直面的、尖銳的挑戰(zhàn)。那么現(xiàn)實教學中我們?nèi)绾尾僮髂?以往的教學在實踐上往往缺乏明顯的指向性,我們說應該多給學生一點想象的空間,多一分參與的熱情,讓他們盡情發(fā)揮自己的想象力,通過猜想假說在化學探究活動中證實自己的想法,檢驗自己的假設(shè),突破思維定勢,形成批判的認識問題、分析問題、解決問題的能力,逐步形成創(chuàng)新能力。
三、“猜想假說”的化學教學模式及運用
假說一般都是綜合性、創(chuàng)造性很強的系統(tǒng)化知識體系,對于學生來說,顯然不能有這種過高的要求。而應在教師的啟發(fā)下,經(jīng)過對課題的各個層次的分別探索,在完成各種級別的假說的基礎(chǔ)上再進行真正的富有創(chuàng)見性的假說研究,這樣可以使學生的思維更具科學性和合理性。一個假說的提出要建立在一定的實驗事實基礎(chǔ)之上,從初步確定假定到提出假說再到檢驗假說是一個思維的過程,它需要學生搜集大量的資料,大膽地進行想象和推測,動手做化學實驗,發(fā)表自己的見解,得出結(jié)論(正確的或是錯誤的),總結(jié)成功或失敗的原因等等。在這個過程中,離不開老師的引導和啟發(fā)。我們在相關(guān)理論和化學教學實踐的基礎(chǔ)上,提出亍基本的假說教學模式框架如下:
以上對化學教學中假說方法的基本框架做了構(gòu)畫,通過這些過程,教師能夠從總體上做好教學設(shè)計和準備,也能將假說與其他環(huán)節(jié)加以有機聯(lián)系,從而建立健全化學教學的動態(tài)基本結(jié)構(gòu)。常見的模式框架如:
下面我們節(jié)選一具體案例進行說明。該課例初步嘗試了猜想假說教學方法在化學教學中的運用。
課例 金屬Na與HO反應的實驗探究片斷
[提出問題]金屬鈉保存在煤油中,而不是在水中,金屬鈉與水可能發(fā)生化學反應,那么如果反應的話,生成什么呢?我們對其反應的產(chǎn)物進行探究。
[收集資料]教師捉供給學生部分實驗藥品和儀器:金屬Na、H0、酚酞、燒杯、尖嘴石英導管、棉團、木條、火柴等,同時教師在學生設(shè)計實驗過程中,作為幫助者、協(xié)作者,提醒學生認真觀察實驗現(xiàn)象,并作記條以及注意實驗基本操作方法。
[學生實驗、活動]學生在設(shè)計實驗過程中,有的小組簡單地把一小塊金屬鈉放到裝有水的燒杯中;有的小組做了對比實驗,在相同條件下,在其中一個燒杯中放人幾滴酚酞,發(fā)現(xiàn)了不同的實驗現(xiàn)象:滴入酚酞的燒杯中水的顏色變紅,大家一致認為有堿生成,而且—定是NaoH(看得出,他們?yōu)樽约旱陌l(fā)現(xiàn)而激動不已);此時小組之間展開了熱烈的討論,在一次次實驗后改進裝置;有的小組同學觀察金屬鈉的小球在水面上向各個方向迅速游動,認為有氣體產(chǎn)生,但如何收集這種氣體并檢驗它的“身份”呢?此時全班同學討論的話題頃刻間聚焦于此。
猜想假設(shè) 教師在一旁啟發(fā):反應前有哪些元素參加,反應后元素的種類不變,可能會產(chǎn)生何種氣體呢?(引導學生去猜想,可能有幾種假設(shè)情況呢?)學生恍然大悟。在實驗室同學們給出了兩種答案:H、O。教師點點頭,表示肯定,“都有道理,接下來大家分組設(shè)計實驗,證明自己的觀點,通過化學實驗進一步檢驗你們的假設(shè)是否成立!”在學生初步建立假說之后,引導學生通過收集實驗資料和事實檢驗自己的假說是否成立。”
檢驗假設(shè) 學生自行設(shè)計實驗方案,梭驗自己的假設(shè)是否成立。(直接檢驗假說)
小組1:假設(shè)產(chǎn)生的氣體是O,學生把黃豆粒大小的鈉放在尖嘴石英導管管口,并用小團棉花堵住管口(以免金屬鈉滑落下采),并將其插入水中。發(fā)現(xiàn)金屬鈉迅速與水反應,此時用帶火星的木條靠近尖嘴導管的尖嘴處,帶火星的木條沒有復燃。沒有如他們所愿,假設(shè)不成立,他們不得不口服心服:產(chǎn)生的氣體不是O,可能是H,繼續(xù)檢驗。
小組2:假設(shè)產(chǎn)生的氣體是H,學生按照同樣的方法收集氣體,只是待反應開始一段時間后,把燃著的木條移近尖嘴導管的尖嘴處,然后移開,發(fā)現(xiàn)氣體燃燒,并伴有淡藍色火焰,此時學生們毫不猶豫地斷定:Na與H0反應產(chǎn)生的氣體是H,原假設(shè)成立。學生們滿臉的自豪和喜悅。
得出結(jié)論,表達交流 各小組匯報自己的實驗方案和設(shè)計意圖,并闡述自己得出的結(jié)論及在實驗中的成功與失敗。
師生共同總結(jié)歸納 2Na+2HO=2NaOH+H↑
[整合應用]教師引導學生從另一個角度推測產(chǎn)生氣體的組成:同學們能否從我們剛剛學過的氧化還原反應的角度,也就是從理論的角度來分析N。與H20反應產(chǎn)生了何種氣體呢?Na十HO→NaOH+?↑教師引導學生觀察反應中各種元素化合價的變化,Na在反應后生成了NaOH,Na原子失去了電子,化合價升高,根據(jù)氧化還原反應的理論,必有另一種元素得到電子,化合價降低,那么是HO中的氫元素還是氧元素呢?H0中的氧元素已經(jīng)是—2價了,不能再降了,所以只能是HO中的氫得到電子,由+1價降低為單質(zhì)的O價。所以生成的氣體應該是H,這與我們親自實驗得到的結(jié)論是一致的。這也說明實驗再一次驗證了理論的正確性。(間接檢驗假說)
[評析]這樣的教學設(shè)計起到了畫龍點睛的作用,使學生不僅掌握了化學基礎(chǔ)知識,更重要的是通過積極動口、動手、動腦,初步學會一種建立假設(shè),檢驗假設(shè)的方法,提高了他們的變向發(fā)散思維能力,培養(yǎng)了他們分析問題、解決問題的能力。
(惻記)在化學教學中實施“猜想假說”的教學方法和策略,經(jīng)過這樣的訓練,學生逐漸改變了傳統(tǒng)的學習方式,敢于提出問題,敢于大膽猜測假設(shè),有時會因為某個化學問題與同伴爭個面紅耳赤他們逐漸習慣了用化學實驗,用事實來證明自己的猜想和假設(shè)。在這樣的教茍學的過程中,學生的探究技能得到了增強,在后續(xù)的學習中,學生的表現(xiàn)越來越有獨立性了,如在Na0與H0反應的實驗探究學習中,他們知道自己提出假說,并用化學實驗去驗證它,從而得出正確的結(jié)論。在知識和能力上形成了積極的正遷移。同時還能夠模仿Na與H0反應實驗探究中的方法,從氧化還原理論的角度來推測和驗證實驗得出的結(jié)論。我們覺得誼是非??上驳倪M步。這些科學方法和科學態(tài)度的獲得和葬成對這些學生來說是至關(guān)重要的,而且是終身受益的!
在中學化學教學中,我們也意識到:假說的提出往往不是那么輕而易舉的。在提出假說的過程中,學生的思維過程及方式往往是決定假說方法教學勝敗的關(guān)鍵。除了教師的正確引導,更重要的是在假說的過程中,具體思維方祛的運用、組合吸豐富的想象力;—定的邏輯思雄能力。如在“金屬Na與HO反應的實驗探究”的化學教學中,學生根據(jù)各自已有的知識提出兩種不同的假泌(一部分同學認為生成的氣體是H,—部分同學認為生成O;為了驗證自己的假說是否成立,兩組學生運用化學實驗進行檢驗,最后得出正確的結(jié)論(Na與H0反應生成H),拋棄了錯誤的假說,(Na與H0反應生成O)。在這個過程中,學生的認知思維水平得到了訓練和提高。
四、小結(jié)
猜想和假說方法在化學探兜式教學中具有不可忽視的作用;它具有一定的科學性,創(chuàng)造性,具有較強的推測性。在教學中具有很好的理論價值和實踐意義。本文從理論和實踐的角度初步探討了“猜想假說”教學方法在化學探究式學習中的運用與實施,并且提出了教學模式框架。盡管研究的深度還不夠,但不容置疑的是,該教學方法的確是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一條可行性策略和途徑,它更是一個過程,在這個過程中,學生可以逐步形成分析問題、解決問題的能力,形成較強的批判能力和敏銳的批判眼光。它在教學中極具操作性,可行性,可以為中學化學教師在實際教學中提供具有指向性和操作性的理論支持。希望能為中學化學教學以點滴啟