浅谈在化学教学中让学生展开猜想的翅膀

戴 建

[摘要] 对学生猜想能力的培养是化学科学探究过程中的一个重要任务,是培养创造性人才的重要途径。本文详细探讨了如何在化学教学中培养学生的猜想能力,让学生迈出科学探究的第一步。

[关键词] 化学教学 猜想 科学探究

以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育,着眼点是改变学生的学习方式,在指导学生掌握基础知识和基本技能的同时,培养学生主动学习、积极探究的意识和能力。猜想、探究是新课程积极倡导的一种重要而有效的学习方式,科学探究的课题选定后,则要对问题可能的答案或结果作出合理的猜想。猜想是在对探究问题进行分析、比较、联想、类比、归纳等基础上,依据已有的材料和知识作出符合一定经验与事实的推测性想象的思维方法,是一种准科学假说的理性思维形式,这是科学探究中最具创造性的一环。对学生猜想能力的培养是化学科学探究过程中的一个重要任务,是培养创造性人才的重要途径。本文则浅谈如何在化学教学中培养学生的猜想能力,让学生迈出科学探究的第一步。

一、创设自主探究氛围,营造自由猜想天地

教育家罗杰斯指出:“有利于创造活动的一般条件是心理的安全和心理的自由”,因此要让学生好猜,教师应善于营造一种宽松的教学环境,让师生处于一种平等的地位,放手让学生充分讨论。一个问题可以有多种答案,要鼓励学生从多角度进行回答。例如,“著名化学家罗伯特•波义耳在一次实验中,不小心将盐酸溅到紫罗兰花瓣上,过了一会儿,他惊奇地发现,紫色的花瓣上出现了红点。波义耳对这一意外的发现作出了各种猜想假设……对紫罗兰花瓣遇盐酸变红的现象,你有哪些猜想假设?试以实验验证。”此题用心剖析不难看出,问题中涉及了“盐酸”与“紫罗兰花瓣”,它们相互作用的结果是花瓣变红色的现象。盐酸是酸类中的一种,因而猜想一:其他酸也能使紫罗兰花瓣变红吗?从异类物质性质得出猜想二:碱溶液能使紫罗兰花瓣变色吗?猜想三:中性溶液能使紫罗兰花瓣变色吗?同理不难得出猜想四:盐酸能使其他种类的花瓣变色吗?通过探究实验可一一证实猜想是否正确。

二、利用探究成功的激励,培养学生猜想的兴趣

教育家夸美纽斯说“兴趣是创造一个欢乐和光明的教学环境的主要途径之一”,初中学生好奇心极强,但又缺乏理性,不稳定。通过成功激励,培养猜想兴趣,寓教于乐趣中,才符合初中学生的生理、心理特点,使学生在轻松而情绪高昂的心理状态下进行猜想探究。猜想的运用可以使课堂气氛活跃,激发学生参与科学探究、积极实验的兴趣,发挥了学生的主体作用,调动了学习积极性。如在金属活动顺序表中,位于前面的金属能将位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来,但一般将钾、钙、钠三种金属除外。为什么要将他们除外呢?假如将金属钠投入到硫酸铜溶液中将会发生什么现象呢?学生们纷纷猜想:多数认为会生成红色固体(铜);少数说无沉淀生成;极少数猜有蓝色沉淀。于是分组探究:在盛30 mL硫酸铜溶液的烧杯中投入一粒绿豆大的钠,观察现象后生交流:产生蓝色沉淀同时有大量气泡产生,气体燃烧了,杯壁变热。由此学生得出:钠和硫酸铜反应不会置换出单质铜。追问:蓝色沉淀可能是什么?它是如何生成的?它能引领探究走向深入。生猜想:蓝色沉淀可能是Cu(OH)₂,若是则Cu²⁺源于CuSO₄,OH^-应来自新生成的碱,由Na、H₂O、CuSO₄可推测,钠可能会和水反应而生成NaOH和H₂。再由酚酞试液变红验证Na和H₂O生成了NaOH。当猜想与实验结果相吻合时,学生通过努力领悟到科学家们探索成功的喜悦,学生的自信心和自觉性得以提高。有了成功的心理体验,学生对猜想就会产生浓厚的兴趣。及时对学生的猜想给予激励性评价,对学生的猜想兴趣的培养能起到事半功倍的效果。

三、创设问题情景,鼓励大胆猜想

创设问题情景,是探究性学习的第一要素,情景的创设,生活经验的提炼也是猜想的重要铺垫。给学生创设猜想的情景,可以有效地激发学生产生思维火花,调动学生的想象力、记忆力、理解力去全面感知事物,为最终得到结论作好准备。鼓励学生大胆猜想,猜错也不要紧,只要有对的成分就要鼓励表扬。如在探究质量守恒定律时创设的问题情景是:猜想物质反应前后质量的关系:增加?减少?还是相等?教师要鼓励学生大胆地猜想,既然是猜想,就有对、有错,想错了不要紧,这样不至于使学生产生心理压力,能毫无拘束地大胆发言,充分展示自己的真实想法,如有的学生认为减少了,因为蜡烛燃烧后变短了;有的学生认为增加了,如铁生锈;也有的学生感觉相等。这种自由式的发言极易引发持不同意见者的反驳,从而使学生之间各持己见。此时尽可放手让学生辩论,或许一方被说服,或许各不相让,矛盾越激烈,学生越渴望得到正确的结论。由此顺利进入下一环节:解决矛盾的方法——实验探究。有效的问题情景能激发学生的认知和情感,营造学生渴望生成新知的认知环境,启发学生的思维,让学生迅速投入到课堂教学状态中去。

四、巧妙设题,进行猜想训练

教师要从现实生活中的细微之处设置相应猜想题目,设计出让学生自由讨论的题目,设计出可以有多种答案,并能澄清学生模糊的、错误认识的题目,设计出学生可能产生创造性见解(即猜想)的题目,有意识地促进养成学生积极思维、积极猜想的习惯。尽管问题很容易猜到,也不要放弃训练的机会。例如,对空气中二氧化碳的含量会不会改变的猜想探究,对怎样防止自行车棚锈蚀的猜想探究。此外运用猜想求解难题,如在解答一些难度较大的题目时,学生根据自己的经验、已有知识和直观感觉,猜想答案,验证答案也不失为一种优秀的思维方法,可达到柳暗花明又一村的效果,通过对猜想思维的反复训练和对猜想探究的成功体验,能培养和提高学生的猜想兴趣和能力,使学生的猜想摆脱某些表面感性的错觉而上升到理性的境界。教师要注意不断提高猜想题目的设置能力和总结猜想思维方向,特别是对学生中的创新猜想思维的总结,以便提高以后教学的效率和质量。

五、恰当点拨,引导猜想方向

猜想必须沿着正确的方向,要恰当处理对猜想的诱导点拨与发散思维的关系。笔者在多年运用猜想进行化学教学的过程中发现,学生对猜想情景提供的信息有时抓不住主要矛盾,而是漫无边际地异想天开,甚至胡思乱想。这就要求教师在设计猜想情景时辅以恰如其分的启发诱导,循循善诱但又不能点拨过多,以免束缚学生的思维空间。例如,将铁钉浸没在试管里的食盐水中,一段时间后,发现试管底部出现了黑色粉末。某同学对此黑色粉末的组成做了如下几种猜测:①Fe;②Fe₂O₃;③Fe₃O₄;④FeCl₃;⑤数种物质的混合物。你认为在该同学的上述猜测中,不做实验就可以排除的是什么?你认为黑色粉末还可能是什么?教师在点拨时可提示学生向着黑色不溶物的方向进行猜想,但不要帮助学生分析铁钉的组成和备选物质的性质,以免限制学生的思维创造性。

总之,化学教学的一个重要的任务是培养学生放射性思维、大胆想象的科学精神。猜想是一种重要的思维方法,是创新、创造的前奏,是培养创造性思维能力和创造型人才的前提和保证。猜想是进行科学探究的关键。在教学中,应积极提供猜想的机会,创造猜想的条件,鼓励学生展开猜想的翅膀,引导他们严谨思考,发散求异,敢于创新,同时学会进行讨论、交流、总结,从而有效地提高科学素养,促进化学教学改革和实施新课程。