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(yàn)事實(shí)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(yùn)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(gè)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)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(cuò)誤。猜想是應(yīng)用現(xiàn)有的知識和經(jīng)驗(yàn)對問題中的事實(shí)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(cuò)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(yàn)和知識,依據(jù)之二是事實(shí)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)?;瘜W(xué)課外活動小組在一次探究性實(shí)驗(yàn)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(shí),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(gè)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(shí)驗(yàn)、歸納、類比等多種手段提出種種猜想,熟練運(yùn)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(lì)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?!币虼?,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(gè)問題可以有多種答案,要鼓勵(lì)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(lì)學(xué)生大膽地猜想,既然是猜想,就有對、有錯(cuò),想錯(cuò)了不要緊。課堂實(shí)驗(yàn)探究時(shí),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(gè)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(shí)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(shí),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(jì)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(yàn),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(shí),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(shí)驗(yàn)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(yàn),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(yàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)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(diǎn)撥
當(dāng)學(xué)生的猜想與所提問題脫節(jié)時(shí),教師應(yīng)適時(shí)地進(jìn)行點(diǎn)撥,否則就會出現(xiàn)胡猜亂想。教師的點(diǎn)撥要建立在學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗(yàn)之上。唯有這樣,點(diǎn)撥才能起到效果。其次,點(diǎn)撥要適度,點(diǎn)撥過多了會束縛學(xué)生的思維,而點(diǎn)撥過細(xì)了則會代替學(xué)生的思維。因此,教師的點(diǎn)撥既要做到適時(shí)又要做到適度。就是要讓學(xué)生會猜。教師在設(shè)計(jì)猜想情景時(shí)可恰如其分的啟發(fā)誘導(dǎo),但又不能點(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)撥時(shí)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(yàn),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(shí)的這一點(diǎn)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(shí)的猜想環(huán)境、營造民主氛圍,還要給予必要的點(diǎn)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。