袁錄萍

【摘 要】在新課程理念的指導(dǎo)下，科學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生開展形式多樣的探究性實驗教學(xué)活動已得到廣大科學(xué)教師充分的重視和體現(xiàn)，借以培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，提高學(xué)生的探究水平和科學(xué)素養(yǎng)。但我們的學(xué)生在面對探究活動時，往往在建立猜想這一環(huán)節(jié)上，由于種種原因而無法建立有效猜想，以致探究性實驗教學(xué)中無法組織起真正的有效探究。所以如何針對探究的問題提出有效的猜想，已成為當前探究性實驗教學(xué)中一個亟待研究和解決的問題。

【關(guān)鍵詞】猜想；有效猜想；探究實驗

一、有效猜想的特征

關(guān)于什么是猜想，歷來是心理學(xué)家關(guān)注的問題。從心理學(xué)角度來描述猜想：“猜想”是一項思維活動，是學(xué)生有方向性的猜測和判斷，包含了直覺的判斷和理性的思考。

（一）有效猜想應(yīng)具有科學(xué)性

猜想的提出不但要以實驗與經(jīng)驗事實為基礎(chǔ)，而且要以科學(xué)理論為依據(jù)，是經(jīng)過合理推測后而形成的假設(shè)。所以有效猜想不是無根據(jù)的猜測和幻想，并非胡猜瞎說。

（二）有效猜想應(yīng)具有相關(guān)性

猜想不是胡猜瞎想，所思所想一定要圍繞探究性實驗中提出的問題來展開。例如：某同學(xué)將鐵釘浸沒在試管里的水中，一段時間后，發(fā)現(xiàn)試管底部出現(xiàn)了黑色粉末。請建立合理的猜想：黑色粉末是什么物質(zhì)？很明顯，該探究所作出的猜想應(yīng)圍繞“黑色粉末的成分是什么”來展開。

（三）有效猜想應(yīng)具有發(fā)展性

有效猜想是科學(xué)猜測的產(chǎn)物，因而通過實驗檢驗可能成為真理，也可能成為謬誤，也有可能被證實具有某種不完整性而發(fā)展成為一種新的猜想。有時也通過相反猜想之間的對峙和爭論，形成一種變動更迭、新舊交替的局面，使猜想得以發(fā)展。例如牛頓第一定律的最終形成經(jīng)過了伽利略、笛卡爾、牛頓等科學(xué)家的多次猜想的不斷發(fā)展、演進。

（四）有效猜想應(yīng)具有可驗證性

猜想畢竟是猜想，有沒有意義，關(guān)鍵還要通過實驗來驗證。當然，如果建立了猜想?yún)s設(shè)計不出實驗來驗證，或設(shè)計出的實驗卻不能說明問題的本質(zhì)，那這樣的猜想也只能是無效的猜想。

二、如何讓學(xué)生建立有效猜想

（一）讓學(xué)生擁有充足的猜想時間

由于不同學(xué)生的知識背景不同，加上受到日常生活經(jīng)驗、認識事物的角度及自身思維品質(zhì)的影響，那么他們提出猜想所需的時間也就不會相同。另外，學(xué)生在建立猜想時通過小組討論和交流也需要一定的時間，因此只有時間得到了保證，才能使絕大多數(shù)的學(xué)生參與猜想，才能使猜想達到應(yīng)有的深度。例如：某同學(xué)在實驗時發(fā)現(xiàn)，純度、質(zhì)量、表面積都相同的兩鋁片與H+濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應(yīng)時產(chǎn)生氫氣的速率差別很大，如下表格所示：

那么導(dǎo)致兩次實驗時反應(yīng)的速率不一樣的原因有哪些？

猜想1：Cl-對反應(yīng)具有促進作用，而SO42-對反應(yīng)具有阻礙作用；

猜想2：Cl-對反應(yīng)具有促進作用，而SO42-對反應(yīng)沒有影響；

猜想3：Cl-、SO42-均對反應(yīng)具有促進作用，但Cl-影響更大；

猜想4：Cl-對反應(yīng)沒有影響，而SO42-對反應(yīng)具有阻礙作用；

猜想5：Cl-、SO42-對反應(yīng)均具有阻礙作用，但Cl-影響更?。ɑ騍O42-影響更大）。

鋁片與鹽酸、硫酸的反應(yīng)是學(xué)生非常熟悉的實驗，在外界其他條件相同的前提下，它們的反應(yīng)速率理應(yīng)相同，但實驗結(jié)果卻與理論推測存在著差異，這種差異就只能是與反應(yīng)所處的環(huán)境（Cl-和SO42-）不同有關(guān)。學(xué)生自然而然地首先就會想到猜想1：Cl-對反應(yīng)具有促進作用，SO42-對反應(yīng)具有阻礙作用。而猜想2到猜想5同樣屬于有效猜想，顯然它們的得出是在猜想1的基礎(chǔ)上進行了必要的補充和拓展而來，這肯定需要一定的交流和討論，當然需要充足時間的保證。

（二）給學(xué)生提供必要的思維引導(dǎo)

學(xué)生結(jié)合鋼鐵生銹的條件，很容易想到，銅制的鏡框變綠可能是銅與空氣中的O2作用而變綠色。難道空氣中只有O2嗎？為什么鏡框的鼻墊處特別容易變綠？教師適時的這一點撥，下面的猜想便應(yīng)運而出。

猜想1：可能是銅與空氣中的CO2作用而變綠色；

猜想2：可能是銅與空氣中的O2、水作用而變綠色；

猜想3：可能是銅與空氣中的O2、水、二氧化碳作用而變綠色；

而這些猜想都是科學(xué)探究中的有效猜想。

（三）用實驗修正學(xué)生的錯誤猜想

針對飲料是嘴巴吸上來的錯誤猜想，在教學(xué)中，我們可以設(shè)計如下實驗（如圖所示）。首先提供一個用塞子塞住瓶口并灌了一定水的瓶子，請一個同學(xué)上來將瓶內(nèi)的水吸出來（圖左）。結(jié)果大家發(fā)現(xiàn)這位同學(xué)盡管使了很大的勁，也沒能將瓶中的水吸出。學(xué)生認為是塞子塞住瓶口的原因。此時可進一步追問：“為什么有塞子塞住就吸不出呢？”看來，飲料吸上來并非只是嘴在起作用。那么，還有什么因素在起作用呢？然后演示第二個實驗（圖右裝置）：將注射器活塞向里推一下（不是用嘴巴吸），學(xué)生看到瓶中的液面下降、吸管中液面上升。這又如何解釋呢？經(jīng)過討論后，學(xué)生自然能理解：液體能否沿吸管上升，關(guān)鍵在于瓶內(nèi)液體表面受到氣體的壓強是不是大于吸管內(nèi)液體表面受到的大氣壓強。

三、結(jié)束語

有效猜想必將引導(dǎo)探究性實驗教學(xué)深入而高效地進行，但建立有效猜想能力的培養(yǎng)不是一朝一夕能完成的，教師要把學(xué)生能建立有效猜想作為一種長期的教學(xué)目標。凡是學(xué)生有可能自己給予猜測和解釋的問題，都應(yīng)該為學(xué)生提供思維嘗試、實驗嘗試的機會，并允許學(xué)生犯錯誤，在錯誤中矯正思維，尋找真理，探索前進，這應(yīng)該成為探究性實驗教學(xué)中持之以恒的一條原則。

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（作者單位：浙江上虞市豐惠鎮(zhèn)中學(xué)）