“猜想與假設”在高中化學教學中的實踐與探索

宋新好

“猜想與假設”是創新的開端，是學生結合了自己的感知、認知、情感和經驗得出的對事物的一種認識與看法，這是學生學習中的一項不可或缺的品質。那么，如何在高中化學的教學中，培養學生這種優良的品質呢？本文結合筆者的教學實踐，淺談一些經驗與看法，以期能夠引起大家的討論與關注，為課堂教學提供新思路。

一、創設情境，生發“猜想與假設”的意識

自由的思想是學生猜想與假設的基礎，教師要了解自己學生的實際情況，為學生提供一個良好的課堂環境，以解放學生的思想，消除學生思維上的緊張感、畏懼感，鼓勵學生大膽進行猜想，積極進行表達，從而激發學生樂于猜想、敢于批判的精神。

比如在學習有關“金屬之間的置換”時，往往會通過金屬活動順序表來判斷金屬與金屬之間的置換反應，讓學生對“前面的金屬可以置換后面的金屬”進行記憶，而這個規律僅僅指一般情況下成立，教師就可以讓學生利用自身的知識和能力去猜想與假設，找出其中的特殊之處。

猜想與假設：鉀、鈣、鈉三種金屬不可以與排在金屬活潑性順序表中后面金屬的鹽反應制備金屬單質。

有的學生并不認同，認為只要其金屬性強就都可以置換。持不同觀點的學生各持己見，爭論地非常激烈，教師就可以順勢引導學生，讓學生說出自己的猜想方案，學生利用金屬鈉與硫酸銅溶液的反應，來證明不能置換，其原因就是鈉單質會先與水反應，然后再與硫酸銅中的銅離子發生置換反應，最終生成銅單質和鈉離子。但實際的化學反應確是鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，此時生成的鈉離子已經不具備置換銅離子的能力，因此學生的這種假設或者猜想就是錯誤的。

二、融入情感，激活“猜想與假設”的興趣

1.同構化學史，塑造學生主動探究的科學能力

學生是不是愿意對遇到的問題積極的展開猜想和假設，與學生的批判思維能力的高低有著密切的關系，而化學史便是提升批判思維水平的重要方法。無論是“燃素說”還是“氧化說”，無論是原子結構的“西瓜模型”、“行星模型”還是“電子云模型”都可以很好地提升學生在猜想和假設方面的批判思維水平。

2.利用“反例”提升學生關注問題、敢于批判的意識

所說的“反例”，在這里說的是學習的知識很難用于分析現實中遇到的具體情況。比如：分析金屬鈉處于熔融形態下可以置換活潑金屬鉀（Na+KClNaCl+K）的緣由；分析活潑金屬鈉不可以置換出CuSO4溶液里的銅的緣由。使學生從另外的方向來分析問題，轉變固有的知識所需要的條件，也可承認固有的概念來對反例做出全新的詮釋，可以幫助學生建立敢于批判的意識。

三、科學引導，學會“猜想和假設”的方法

1.通過演繹法提出并確立假設

演繹法是一個把普遍性運用到特殊性的分析方法。利用化學理論分析提出設想和假設是這一學科猜想與假設的主要方式。化學教育里使用演繹法提出并確立假設通常有以下幾種方式。

（1）遵循和問題相關的知識（例如物質結構概念、化學反應知識、平衡移動概念等）分析確立假設。比如：依照乙醇的化學式以及同分異構理論分析得出乙醇的結構式應該是：CH3-O-CH3或CH3CH2-OH；利用研究有機物分子式里的不飽和度（Q值），預計這個有機物可能會呈現的構造與應該具有的特性；遵循化學反應的實質分析一個反應得到的生成物或者從生成物判斷反應物等。

（2）依照和問題相關的物質構成成分確立假設。比如：氯水漂白原理研究的設想，依照氯水的構成成分與已經掌握的知識確立：氯水之所以能夠漂白，主要因為氯水里的Cl2與水的作用生成的HClO。

（3）依照和問題相關的變量確立假設。比如：在對氫氣與氯氣進行光爆實驗的時候，

假設研究干擾氫氯光爆的要素，比如二者的體積比例、所需的光強等，確立最科學的實驗的設想。

（4）依照和問題相關的外部條件確立假設。比如：關于鐵怎么會生銹的問題，啟迪學生根據鐵生銹所需的外部條件，如：空氣、濕度等，確立鐵出現生銹現象的種種設想。

2.通過歸納法提出并確立假設

歸納法即為一個通過對特定的現象進行分析而得出的結論提升到一個普遍性的認知規律的分析過程。比如：反應之前與之后參與反應的各部分的質量總和會不會有什么不同呢？引導學生依照已經掌握的相關理論知識，以及在學習過程中一些學習經驗，分析得到反應結束后參與反應的各部分質量的總和的三個可能性，即增多、減小與不變。

3.通過類比法提出并確立假設

類比即為一個在某種條件下已經通過驗證的理論運用到和其相似條件中的方法。化學的相關知識分類復雜，而且具有很強的相似性，而這一特征就促使類比法成為一個最為重要的方式之一。

（1）結構方面：如，依照CH4分子的成分與空間構造，判斷CCl4分子的大概的空間構造。

（2）性質方面：依照同主族元素構成和特性存在相似點的特性，判斷同主族相關元素的構造和特性等。

想讓學生科學地使用類比法確立假設，在教學過程中就必須對相關族群的事物進行比較性學習，讓學生能夠清楚地認識到這些事物存在的相同點以及不同點。

4.運用直覺、靈感、想象等方式確立假設

在化學學科的進步歷程中，非邏輯思維要比邏輯思維更受人們的廣泛關注。居里夫人利用其直覺確立了新的假設；凱庫勒抓住了轉瞬即逝的靈感，依照夢境里的情境，確立了苯分子的環狀構造的假設。化學教育里，可以恰當地運用這些非邏輯性的方法，激發并提升學生敢于通過非邏輯思維確立假設。

四、積極探索，拓展“猜想與假設”的內涵

1. 了解“猜想與假設”的形成途徑

學生學習新事物或者遇到思維障礙時，就會在觀察和實驗的基礎上，調動已有的知識、能力和經驗，不自覺的直覺、靈感和想象對事物進行非邏輯性的猜測，或者利用比較、分類、歸納和演繹進行邏輯推導，從而想要通過這種方式實現對本質的挖掘、新知的學習。當然，這種猜想與假設帶有一定的主觀性，要通過實踐操作來做驗證。

2.提高猜想與假設的理論根據

猜想與假設并非胡思亂想，一定要依照大量的理論與實踐。所以，對化學學科理論、化學規律、特別是揭示化學本質的內容更應該引起關注。要是學生明確了化學反應之前與之后的元素構成與數量是不發生變化的，本質上就是舊鍵斷開和新鍵建立的過程，便很容易通過反應物預測反應得到的產物，也可以通過反應得到的產物來分析參與反應的物質。通過對化學本質的認知來確立猜想與假設，就能夠讓其更加的科學合理。

3.激勵學生勇于假設，敢于猜想

要使學生具備更強的發散性思維，首先，要具備假設與猜想的勇氣。這一點是形成發散思維多樣性的重要因素。同時，也有利于培養學生發散思維的創新性，例如，化學課堂上，教師會引導性的向學生發問“我們還可以從哪個角度考慮？”“這道題還有沒其他的解決辦法？”等等，引導學生將思考方向、思考角度發散開來，幫助學生從事物的結構、物理性質等方面進行多元化假設、猜想、預測。

4.輔導學生形成系統的理論體系

從宏觀角度上看，每一項科學研究都是人類認識自然、開發自然的過程。學生在學習活動中，對每一項實驗活動的假設和猜想，以及推理，從根本上來說，是利用科學的理論體系去解決現實情況，整合現實問題的過程。這一過程不是浮于理論知識層面，而是對原有知識結構進行重新整合，篩選。因此，理論知識結構越是完備，積累的知識面也便更加寬泛，構建的知識融合的框架更加堅固，這就給大膽假設與猜想打下了良好的基礎。

總之，認知層次的內核是對固有知識、理論、經驗的積累，通過大腦的重組與編排，內化為層次性較強知識結構。所以，化學課堂教學過程應該注重溫故知新，培養學生形成新舊內容的知識網絡，然后指導自身的實際操作。這樣，不僅能夠輔助學生搭建完整的知識理論體系，還能夠加強學生假設與構想能力，從而幫助學生有效的解決日益更新的現實問題。

（收稿日期：2015-04-11）