探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的有效猜想

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1、探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的有效猜想文/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(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)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(dòng)時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(dāng)前探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)亟待研究和解決的問題。..關(guān)鍵詞猜想；有效猜想；探究實(shí)驗(yàn)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

2、想”是一項(xiàng)思維活動(dòng)，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(shí)驗(yàn)與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)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

3、的產(chǎn)物，因而通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)可能成為真理，也可能成為謬誤，也有可能被證實(shí)具有某種不完整性而發(fā)展成為一種新的猜想。有時(shí)也通過相反猜想之間的對峙和爭論，形成一種變動(dòng)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(jìn)。（四）有效猜想應(yīng)具有可驗(yàn)證性猜想畢竟是猜想，有沒有意義，關(guān)鍵還要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。當(dāng)然，如果建立了猜想?yún)s設(shè)計(jì)不出實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，或設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)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(shí)間由于不同學(xué)生的知識背景不同，加上受到

4、日常生活經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)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(shí)間也就不會(huì)相同。另外，學(xué)生在建立猜想時(shí)通過小組討論和交流也需要一定的時(shí)間，因此只有時(shí)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(dá)到應(yīng)有的深度。例如：某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(jìn)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(jìn)作用，而SO42-對反應(yīng)沒有影響；猜想3：Cl-、SO

5、42-均對反應(yīng)具有促進(jìn)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-影響更小(或SO42-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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(huì)想到猜想1：Cl-對反應(yīng)具有促進(jìn)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(jìn)行了必要的補(bǔ)充

6、和拓展而來，這肯定需要一定的交流和討論，當(dāng)然需要充足時(shí)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(shí)的這一點(diǎn)撥，下面的猜想便應(yīng)運(yùn)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(shí)驗(yàn)修正學(xué)生的錯(cuò)誤猜想針對飲料是嘴巴吸上來的錯(cuò)誤猜想，在教學(xué)中，我們可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（如圖所

7、示）。首先提供一個(gè)用塞子塞住瓶口并灌了一定水的瓶子，請一個(gè)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(rèn)為是塞子塞住瓶口的原因。此時(shí)可進(jìn)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(gè)實(shí)驗(yàn)（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(qiáng)是不是大于吸管內(nèi)液體表面受到的大氣壓強(qiáng)。三、結(jié)束語有效猜

8、想必將引導(dǎo)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)深入而高效地進(jìn)行，但建立有效