[教學(xué)論文]問題·猜想·實驗——引導(dǎo)探究的教學(xué)嘗試

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1、[教學(xué)論文]問題猜想實驗——引導(dǎo)探究的教學(xué)嘗試 問題猜想實驗——引導(dǎo)探究的教學(xué)嘗試 摘要：引導(dǎo)探究是化學(xué)課堂教學(xué)中開展探究的主要方式，以科學(xué)探究中的基本環(huán)節(jié)——提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗等引導(dǎo)學(xué)生開展探究，從而將課堂教學(xué)與探究活動結(jié)合起來，既有效地落實了課堂教學(xué)的三維目標(biāo)，也促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展。 關(guān)鍵詞：化學(xué)教學(xué)；探究；問題；猜想；實驗 新課程改革倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式[1]，探究也成了新課程實施的一個關(guān)鍵詞。這既是教學(xué)理念的一次新的突破，更應(yīng)該是教學(xué)實踐的一次新的變革。按照探究的自主和開放程度來劃分，有自主探究和引

2、導(dǎo)探究[2]，其中自主探究更適合于學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)，而引導(dǎo)探究則更適合于課堂教學(xué)。因此，在課堂教學(xué)中廣泛開展引導(dǎo)探究必將有利于實現(xiàn)課程改革的目標(biāo)。而如何引導(dǎo)學(xué)生開展探究則成為每一位化學(xué)教師思考的問題和實踐的起點(diǎn)。 進(jìn)行科學(xué)探究的方式是多種多樣的。一般說來，其基本過程具有六個要素：提出科學(xué)問題；進(jìn)行猜想和假設(shè)；制定計劃，設(shè)計實驗；觀察與實驗，獲取事實與證據(jù)；檢驗與評價；表達(dá)與交流。[3]為了引導(dǎo)學(xué)生開展有效的探究活動，我們以問題、猜想和實驗引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動，增進(jìn)學(xué)生對探究過程和方法的理解，收到了較好的成效。 1 以問題引導(dǎo)探究 美國心理學(xué)家布魯納認(rèn)為，在教學(xué)過程中，學(xué)生不是知識的被動

3、接受者，而是主動的、積極的探索者，教師的作用是要形成一種使學(xué)生獨(dú)立探究的情境，而不是提供現(xiàn)成的知識，要讓學(xué)生自己去思考，參與知識獲得的過程[4]。因此，在教學(xué)過程中，教師通過提出具有典型性、啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的問題，引導(dǎo)并啟發(fā)學(xué)生由易到難、由簡到繁、由淺入深、由形象到抽象的層層遞進(jìn)地思維，帶領(lǐng)學(xué)生由“未知區(qū)”向“最近發(fā)展區(qū)”靠攏，最后達(dá)到將“未知區(qū)”轉(zhuǎn)化為“已知區(qū)”的目的。 將教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成一個個問題呈現(xiàn)給學(xué)生，問題與問題之間緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進(jìn)，形成問題鏈，讓學(xué)生在問題鏈的引導(dǎo)下展開討論，自主地解決問題，并在討論中獲取知識。如在學(xué)習(xí)“鎂的提取及應(yīng)用”[5]時，我們設(shè)計了如下問題鏈（表1

4、），讓學(xué)生圍繞著這些問題展開探究。 表1 “鎂的提取及應(yīng)用”中的問題鏈設(shè)計 編號問題意圖 ①海水中含有大量的Mg2+，能不能像制取粗鹽一樣采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法制取MgCl2？認(rèn)識Mg2+的水解 ②如何實現(xiàn)Mg2+的富集和分離？了解Mg2+的富集 ③是不是直接往海水中加沉淀劑？ ④從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？為什么？選擇合適的試劑 ⑤如何由貝殼制取氫氧化鈣？ ⑥如何由氫氧化鎂制得無水MgCl2？實現(xiàn)Mg的轉(zhuǎn)化 ⑦采用什么方法可以實現(xiàn)由無水MgCl2到Mg的轉(zhuǎn)化？為什么？ ⑧設(shè)計完整的從海水中提取鎂的流程。電解產(chǎn)生的Cl2如何處理？歸納Mg的提取 ⑨鎂有哪些性質(zhì)？了解

5、Mg的性質(zhì) ⑩鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物有哪些？含量如何？ 通過一個接一個問題向前推進(jìn)，學(xué)生沿著問題所提供的線索自主探究，主動獲取知識，教師所設(shè)計的問題在這個過程中起到了引領(lǐng)和導(dǎo)航的作用，教師在其中所做的適當(dāng)講解則起到了支持作用。在這樣的學(xué)習(xí)中，教師也才真正成了學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和支持者。 2 以猜想引導(dǎo)探究 科學(xué)的發(fā)展從某種意義上來說，是猜想不斷被證實的過程，因此，猜想是自然科學(xué)發(fā)展的一種途徑。學(xué)生在學(xué)習(xí)中也可以根據(jù)已知的實驗事實和化學(xué)知識，對未知的物質(zhì)及其變化規(guī)律做出的合理的判斷。但猜想并不是毫無根據(jù)的幻想，更不是胡思亂想，在教學(xué)中要不斷地引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)，適時地點(diǎn)撥，充分調(diào)動學(xué)生主動參與

6、的心理，明確因果聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)邏輯推理，同時容許學(xué)生有多種不同的猜測、想象。通過猜想引導(dǎo)學(xué)生探究，不僅訓(xùn)練了學(xué)生思維，同時又在不斷地在對信息的收集、分析和解釋中多角度地獲得知識、訓(xùn)練技能、增強(qiáng)體驗。 根據(jù)兩個或兩類不同物質(zhì)所具有的某種共性，推出其中一個物質(zhì)可能具有另一個物質(zhì)所具有的性質(zhì)而形成猜想。如在“弱電解質(zhì)的電離平衡”[6]教學(xué)過程中，為了研究電離平衡的影響因素，我們創(chuàng)設(shè)了如下問題： 醋酸溶液中加入少量的下列物質(zhì)對醋酸的電離平衡有何影響？ A．加Zn粉；B．鹽酸；C．NaOH溶液；D．CH3COONa(s)；E．NaCl(s)；F．Na2CO3 類比化學(xué)平衡猜測電離平衡的影響因素：①加

7、Zn粉，向正方向移動；②加鹽酸，向逆方向移動；③加NaOH溶液，向正方向移動；④加CH3COONa（s），向逆方向移動；⑤加NaCl（s），不移動；⑥加Na2CO3，向正方向移動。然后結(jié)合化學(xué)平衡移動的原理來驗證這些猜想的準(zhǔn)確性。 又如在“含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用” [7]教學(xué)中，針對SO2的性質(zhì)，可以類比于CO2，讓學(xué)生們展開的一些猜想：①SO2是非金屬氧化物，類似于CO2，有可能是酸性氧化物，可以和水、堿、堿性氧化物等反應(yīng)；②從SO2的化合價看，SO2中的S元素為+4價，化合價可以升高， SO2可能具有氧化性；③從SO2的化合價看，SO2中的S元素為+4價，化合價可以降低， SO2可能具有

8、還原性；④SO2有漂白性（這一點(diǎn)可能是從預(yù)習(xí)課本知識得出）。 從特殊、個別事實，所獲得的認(rèn)識或規(guī)律，通過歸納提高到一般的認(rèn)識和規(guī)律，這又是猜想的一種方法。在學(xué)習(xí)有機(jī)物的時候，就可以根據(jù)幾個具體物質(zhì)的研究推導(dǎo)出一類物質(zhì)的性質(zhì)，如學(xué)習(xí)了溴乙烷的性質(zhì)后，就可以推測出鹵代烴的相關(guān)性質(zhì)；學(xué)習(xí)了乙醇的性質(zhì)后，就可以推測出醇的相關(guān)性質(zhì)。在“鈉、鎂及其化合物” [8]教學(xué)過程中，我們根據(jù)已有Zn + FeSO4 = ZnSO4 + Fe等的知識，歸納“排在前面的金屬能把排在后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”的結(jié)論，從而猜想：Na排在金屬的前面，應(yīng)能把CuSO4 溶液中的Cu置換出來，實驗中應(yīng)該會出現(xiàn)紅色的

9、固體沉淀。由此設(shè)置“Na與CuSO4溶液發(fā)生怎樣的置換反應(yīng)？”的探究活動，從而認(rèn)識金屬和鹽之間發(fā)生置換反應(yīng)的普遍性與特殊性。 同一類事物可能具有相同的性質(zhì)，根據(jù)化學(xué)現(xiàn)象和資料的某些重要特征，通過分析現(xiàn)象、整理資料也是形成猜想的一種途徑。如在“鹽類的水解”[9]的教學(xué)中，為了探究不同溶液的酸堿性，我們引導(dǎo)學(xué)生先對物質(zhì)進(jìn)行分類，然后根據(jù)已有的知識或認(rèn)識進(jìn)行猜想（表2），然后進(jìn)行實驗驗證，從而認(rèn)識“誰強(qiáng)顯誰性”的水解結(jié)果。 表2 對不同類型鹽的水溶液酸堿性的猜想 組別鹽的代表猜想及依據(jù) 強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽NaCl、KNO3呈中性，NaCl水溶液呈中性 強(qiáng)堿弱酸鹽CH3COONa 、Na2CO3呈堿

10、性，Na2CO3俗稱純堿，可能顯堿性 弱堿強(qiáng)酸鹽NH4Cl、Al2(SO4)3呈酸性，弱堿強(qiáng)酸鹽與強(qiáng)堿弱酸鹽可能存在對應(yīng)性 在學(xué)生進(jìn)行猜想時，教師要適當(dāng)?shù)毓膭顚W(xué)生大膽地猜想，同時又要引導(dǎo)學(xué)生回憶與猜想有關(guān)的已有知識，幫助學(xué)生將已有的知識與在猜想中獲得的新知識整合起來。在驗證后，還應(yīng)要求學(xué)生將事實和原先的猜想進(jìn)行對照和分析，從而增強(qiáng)學(xué)生批判和反思的能力。 3 以實驗引導(dǎo)探究 實驗既是探究的基本環(huán)節(jié)，又是探究的有效載體，讓學(xué)生通過實驗來認(rèn)識物質(zhì)，學(xué)習(xí)化學(xué)是落實課程目標(biāo)的有效途徑。新課程從“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”出發(fā)，倡導(dǎo)“從實驗中學(xué)習(xí)化學(xué)”。在蘇教版教材中設(shè)置了“觀察與思考”和“活動與探究”

11、等欄目，旨在為學(xué)生提供更多的實驗探究的機(jī)會。在“蛋白質(zhì)”[10]的教學(xué)中，為研究蛋白質(zhì)的性質(zhì)，可以設(shè)置以下實驗進(jìn)行探究： 實驗1：取兩支盛有蛋白質(zhì)的試管，分別加入蒸餾水及飽和硫酸鈉溶液； 實驗2：取3支試管，各裝入3mL的雞蛋白溶液，一支加熱，一支加入少量乙酸鉛溶液，另一支加幾滴濃硝酸溶液后微熱。 實驗3：用兩把鑷子分別夾一小塊凝固的蛋白質(zhì)與一根頭發(fā)或一根棉紗線，在酒精燈上灼燒，聞其氣味。 又如在 “鋁的氧化物與氫氧化物” [11]教學(xué)中，同樣可以設(shè)計以下實驗引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究： 實驗1：①氧化鋁和水；②氧化鋁和酸；③氧化鋁和堿。 實驗2：①氫氧化鋁和水；②氫氧化鋁和酸；③氫氧化鋁和

12、堿。 實驗3：①由氯化鋁制氫氧化鋁；②由偏侶酸鈉制氫氧化鋁。 以實驗引導(dǎo)探究，不僅創(chuàng)造條件讓學(xué)生多動手參與實驗操作，同時又努力發(fā)揮化學(xué)實驗在探究學(xué)習(xí)中的作用，激勵學(xué)生參與實驗的設(shè)計，引導(dǎo)他們通過實驗去發(fā)現(xiàn)和探究解決問題的方法，從而在實驗探究中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式實現(xiàn)由被動接受向自主探究的變革。 以問題、猜想和實驗引導(dǎo)學(xué)生開展探究，只有遵循了知識的生成規(guī)律、化學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，才能真正體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)觀。 參考文獻(xiàn) [1]中華人民共和國教育部制訂.普通高中課程方案（實驗）.北京：人民教育出版社，2003：2 [2]劉知新.化學(xué)教

13、學(xué)論（第3版）.北京：高等教育出版社，2004：196 [3]中華人民共和國教育部制訂.全日制義務(wù)教育科學(xué)（7~9年級）課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗稿）.北京：北京師范大學(xué)出版社，2001：11 [4]閻立澤，韓慶奎，于清江等.化學(xué)教學(xué)論.北京：科學(xué)出版社，2004：167 [5][7][8][11]王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)化學(xué)1（必修）（第4版）.南京：江蘇教育出版社，2007：55~56，88~90，49~50，65~67 [6][9]王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理（選修）（第3版）.南京：江蘇教育出版社，2008：60~62，74~76 [10]王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書化學(xué)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)（選修）.南京：江蘇教育出版社，2004：103~104