探究性实验教学中如何培养学生的有效猜想

袁录萍

【摘 要】在新课程理念的指导下，科学教学中引导学生开展形式多样的探究性实验教学活动已得到广大科学教师充分的重视和体现，借以培养学生的探究精神，提高学生的探究水平和科学素养。但我们的学生在面对探究活动时，往往在建立猜想这一环节上，由于种种原因而无法建立有效猜想，以致探究性实验教学中无法组织起真正的有效探究。所以如何针对探究的问题提出有效的猜想，已成为当前探究性实验教学中一个亟待研究和解决的问题。

【关键词】猜想；有效猜想；探究实验

一、有效猜想的特征

关于什么是猜想，历来是心理学家关注的问题。从心理学角度来描述猜想：“猜想”是一项思维活动，是学生有方向性的猜测和判断，包含了直觉的判断和理性的思考。

（一）有效猜想应具有科学性

猜想的提出不但要以实验与经验事实为基础，而且要以科学理论为依据，是经过合理推测后而形成的假设。所以有效猜想不是无根据的猜测和幻想，并非胡猜瞎说。

（二）有效猜想应具有相关性

猜想不是胡猜瞎想，所思所想一定要围绕探究性实验中提出的问题来展开。例如：某同学将铁钉浸没在试管里的水中，一段时间后，发现试管底部出现了黑色粉末。请建立合理的猜想：黑色粉末是什么物质？很明显，该探究所作出的猜想应围绕“黑色粉末的成分是什么”来展开。

（三）有效猜想应具有发展性

有效猜想是科学猜测的产物，因而通过实验检验可能成为真理，也可能成为谬误，也有可能被证实具有某种不完整性而发展成为一种新的猜想。有时也通过相反猜想之间的对峙和争论，形成一种变动更迭、新旧交替的局面，使猜想得以发展。例如牛顿第一定律的最终形成经过了伽利略、笛卡尔、牛顿等科学家的多次猜想的不断发展、演进。

（四）有效猜想应具有可验证性

猜想毕竟是猜想，有没有意义，关键还要通过实验来验证。当然，如果建立了猜想却设计不出实验来验证，或设计出的实验却不能说明问题的本质，那这样的猜想也只能是无效的猜想。

二、如何让学生建立有效猜想

（一）让学生拥有充足的猜想时间

由于不同学生的知识背景不同，加上受到日常生活经验、认识事物的角度及自身思维品质的影响，那么他们提出猜想所需的时间也就不会相同。另外，学生在建立猜想时通过小组讨论和交流也需要一定的时间，因此只有时间得到了保证，才能使绝大多数的学生参与猜想，才能使猜想达到应有的深度。例如：某同学在实验时发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，如下表格所示：

那么导致两次实验时反应的速率不一样的原因有哪些？

猜想1：Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应具有阻碍作用；

猜想2：Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应没有影响；

猜想3：Cl-、SO42-均对反应具有促进作用，但Cl-影响更大；

猜想4：Cl-对反应没有影响，而SO42-对反应具有阻碍作用；

猜想5：Cl-、SO42-对反应均具有阻碍作用，但Cl-影响更小（或SO42-影响更大）。

铝片与盐酸、硫酸的反应是学生非常熟悉的实验，在外界其他条件相同的前提下，它们的反应速率理应相同，但实验结果却与理论推测存在着差异，这种差异就只能是与反应所处的环境（Cl-和SO42-）不同有关。学生自然而然地首先就会想到猜想1：Cl-对反应具有促进作用，SO42-对反应具有阻碍作用。而猜想2到猜想5同样属于有效猜想，显然它们的得出是在猜想1的基础上进行了必要的补充和拓展而来，这肯定需要一定的交流和讨论，当然需要充足时间的保证。

（二）给学生提供必要的思维引导

学生结合钢铁生锈的条件，很容易想到，铜制的镜框变绿可能是铜与空气中的O2作用而变绿色。难道空气中只有O2吗？为什么镜框的鼻垫处特别容易变绿？教师适时的这一点拨，下面的猜想便应运而出。

猜想1：可能是铜与空气中的CO2作用而变绿色；

猜想2：可能是铜与空气中的O2、水作用而变绿色；

猜想3：可能是铜与空气中的O2、水、二氧化碳作用而变绿色；

而这些猜想都是科学探究中的有效猜想。

（三）用实验修正学生的错误猜想

针对饮料是嘴巴吸上来的错误猜想，在教学中，我们可以设计如下实验（如图所示）。首先提供一个用塞子塞住瓶口并灌了一定水的瓶子，请一个同学上来将瓶内的水吸出来（图左）。结果大家发现这位同学尽管使了很大的劲，也没能将瓶中的水吸出。学生认为是塞子塞住瓶口的原因。此时可进一步追问：“为什么有塞子塞住就吸不出呢？”看来，饮料吸上来并非只是嘴在起作用。那么，还有什么因素在起作用呢？然后演示第二个实验（图右装置）：将注射器活塞向里推一下（不是用嘴巴吸），学生看到瓶中的液面下降、吸管中液面上升。这又如何解释呢？经过讨论后，学生自然能理解：液体能否沿吸管上升，关键在于瓶内液体表面受到气体的压强是不是大于吸管内液体表面受到的大气压强。

三、结束语

有效猜想必将引导探究性实验教学深入而高效地进行，但建立有效猜想能力的培养不是一朝一夕能完成的，教师要把学生能建立有效猜想作为一种长期的教学目标。凡是学生有可能自己给予猜测和解释的问题，都应该为学生提供思维尝试、实验尝试的机会，并允许学生犯错误，在错误中矫正思维，寻找真理，探索前进，这应该成为探究性实验教学中持之以恒的一条原则。

【参考文献】

[1]朱清时.《科学》7～9年级教材，浙江教育出版社.2001

[2]徐世贵.新课程实施难点与教学对策.北京：开明出版社，2003

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[4]李强.培养学生猜想与假设能力的教学策略.物理教学探讨，2010，07

[5]王较过，孟蓓.物理探究教学中培养“猜想与假设”能力的策略.当代教师教育2011，02

（作者单位：浙江上虞市丰惠镇中学）