導(dǎo)語：化學(xué)教學(xué)假設(shè)能力培養(yǎng)策略一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1問題提出

在新課程改革實(shí)施的過程中，探究式教學(xué)成為一種流行趨勢和主流模式。當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐表明，教師大量使用探究式教學(xué)但存在只重視假設(shè)的檢驗(yàn)，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理等，而對學(xué)生假設(shè)能力的培養(yǎng)并不關(guān)注。筆者在所在學(xué)校高一、高二年級部分學(xué)生問卷調(diào)查時(shí)設(shè)計(jì)了2個(gè)問題［1］：問題1：某位同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)綠色物質(zhì)，通過上網(wǎng)查閱知道，該物質(zhì)是銅銹，俗稱銅綠，主要成分是Cu2（OH）2CO3。你知道銅在什么情況下生銹嗎？問題2：某位同學(xué)將短玻璃導(dǎo)管插入焰心，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管的另一端也可以燃燒。于是他提出這樣的問題：導(dǎo)管中一定有可燃性的氣體，氣體的成分可能是什么？問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)采用計(jì)分制，說出3個(gè)或3個(gè)以上與問題相關(guān)假設(shè)及合理理由得3分，2個(gè)得2分，1個(gè)得1分。由表1可以看出，問題1和2的平均分分別為0．72和0．46，這說明當(dāng)前高中生論述化學(xué)假設(shè)的能力還很弱。面對這個(gè)問題，部分教師認(rèn)為提出假設(shè)特別是有創(chuàng)造性的假設(shè)依靠的是靈感和直覺，是不能在課堂上來傳授的，實(shí)際上這種想法是由于對假設(shè)產(chǎn)生的邏輯結(jié)構(gòu)認(rèn)識模糊而導(dǎo)致的。國內(nèi)學(xué)者從假設(shè)的數(shù)量、質(zhì)量和對所提假設(shè)的解釋等幾個(gè)方面來探討假設(shè)能力的結(jié)構(gòu)及其培養(yǎng)［2，3］。國內(nèi)其他學(xué)者認(rèn)為應(yīng)從“加強(qiáng)雙基教學(xué)、尊重學(xué)生所提出的假設(shè)、加強(qiáng)假設(shè)方法的教學(xué)”等方面來培養(yǎng)學(xué)生的假設(shè)能力［4］。這些研究或僅關(guān)注假設(shè)自身的含義，未注意假設(shè)能力的其他維度，或?qū)儆谧陨淼慕虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)，理論基礎(chǔ)較弱。因此有必要完整探討假設(shè)產(chǎn)生的邏輯機(jī)制、提出假設(shè)的思維過程，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生假設(shè)能力的培養(yǎng)。

2假設(shè)產(chǎn)生的邏輯機(jī)制

科學(xué)家究竟是如何提出假設(shè)的？經(jīng)驗(yàn)主義者認(rèn)為，科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)歸納的過程，所謂的假設(shè)也就是由歸納而產(chǎn)生的?，F(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)研究表明，我們不可能從事實(shí)歸納出任何可能的假設(shè)，因?yàn)槿绻麤]有假設(shè)的指導(dǎo)，人們就不知道應(yīng)該收集哪些事實(shí)。換言之，即使是歸納也應(yīng)是以假設(shè)為前提。演繹一般被認(rèn)為不能產(chǎn)生假設(shè)，因?yàn)檠堇[推理是從一般到個(gè)別，如果前提為真，其結(jié)論也為真，即演繹推理并不會產(chǎn)生新的命題。因此，假設(shè)既不是通過歸納，也不是通過演繹推理產(chǎn)生的，而是科學(xué)家發(fā)明出來的，包含直覺、頓悟等非理性因素?？茖W(xué)家提出的假設(shè)是否要遵循一定的邏輯機(jī)制［5］？目前科學(xué)哲學(xué)界的共識是，提出假設(shè)具有一定的邏輯模式，皮爾斯提出的溯因推理是產(chǎn)生假設(shè)的唯一邏輯操作。溯因推理是由結(jié)果推出原因的一種推理方式，它的觸發(fā)條件是事實(shí)與預(yù)期不符，如新事實(shí)、異常事實(shí)的出現(xiàn)。其邏輯形式可用如下模式表示：一個(gè)令人驚訝的現(xiàn)象A被觀察（推理的前提和誘因）找到一個(gè)假設(shè)B（省略了另外的前提———已有的知識和理論），它能作為A的原因并解釋它，使得A變?yōu)椴惑@訝。因此有充足的理由去推敲B，使它成為可能的假設(shè)［6］。

3化學(xué)問題中提出假設(shè)的具體思維過程

假設(shè)悄無聲息地通過科學(xué)家的有意識和無意識在問題解決中起著關(guān)鍵的作用。在這些問題解決中都是從待解釋的事實(shí)開始，科學(xué)家分析對比事實(shí)而發(fā)明出假設(shè)。盡管大多數(shù)人不是科學(xué)家，但科學(xué)家推理產(chǎn)生假設(shè)的思維過程具有示范意義。化學(xué)界所熟悉的元素周期律的發(fā)現(xiàn)史從假設(shè)的視角看就是一個(gè)完美的典范。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，到19世紀(jì)60年代，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素增加到63種?；瘜W(xué)元素間性質(zhì)的巨大差異嚴(yán)重困擾著化學(xué)家，使得他們難以發(fā)現(xiàn)眾多元素間的內(nèi)在規(guī)律，更不用說發(fā)現(xiàn)新的化學(xué)元素。門捷列夫在書寫元素符號及對應(yīng)的相對原子質(zhì)量數(shù)據(jù)時(shí)（見表2），發(fā)現(xiàn)N、P、As或O、S、Se或F、Cl、Br等組內(nèi)，性質(zhì)彼此相似，立即產(chǎn)生假設(shè)，元素的性質(zhì)是不是表現(xiàn)在它們的原子量上？能不能根據(jù)它們的原子量建立元素體系？接著就走向這個(gè)體系的試驗(yàn)［7］。1869年3月，門捷列夫發(fā)表了論文《元素性質(zhì)和原子量的關(guān)系》，其基本觀點(diǎn)是：按照原子量的大小順序而排列起來的元素，它們的性質(zhì)呈現(xiàn)明顯的周期性，甚至元素的化合價(jià)也是一個(gè)接一個(gè)按照它們原子量的大小形成算術(shù)的序列。根據(jù)門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律的案例，我們可以想象，門捷列夫面臨亂的知識尋求一個(gè)一般的原理，必定在已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中思考了多種相似的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象，然后選擇最合適的一種作為問題的假設(shè)提出。事實(shí)上，門捷列夫最初力圖到原子價(jià)中尋求這一原理。門捷列夫在《化學(xué)原理》第一部著作中，按照1價(jià)的氫，2價(jià)的氧、3價(jià)的氮、4價(jià)的碳的順序進(jìn)行敘述，最后再回到1價(jià)的氟。第二部則從另一種1價(jià)的元素堿金屬開始［8］。由此可知，在現(xiàn)象與假設(shè)之間存在一條可以逾越的鴻溝，那就是從已有知識和理論中尋找相似的經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象或理論，并借用其中的因果解釋而提出假設(shè)?？茖W(xué)假設(shè)提出的整個(gè)溯因過程可以用圖1來描述：其具體思維步驟為：（1）科學(xué)假設(shè)的產(chǎn)生過程從分析問題，探討其中的因果關(guān)系開始；（2）推理者在已有的知識結(jié)構(gòu)中尋找與當(dāng)前問題相似的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)；（3）探討各種相似經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的因果解釋；（4）把各種經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與當(dāng)前的問題情境進(jìn)行對比比較；（5）借用經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的因果解釋，提出假設(shè)；（6）選擇合理的最合適的假設(shè)。圖中“”表示問題情境和經(jīng)驗(yàn)知識間的對比。由此可見，假設(shè)產(chǎn)生的溯因推理程序看似簡單，其實(shí)包含復(fù)雜的思維過程，如探索、比較、綜合和選擇等操作。我們不能把上述諸多環(huán)節(jié)狹隘地理解為類比推理過程，如尋找相似經(jīng)驗(yàn)這個(gè)環(huán)節(jié)，除類比推理外還包括運(yùn)用已有知識創(chuàng)造性想象出與問題情境相似的結(jié)構(gòu)模型，如凱庫勒的苯分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。其中，非理性的靈感、直覺也發(fā)揮重要作用［5］。

4化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用假設(shè)的常見形式

4．1類比式假設(shè)

類比式假設(shè)是根據(jù)2個(gè)或2類對象所具有的某種或某些共有的相似要素或特征，推出其中一個(gè)（類）研究對象可能具有另一個(gè)（類）研究對象所具有的屬性或部分屬性而形成假設(shè)。［例1］（2009年海南高考題）門捷列夫在描述元素周期表時(shí)，許多元素尚未發(fā)現(xiàn)，但他為第四周周期的3種元素留下了空位，并對它們的一些性質(zhì)做了預(yù)測，X是其中的一種“類硅”元素，后來被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn)，并證實(shí)門捷列夫當(dāng)時(shí)的預(yù)測相當(dāng)準(zhǔn)確。根據(jù)元素周期律，下列有關(guān)X性質(zhì)的描述中錯(cuò)誤的是（）A．X單質(zhì)不易與水反應(yīng)B．XO2可被C或H2還原為XC．XCl4的沸點(diǎn)比SiCl4的高D．XH4的穩(wěn)定性比SiH4的高從已有的知識經(jīng)驗(yàn)知道Si具有不易與水反應(yīng)、SiO2可被C或H2還原、SiCl4是分子晶體等性質(zhì)。在此題信息中X具有與Si相似的性質(zhì)，進(jìn)而推出X具有與Si類似的性質(zhì)。

4．2歸納式假設(shè)

運(yùn)用歸納法提出和建立假設(shè)是一種從特殊、個(gè)別事實(shí)、所獲得的認(rèn)識或規(guī)律，提高到一般的認(rèn)識和規(guī)律的方法。［例2］（2008年廣東高考題）醇在催化劑作用下氧化成醛的反應(yīng)是綠色化學(xué)的研究內(nèi)容之一。某科研小組研究了鈀催化劑在氧氣氣氛中對一系列醇氧化成醛反應(yīng)的催化效果，反應(yīng)條件為：K2CO3、363K、甲苯（溶劑）。此題要求學(xué)生對給出含有苯環(huán)不同結(jié)構(gòu)的醇及其氧化反應(yīng)數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行分析，歸納出由于此類醇中苯環(huán)上的取代基及與羥基相連的碳鏈長短不同，單位時(shí)間內(nèi)醛的產(chǎn)率也不同，進(jìn)而總結(jié)出在鈀催化劑作用下的一般規(guī)律［9］。

4．3演繹式假設(shè)

演繹假設(shè)是一種將一般認(rèn)識、規(guī)律或原理運(yùn)用于特殊、個(gè)別范圍內(nèi)所產(chǎn)生的必然性推理結(jié)果的假設(shè)。［例3］CuSO4受熱分解生成氧化銅和氣體，受熱溫度不同，生成的氣體成分也不同。根據(jù)物質(zhì)化學(xué)變化前后元素守恒，氣體成分可能含有SO2、SO3和O2中的一種、二種或三種。根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)的升降規(guī)律，所得氣體的成分可能只含有SO3一種，或可能含有SO2、O2二種，或含有SO3、SO2和O2三種。在此題信息中，CuSO4受熱分解生成的氣體，盡管有3種可能的假設(shè)，但是都需要符合基本的氧化還原反應(yīng)規(guī)律。

4．4分類式假設(shè)

依據(jù)化學(xué)現(xiàn)象和資料的某些重要特征，分析整理形成假設(shè)，進(jìn)行分類假設(shè)的驗(yàn)證。［例4］將水加入盛有過氧化鈉固體的試管中，待形成溶液，滴加少量酚酞溶液，溶液先變紅，半分鐘內(nèi)褪為無色，原因是什么？溶液褪色可能是生成的H2O2的作用，也可能是溶液中NaOH的濃度過大。溶液中出現(xiàn)的現(xiàn)象是先出現(xiàn)紅色后褪色。紅色出現(xiàn)的原因是酚酞與堿作用的結(jié)果，紅色褪去的原因是酚酞發(fā)生變化或堿發(fā)生變化，其中酚酞變化是由于被可能生成的H2O2氧化所致。

4．5模型假設(shè)

模型假設(shè)是為了更好地解釋某些物質(zhì)的性質(zhì)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，依據(jù)客觀事實(shí)而進(jìn)行模型構(gòu)建。如氣體摩爾體積模型、晶體模型、化學(xué)平衡的中間狀態(tài)模型等。［例5］原子結(jié)構(gòu)模型的演變，是從質(zhì)量守恒定律、定組成定律等的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致1803年道爾頓原子模型提出；但在解釋蓋•呂薩克氣體體積定律時(shí)遇到困難，由1874年克羅克斯觀察到陰極射線現(xiàn)象，導(dǎo)致1904年湯姆遜模型提出；隨后盧瑟福的α質(zhì)點(diǎn)散射實(shí)驗(yàn)，提出了“行星系式”原子模型，但這個(gè)模型與原子長期穩(wěn)定發(fā)生了矛盾。玻爾根據(jù)原子輻射出的能量是不連續(xù)的線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，提出了原子的殼層同心模型；目前又進(jìn)一步完善為電子云模型等。

5化學(xué)教學(xué)中學(xué)生假設(shè)能力的培養(yǎng)策略

5．1樹立新型的教育觀和學(xué)生觀

化學(xué)教學(xué)應(yīng)該立足于學(xué)生的發(fā)展，包括能力的提高、良好習(xí)慣的培養(yǎng)和健全人格的形成等。課堂教學(xué)中問題的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵不在于問題的本身，而在于學(xué)生探索知識的興趣的培養(yǎng)、方法的培養(yǎng)和品格的形成。教師的作用在于創(chuàng)造條件、教給方法。心理學(xué)研究表明：只有在充滿民主和諧氛圍下的教學(xué)才會使學(xué)生得到心靈的解放，他們的思維才會活躍。因此，教師要樹立教學(xué)相長的觀念，對學(xué)生提出的疑難問題，要與學(xué)生共同研究切磋，對學(xué)生求真質(zhì)疑的舉動應(yīng)該給以充分的肯定和贊賞。

5．2教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)積極的假設(shè)情境

要使學(xué)生能夠進(jìn)行合理的假設(shè)，教師就需要要求學(xué)生掌握一定的科學(xué)知識作為前提。如果沒有足夠的知識（包括生活經(jīng)驗(yàn)）作為依據(jù)，假設(shè)就成主觀的、憑空的猜想，由此所作出的假設(shè)也就失去意義。教學(xué)中教師要重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，以引起學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，使學(xué)生在符合客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上，能夠在活動中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，作出切合實(shí)際的假設(shè)，凸現(xiàn)問題的解決方式或答案的信息［10］。

作者：王保強(qiáng)工作單位：江蘇省新沂市第一中學(xué)