问题·猜想·实验——引导探究的教学尝试
摘要：引导探究是化学课堂教学中开展探究的主要方式，以科学探究中的基本环节——提出问题、猜想假设、设计实验等引导学生开展探究，从而将课堂教学与探究活动结合起来，既有效地落实了课堂教学的三维目标，也促进了学生的全面发展。
关键词：化学教学；探究；问题；猜想；实验
进行科学探究的方式是多种多样的。一般说来，其基本过程具有六个要素：提出科学问题；进行猜想和假设；制定计划，设计实验；观察与实验，获取事实与证据；检验与评价；表达与交流。[3]为了引导学生开展有效的探究活动，我们以问题、猜想和实验引导学生进行探究活动，增进学生对探究过程和方法的理解，收到了较好的成效。
1 以问题引导探究
美国心理学家布鲁纳认为，在教学过程中，学生不是知识的被动接受者，而是主动的、积极的探索者，教师的作用是要形成一种使学生独立探究的情境，而不是提供现成的知识，要让学生自己去思考，参与知识获得的过程[4]。因此，在教学过程中，教师通过提出具有典型性、启发性、挑战性的问题，引导并启发学生由易到难、由简到繁、由浅入深、由形象到抽象的层层递进地思维，带领学生由“未知区”向“最近发展区”靠拢，最后达到将“未知区”转化为“已知区”的目的。
将教学内容设计成一个个问题呈现给学生，问题与问题之间紧密联系，环环相扣，层层递进，形成问题链，让学生在问题链的引导下展开讨论，自主地解决问题，并在讨论中获取知识。如在学习“镁的提取及应用”[5]时，我们设计了如下问题链（表1），让学生围绕着这些问题展开探究。
表1 “镁的提取及应用”中的问题链设计
编号 问题 意图
① 海水中含有大量的Mg2+，能不能像制取粗盐一样采用蒸发结晶的方法制取MgCl2？ 认识Mg2+的水解
② 如何实现Mg2+的富集和分离？ 了解Mg2+的富集
③ 是不是直接往海水中加沉淀剂？
④ 从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？为什么？ 选择合适的试剂
⑤ 如何由贝壳制取氢氧化钙？
⑥ 如何由氢氧化镁制得无水MgCl2？ 实现Mg的转化
⑦ 采用什么方法可以实现由无水MgCl2到Mg的转化？为什么？
⑧ 设计完整的从海水中提取镁的流程。电解产生的Cl2如何处理？ 归纳Mg的提取
⑨ 镁有哪些性质？ 了解Mg的性质
⑩ 镁在空气中燃烧的产物有哪些？含量如何？
通过一个接一个问题向前推进，学生沿着问题所提供的线索自主探究，主动获取知识，教师所设计的问题在这个过程中起到了引领和导航的作用，教师在其中所做的适当讲解则起到了支持作用。在这样的学习中，教师也才真正成了学生学习的引导者和支持者。
2 以猜想引导探究
科学的发展从某种意义上来说，是猜想不断被证实的过程，因此，猜想是自然科学发展的一种途径。学生在学习中也可以根据已知的实验事实和化学知识，对未知的物质及其变化规律做出的合理的判断。但猜想并不是毫无根据的幻想，更不是胡思乱想，在教学中要不断地引导学生提出假设，适时地点拨，充分调动学生主动参与的心理，明确因果联系，强调逻辑推理，同时容许学生有多种不同的猜测、想象。通过猜想引导学生探究，不仅训练了学生思维，同时又在不断地在对信息的收集、分析和解释中多角度地获得知识、训练技能、增强体验。
根据两个或两类不同物质所具有的某种共性，推出其中一个物质可能具有另一个物质所具有的性质而形成猜想。如在“弱电解质的电离平衡”[6]教学过程中，为了研究电离平衡的影响因素，我们创设了如下问题：
醋酸溶液中加入少量的下列物质对醋酸的电离平衡有何影响？
A．加Zn粉；B．盐酸；C．NaOH溶液；D．CH3COONa(s)；E．NaCl(s)；F．Na2CO3
类比化学平衡猜测电离平衡的影响因素：①加Zn粉，向正方向移动；②加盐酸，向逆方向移动；③加NaOH溶液，向正方向移动；④加CH3COONa（s），向逆方向移动；⑤加NaCl（s），不移动；⑥加Na2CO3，向正方向移动。然后结合化学平衡移动的原理来验证这些猜想的准确性。
又如在“含硫化合物的性质和应用” [7]教学中，针对SO2的性质，可以类比于CO2，让学生们展开的一些猜想：①SO2是非金属氧化物，类似于CO2，有可能是酸性氧化物，可以和水、碱、碱性氧化物等反应；②从SO2的化合价看，SO2中的S元素为+4价，化合价可以升高， SO2可能具有氧化性；③从SO2的化合价看，SO2中的S元素为+4价，化合价可以降低， SO2可能具有还原性；④SO2有漂白性（这一点可能是从预习课本知识得出）。
从特殊、个别事实，所获得的认识或规律，通过归纳提高到一般的认识和规律，这又是猜想的一种方法。在学习有机物的时候，就可以根据几个具体物质的研究推导出一类物质的性质，如学习了溴乙烷的性质后，就可以推测出卤代烃的相关性质；学习了乙醇的性质后，就可以推测出醇的相关性质。在“钠、镁及其化合物” [8]教学过程中，我们根据已有Zn + FeSO4 = ZnSO4 + Fe等的知识，归纳“排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”的结论，从而猜想：Na排在金属的前面，应能把CuSO4 溶液中的Cu置换出来，实验中应该会出现红色的固体沉淀。由此设置“Na与CuSO4溶液发生怎样的置换反应？”的探究活动，从而认识金属和盐之间发生置换反应的普遍性与特殊性。
同一类事物可能具有相同的性质，根据化学现象和资料的某些重要特征，通过分析现象、整理资料也是形成猜想的一种途径。如在“盐类的水解”[9]的教学中，为了探究不同溶液的酸碱性，我们引导学生先对物质进行分类，然后根据已有的知识或认识进行猜想（表2），然后进行实验验证，从而认识“谁强显谁性”的水解结果。
表2 对不同类型盐的水溶液酸碱性的猜想
组别 盐的代表 猜想及依据
强碱强酸盐 NaCl、KNO3 呈中性，NaCl水溶液呈中性
强碱弱酸盐 CH3COONa 、Na2CO3 呈碱性，Na2CO3俗称纯碱，可能显碱性
弱碱强酸盐 NH4Cl、Al2(SO
4)3 呈酸性，弱碱强酸盐与强碱弱酸盐可能存在对应性
在学生进行猜想时，教师要适当地鼓励学生大胆地猜想，同时又要引导学生回忆与猜想有关的已有知识，帮助学生将已有的知识与在猜想中获得的新知识整合起来。在验证后，还应要求学生将事实和原先的猜想进行对照和分析，从而增强学生批判和反思的能力。
3 以实验引导探究
实验既是探究的基本环节，又是探究的有效载体，让学生通过实验来认识物质，学习化学是落实课程目标的有效途径。新课程从“提高学生的科学素养”出发，倡导“从实验中学习化学”。在苏教版教材中设置了“观察与思考”和“活动与探究”等栏目，旨在为学生提供更多的实验探究的机会。在“蛋白质”[10]的教学中，为研究蛋白质的性质，可以设置以下实验进行探究：
实验1：取两支盛有蛋白质的试管，分别加入蒸馏水及饱和硫酸钠溶液；
实验2：取3支试管，各装入3mL的鸡蛋白溶液，一支加热，一支加入少量乙酸铅溶液，另一支加几滴浓硝酸溶液后微热。
实验3：用两把镊子分别夹一小块凝固的蛋白质与一根头发或一根棉纱线，在酒精灯上灼烧，闻其气味。
又如在 “铝的氧化物与氢氧化物” [11]教学中，同样可以设计以下实验引导学生进行探究：
实验1：①氧化铝和水；②氧化铝和酸；③氧化铝和碱。
实验2：①氢氧化铝和水；②氢氧化铝和酸；③氢氧化铝和碱。
实验3：①由氯化铝制氢氧化铝；②由偏侣酸钠制氢氧化铝。
以实验引导探究，不仅创造条件让学生多动手参与实验操作，同时又努力发挥化学实验在探究学习中的作用，激励学生参与实验的设计，引导他们通过实验去发现和探究解决问题的方法，从而在实验探究中培养学生的科学素养，使学生的学习方式实现由被动接受向自主探究的变革。
以问题、猜想和实验引导学生开展探究，只有遵循了知识的生成规律、化学的学科特点和学生的认知规律，才能真正体现“以学生为主体，以教师为主导”的教学观。
参考文献[2]刘知新.化学教学论（第3版）.北京：高等教育出版社，2022：196
[3]中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育科学（7~9年级）课程标准（实验稿）.北京：北京师范大学出版社，2022：11
[4]阎立泽，韩庆奎，于清江等.化学教学论.北京：科学出版社，2022：167[6][9]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学·化学反应原理（选修）（第3版）.南京：江苏教育出版社，2022：60~62，74~76
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