化学探究教学策略之“假说―验证”:化学渗透假说的主要内容
时间：2019-02-09 03:22:23 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要: 本文论述了化学“假说―验证”探究教学策略的含义、教学意义、教学应用和教学实施方式,并就有组织、有计划、长期性实施这种教学策略进行了意义解读和例证,最后例举了一个教学实录。
关键词: 化学教学 “假说―验证”探究教学策略 教学实录
1.“假说―验证”策略的概述
“假说―验证”探究教学策略是指应用假说方法进行组织教学和实施探究的一种教学策略,其目的是以“假说―验证”的教学方式来引导“假说―验证”的学习方式。
1.1假说方法及其教学意义
假说是指人们以一定的经验材料和已知的事实为依据,或以已有的科学理论和技术为指导,对未知的事实或现象的原因及其规律所作的一种有一定推测性或假定性的说明方式。它是经验材料和科学理论之间的一座桥梁,科学的发展离不开假说,学习科学知识也经常需要假说。假说方法的教育意义主要体现在以下几个方面:①帮助学生正确理解科学研究,并进行了科学方法教育;②帮助学生养成一种科学有效的思维方式,并提高了解决问题的能力;③帮助学生构建性习得化学知识。化学教学中经常用到的猜想、假设、设想等虽然和假说在含义上或程度上不尽相同,但所遵循的思维方式是基本相同的,故教师可以从设想、假设、猜想等形式开始培养学生的这种思维方式,使学生慢慢地掌握假说方法。
1.2“假说―验证”在化学教学中的作用和应用
1.2.1解释现象或规律
在化学概念形成、基本理论学习、性质规律探究和其它实践活动的过程中,学生经常会碰到与自己已有的认知相矛盾的现象或事实,此时,往往可以借助假说方法来作出预测,然后实施验证。如:学生在验证氯水酸性的过程中发现了试纸褪色的现象,学生用已有的知识是无法解释这个现象的,此时教师就可以引导学生作出假设:是Cl、HO、HCl、HClO中的哪一种使试纸漂白褪色了呢?然后进行逐个验证排除,最后只有HClO有可能性。为了进一步确证是HClO引起的,就必须再设计新的实验进行验证。类似的情况在化学教学中是很多的。
1.2.2提出新的实验和观测方向
当原有的方法或手段被证伪时或者原有的方法和手段不能完全解决问题时,学生就必须作出新的选择和预测,此时,新的假说就能发挥作用了。
1.2.3预见物质的结构和性质
在物质性质探究学习的过程中,学生往往要进行适当的预测,包括结构和性质两方面。如:在学习NH的性质时,我们不妨可以从喷泉实验开始,引申出两个问题:问题一:为什么NH易溶于水?问题二:为什么NH的水溶液显碱性?第一个问题与NH的分子极性有关,可以假设NH分子是立体结构的而不是平面结构的,这是假说一。其次,NH分子的极性不会超过HCl的分子极性,但为什么NH的溶解度比HCl大呢?这说明还可能有其它的原因,由此提出假说二:NH与水之间有新的分子间作用力或者NH与水发生了反应。至于为什么其溶液显碱性,则可以从影响水的电离平衡角度去假设。
1.3“假说―验证”的教学基本环节和实施方式
1.3.1.1教学基本环节
提出假说。有五种常用的提出假说的方法:类比提出假说、归纳提出假说、演绎提出假说、经验公式法提出假说、直觉思维法提出假说。学生应根据不同的问题特点和已经掌握的事实材料情况,从自己的思维方式出发,提出假说。我们在教学时,应该依据提出假说的不同方法来组织教学。
1.3.1.2验证假说。验证假说的方法可分为直接验证法和间接验证法,也可分为实验验证法(M)和理论验证法(N)。下面是我在研究中总结出来的几种验证假说的方法,教师可参照这些方法来组织教学。
直接验证法:假说M或N
间接验证法:方法一:假说A等价于推论B,则利用M或N证明了B即验证了A。方法二:假说A有一个必要条件B,利用M或N,如果B被证伪,则A错误。方法三:假说A有一个充分条件B,利用M或N,如果B被证实,则A正确,如果B被证伪,则A错误。方法四:利用M或N,反证法。
1.3.2教学实施方式
由五种提出假说的方法和五种验证假说的方法,进行组合,就可以有二十五种“假说―验证”的教学实施方式,这就为化学教学中“假说―验证”的实施提供了广阔的选择空间,能更灵活地适应丰富多样的化学教学实际。
2.“假说―验证”探究教学策略的教学安排
科学方法教育是化学新课程的重要目标之一,教师采用“假说―验证”教学策略的最终目的是使学生学会“假说―验证”的学习方式,思考和解决问题的方式,最终提高学习能力和解决问题的能力。一次或者随机地应用“假说―验证”的教学策略是很难达到这样的目的的,因此,教师有必要对“假说―验证”教学策略作出有计划、合理性的教学安排,对学生进行长期的、循序渐进的“假说―验证”方法的教育,形成一种相对稳定的教学方式。下面是我针对新课程高中化学必修①和②(苏教版)作出的关于“假说―验证”教学策略的教学安排。
注:A层次:体验化学中的科学方法及其价值,并能初步结合科学方法来学习化学知识。
B层次:初步了解某些典型的化学中的科学方法,知道其特点、应用范围和基本操作程序,能初步养成应用该科学方法的学习方式。
3.“假说―验证”探究教学策略的教学实录
课题:苯酚。
教学目标:①理解苯酚的结构、性质及其关系;②学会运用“演绎―归纳”的“假说―验证”方法来学习苯酚的化学性质;③初步养成“假说―验证”的学习方式。
教学策略:“演绎―归纳”的“假说―验证”探究策略。
教学过程:
[问题提出]在观察总结了苯酚的物理性质后,提问:苯酚有哪些化学性质?怎么去探究苯酚的化学性质?
[问题分析与假设提出]可以从有机物的结构去分析和推测有机物的化学性质,思路如下:
苯环―苯的化学性质―取代和加成―假设―实验验证―结论
羟基―乙醇和乙酸的化学性质―假设―实验验证―结论
假设1:苯酚不与溴水反应。
假设2:苯酚不与酸性KMnO溶液反应。
假设3:苯酚可以和钠反应。
假设4:苯酚不能和NaOH反应。
[实验验证与讨论]实验结果初步表明:
苯酚的羟基具有酸性,但其酸性的强弱程度需要进一步探究。
苯酚能和浓溴水反应,是加成还是取代,有待进一步讨论。
苯酚溶液能使酸性KMnO溶液褪色,但是羟基和苯环都不能单独解释,其原因有待讨论。
[再探究]①验证其酸性是否比HCO强(往NaCO溶液中加入苯酚溶液,或者往苯酚钠溶液中通入CO),如果强,还可以进一步用NaSO验证。②可以通过检测苯酚溶液和浓溴水(少量)反应体系反应前后的pH变化来判断是发生了加成还是取代反应,如果pH值有明显降低,则发生取代反应,否则,发生加成反应。③苯酚容易被空气中的氧气氧化,也容易被酸性KMnO溶液氧化,这说明苯酚具备一定的还原性,通过阅读讨论,知道原因是:苯环和羟基的相互影响使得羟基容易被氧化成羰基(部分类似于乙醇被氧化为乙醛)。
[归纳综合]通过以上问题的解决,我们已经对苯酚的化学性质有了一定的认识,但还是局部和零碎的,为了能上升到对苯酚化学性质的整体认识,请同学们进一步阅读、讨论,并进行归纳和综合。
[结论]①取代反应:苯酚能发生取代反应(在苯环上),但与苯的取代反应有所区别,比苯容易进行取代,这是羟基影响了苯环(活化了苯环),表现在试剂不同(浓溴水和液溴),反应条件不同,取代上去的溴原子个数也不同。②加成反应:和苯类似,也能和H在一定条件下发生加成反应。还原性:由于受苯环的影响,羟基变得容易被氧化了,其羟基的还原性比乙醇和乙酸中羟基的还原性要强得多。弱酸性:由于苯环的影响,其羟基上的氢原子更容易电离了,表现出弱酸性,比HCO酸性弱。苯酚的化学性质取决于其中的苯环、羟基及其相互作用。
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