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浙江省宁波市初中科学教育教学评比获奖论文假设—验证的思维策略及其培养-

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假设——验证的思维策略及其培养
多年来，中考考察物质的除杂、检验或推断等知识的题型屡见不鲜。它们一般有三个特点：①要求学生运用物质的性质及反应规律等方面的知识；②要求学生运用分析、演绎推理等思维方法；③学生在推理时常面临多种可能的选择，不能一下子就找．．．．准“正确”答案或思路。应当说第③点是学生面临的最大思维障碍。这时我们就可用假设—验证的策略去对付它。所谓假设就是以一定知识为基础的一种猜测，假设要有依据。所谓验证，就是根据假设进行推理，并把所得结论与题意对照，看是否相符，从而证明假设是否成立的一种推理过程。此策略的开展过程是先大致确定解决问题有哪几种可能，然后对其中一种假设验证。如果不相符，则再采用另一种假设进行验证，直至找到正确假设为止。
下面就展现一下运用这种策略来解决中考题的过程。例1：用Zn（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液做下列实验： Zn（NO3）2 与 Cu（NO3）2 的混合液

由此推断滤液A是；过量稀溶液是。（写一种）通过分析学生较易得出滤液A是Zn（NO3）2溶液，固体a是Zn与Cu的混合物。加过量稀溶液过滤得到滤液只是Cu，说明Zn已反应掉，据此猜测稀溶液可能是酸、可溶性铜盐（可溶性银盐不可能，否则滤渣中有其他金属）。接下来用图展示一下多种假设及其验证过程：

2、过量稀盐酸 1、过量稀硫酸
ZnSO4、H2SO4
过量Zn或ZnO……
过量Zn 过滤
固体a 滤液A 过量稀溶液
过滤
Cu 过量稀溶液滤液B 过滤
ZnCl2溶液

Zn与Cu

4、过量CuCl2溶液 3、过量CuSO4溶液
ZnCl2、HCl ZnCl2溶液
ZnSO4、CuSO4
过量Zn 过滤
ZnCl2、CuCl2 ZnCl2溶液
5、过量Cu（NO3）2溶液
Zn（NO3）2、Cu（NO3）2
2--当假设1不成立时，可根据反馈结果及题意知：稀溶液中不可能含SO4与NO3，最有可能含Cl。故不再进行假设3、5，而用最具可能性的假设2、4去验证。不过为了丰富学生的体验，我们一开始有必要展现多种（甚至全部）的假设及推理过程。本题答案略。
例2：水煤气是一种重要的工业气体燃料和化工原料，水煤气除了含有CO和H2外，还含有CO2和水蒸气。请利用下图装置证明水煤气含有这四种物质。（已知：白色的无水CuSO4吸水变成蓝水）。

请回答下列问题（假设气体通过装置时能被吸收和反应的均被完全吸收和反应）：（1）四种气体中首先要检验的气体是_______；其次是______；最后检验的气体是_________。
(2连接上述装置的顺序 (填写各接口字母a、b、c、d等。每种装置可根据需要多几次选用: -
水煤气→（）→（）→（）→（）→（）→（）→尾气处理
（3）装置B的作用_____________；可观察到的现象为________。
先根据题意分析一下：CuO可以与CO、H2反应；足量澄清石灰水可检验或除去CO2；浓硫酸可除去H2O（但不便于检验水）；无水硫酸铜可检验或除去H2O。进一步分析可知：题中装置不能直接检验CO与H2，只能通过检验它们与CuO的反应产物（CO2与H2O），来检验它们存在与否。
接下来就可以让学生开展分组讨论：
1、先检验CO2还是CO？假如先检验CO，则要把它通过A，再通过B。但B变浑浊，也可以是水煤气中本身所含的CO2引起。这就无法证明水煤气中本来就含CO。故应先检验水煤气中本身含有的CO2，再检验CO。同理也先检验水煤气中本身含有的H2O再检验H2。
2、先检验CO2还是H2O？假如先检验CO2，则水煤气先通入B，B变浑浊。然后再通过D。但气体通过澄清石灰水后可带出水汽，也可以使D变蓝。这就无法证明水煤气中本来就含H2O。故应先检验H2O，再检验CO2。
3、接下来先检验CO还是H2？假如先检验CO，则通过CuO后，再通过澄清石灰水，但澄清石灰水带出的水汽也可使无水硫酸铜变蓝，这导致H2检验的失败。故先检验H2，再检验CO。
经过充分的推理讨论后，得出检验的先后次序为：H2O、CO2、H2、CO。
由上述可知在培养学生的这种思维策略的时候，应注意：1、假设—验证是一种策略，它的开展是以一定的基础知识及分析、演绎推理等思维能力为基础，平时要注重这些能力的培养。2、为加快进程，一开始就要把你自己认为可能性最大有一种假