化學(xué)思想方法與化學(xué)教學(xué)

文章編號(hào):1008-0546(2010)04-0013-02中圖分類號(hào):G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

doi:10319/j.issn.1008-0546.2010.04.005

思想是一種思維方式，是經(jīng)過(guò)高級(jí)動(dòng)物人類的大腦反映在客觀事物上的影像(也可叫認(rèn)識(shí))，再通過(guò)筆尖、語(yǔ)言、動(dòng)作表達(dá)出來(lái)的東西。化學(xué)思想是人們認(rèn)識(shí)、理解、掌握化學(xué)的意識(shí);化學(xué)方法是人們解決化學(xué)問(wèn)題的方略。所謂化學(xué)思想方法是依據(jù)化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系及化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)而進(jìn)行的方法歸納、規(guī)律總結(jié)、并由此形成去解決化學(xué)問(wèn)題的觀點(diǎn)或觀念和辦法。

化學(xué)思想是在一定的化學(xué)知識(shí)、化學(xué)方法的基礎(chǔ)上形成的;化學(xué)思想對(duì)理解、掌握、運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和化學(xué)方法，解決化學(xué)問(wèn)題能起到促進(jìn)和深化作用。按照“以學(xué)生為本”的教育新理念，學(xué)生在注意學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的同時(shí)更要注意學(xué)習(xí)化學(xué)思想方法，因?yàn)樗枷敕椒ㄊ侨藗兘K身享用的素質(zhì)。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)“課程性質(zhì)”中提出:高中化學(xué)課程應(yīng)學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。在化學(xué)的教學(xué)中，大家一定在不知不覺(jué)中掌握并使用了一些化學(xué)思想方法，思想方法貫穿于認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)的一切領(lǐng)域，從獲取知識(shí)和宏觀創(chuàng)新的角度說(shuō)，方法問(wèn)題是相當(dāng)重要的。

中學(xué)化學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含的化學(xué)思想和方法及其指導(dǎo)下產(chǎn)生的思維方法十分豐富。下面是我們教學(xué)中常用的化學(xué)思想方法。

一、理論與實(shí)踐相結(jié)合的思想方法

理論是從實(shí)踐中來(lái)又反過(guò)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐。通過(guò)理論與實(shí)踐的辯證關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中既要善于運(yùn)用化學(xué)基本理論去探究分析事物和解決問(wèn)題，又要善于在探究問(wèn)題的過(guò)程中與理論探究緊密結(jié)合，加深對(duì)化學(xué)基本理論的理解。比如，元素周期表和元素周期律的學(xué)習(xí)，是在學(xué)習(xí)元素及化合物知識(shí)基礎(chǔ)上歸納上升為一般理論，同時(shí)理論又指導(dǎo)元素及化合物的學(xué)習(xí);化學(xué)與社會(huì)問(wèn)題，要應(yīng)用化學(xué)知識(shí)與化學(xué)原理解答環(huán)境問(wèn)題、能源問(wèn)題、以及生活中的化學(xué)問(wèn)題、化工生產(chǎn)中的反應(yīng)原理、原料的選用、新科技成果等。在理論與實(shí)踐結(jié)合中，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，對(duì)一些問(wèn)題和現(xiàn)象的解決和評(píng)論，可以增強(qiáng)學(xué)生參與意識(shí)和決策能力。

二、物質(zhì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、用途、制法相關(guān)聯(lián)的思想方法

物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途和制法，制法、用途反映了性質(zhì)，性質(zhì)、制法、用途體現(xiàn)了物質(zhì)結(jié)構(gòu)。教學(xué)中若能恰當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，并以物質(zhì)的性質(zhì)為核心，解釋性質(zhì)抓結(jié)構(gòu)，分析現(xiàn)象抓性質(zhì)，可以優(yōu)化學(xué)生學(xué)會(huì)探究知識(shí)的路徑和解決問(wèn)題的方法。

三、矛盾的共性與個(gè)性相互依存的思想方法

共性中隱含著個(gè)性，個(gè)性又能不同程度地體現(xiàn)共性。教學(xué)中應(yīng)不失時(shí)機(jī)地有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生注重對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，必須注意物質(zhì)的共性與個(gè)性以及規(guī)律的普遍性和特殊性。如對(duì)同一族元素及其化合物的學(xué)習(xí)，只要求掌握其中某一代表物質(zhì)的性質(zhì)，由此及彼即能觸類旁通。或通過(guò)建立同族元素單質(zhì)及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，找不同族元素單質(zhì)及其他化合物之間的聯(lián)系點(diǎn)等。運(yùn)用上述方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，能使學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)形成系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性、程序性的科學(xué)識(shí)記結(jié)構(gòu)和理解結(jié)構(gòu)。

四、守恒的思想方法

“守恒”是一種在物質(zhì)組成和變化中找到某一物理量的值在變化前后不發(fā)生改變的思想方法。中學(xué)化學(xué)中存在廣泛的守恒關(guān)系。化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類和質(zhì)量不變、原子的種類和數(shù)目不變，從“宏觀”和“微觀”兩個(gè)不同角度說(shuō)明了質(zhì)量守恒。離子化合物中以及溶液中陰、陽(yáng)離子所帶電荷總數(shù)相等，即電荷守恒。氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降守恒，表現(xiàn)為元素的原子得失電子(或共用電子對(duì)偏移)數(shù)目守恒。溶液在稀釋前后或蒸發(fā)過(guò)程中，溶質(zhì)的質(zhì)量保持不變，表明溶質(zhì)守恒等。運(yùn)用守恒的思想方法去指導(dǎo)化學(xué)計(jì)算則可歸納出計(jì)算的基本方法，如關(guān)系式法、守恒法、差量法、始終態(tài)法和極值法等。化學(xué)計(jì)算教學(xué)中如果能不失時(shí)機(jī)的指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用守恒的思想方法，可培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用守恒思想方法去探究化學(xué)問(wèn)題和解決復(fù)雜化學(xué)問(wèn)題的習(xí)慣性思維。

五、比較、聯(lián)想的思想方法

把各事物和現(xiàn)象加以對(duì)照，來(lái)確定它們的異同點(diǎn)和關(guān)系，以深化對(duì)事物的認(rèn)知，屬于具有思維過(guò)程性的思想方法。“比較、聯(lián)想”是將知識(shí)同化和內(nèi)化。實(shí)踐表明，以抽象思維為主要特征的微觀教法的核心是多聯(lián)想、多比較、多總結(jié)。而聯(lián)想的方法有:相似聯(lián)想、相關(guān)聯(lián)想、反向聯(lián)想。聯(lián)想的程序?yàn)?能找到聯(lián)想源(聯(lián)想對(duì)象)——運(yùn)用聯(lián)想方法——篩選有價(jià)值的聯(lián)想結(jié)果。比較的方式有隨機(jī)式和專題式兩種。通過(guò)聯(lián)想比較的方法訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，并使之能通過(guò)模仿教師的思維方法而形成科學(xué)的思維習(xí)慣和探究能力。

六、歸納、總結(jié)的思想方法

歸納是從個(gè)別事實(shí)中概括出一般原理，從個(gè)別事實(shí)走向一般結(jié)論，去異求同;總結(jié)是在分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的概括。歸納和總結(jié)的方法是學(xué)生學(xué)會(huì)探究規(guī)律的一種思想方式。歸納、總結(jié)可以是按事物的某種相同屬性運(yùn)用求同思維方法去進(jìn)行，或者根據(jù)事物本質(zhì)加以概括，使知識(shí)更加簡(jiǎn)約、精煉、條理、系統(tǒng)，便于理解和記憶。歸納、總結(jié)的核心是思考，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)多思的習(xí)慣是提高歸納、總結(jié)能力的關(guān)鍵。指導(dǎo)學(xué)生掌握探究規(guī)律的方法一種是由個(gè)別到一般的歸納法，另一種是由此及彼的演繹法。除此之外還要不失時(shí)機(jī)的引導(dǎo)學(xué)生掌握探究規(guī)律的途徑，其途徑一般有:在對(duì)實(shí)物、圖像、圖表、數(shù)據(jù)等直觀材料的觀察過(guò)程中，在實(shí)驗(yàn)、練習(xí)、作業(yè)、表述的過(guò)程中，在進(jìn)行知識(shí)的縱向或橫向聯(lián)系中等。比如，普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)必修教材編排體系來(lái)看，已不再以物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等理論知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，采用推理、演繹的方法學(xué)習(xí)化學(xué)，而改為以物質(zhì)分類的思想來(lái)整合教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)提供實(shí)驗(yàn)事實(shí)、科學(xué)史話等感性材料，采用分析、歸納的方法獲得化學(xué)知識(shí)。

七、類比的思想方法

根據(jù)兩個(gè)或兩類事物的某些相同或相似的性質(zhì)，推測(cè)它們?cè)趧e的性質(zhì)上也可能相同或相似。 類比的核心是運(yùn)用求同思維，教師多運(yùn)用類比的方法可以培養(yǎng)學(xué)生形成類比的思維習(xí)慣和悟性，在問(wèn)題的解決中，能引導(dǎo)學(xué)生沿著“沒(méi)有邏輯的通道”迅速靈活的找到解決陌生的化學(xué)問(wèn)題的突破口，有助于學(xué)生在探究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，有效地跨越學(xué)生現(xiàn)在知識(shí)水平而獲得問(wèn)題的解決，因而成為高考“化學(xué)信息遷移題”和“探究性”試題的重要思維方法和命題模式。

八、假設(shè)、論證的思想方法

假設(shè)是未經(jīng)調(diào)查研究資料證實(shí)的命題，通常是陳述化學(xué)現(xiàn)象和物質(zhì)之間的因果關(guān)系或相關(guān)關(guān)系。假設(shè)可由理論演繹得到，或由實(shí)驗(yàn)得到。論證往往通過(guò)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在探究化學(xué)現(xiàn)象的因果關(guān)系和本質(zhì)聯(lián)系的過(guò)程中，假說(shuō)論證的方法可以刺激并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣和領(lǐng)會(huì)新知識(shí)的注意力，因而是創(chuàng)設(shè)研究性學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)案例的主體方法。在一次學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們用鋁片分別跟稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋁片跟稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯，而跟稀硫酸卻幾乎不反應(yīng)。這和課本上的內(nèi)容“鋁能跟稀鹽酸或稀硫酸起反應(yīng)生成氫氣”不一致，是什么原因呢?是試劑出了問(wèn)題嗎?為了尋找原因，某學(xué)生在老師的指導(dǎo)下重新用分析純濃鹽酸和濃硫酸配制了一定濃度的溶液，然后加入純度大于99.5%的鋁片驗(yàn)證是否確定存在上述現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表:

無(wú)論是用1.5mo1·L-1H2SO4還是用3mo1·L-1H2SO4的稀硫酸，均無(wú)明顯反應(yīng)現(xiàn)象。其結(jié)論還是與教材中的敘述不符合。

(1)為了探究“鋁跟稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)的差異原因”，你能對(duì)問(wèn)題作出哪些假設(shè)(或猜想)?

假設(shè)一:__________________________;

假設(shè)二:__________________________。

(2)為了論證上述假設(shè)，你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是:(探究過(guò)程)_______________________。

該題以學(xué)生常見(jiàn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)為素材設(shè)置“異常現(xiàn)象”作為問(wèn)題情景，要求學(xué)生通過(guò)假設(shè)猜想，同中求異，在問(wèn)題探究過(guò)程中制定實(shí)驗(yàn)方案。

由此可見(jiàn)，教學(xué)中尤其是在指導(dǎo)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)中恰當(dāng)適宜引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用假設(shè)論證方法，并且善于將理論探究方法與實(shí)驗(yàn)探究方法密切結(jié)合起來(lái)，才能使學(xué)生獲得鞏固靈活的科學(xué)思維方法，從而提高學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展。