归纳、类比与假说方法在化学教材教学中的运用

发布时间:2019-08-20 15:10

摘自:《人教社》

实施探究性学习,改变“听、记、背、练”的传统学习方式,是当前基础教育改革的重要举措。探究性学习最重要的特征是注重学习中的尝试性探究和在探究中学会学习。无论是学习中的探究,还是探究中的学习,都要运用科学的方法。而归纳、类比与假说的方法是化学科学研究中常用的方法,在化学科学的发展中有着重要的作用;同时对教材中的许多知识点都可以运用这样一些方法来进行教学。因此在课堂教学中教给学生这些科学的思维方法,对于进行科学教育、开展探究学习是很有必要的。本文依据《全日制普通高级中学教科书(必修) . 化学》的内容,结合教学实际提出了一些看法,以就教于专家与同行。

一、归纳方法及其运用

归纳是从个别性(或特殊性)知识的前提推出一般性知识的结论的方法。根据其前提是否涉及事物中的全部对象,可以将归纳法分为两类:完全归纳法与不完全归纳法。前者是由某类事物中的每一对象都有某属性而得出该类事物全部对象都具有某属性的结论;后者是由某类事物中部分对象具有某属性而得出全部对象都具有某属性的结论。通常使用较多的是不完全归纳法。其公式如下。

前提: S 1 是(或不是) P

S 2 是(或不是) P

……

S n 是(或不是) P

( S 1 , S 2 …, S n 是 S 类事物的部分对象,其中无反例)

结论:所有 S 都是(或不是) P

化学是一门实验科学,它要通过实验从大量个别事实中得出一般性的结论。“无论是实验方案的设计,还是实验结果的整理,都在一定程度上表现出了这样的过程。因此,化学鲜明的实验性特点决定了归纳在化学研究中的重要作用。”例如,门捷列夫发现元素周期律后所发表的《元素性质和原子量的关系》一文中就包含了归纳推理过程:元素的密度与原子量有一定的周期性的函数关系,元素的熔点和化合价也与原子量有周期性的函数关系,所以元素的性质与其原子量有着周期性的函数关系。

归纳方法可以按照公式来教给学生,在有关知识的学习中,注意将作为前提的知识点加以罗列,就可以引导学生自行得出结论。有关知识点中的归纳方法运用过程如下页表 1 所示。

二、类比方法及其运用

类比是根据两个(或两类)对象在一些属性上相同或相似而推出它们在其他属性上也相同或相似的结论。类比是由个别到个别(或一般到一般)的思维方法,其公式如下。

前提: A 具有属性 abcd

B 具有属性 abc

结论: B 具有属性 d

表 1 、归纳方法在教材知识学习中的运用

表 2 、类比方法在教材知识学习中的运用

学习类比方法时,可以将前述公式介绍给学生,使他们明白类比方法的模式,再结合有关知识点教会学生在学习中加以运用。现行教材有关知识点学习中类比方法的运用如表 2 所示。

三、假说方法及其运用

假说是人们根据已有的知识对于所研究的事物或现象所做的初步解释,它是在人们对于该事物或现象的原因没有认识的情况下作出的推测。这种推测可能是正确的,也可能是错误的,需要在进一步的研究中加以证实或证伪。因此,假说方法的运用包含三个阶段:提出假说;由假说推出结论;验证结论。科学理论刚开始都是以假说的形式出现的,例如上述门捷列夫元素周期律等,随着科学研究的深入,不断得到修正、完善和发展。可见,假说是科学理论发展的必由阶段,是科学研究的重要方法。由门捷列夫发现元素周期律可以看出,在科学研究中假说的提出常常运用归纳与类比的方法。

探究学习理论的代表人之一施瓦布认为,探究学习的一般程序是:①提出或明确要解决的问题;②收集适合问题解决的资料;③提出假设;④验证假设;⑤导出结论。由此可见,假说在探究学习过程中是一个核心的方法要素,因此,应当引导学生在探究学习的过程中学会和掌握假说方法。从中学化学教学的实际出发,笔者认为假说方法运用在教学中主要有四个步骤:发现问题,提出假说,验证假说,得出结论。有关知识点教学中假说方法的运用如表 3 所示。

表 3 、假说方法在教材知识学习中的运用

综上所述,归纳、类比与假说在化学科学研究中发挥着重要的作用,在现行教材教学过程中许多知识点都可以运用这些方法来学习。因此,在进行科学教育、培养科学素养的过程中,我们有必要引导、教会学生在学习教材知识中运用这些方法来开展探究性学习。但如何进一步挖掘现行化学教材中可供学生进行探究学习的内容资源,并根据学生的实际状况来科学地组织学习过程,仍需要教师进行研究与抉择。

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