发布时间:2023-09-25 11:52:47
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中图分类号:G427文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)04-092-1
归纳法又称归纳推理,它是从一般性较小的前提出发,推出一般性较大的结论的推理。十九世纪英国逻辑学家穆勒对归纳法作了第一次系统的阐述,提出了著名的探索因果联系的归纳方法――穆勒五法,推动了归纳法在科学研究中的应用。“穆勒五法”即求同法、差异法、共变法、剩余法、求同求异法。现就前三种方法分别举例说明。
一、用求同法实施基本概念的探究教学
求同法,是通过考察被研究现象出现的若干场合,确定在各个场合先行情况中是否只有另外一个情况是共同的,如果是,那么这个共同情况与被研究的现象之间有因果联系。
用探究的方法获得基本概念可帮助学生加强记忆,加深理解。在探究什么是“化学变化”时,教师可先行呈现如“碳酸氢铵受热分解”、“石蜡燃烧”、“铁丝生锈”等实验,找出这些变化的共同之处――产生了新物质,然后由学生自己归纳出化学变化的定义;再如在探究“基本反应类型”时,教师可组织学生先行呈现若干个化学方程式,引导学生从反应物、生成物的物质类别的角度去寻找共同之处,从而得出“置换反应”的定义。初中化学中其他许多基本概念均可采用此法实施教学。
二、用差异法实施有关“条件”的探究教学
差异法,是通过考察被研究的现象出现和不出现的两个场合,确定在这两个场合中是否只有另外一个情况不同,如果是,那么这个不同情况与被研究现象之间有因果联系,能够运用差异法的条件。
初中化学中有关“条件”的探究有很多,如“催化剂的作用”探究、“燃烧的条件”探究、“探究铁生锈的条件”等等。“探究铁生锈的条件”教学可这样设计:
用一组5个铁钉在五种不同的环境条件下发生锈蚀的实验。
试管①:铁钉所处的介质是酸、水、空气。试管②:铁钉所处的介质是氯化钠、水、空气。试管③:铁钉所处的介质是水、空气。试管④:铁钉所处的介质是水(迅速冷却的沸水中氧气极少)试管⑤:铁钉所处的介质是空气(生石灰是干燥剂,除去试管中的水)
讨论:①④⑤对比有什么不同?①②③组均生锈,它们相同的有哪些?①②生锈速度快,有什么与众不同的呢?在③中何处锈最多?
实验结果:试管④没有生锈,而试管②中铁钉生锈的速度明显快于试管③。
实验结论:通过该实验,介质与结果的比较,说明铁生锈的条件是:在水、氧气同时存在的环境中(即潮湿的空气中)易生锈;并且酸与氯化钠等物质的存在能使铁在潮湿的空气中生锈速度加快。
在此教学设计中,氧气、水作为被考察的对象,在“是否生锈”的不同情况下实现二者之间的因果联系。其他类似探究也可参与同样的方法。
三、用共变法实施探究教学
共变法,是通过考察被研究现象发生变化的若干场合中,确定先行情况中是否只有一个情况发生相应变化,如果是,那么这个发生了相应变化的情况与被研究现象之间存在因果联系。该方法即通常所说的“控制变量法”,在教学中被普遍应用。如“影响物质溶解性的因素”探究教学:
设计三组实验
1.食盐、蔗糖、消石灰各1g,分别放入5mL水中,振荡,静置,观察;
2.食用油分别滴入少量水和汽油中,振荡,观察;
3.3g硝酸钾加入5mL水中,_______(能、不能)完全溶解;若不能完全溶解,加热。
一、归纳异同点:
在化学中许多物质的性质、组成、反应现象都具有相似之处,将其进行归纳,可强化同学们对这些知识的记忆和掌握。譬如:单质与化合物的区分常常是学生容易混淆的两个概念,它们之间的联系是都是“纯净物”,那么在复习时,要着重强调这三个字眼,以便加深学生印象。再如:氧气、一氧化碳、甲院等可燃性气体点燃前都要验纯;可燃物在氧气中燃烧都要放热等。
对化学中易混淆知识概念进行对比,归纳出它们的不同之处,本质区别,可以防止知识间特别是概念间的混淆,同时加深对知识的理解。例如:单质和化合物的不同之处在于是否由同种元素组成;一氧化碳和二氧化碳性质不同的原因是它们的分子构成不同;金刚石和石墨物理性质的差异在于构成它们的碳原子排列方式不同;饱和溶液和不饱和溶液要强调在一定温度下,一定量的溶剂能不能再继续溶解等。
二、归纳以某种物质为中心的题型。
初三化学课本中,很多物质常常是某些题型的中心。学会归纳这些物质牵涉的题型,可有效提高学生的学习能力。例如,对水从不同思考角度提出的系列问题:①保持水的化学性质的是? ②在电解水的实验中最小的粒子是? ③在一个水分子中含有多少种原子核? ④水是混合物吗?⑤水分中含有氢分子吗?水是由和组成。 ⑥水是一种氧化物?⑦水分子式的意义?⑧氢氧两种元素的质量比为多少?⑨含氧量为90%的水是否为纯净物?⑩在10g氯酸钾固体中经测定其中含氢量为0.05%则:此混合物中的纯度为多少?
再如,对熟石灰的考点归纳:1、检验二氧化碳;2、检验含铵根离子的氮肥;3、改良土壤酸性、治理酸性废水;4、配置波尔多液;5、制取氢氧化钠等。
三、归纳繁难知识点。
对于一些基本概念、基本原理、重要实验等,若用简明扼要的字、词、数字或韵语加以概括,可以轻松搞定繁难知识点。例如:1、实验室用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的步骤可归纳为:“查、装、定、点、收、移、熄”(简记为“茶庄定点收利息”);2、电解水口诀(正氧体一能助燃;负氢体二能燃烧);3、过滤实验操作的要点可归纳为:“一贴、二低、三靠”等。
四、以数字为中心进行归纳。
巧用数字记忆是我们常用的方法,而且记忆效果好。
(一)、物质的构成中的 “三”
1、构成物质的三种微粒是分子、原子、离子。
2、构成原子一般有三种微粒:质子、中子、电子。
3、单质可分为三类:金属单质;稀有气体单质;非金属单质。
(二)、物质的性质中的“三”
1、初中化学常见的并且应该识记住的三种黑色氧化物是:四氧化三铁、二氧化锰、氧化铜。
2、二氧化碳可以灭火的原因有三个:不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大。
3、还原氧化铜常用的三种还原剂有氢气、一氧化碳、碳。
(三)、化学实验中的“三”
1、取用药品之“三不”:(1)不用手接触药品;(2)不要把鼻子凑到容器口闻气体的气味;(3)不得尝药品的味道。
2、酒精灯的火焰分为三部分:外焰、内焰、焰心,其中外焰温度最高。
3、过滤操作之“三靠”:(1)漏斗下端尖嘴处紧靠烧杯内壁;(2)玻璃棒末端靠在滤纸三层处;(3)盛放待过滤液的烧杯尖嘴处紧靠在玻璃捧引流。
化学中有些内容和后面的知识有很强的连贯性,可在检查学生上节课所学知识的同时导入新课。这种导入方法既可以使学生对新知识不感到陌生,又可以降低新知识的难度,帮助学生克服心理上的恐惧,使学生在学习新内容时既有思想准备,又有知识基础,学习起来轻松自如。在讲CO■的实验室制法时提问O■的实验室制法自然就过渡到后者,在“碱的通性”一节开始,提问酸具有哪些通性?酸为什么具有通性?自然地过渡到见碱的通性。以复习旧知识为桥梁,符合学生的认知规律,使学生从“要我学”转变为“我要学”,从而激发学生的求知欲望,调动学生的积极性。运用该方法,既复习学过的知识,又降低将要学习的知识的难度,从而顺利导入新课。
二、诗词导入法
理科教师在课堂上念诗,是一件让学生感觉比较新鲜的事,觉得新鲜,思维就自然跟着老师运转了。学习氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙时,教师可以引入:“千锤万击出深山,烈火焚烧若等闲,粉身碎骨全不怕,要留清白在人间。”这样的课堂引入让学生觉得有耳目一新的感觉,自然也就吸引了学生眼球。
三、直观导入法
教师通过化学实验或其他直观教具导入新课。以直观教具作为问题的载体导入新课,既能增加学生的感性认识,又能集中他们的注意力,激发学习兴趣。例如,在讲“质量守恒定律”一节时,教师引导学生分组做如下实验:铁钉和CuSO■溶液反应前后质量的测定、 NaCO■和稀盐酸反应前后质量的测定、镁带燃烧前后质量的测定。学生通过观察实验现象,发现第一组实验反应前后质量相等,第二组实验反应后质量减少,第三组实验反应后质量增加。然后教师及时提出问题,导入新课。
四、谜语导入法
学生对猜谜语兴趣很浓,有些知识可以编成谜语,通过猜谜语的形式导入新课。例如,在学习“空气”一节时,教师请同学们猜一个谜语:一物到处有,用棒赶不走,眼睛看不见,手摸也没有,咀嚼无滋味,无它活不久;又如,在讲“氢气的性质”一节时,一上课先给学生说了一个谜语:符号像倒工,无色味最轻,遇火有水生,还原有本领。学生兴趣盎然,头脑中产生了问号,迫不及待要解开这个谜,从而激发了学生的求知热情。
五、开门见山导入法
任何一节课都有其重点和难点,这些正是授课的关键。教师可直接出示本堂课的教学提纲或点明教学基本要求和内容,这样学生能够从总体上了解新授知识的框架,明确课堂学习任务,做到一目了然,有的放矢。例如在讲解“铁的冶炼”这一节时,由于同学们对铁的冶炼并不是很熟悉,所以我一开始就直接讲铁冶炼的原理及注意事项;又如学习“氧气”时,我开始就说今天我们要学习的是氧气的物理性质、化学性质及用途。这样将课题内容的重点和难点全盘托出,既有利于学生做到心中有数,又便于教师讲述,起到统领全课的作用。
六、联系实际导入法
化学是源于社会、源于生活的。在教学中教师可以充分运用日常生活中比较熟悉的素材导入新课。通过化学与生活实践相结合,不仅能使学生认识到化学和生活的密切联系,还有助于学生形成在生活中的主动探究意识。
如,在学习“金属和金属材料”时,就可以先举一些生活中比较熟悉的电线、保险丝、铝合金门窗及自行车钢圈等导入新课。在研究矿物质元素有关性质时,可以从市场上出售的加碘食盐、含氟牙膏导入。这些贴近生活实际的问题对学生有了自然的吸引力,使他们自觉地探索和实践。
七、实验魔术导入法
化学是一门以实验为基础的自然学科,实验导入法当为新课导入的最佳方案。如在化学起始课中教师先做几个有趣的化学实验:如小小照明弹、清水变牛奶、肥皂泡炸弹,等等,让学生观察思考,从而激发他们的兴趣,调动他们的积极性和主动性。演示实验是化学教学中的常用手段和重要组成部分。它作为一种真实、形象的教学操作形式,既有展示化学知识的直观效应,又有表演操作的示范作用。它能吸引学生的高度注意,激发学生的浓厚兴趣。又如,在讲“燃烧、缓慢氧化”这一内容时,教师问同学们是否喜欢魔术表演,大家齐声说“喜欢”。教师接着说:那么今天老师就给大家边表演一个魔术,名叫“烧不坏的手帕”。实验:把棉手帕放入酒精与水的溶液里浸透,然后轻挤,用两个镊子夹住手帕两角,在酒精灯上点燃,火焰很大,等火焰减小时迅速摇动手帕,使火焰熄灭,而手帕完好如初。同学们感到很惊讶,有的小声议论,很想弄明白其中的道理。这时候教师因势利导,提出问题:“手帕为什么没有烧坏呢?”从而引出新课“燃烧是有条件的”,为后面讲解燃烧的条件、灭火的方法、着火点的概念做好了铺垫。
八、图片展示导入法
教师可利用图片中丰富多彩的内容、美丽的景色、鲜艳的色彩等吸引学生注意力。如在绪言课的讲解中,教师可以事先做好课件,收集一些好看的图片,用多媒体展示一系列图片,如化学世界的绚丽多彩,各种高科技材料等。学生觉得化学特别有意思,自然就形成了想学习化学的兴趣和迫切心理。
自从新课程改革实施以来,我在化学教学中一直采用一种有效的教学方法――归纳法。实践证明,高中化学教学中实施不定期的归纳、在教学过程中应用归纳法,可以使学生在认知方面、情感方面、能力素质方面都能有所发展。
归纳法是人类必须、也只能采用的认知策略。具体到化学这个学科,因为化学学科相比其它理科而言,知识的零散性较强,系统性较差,学生不易将所学内容记得扎实,不易形成系统化。为此,归纳法是我们在教学过程中和指导学生学习时的一种行之有效的方法。
在高中化学教学中运用归纳法,可以从几个方面考虑。
首先可以在新课教学中应用 。教学要达到有效,必须用一种易于学生觉知的方法,在新课教学中,有许多内容都可用归纳法,因为归纳法符合学生的认知规律,易于被学生接受。况且,高中化学教材的许多内容本身就是按归纳法来阐明,尤其是基本理论部分。也就是说,归纳法是编写教材的一种重要思路,自然也应该成为教师讲课的思路,从而使学生在课堂上来体验、感悟科学家发现、探究、解决问题的过程,进而把知识和方法都变为学生自己的,达到 “授人以渔”的目的。
高一学生在学习化学时,普遍感到化学知识零散,似无规律,难记难学,再加上从初三到高一化学知识梯度较深、跨度较大。为此,我们在教学过程中要明确告诉学生教法和学法,在教学中才能使学生觉知。例如,在学习元素周期律时,我首先告诉学生本节内容采用归纳法来讲授、学习,具体来讲,就是从大量的例子和事实中发现、归纳、总结出规律;然后将 1――20号元素作为个体,分别画出核外电子排布情况,引导学生发现元素核外电子排布规律;因为学生参与了发现规律,积极性得到了提高,接下来再引导学生归纳元素的主要化合价变化规律、元素原子半径的变化规律时,学生体会到了成功,感受到自己也能从具体的、一个一个的个体中归纳出一般的规律,自我效能感得到了提高,从而也激发了学生的学习热情,提高了学生的学习效率。在引导学生归纳出知识规律时,教师要以开放的、宽容的态度,以期待、信任的眼光引导学生投入到充满探索和挑战性的学习活动中去,无疑会更进一步提高化学教学的有效性。
其次在课堂复习或小结中的运用。课堂小结是教学的基本环节之一,如果处理得当,则是 “画龙点睛”。课堂小结,应促进学生学会归纳和反思,培养学生的归纳能力和自我反思的意识。 为此,应将课堂总结交由学生自己完成。首先,要留时间给学生自我归纳反思,反思的内容可以是:( 1)这节课你学到了什么?(2)你有什么收获?(3)你还有什么问题?(4)你还想知道什么?等。要让学生自由发言,互相补充;其次,教师做适当的引伸与提高,最终让学生真正的得到收获、自信和新颖的问题。课堂总结既要求学生唱主角,又要求教师适时的引导,而不能完全的放任自流,否则,会使归纳变得无序而降低效率。
高二的学生已具备一定的归纳能力,如学习了化学平蘅一节后,我要求学生讨论、归纳出建立化学平衡状态的标志,为此,我引导学生根据化学平衡的本质特征来归纳出它还有那些表观特征,并把学生分成几个小组,通过生 --生互动合作,不仅能使学生互相促进提高认知能力,从而提高课堂教学效率,对于培养团队精神和社会交往能力都有不可估量的积极意义。
还可以在单元复习或总复习中的运用。教师树立新课改理念,更新自身的教学方式,促进学生学习方式的根本转变,是提高教学效率的基本保证。复习课,更应多归纳,而且是充分发挥学生的主体作用的归纳。归纳那些内容、以何种形式,都应先由学生根据自己的学习情况来定,而不能由老师包办。
复习其实就是对学过的知识进行整理和归纳的过程。目的在于 “把厚书读薄”。归纳不是进行知识的简单堆聚,而是为了找出知识的本质规律及其内在联系,从而提高自身对知识的理性把握。高三复习,要注重运用归纳的方法。(1)整理笔记的方法。如:复习元素化合物的章节,按结构-物理性质――化学性质――制法――用途来归纳整理。其目的是从整体上把握知识内容,做到对本章学习内容一目了然。(2)分类归纳法。在复习完一个模块或一个阶段的知识后,可以按着知识体系的不同,对同类知识内容给予归纳。如:对元素化合物按金属、非金属来归纳,金属元素又按照:单质――氧化物――氢氧化物――盐;非金属按:单质――氢化物――氧化物――酸――盐来归纳。(3)按序归纳法。这是按照知识结构的内在联系对相关知识进行归纳的一种方法。这种归纳方法有利于帮助我们建立起知识体系,有助于我们从宏观上整体把握住知识内容。(4)绘表归纳法。按照知识类别及要点项目,使用表格的形式对知识进行归纳。可以绘制归类表、对比表。这种表格归纳法,能明显地体现出知识点之间的区别和联系,使人看了一目了然。如:列表比较四个概念,同位素、同素异形体、同系物、同分异构体。(5)列知识树法。这是以知识体系为基础,以知识概念为主干,对知识细类及细目进行层层分解的归纳方法。它体现了知识概念的等级次序,对从宏观上把握知识大有益处。(6)题型归纳法。这是按照高考题型对相关知识进行归纳的一种方法。有助于提高解题速率和成功率,对高考复习至关重要。
【参考文献】
[1]贺湘善主编,《基础教育现代化教学基本功(中学化学卷)》,首都师范大学出版社,1997年
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)05-029-001
有效教学是新课程改革对教师教学提出的更高的要求,也是广大教师所追求的目标。新课程改革的目标要求:“转变学生的学习方式,就是要转变这种单一的、他主的与被动的学习方式,提倡和发展多样化的学习方式,特别要提倡自主、探究与合作的学习方式。”下面我将浅谈几种学习方式在教学中的应用策略。
一、归纳法学习
高中化学教学中实施不定期的归纳,在教学过程中应用归纳法,不仅是进行有效教学的一个重要环节和手段,也是学生学习的一个重要的学习方法。
1.为什么要采用归纳法
归纳法是在茫茫宇宙中生存的人类必须、也只能采用的认知策略。具体到化学这个学科,它与其他学科相比,知识的零散性较强,系统性较差,学生不易将所学内容记得扎实,不易形成系统化。为此,归纳法是我们在教学过程中和指导学生学习时的一种行之有效的方法。
2.归纳法的基本思路
归纳材料之间的一致性总是由“外在的一致”而到“内在的一致”的,外在的一致性也可以认为是“偶然的一致”,内在的一致则是“必然的一致”。人们在从事归纳法的过程中所提出的假设,也是通过这样的“表现-发现”的过程而获得的“有根据”的假设,具有普遍性、无限性与唯一性,而知识只具有个别性、有限性与多样性。通过唯一的思想去掌握众多的知识,即通过“一”掌握“多”,是自然赋予人类精神的伟大力量。
3.高中化学有效教学中归纳法的运用
在新课教学中,有许多内容都可用归纳法,因为归纳法符合学生的认知规律,易于被学生接受。高中化学教材的许多内容本身就是按归纳法来阐明,尤其是基本理论部分。也就是说,归纳法是编写教材的一种重要思路,自然也应该成为教师讲课的思路。
二、合作学习
“合作学习”作为一种适应时展的学习方式在教学中运用的尤为广泛和充分,并常常渗透到其他各种学习方式中。
在教学实践中,要使合作学习不流于形式,让这种学习方式真正发挥效能,可以从以下几个方面着手:
1.帮助学生树立起合作学习的意识
教师可以通过指导学生合理分工,优势互补使学习真正成为同伴之间的合作互助活动,并以各个小组在达成目标过程中的总体成绩作为评价的依据,使学生明白他们不仅要为自己的学习负责,而且要为其他学生的学习负责。
2.帮助学生建立合作中的秩序
学生合作是一个包涵了倾听、交流、接纳、质疑、反思、互助、赞扬等复杂的思维和心理活动的过程。这一过程中,教师应给予适当的指导和帮助,使合作在有序的状态下进行。
3.交给学生合作中应有的态度和方法
合作学习实质上是一个向别人学习的过程,教师应让学生知道如何向别人学习,包括学习的态度和方法。
4.对学生进行合作技巧的指导
通过海报、布告或班级公约等形式强调合作技巧的重要性。通过教师示范,让学生进行角色扮演或自由表达等方式,确定学生是否理解了合作技巧。
5.师生合作,教师“不要显得比学生聪明”
师生合作学习时,教师应和学生同时进入学习者的角色,切忌让学生围着自己转,表现出“先知先觉”,显得比学生聪明。
三、探究学习
“探究性学习”指学生在教师的指导下,从自然、社会、生活中选择和确定研究主题。在教学中,创设一种类似于学术研究的情境,通过学生自主、独立的发现问题、实验、操作、调查、收集于处理信息、表达与交流等探究活动,获得知识、技能、情感于态度的发展,特别是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程。这种新型的学习方式主要有两个突出的特点:
1.问题性
探究性学习在教学中,采用以问题为中心的综合主题或研究性学习的途径,是以问题为中心的学习,问题这种学习方式的核心,能否提出对学生具有挑战性和吸引力的问题并使学生产生问题意识是进行探究性学习的关键。
那么,如何提高学生自己发现问题和提出问题的能力呢?怎样才能达到“事半功倍”的效果?我认为做到以下几点:将兴趣转化为适合合作探究的问题;创设情境引发、引导学生提出问题的兴趣;头脑风暴;引发学生的不同观点,产生争议性问题。
2.过程性
现代教育心理学指出,学生的学习过程和科学家的探索过程在本质上是一样的,都是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程,这个过程一方面是暴露学生各种疑问、困难、障碍和矛盾的过程,另一方面是展示学生聪明才智、独特性、创新成果的过程。因此这种学习方式,能使学生对课堂知识学习产生更深刻的体验或感悟。他们通过参与这种类似于科学家研究的学习活动,获得了关于身边世界的理解,锻炼了他们的科学思维能力,问题解决能力,合作与交流能力,使他们在探究“知识发生的过程”中体验学习的乐趣,认识到学习的价值,掌握学习的方法,养成学习的态度,真正让学习成为学生学习、生存、生长、发展、创造的过程。
四、实践性学习
实践活动既是认识的源泉,又是思维发展的基础,学生学习知识的获取、学习技能的培养、学习素质的提高,无不是在实践中得以实现的。在这个意义上,我们说学生的学习是以实践为基础的。为了落实学生的实践学习,教师要为学生提供课程资源,创设情境。
与传统的学习方式相比,新的学习方式需要一些特定的资源、工具和环境条件。教师要针对特定的学习任务考虑学生需要什么样的资料、资源、工具、设备、环境条件,尽可能为学生提供方便。如:学生在学习中需要查找资料,教师可以给他们提供一些网址,书目名称、音像资料等,另外,教师还要为他们尽量营造出良好的学习环境和心理气氛,灵活多样地选用教学组织形式,为学生的发展提供充分的空间。
中图分类号:G304文献标识码:A
Induction and Scientific Discovery
WANG Taizhong[1],ZHANG Ge[2]
([1]Chinese Department,Zhaotong Teacher`s College, Zhaotong,Yunnan657000;
[2]Art Department,Zhaotong Teacher's College, Zhaotong, Yunnan657000)
AbstractInduction is one of important scientific methods, But people have been debating the validity of inductive inference.As to the role of induction in scientific discovery, classical and modern inductive logic both reached their extreme.The history of scientific discovery told us that induction is important,it could help us to find empirical knowledge and low-level experience laws,and it is of great significance to promote scientific development.
Key wordsinduction; experience; knowledge; scientific discovery
1 古典归纳主义者和现代归纳主义者对归纳法在科学发现中的作用的不同见解
在西方哲学、科学哲学和逻辑学中,科学发现的逻辑问题是一个传统课题,什么是科学发现的逻辑?科学发现的逻辑是否存在?归纳法是不是一种可靠的科学发现的方法?在这些问题上,人们争论不休,各持己见。
亚里士多德是历史上第一个系统地研究逻辑学的人,也是第一个研究科学发现的逻辑的人,他提出的科学发现的逻辑的模式是“归纳――演绎”,并且他把直觉归纳与演绎溯因结合起来,建立了最早的科学模式。亚里士多德把归纳法看作是从特殊事物中揭示普遍规律的一般方法,认为没有归纳就不可能有一般知识。由此可见,归纳法在亚里士多德看来是科学发现的方法。
演绎推理的结论没有超出前提的范围,因此演绎被弗兰西斯・培根认为对于科学发现毫无帮助。以弗兰西斯・培根为代表的古典归纳主义者认为,科学原理是人们运用归纳法从反复发生的事实经验和对材料的分析整理中推导出来的。在培根看来,科学知识结构是一种命题的金字塔,经验事实的命题构成了金字塔的底层,科学研究的过程就是通过特定的归纳程序从金字塔底层的经验命题逐步地归纳上升到顶部,最终发现最一般原理,抽象出分析命题的过程。亚里士多德认为演绎和归纳都是必不可少的科学方法,但是培根持有不同的观点。培根认为科学发现必须突破旧知识的范围,把人类的知识延伸到未知领域。演绎的结论包含在前提之中,对于新知识的发现没有帮助,而归纳法从特殊到一般的思维进程使得它成为唯一的科学发现方法。
归纳虽然把人类的触角伸向了更为广阔的未知领域,但是归纳的前提和结论之间的或然性关系使得归纳结论的可靠性受到人们的质疑,这种质疑到了休谟时代终于形成一股强劲的力量,对归纳理论造成了巨大的影响,迫使归纳研究和归纳理论急剧蜕变。质疑虽然不无道理,但是“归纳问题”在哲学上是无解的,妥协的办法是现代归纳主义者不再像古典归纳主义者那样理直气壮地认为归纳法是科学发现的方法。现代归纳逻辑与概率论相结合,求得前提对于结论的支持度,这种推理的结论不再是一个全称命题,而是一个用百分比表示的数据,这种数据只在一定程度上反映前提和结论之间的逻辑关系。
古典归纳主义者的强归纳主义的观点太僵硬了。科学发现是多种逻辑方法共同参与的过程,演绎、归纳、分析、综合等缺一不可。科学发现的过程还存在着许多想象、联想、灵感爆发等非逻辑思维因素,并且这些非逻辑思维因素,科学史上还造就了无数伟大的发现。牛顿从苹果落地发现了万有引力,瓦特从壶盖沸动发明了蒸汽机,凯库勒受梦的启发而发现苯分子的结构,这些科学发现或者科技发明都是在想象、联想、灵感爆发等非逻辑因素参与的情况下进行思维的结果。想象、联想、灵感爆发等非逻辑思维因素可以使人们超越现实的时空限制去预测未来,科学发现便具有了一定程度的随机性质和假设性质。古典归纳主义者的一个偏激之处是没有意识到归纳前提和结论之间的概然性关系,把归纳推理的结论作为科学真理;另一个偏激之处是没有认识到其他逻辑方法和非逻辑思维在科学发现中的作用,过分夸大了归纳在科学发现中的作用。
现代归纳主义者否认科学发现的逻辑,这种观点也是偏激的。他们把科学发现的机遇性与合理性对立起来,认为科学发现充满着不确定因素,非逻辑思维或者非理性思维在科学发现中占据主导地位,这种科学观给科学发现蒙上了神秘色彩,成为个别人的幸运猜测,而大多数人只能在科学的城堡外悲观地叹息。我们认为,科学发现固然需要思维的自由创造,需要许多非逻辑因素的作用,但并不能因此否认科学发现需要以逻辑上的合理性为条件。透过科学发现的随机性质和自由创造过程,我们可以看到其中必然有着一些确定的方法程序。科学发现始终是一个连续的过程,始终要在某种逻辑框架中进行,是重要经过逻辑的缜密的严肃的思考与检验。在科学发现的过程中,逻辑框架以及归纳方法必不可少。
2 归纳法是科学发现必不可少的方法
古典归纳主义者的归纳是科学发现唯一可靠的方法的观点以及现代归纳主义者的归纳与科学发现无关的观点,都是不可取的。虽然,从个别到一般的结论并不一定是真的,但是从历史上看,归纳法确实在科学发现中起过重要作用。
2.1 归纳是人们从经验中获得知识的有效方法
从经验中获得有关知识,就是说在过去的经验的基础上做出概括,得出一般性的结论。这种经验知识很重要,能够帮助我们预见某种现象,解释现在的经验并指导我们的行为。例如,“蚂蚁搬家蛇过道,明日必有大雨到”、“下雪不寒化雪寒”,“ 庄稼一枝花,全靠粪当家”、“清明前后,种瓜种豆”、“今冬麦盖三层被,来年枕着馒头睡”、“朝霞不出门,晚霞行千里”等,这些谚语都是人们对过去经验的概括,是人们在无数次的经验中总结出来的一般结论。科学因解释世界的现象知道人们的行动而产生,人们把日积月累的经验归纳概括起来,便发现了事物现象间的因果关系,从而获得了某些经验知识。没有归纳,经验再多,也不能发现知识。
人们总是在自觉或不自觉地在运用归纳法来总结经验,发现问题,获得知识。我国现存最早的一部医学巨著《内经》中记载的关于大敦穴的发现的故事,是人们不自觉地运用归纳法来总结经验推动科学发展的一个鲜明的例子。一般来说,非科学研究工作者在日常生活和工作中不自觉地运用归纳法来总结经验,而专业的科学工作者则自觉地运用归纳法来总结经验。医药研究者要想知道某种新药品所引起的不良反应,他必须观察这一药品在不同条件下对不同的人的作用,这一药品所引起不良反应的症状是他经过多次的观察试验总结归纳出来的。自觉地运用归纳法,为我们获得知识提供了有力的工具。
在科学史上,有许多知识都是人们从经验中归纳出来的。意大利的博物学家、生理学家和实验生理学家斯帕拉捷自觉地运用了契合差异并用法,从而揭开了蝙蝠依靠耳朵回收超声波遇到障碍物的情况来控制飞行方向和捕食活动的这一科学之谜。英国的化学家、物理学家道尔顿发现色盲症的存在运用了简单枚举法。波兰裔法国籍物理学家、放射化学家居里夫人发现镭和钋,德国化学家文克勒发现新元素“锗”,英国化学家拉姆塞发现隋性气体,德国物理学家伦琴发现x射线运用了剩余法。
2.2 归纳法是人们发现低层次经验定律的重要方法
“经验定律在理论知识体系中处于低层次的地位,它们揭示了事物现象之间的某种联系的普遍性,证明了某种事物或现象中存在的共同特征。”①经验定律呈现出不同的类型,最主要的是性质描述型经验定律和关系描述型经验定律。性质描述型经验定律是对已有经验知识的概括与扩展,它对某种事物现象具有的共同性质或特征作出描述。关系描述型经验定律对两类事物现象之间存在的关系作出描述。
近代科学实验科学的兴起之后,人们从事科学研究,需要对分散的、凌乱的单一事物现象进行观察和实验。但是,要想发现事物的普遍特征和事物之间的普遍联系,把经验知识上升到理论知识,形成经验定律,人们往往运用归纳法。
“英国化学家波义耳和法国物理学家马略特各自从实验中发现:一定质量的气体在温度不变的情况下,如果气体的体积越大,那么它的压力就越小;如果气体的体积越小,那么它的压力就越大,这就是关于气体压强和体积关系的波义耳定律。法国化学家盖・吕萨克根据多次实验发现:一定量的气体,在压力不变的情况下,气体的绝对温度与它的体积成正比,如果气体的温度越高,那么它的体积就越大;如果气体的温度越低,那么它的体积就越小,这就是盖・吕萨克第一定律。”②波义耳定律和盖・吕萨克第一定律都属于经验定律,这两个经验定律的发现运用了共变法。
经验定律是在对个别事实的观察和实验中总结出来的,其中的思维进程是从个别事实到一般原理,这是一种归纳程序,没有归纳,观察和实验中所积累的经验材料就难以条理化、系统化,经验就不能有一个飞跃,理论的形成就缺乏方法的支持。德国物理学家普朗克曾经说过:“物理定理的性质和内容,都不可能单纯依靠思维来获得,唯一可能的途径是致力于对自然的观察,尽可能收集最大量的各种经验事实,并把这些事实加以比较,然后以最简单最全面的命题总结起来,换句话说,我们必须采用归纳法。”③
通过归纳法建立起具有假说性质的经验定律是人们在科学研究的过程中常用的方法。俄国化学家门捷列夫发现化学元素周期律,英国博物学家、发明家胡克发现弹性定律运用了共变法。法国化学家普鲁斯特提出关于元素化合的定比定律,德国的约翰・丹尼尔・提丢斯提出波德定律运用了完全归纳法。
理论和众多的科学发现的事实表明,归纳法是科学发现的重要方法之一,它不仅是人类获得经验知识的有效方法,也是获得经验定律的重要手段。不管人们承认还是不承认归纳法的作用,但是人们总是自觉或者不知觉地在运用归纳法总结经验;尽管归纳的结论不是绝对可靠的,但是归纳法确实给科学发现带来很多成果,对人类获得知识,推动科学的发展具有十分重要的意义。因此,我们虽然不能过分夸大归纳法在科学发现中的作用,但也不能否认它的功能。我们应该正确地评价归纳法在科学发现中的作用,合理地利用归纳法使之为科学发现服务。
注释
一、初高中化学的差异
1.1 教学目标上的差异
初中化学属于九年义务教育阶段的教育,主要侧重于学生对基本化学知识和概念的理解,并让学生初步掌握化学基本实验技能和计算方法,而将其应用于生活实际中则属于较深层次的要求了。而高中化学则是在初中化学基础上的更高层次的现代技术学科的基础教育,主要侧重于学生对化学知识和概念的理解、深化和发散,通过教学逐渐培养学生的化学素养。
1.2 学习方式上的差异
由于初中化学侧重于对基础知识和概念的理解,因此,学生学习化学以记忆和模仿为主,而高中化学侧重于学生对化学知识的运用。高中化学相较于初中化学更需要学生具有自主学习和独立思考能力。
1.3知识系统上的差异
初中化学知识主要是在对日常生活中的化学现象出发,通过一系列简单的化学实验让学生学习基础的化学知识,其知识系统主要为:感性认识归纳总结理性认识。而高中化学则以化学实验为基础,侧重于对学生化学知识系统的构建,让学生在学习基础化学知识的基础上,掌握化学知识的内在联系。与此同时,高中化学相比于初中化学,更侧重于对化学知识和技能的运用,其知识系统主要为:观察生活现象开展化学实验学习化学基本原理学习化学探究方法摸索和总结化学规律。
二、初高中化学主要内容的过渡和衔接方法
2.1 化学反应规律知识点的衔接
初中化学主要学习两种化学反应:①置换反应规律;②复分解反应规律,学习盲点在于:单支、氧化物和酸碱盐相互关系及其反应规律。高中化学在学习置换反应和复分解反应规律的基础上,重点学习以下化学反应:①氧化还原反应规律;②离子的放电顺序规律;③强制弱规律;④相似溶解规律;⑤等效平衡规律;⑥燃烧规律;⑦有机反应规律。
例1、运用复分解反应规律判断下列化学反应式是否成立?
①Ag2SO4+2NaCl=2AgCl+Na2SO4 ;
②2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl;
③HCl+CH3COONa=NaCl+CH3COOH ;
④NaOH+NH4Cl=NaCl+NH3H2O ;
2.2 化学实验方法的衔接
初中化学学生需要学习的主要实验方法如下:①化学实验的基本操作,包括常见仪器的认识、药品的取用、物质的称量和物质的分量等;②物质性质实验,包括氢气的性质实验、燃烧条件的性质实验等;③物质制备实验,包括氢气的提取、氧气的提取等。高中化学在初中化学实验方法的基础上,重点学习以下方法:①化学实验的基本操作,包括试纸的使用、物质的保存方法和物质的分离提纯等;②物质性质实验,包括主族元素单质、氧化物等的性质实验;③物质制备实验,包括CH3COOC2H5;④定量实验,包括酸碱中和滴定、燃烧物的滴定等。
2.3 化学计算方法的衔接
初中化学计算主要侧重于依据化学方程式的计算,主要包括:规范计算步骤和掌握利用比例关系计算的方法。而高中化学主要侧重于进行物质的量的有关计算,主要包括:①求化学式和分子式的计算;②多步反应式的计算;③混合物的计算和反应热的计算。主要的计算方法有:①差量法;②守恒法;③比例式关系计算法;④特值法。
三、初高中化学学习方法的过渡和衔接
由于初中化学主要以化学知识的记忆为主,因而学生学习化学主要以机械记忆为主,高中化学则侧重于对知识点的概括和运用,因而学生学习高中化学应在记忆的基础上运用类比法、归纳法和实验法。
3.1类比学习法
高中化学阶段涉及的知识点远比初中化学多,学生在接受新知识的时候,经常会遇到很多性质和结构相似的物质,因此,学生在学习这些新物质的时候,应该采用类比法,从已学物质的性质和结探讨新物质的结构和性质。
例2、在初中化学中,我们知道Na2O+CO2=Na2CO3反应能够发生,如果Na2O和Na2S、CS2与CO2的性质和结构相似,则Na2S+CS2的化学反应式是什么?
3.2归纳学习法
高中化学相较于初中化学更侧重于归纳法的学习和运用。很多初中学习到的化学知识,在高中化学中仍需进一步学习,这就要求,学生在学习高中化学的时候将初中化学和高中化学中同时出现的知识点进行归纳总结。例如,氧化还原反应是初中和高中化学中的相同知识点,但是运用归纳法可以总结出初中化学和高中化学在此知识点学习上的侧重点不同:①初中化学,从得氧失氧的角度分析氧化还原反应,理解相关概念;②高中化学,从化合价升降或电子得失角度分析氧化还原反应,理解相关概念,侧重于氧化还原反应方程式的配平及其在电化学中的应用。
3.3 实验法
初中化学中的实验属于基础性实验,学生的实验操作能力和设计能力均处于初级阶段。学习高中化学时,学生在学习教材上的实验的基础上,应加强课外实验的探索,并加强自身的实验设计和分析能力。
三、结论
综上所述,由于知识结构、教学目标和学习方法上的差异,初中和高中化学均存在较大差异。为做好初高中化学的过渡和衔接,教师应认真研究,积极探索,使学生运用归纳法、总结法和实验法等方法,尽快进入高中化学学习的节奏,以提高高中化学的课堂教学质量。
参考文献
化学是一门基础性、创造性和实用性的学科,是一门研究物质组成、结构性质和变化规律的科学。在化学课中,要高效地完成教学任务,拓宽学生思维,加强培养学生的自学和解决问题的能力,我们就必须选择正确的教学方法和手段。下面,我就此谈谈在教学过程中常用的五种方法。
一、课堂讲授法
课堂讲授法是教师通过语言、肢体动作等向学生传授知识的最基本方法。在化学课堂上,课本的基本知识点、原理、实验的步骤等主要得靠讲授,课堂讲授法是化学教学的一种主要方法。今年听过两位刚参加工作教师的公开课,教学内容均为氧化还原反应,两位教师运用的教学方法主要是讲授法,教学效果却截然不同。我注意到,其中一位教师语言清晰、准确、简练,语调有抑扬顿挫,适当运用体态语言,以姿势助说话,使教学语言富有感染力,同时结合运用启发式教学,让学生真正成为课堂的主人,积极性相当高,课堂富有活力。另一位教师知识水平不逊于第一位,课时准备也很扎实,只是他的表达不如前一位教师准确,整个课堂上只用一种语调,使教学重难点不太明显,学生显得很被动,教学效果不是太好。因此,我认为,在应用讲授法时,教师的语言水平对教学效果影响很大。这就要求教师平时在语言上多下工夫,加强表达能力,同时要做到所教知识的逻辑顺序与学生的认识能力和认知结构相同步,讲授过程中不断启发式学生,让学生思考,讲授课就不会成为“满堂灌”。
二、实验课堂探究法
化学是一门以实验为基础的学科。在实验课上探究知识可以帮助学生获取基础知识和基本技能,能够激发学生的探索奥秘的欲望和兴趣,能够发挥学生的积极性、主动性。中学化学实验探究,要求学生会设计实验方案,目的为培养富有探究精神和创新能力的高素质人才。在近几年高考中,实验探究试题频频出现,如2012年甘肃高考理综试卷28、29题为典型的实验探究试题,28题(5)中要求考生根据实验选择药品,自行设计实验方案;29题要求考生只根据题目中的图示步骤,推断出除杂药品。这就要求考生具有一定分析问题解决问题的能力,目的是考查考生思维的创造性、严密性及整体性,同时还注意考查考生对化学实验的理解水平、正确表达等综合实验能力,实验探究法恰好能培养学生这方面的能力,解决遇到实验探究试题不知所措的问题。实验探究这种方法可多应用在高年级学生的课程设计中,而且要求教师要花时间准备器材,学生要求查阅资料,具有合作精神。在教学条件较为落后,实验器材缺乏,学生基础较差的农村和边远山区,进行探究实验实施起来具有一定的难度。
三、大量使用多媒体教学
多媒体教学在化学课教学过程中,有不可替代性。根据新课改要求,合理选择和运用多媒体,只要能与传统教学手段有机组合,可达到最理想的教学效果。根据多年的教学经验,我认为,以下情况可利用多媒体教学效果最好。①无法完成的实验用多媒体。教师都有深刻的体会,教师的演示实验和学生的分组实验在教学中扮演相当重要的角色,但有些实验在实际教学中无法完成,可以利用多媒体视频,播放实验过程。例如,某一次,由于分液漏斗活塞松动,萃取实验无法完成,我利用多媒体,让学生观察整个操作过程。这样不仅加深了对仪器操作的认识,且对实验有进一步认识。但每个实验都用多媒体并不可取,只有比较复杂,具有一定的危险性,仪器缺乏,实际操作实在无法完成的状况下,才考虑使用。②抽象问题的解决可用多媒体。高中学生具有一定的抽象思维能力和空间现象能力,但对微观世界的认识还很缺乏。在以往教学中,我把电子云的形成过程,通过多媒体演示出现在学生面前,起到“百听不如一见”的效果,把抽象概念具体化,解决了学生易混淆的问题。多媒体课件形象直观,特别适合于微观领域内容的教学。③讲解立体化学时宜用多媒体。中学化学选修3《物质结构与性质》中,原子的空间构型、分子的空间构型、金属晶体的原子堆积模型构等内容都涉及空间构型,使用板书讲解时学生不易掌握其空间立体变化,但利用多媒体三维动画演示变化过程,形象客观,学生容易接受,教学效果良好。④复习课可用多媒体。复习阶段涉及的内容往往比平常多,且知识分散,难把内容条理化,教师连贯起来也费时费力。这里制作多媒体课件,利用课件进行串讲,可以选一些代表性的练习题,既便于学生系统理解和掌握知识的脉络,又节省时间让学生得以训练。⑤激发学生兴趣时可用多媒体。我常在第一节序言课上,利用多媒体播放生活中和化学相关的短片。如,播放法国葡萄酒的酿造过程、我县苦荞茶的制作过程等视频短片,使学生在一开始就对化学产生浓厚的兴趣,为学好化学打下基础。在金属的性质教学中,我通过多媒体图片展示武威出土的青铜器马踏飞燕、越王勾践的剑、司母戊鼎等历史金属制品的图片,介绍化学发展的历史,激发了学生学习化学的兴趣和求知欲。
四、对比、归纳法
学习的过程就是要掌握知识,加深理解,从内在联系入手,对知识及时归纳、总结,使知识系统化、网络化。化学是研究物质的组成结构性质及变化规律的学科。学生在化学学习中,应用对比归纳法,能够研究变化,掌握规律,加深理解。对比归纳法是化学学习中常用的学习方法。例如,学生对比归纳金属性质的相似性和向异性,更深刻地掌握金属的性质,加强记忆;比较归纳元素在周期表中同一周期、同一主族元素电负性、电离能、金属性等的递变规律,加强理解元素性质的变化规律;在选修5《有机化学》中,对比归纳法有机物官能团、性质的相似性和相异性,加深理解一些有机物性质的不同,同时培养了学生从一般到特殊的辩证方法。
五、课外练习
在化学教学中,知识的巩固,知识的深化,知识的迁移,培养学生解决问题的能力,都离不开练习。在这里,不细谈。
当然,教学方法因人而异,每位教育战线的工作者都有一套自己的方法。总之,要在新课程改革的实施过程中取得较好的教学效果,就必须根据教材内容,学生的认知水平和实验教学设备等,灵活选择适当的教学方法。
参考文献:
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)02B-0164-02
在复习阶段有一部分教师仍然沿用传统的教学方法进行教学,使用大量的题目让学生来做,以此来加强对化学知识的理解和应用。但是化学的知识点复杂,如果学生一味地做题,没有掌握复习的方法以及解题的思路,那么每天即使做大量的题目还是无法提升化学成绩。在新课标的理念下,教师要不断创新教学模式,让学生能够主动地对化学复习进行探究,提升复习效率。在此笔者讲一讲几种常用的复习策略。
一、比较法
比较法是将所掌握的知识、概念进行对比,发现其中的相同点与不同点,在比较中发现两者的本质区别。在化学复习中使用比较法能够将容易混淆的概念很好地区分开来,在一些容易出错的地方进行重点把握、加深印象,提升复习效率。一般在化学中使用比较法是将基本概念进行比较,将理论知识进行比较,将化合物的性质进行比较,将计算方法进行比较,将不同实验过程进行比较,在比较过程中,找到两者的不同特征。我们在使用比较法进行复习时,可以使用表格的形式进行比较,让两者的关系更加直观、清楚,以帮助理解。例如在化学键的复习中,“离子键”与“共价键”的概念是学生很容易混淆的地方,我们使用比较法进行复习,列出如表1的比较表。
表1 离子键与共价键比较表
共价键 离子键
成键粒子 原子 阴阳离子
成键元素 主要是非金属元素和非金属元素 主要是活泼的金属元素和活泼的非金属元素
成键条件 成键原子得失电子能力差异较小 成键原子的得失电子能力差别较大
键的本质 原子间通过共用电子对形成的相互作用 带相反电荷离子之间的相互作用
举例说明 HCl中的H-Cl键 NaCl中Na+和Cl-之间形成的化学键
学生在初学离子键与共价键的时候容易将这两个概念弄反,如果在复习的时候没有让学生弄清楚这两个概念,那么在考试中碰到这些内容时就会出现概念性的理解错误。使用比较法进行表格比较,能够直观地看出共价键与离子键两者的不同。在复习中,教师要教会学生做比较表格的方法,能够自主地制作表格,将自己容易混淆的概念进行辨析,准确把握概念,提高自己的记忆力,提高复习效率。
二、类比法
类比法与比较法相近,都是将两者进行比较,比较法一般用在容易混淆的概念比较中。类比法是根据两种事物的相似属性,从已知一类的属性,类比出另一类的属性,或者从自己知道的解题方法中类比出未知题型的解题方法。通过联想,由新知识引起对已有知识的回忆,再通过类比,在新的知R中找到与已有知识相似的地方。类比思维是通过类比进行联想,从而不断拓展创新。在化学中许多新的知识点都是通过已掌握知识点拓展而来,如果单独地进行每一章知识点的学习,那么学生的记忆无法形成连贯性。使用类比的方法,让每一个新知识点在学生脑海中都有与之相对应的旧知识点,把新知识看作旧知识的延伸,这样做有利于学生将所学知识连在一起。在进行化学复习时,对学生的学习薄弱环节,教师可以引导学生进行知识类比,使学生更容易理解复杂的概念。
例如在复习“物质的量”中的单位摩尔时,运用类比思维,将物质的量与长度相似,这样学生就知道表示物质的量的多少的摩尔与测量长度的米一样都是单位。或者,将这类比到生活中,物质的量就像生活中的“购物袋”,物质中的粒子就像购物袋中装着的绿豆。我们知道,由于绿豆颗粒较小,所以超市将绿豆一小袋一小袋地装起来,以方便选购。同样的,将一定数量的微观的离子“装”作“一袋”,1摩尔就是这样的“一袋”离子,并把它作为计量单位。又如,在复习“元素周期表”时,我们也可以使用趣味的类别方法,将“核内质子”比作皇帝,将“核外电子”类比为平民,如果电子层数越多,则平民离皇帝的距离越远,皇帝对平民的掌控力度就越小,最外层的电子就容易丢失,这也印证了“天高皇帝远”这句俗语。利用这类趣味的方法进行类比复习,能够使学生在枯燥的复习中增加不一样的色彩。教师给学生举出的不同例子会让学生受到启发,从而进行联想,更好地掌握知识。学生如果能够在自主复习时使用类比法,将生活或是趣味的故事与化学概念进行类比,那么就能更好地理解一些复杂的化学概念。如果将这种类比方法应用到做题中,那么再难的化学题都能够从容应对,都能从类比中找到相似的方法,一步步地解答,得出正确答案。
三、归纳法
归纳是将概念中的不同内容按照不同特点进行总结归纳,这是一种聚合型思维。在化学复习中,教师最常用的就是归纳法。归纳法能够有效地将化学中相同类别的知识点进行归纳,使学生在头脑中形成“知识树”,将概念牢牢地记在自己的脑海中。例如复习“海水”的物质时,可以如图 1 的方式绘制图像,使之更直观,更方便记忆。
也可以使用一些基础的符号对知识点进行归纳,如进行“相等式量”复习时,可如图 2 所示进行归纳。
课堂教学是一门综合艺术,教师是这门艺术的设计者和演讲者,它不仅包括教学内容、教学资源的准备,而且包括教学策略的选择和教学过程的设计等,这是一种解决教学问题的系统方法,是”备课”的全部过程。一堂经过精心设计的课堂教学,带给学生的是一种艺术享受,可以使学生在轻松愉快的气氛中获取知识,提高素质。本文将在讨论化学课堂教学设计的定位及化学课堂教学设计对培养学生创新意识的独特作用的基础上,探讨化学课堂教学设计艺术。
一、化学课堂教学设计与创新意识
1.1 创新意识是搞好化学教学设计的动力
教学设计创新能力的提高,首要的是创新意识的树立。创新意识是人们从事创新活动的出发点,是创新的前提和关键,有了创新意识,才能抓住机会,启动创新思维,产生创新方法,从而有所发现,有所创造。所以说,树立教师的创新意识,就是发挥教师的主体作用,发挥其自身的主观能动性,使他们在教学过程中表现出更多的探索精神,以及强烈的求知欲望。如果化学教师在其教学的重要环节―教学设计过程中缺少创新意识,教学一定是乏味、机械、刻板的,会导致教师厌教,学生厌学。师生只有具备创新意识,教学才能充满活力、欢乐、效率。所以,只有在强烈的化学创新意识的引导下,师生才可能在解题探讨中产生创新动机,发挥创新潜能、释放创新激情,有所突破地解决疑难问题。教师是现代教育的实践者,也是现代教育管理的探索者,作为创新教育的主力军和排头兵,绝不能满足于和局限于只是知识的传递者,而要作为教学活动的设计者,学习环境的开发者。在教学设计中,进一步树立创新意识是创新教育对全体教师提出的新要求,也是搞好教学设计的动力。
1.2 化学课堂教学设计有助于增强学生的创新意识
创新能力对每个学生都具有重要的意义,它决定了一个人能否在新的环境中解决问题的能力,在实践中能否创造性的完成工作的能力。每个学生都具有创新的潜能,在化学教学中如何激发这种潜能,把学生的创新欲望调动起来呢?在教学中,我们在注重发展学生的知识、技能的同时还要通过教学设计来激发化学学习兴趣,培养学生创新意识和创新能力。
化学是一门实验科学,化学中好多性质和原理都是通过实验教给学生,而学生对化学实验又是最感兴趣的。因此,教师要善于利用实验,充分设计实验,在实验过程中,不断提出富有启发性、探索性的问题,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识,最后使设计的问题水落石出,形成系统知识。
综上所述,化学教学设计与学生的创新意识密切相关。在化学教学中培养学生创新意识不是一个纯技巧问题,更不是仅靠课堂提问就能达到目的的。它涉及到教师的教学观念、教学方法、心理素质、表达能力、教学经验,尤其是教师教学设计能力。化学教师应正视这个问题,思考这个问题,研究这个问题,使学生始终在浓厚的兴趣中学习化学,从而实现教育目标、真正提高化学教学质量。
二、化学课堂教学设计艺术
研究化学课堂教学设计有不同角度,本文从方法论角度提出化学课堂教学的设计艺术――经验归纳法教学设计,经验归纳法教学设计要“以学生活动”为中心,要符合认识规律、符合教学规律、符合逻辑思想、强调学法指导、引入科学方法、培养学生创新能力以及体现自身的教学特色。经验归纳法设计是以大量的化学教育教学经验为依据,从教学经验出发,进行课堂教学设计的方法。经验归纳法设计需收集大量的各种教学经验,仔细研究这些教学经验,归纳出其中的先进经验要素,然后,借鉴这些先进经验并以它们为依据,进行创造性的设计。例如,突出初中化学”硫酸的性质”教学重点的设计。教师要根据自己的教学经验,借鉴一些先进经验,创造性地设计出符合自己特色的突出重点的方法。
突出重点要处理好系统与重点的关系。所谓系统性是使要教给学生的知识网络层次分明,能够体现出各知识点的地位、从属关系和彼此间的联系。在教学里有了知识系统才容易学会,也便于在使用的时候进行检索。所谓重点是必须掌握的要求较高的知识、技能以及方法等。重点不是“孤点”,重点要寓于系统之中,在系统里占有绝对重要的地位。重点如果脱离了系统,就不容易找到它与相关知识的联系,会使学生对重点的掌握受影响。在处理系统与重点的关系时,也要采取由浅入深、由表及里、步步深入的方法,这样学生接受起来才比较容易。一般情况,如果系统处理得好,就会使重点容易突出,因为重点寓于系统中,显得主次分明,条理性强,更可烘托共重点。据此可设计如下的系统:
在上例中,把硫酸的整个性质作为一个系统,在这个系统里通过板书来突出重点,同时,系统里的其它部分做烘托,显得主次分明,条理性强。最后,又以实验和练习进一步突出重点。
参考文献:
[1]贺湘善,吴俊明.化学学科教育学[M].北京:首都师范大学出版社,2000.12.
[2]李龙.教学过程设计[M].呼和浩特:内蒙古人民出版,2000.7.
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)06B-
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归纳能力是化学学习中必须掌握的能力之一。化学与其他学科相比,最大的不同之处就在于知识点多而散。如果不对这些知识进行归纳总结,不仅加重学生的记忆负担,而且增加了学生理解和掌握知识的难度。通过对相似知识的总结归纳,找出它们之间的联系与规律,形成立体式的知识网络结构,既有利于对已学知识的掌握,也有利于从总结出来的规律中探究和发现新的事物。在化学发展历史当中,很多重大发现都是通过归纳总结已知知识规律得到的。所以在化学教学中,培养学生的归纳能力,对学生理解和掌握知识、提高学生的推理能力和探究水平都有着重要的意义。下面从两道高考题来谈谈如何加强对学生归纳能力的培养。
题一:(2006全国高考i理综27)置换反应的通式可以表示为:
单质(1)+化合物(1)=化合物(2)+单质(2)。请写出满足以下要求的3个置换反应的化学方程式:①所涉及的元素的原子序数都小于20;②6种单质分属6个不同的主族。
【分析】本题要求书写置换反应。刚看题会感觉这应该是比较容易的题目,但细细研究题目的要求就会发现,写出符合要求的三个方程式并不是那么简单。不少考生写出两个方程式后就发觉很难写出第三个符合要求的置换反应。笔者曾以这道题对本校去年刚进入高三学习的成绩较好的3个班级进行了一次测试,限时7分钟完成。最终在限定的时间内只有大约三分之一的人能完全正确地写出。题目答案为:
2Mg+CO2■C+2MgO,
2F2+2H2O=4HF+O2
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
三个方程式都是中学化学常见的。为什么学生却不能在规定的时间内快速完成呢?这是值得思考的。假如在复习到化学反应类型时,教师要求学生对所学过的置换反应类型作一个系统的总结归纳,让学生对置换反应有个全局性的把握,完成这道题就比较容易了。(如下表)
题二:(2008年・全国理综)V、W、X、Y、Z是由周期表中1~20号元素组成的5种化合物,V、W、X、Z均为两种元素组成。上述五种化合物涉及的所有元素原子序数之和等于35;它们之间的反应关系如下:
(1)5种化合物分别是V W
X Y Z
(2)由上述5种化合物的某两种化合物反应可生成一种新的化合物,它包含了5种化合物中的所有元素,生成该化合物的化学方程式是
(3)V的电子式是
【分析】这是高考中典型的无机推断框图题,向来是高考中的热点和难点,很多考生比较害怕这种题目。分析这道题目,好像并没有很直接、明显的入手处,突破口比较隐蔽。其实从“V与水反应能放出气体”来切入,并不难完成这道题,但很少考生有这样的敏感性。我们在日常的教学也常常发现,有些推断题评讲完后,学生可以完全听懂。但真正让他们自己做时,却感觉很难,做不了。同样,如果在教学或复习课中能够注重培养学生对一些特殊反应的总结,比如与水反应能放出气体的物质;再由该气体与氧气反应生成水,可知气体有H元素,就不难推断出V固体,从而有效突破这道题目。
综上所述,在化学教学中,重视培养学生对知识和规律进行总结归纳的能力,具有非常重大的意义。那么,如何培养呢?
首先,明确归纳的内容。第一,我们所归纳的知识应该是教材的重点和难点。比如化学用语的归纳、物质性质的归纳等。第二,归纳是对形成学科知识和方法都十分重要的内容。如有机化学知识体系、物质间反应的知识体系、电解质溶液体系等。第三,归纳是能有效提高思维的深刻性、灵活性、敏捷性的内容。第四,归纳是能有效提高推理能力的内容。如元素周期表,元素周期律的知识。第五,归纳是有利于提高学生动手能力、实际操作能力的内容。如实验操作知识、实验安全知识、实验设计知识、电化学知识等。
其次,注意灵活应用归纳的方法。中学常用的归纳法有:一是树型分类归纳法。例如元素周期律和周期表的归纳。二是网络归纳法。如在复习有机化合物知识时由于有机物之间有比较密切的转化关系,我们可通过直观的网络形成将这些有机物联系在一起。
三是列表对比法。对一些相似的概念或知识,学生比较容易混淆。我们可通过列表的方法加以归纳,加强学生的辨别能力和分析能力。例如上表中“四同”的比较。
质疑习惯一旦养成,学生便善于发现问题,有了问题就要进入探究的第二步———分析阶段。事物都有自己存在的原因和结果。分析法就是找出事物产生、发展的来龙去脉的方法。分析有两种途径:从结果找原因或从原因来推导结果。在音乐教学中,这两种途径能否合理运用是实现课堂有效教学的关键。还以交响诗《嘎达梅林》为例,教师通过音乐波形图的使用,使学生从听觉、视觉的感受中体会音乐情绪的变化。分析变化产生的原因,这就是从结果找原因的分析方法。学生感受到音乐情绪的强烈对比,分析音乐要素的变化,即音乐速度、力度、音色在音乐中起到的作用。再如:在进行高中音乐鉴赏《丰富的民间器乐———丝竹相和》一课时,教师让学生欣赏江南丝竹《中花六板》的一段视频,选择视频当中一件最感兴趣的乐器(二胡、笛子、琵琶、扬琴),从头至尾跟随它的旋律、捕捉它的音色,看看同学们会有怎样的发现?学生感受到每件乐器时隐时现、此起彼伏的旋律,分析江南丝竹“支声复调”、“即兴加花”的音乐特征。这就是从原因推导结果的典型案例。郁文武在《音乐教育与教学法》一书中提出:“讨论法是在教师引导下,学生为解决教学中的某一问题,相互启发,讨论辩论,各抒己见的教学方法。”①在提倡以学生为主体,发挥学生自主性学习,培养学生的创造能力理念的前提下,讨论法是教学中运用较多的教学方法。讨论法的有效应用需要具备一定的知识建构和逻辑分析问题的能力,讨论是探究综合能力的展现。在音乐教学中,更多用于高年级学生的音乐教学。讨论法是发挥学生主动性的有效方法,对于学生的思考能力、语言表达能力以及分析问题、解决问题的能力都有很大帮助,对于发展学生创造力方面也有促进的作用。讨论的结果往往分为标准结论和开放结论两种。还以高中音乐鉴赏课《丰富的民间器乐———丝竹相和》为例,教师重点讲解了“江南丝竹”的定义、特点等知识之后,让学生聆听一首“广东音乐”,讨论为什么同是用丝竹乐器演奏的丝竹乐曲,但风格情绪却不尽相同的原因。通过学生的讨论,最终分析归纳出地域环境的不同,主奏乐器的不同等原因最终造成音乐风格特点的不同。这属于标准结论范畴。在该课的拓展部分,教师让学生欣赏一首由交响乐队和丝竹乐器同台演奏的江南丝竹《欢乐歌》,让学生讨论是否接受这样的演奏形式?学生阐述各自观点,属于开放的讨论结果。
一、科学不可能得到“真理”很多人都认为,科学的目标是追求真理。但科学是否能追求到真理却是个古老的疑问。在科学的黎明期,弗朗西斯·培根认为科学的基本方法是归纳法,即从大量实验中归纳出理论。但是大卫·休谟却对归纳法本身提出了质疑,即归纳法是不合乎逻辑的,有限的个例不能证明一个全称判断。例如我们看到一百只天鹅都是白的,也不能证明“所有天鹅都是白的”。数学中的“数学归纳法”是合乎逻辑的,即(1)证明了定理在N=1时成立,再证明(2)如果定理在N=n时成立则在N=n+1时也成立,那么对于任何自然数N,定理都成立。但是在科学中任何实验都只能证明理论在N=1,2,3……(有限个)时成立,却证明不了上述数学归纳法的(2)的部分。现代科学哲学家卡尔·波普尔提出“证伪主义”,即虽然无论看到多少白天鹅也不能证明“所有天鹅都是白的”,但只要看见一只黑天鹅就可以“证伪”这个说法。所以科学的方法应该是通过“证伪”把确定为“假”的理论除掉,剩下的就是“可能为真”的理论。这是个非常令人沮丧的结论:即使我们手中握着“真理”,我们也不可能知道它就是“真理”。这就让我们怀疑科学是不是应该追求“真理”。爱因斯坦与波普尔都认为科学的理论是人类的“发明”而不是“发现”。或者说,在自然界背后并没有隐藏着“真理”等待我们“发现”,科学理论是人类的创造物。但是,对于“发明”没有“真”、“伪”可言,人们发明了汽车,只考虑它能不能跑,不会考虑它是“真汽车”还是“假汽车”。事实上越“真”的理论可能反倒越没有价值,例如“将来会下雨”和“明天北京下雨”这两句话,前者肯定是“真”的,后者很可能是“假”的,但前者是废话而后者有用。从历史上看,“真理”是一个宗教概念而不是科学概念。如果我们相信世界是上帝有意创造的,那么在创造时想必是依据了某种理念,因而上帝心中的这个创世的“蓝图”就是货真价实的“客观真理”。但如果神创论不成立,人创造的理论就没有真伪的参照物。所以在宗教不流行的中国,古文中并没有与“真理”相对应的概念,“真理”是一个外来语。
二、科学追求什么样的理论如果科学不可能追求真理,那么科学追求什么样的理论呢?科学追求“好”的理论。“真理”往往给人一种“靠得住”的感觉,而且真理是唯一的,与真理不同的理论都可以宣布为谬误。但是“好”却往往因人而异,你说好的我可能说不好。科学能够追求“好”的理论,关键在于在科学内部有一致的评价准则,使得好的理论大家都说好。波普尔的学生沃特金斯总结了评价科学理论的三条准则:深刻、统
一、预测。就是说科学追求更深刻、更统
一、更有预测能力的理论。只有有预测能力的理论才是有用的理论,人类要想成功地进行有目的的行动,必须事先知道行动的结果。任何现象都可以有无数种解释,但只有可以用于预测的解释才是有用的理论。例如对于月蚀可以用“天狗吃月亮”来解释,但这个理论不能预测下次天狗什么时候再来吃月亮,而用牛顿定律却可以计算出下次在何时何地发生月蚀,所以“天狗”不是科学而牛顿定律是科学。关于UFO有很多解释,但是没有一种解释可以告诉我们下次在何时何地可以看到UFO,所以关于UFO的研究还不能算是科学。科学的统一性又称为内部一致性,它的重要性在于保证不同的推理路径所得到的结论应该一样。否则,同样运用科学理论,不同的人可以得出不同的预测结果,那么就得不到确定的预测。历史上的“燃素学说”认为木炭里含有“燃素”,燃烧时燃素从木炭里跑出来,但是铁在燃烧后重量反而增加,导致测定出燃素的质量是个负值,这与物理学的基本概念相矛盾,所以燃素学说很快就被氧化学说代替了。现代科学对于一个新理论的起码要求就是与现存的基本科学理论不矛盾。深刻性与统一性密切相关,开普勒定律是天上行星运行的规律,伽利略定律是地上落体运动的规律,牛顿定律把二者统一起来,成为一个更深刻的理论,从牛顿定律可以推导出开普勒定律和伽利略定律,因此是更深刻的理论。深刻的理论对统一性是很好的保证,又更为简单(符合思维经济原则),而且还能进行更大范围的预测,所以深刻性也是重要的评价准则。如果科学追求真理但又不可能得到真理,难免导致不可知论或怀疑论的悲观论调,况且我们一旦得到真理,也就等于宣布科学的终结;但如果科学追求好的理论,我们对科学的看法就非常乐观:现在我们手中有迄今为止最好的理论,但将来还可能有更好的理论来代替它。