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【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1674-4772(2012)12-029-01
現代教育要求對學生全面素質的培養,在教學別強調對學生學習方法和思維模式的培養,這就需要教育工作者創新課堂教學的新模式。高中化學教學是高中課堂的重要部分,在其中運用類比推理的方法進行教學,可以培養學生的邏輯思維能力,實現全面素質的提升。
一、在高中化學教學中運用類別法的作用
1. 類比法的定義
類比法是指利用一個已知對象的知識對另一個未知對象的知識進行推測的思維方式。根據兩個對象之間的相似性,有目的地將其中一個對象的特殊屬性假設到另一個對象上去,再次基礎對未知對象進行性質的研究。類比法是一種歸納演繹的過程,是一種邏輯思維和認知能力,在科學研究中廣泛使用。
2. 有助于幫助學生掌握課程難點和構建化學體系
高中化學的內容繁復,難度較大,常會涉及到一些微觀和抽象的概念,老師難以進行描述和學生難以理解。類比教學法可以實現在學生已有的化學知識的基礎上,從已知知識中提取出與新知識相近的屬性進行類比,可以實現在在已有知識的基礎上對新知識的自我構建,完善自己的知識體系。這樣的類比法運用的同時符合了構建主義的教學模式,即學生在自我知識的基礎上主動地進行知識結構的構建,而不是接收來自老師的傳授,完成新舊知識之間的有效關聯和整體知識水平的提高。高中化學在化學知識體系中本身就是一部分比較完整的體系,學生要在知識不斷地學習,層層積累的基礎上完成整個化學體系的構建。
3. 有助于培養學生科學的思維模式
高中化學的難度較大,內容種類較多,對于學生的學習掌握來說存在著一定的難度,在高中化學教學中運用類比法,培養學生類比推理的思維方式,有助于幫助學生更好的完成高中化學課程的學習。新課改明確指出,三維教學目標的實現應以對學生科學探究精神和能力的培養來實現,類比推理既是在科學探究過程中最簡單和常用的猜想和假設方法。在高中化學教學中運用類比法,在幫助學生完成知識的學習之外,還可以培養學生的科學思維模式。
二、高中化學教學中對類比法的具體運用
1. 類比法在高中化學概念教學中的運用
掌握高中化學概念,是進一步進行化學性質和反應等知識學習的基礎。高中化學的概念一般較為抽象,難以理解,如果在教學中僅僅要求學生對概念死記硬背,也難以起到在化學概念理解的基礎上進行更深入地學習。運用類比法教學可以幫助學生更好地掌握高中化學概念。如在人教版化學教材選修4“化學平衡狀態”這一課程的教學中,對于化學平衡狀態進行了如下描述:如果將溶質在溶液中形成飽和溶液時的狀態稱為溶解平衡狀態,那么對于一個化學反應來說,這種狀態就稱為化學平衡狀態。這一描述既是體現了類比法的運用,老師可以作為對“化學平衡狀態”這一新概念教學的突破口,以溶解平衡狀態作為類比,將化學平衡狀態的概念介紹給學生,學生在原有類比概念的基礎上,完成對新的概念的理解。
2. 運用類比法突出實驗的效果
根據化學實驗的不同,可以對實驗結果進行橫向和縱向的比較。對以達到同一實驗的效果為目的的實驗進行橫向的比較,對其不同的材料、裝置和操作過程等因素進行比較,了解不同的實驗方法對物品和操作的要求。對于不同的化學實驗之間進行縱向的比較,例如對蔗糖與濃硫酸的脫水氧化和與稀硫酸的水解反應之間的類比,鹵化氫的水解和消去實驗的反應類比,從中讓學生了解化學實驗的原料和正確的操作流程的重要性,使學生對影響實驗結果的各個因素更加了解。
3. 類比教學法在高中化學解題中的運用
已知已知Fe3O4可以寫成Fe O?Fe2O3的形式,則Pb3O4就可以寫成( )。
這是一個典型的需要利用類比法進行解答的題目,在實際的教學中,會有學生將答案寫成Pb O?Pb2O3的形式,這是由于學生只看到了兩者的形似,而沒有了解其性質,機械性的類比造成的。分析可得,鐵只有+2價和+3價,所以可以完成題目中給出的類比,但鉛只有+2和+4價,所以只能寫成2PbO?PbO2的形式,在改寫時要注意對化學合價法則和原子守恒知識的運用。運用類比法可以知道本體的答案為2PbO?PbO2。運用類比法來尋找化學物質的共性,同時要主要兩者共性之外存在著的不同,這就要求學生對基礎知識的掌握要比較的熟悉,由較強的歸納總結能力從已知的題目中獲得相關的信息,對未知的題目進行解答。
三、總結
高中化學教學是高中教學中一個重要的組成部分,高中化學的內容較多,復雜抽象和具有規律體系性的特點決定了類比法作為新的教學模式可以在高中化學課堂教學中取得很好的效果。本文分析了類比法運用的價值和在化學教學中的具體運用,希望可以促進高中化學教學事業的發展。
[ 參 考 文 獻 ]
關鍵詞:比喻教學法;框架式教學法;生物化學教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0189-02
生物化學是從分子水平研究生命現象、本質及其活動規律的一門學科,包含了生物分子的結構與功能、物質代謝及其調控、遺傳信息的傳遞等內容,是醫藥行業與生命科學領域至關重要的必修基礎課程,是疾病診斷、治療與預防的主要理論溯源,為此抓好醫藥類專業《生物化學》教學工作意義顯著。筆者在中醫藥獨立學院從事生物化學一線教學十幾年,熱衷于教學改革研究,擬將教學過程中呈現的題進行歸納并針對中醫藥獨立學院的需求與特點進行教學設計,提出“比喻教學法”聯合“框架式教學法”,提升中醫藥類獨立院校《生物化學》的教學效率。
一、生物化學教學瓶頸與獨立學院生源的獨特性呼吁《生物化學》教學改革
生物化學涵括的知識眾多,有動態生化、靜態生化、機能生化等,傳統教學理念與方法在實施過程中,主要突顯出的問題為:(1)學生難于理解《生物化學》課程中的相關概念,認為它們是生澀的、模糊的、抽象的,例如呼吸鏈等;(2)學生難于理順生物化學中的知識結構,斷然以為其內容紛亂繁雜、混亂無規律,例如各種代謝途徑等;(3)學習過程容易碰壁,難于堅持,不少學生索性放棄本課程的學習。獨立學院的學生較其他本科生而言,存在文化基礎底子較薄、學習自信心和動力不足、自我約束和管理能力較差,容易沉迷網絡游戲、學業難于完成、綜合素質不過關帶來的上崗能力較弱等獨特性。大部分中醫藥類獨立學院的中醫專業、護理專業、針灸推拿等專業中文科生居多,理學類課程教學計劃難以實施,而《生物化學》對化學基礎及理解能力要求較高,傳統教學理念與方法在課堂收效欠佳為此,尋找適合中醫藥類獨立院校生源特點,有助于破除《生物化學》課程教學瓶頸的教學方法有待探索。
二、“比喻教學法”聯合“框架式教學法”融入《生物化學》教學的適用性
事物之間存在著普遍聯系,日常生活與大自然中眾多現象與生物化學內容相關,通過“比喻教學法”建立橋梁,化“生澀的、模糊的、抽象的生化內容”為直觀與趣味。生物化學知識之間存在聯系,通過“框架式教學法”歸納總結,將貌似“紛亂繁雜,混亂無規律的生化知識”系統化與清晰化。
1.“比喻教學法”為快樂《生物化學》課堂提供保障。比喻是將某些具有相似點的事物、現象或原理放一起比較,從而獲悉某一新的事物、現象或原理,通常以淺顯易懂的去闡明生澀難懂的,以便于形象并簡單地表述新事物、新現象或新原理。“比喻教學法”是在教學設計過程中將比喻手法引入,巧妙地將學生們所熟知的、感興趣的、容易理解的事物、現象或規律與未知、生澀、深奧的事物、現象或原理進行特征比較,通過類似點而深入淺出地解釋疑難點,最終幫助完成既定教學目標的一種教學方法。比喻教學法,具有形象性、引導性、趣味性等優點,擁有化生疏為熟悉、化生澀為淺顯、化抽象為形象,構建直觀易懂橋梁的作用;具備引導學生思考、拓寬學生思路、促使學生類比并理論聯系實際的作用;具有活躍課堂氛圍、激發學習興趣、調動學生專注力的作用。比喻教學法將是《生物化學》教學中“晦澀、難懂、抽象”知識點的克星,將為快樂《生物化學》課堂提供保障。
2.“框架式教學法”為高效《生物化學》教學提供保障。框架的引申含義為:事物中發揮重要支撐與保護功能的基本元素所構成的整體結構或輪廓。“框架式教學法”是將“課程中的知識歸納并構建成框架”引入教學設計,將教材中的流線式的知識內容系統化、框架化,甚至網絡結構化,讓學生清晰地牢固地掌握知識,使學生頭腦中呈現知識有機整體的教學方法。框架式教學法的首要特征為整體性,與傳統教學的“只見樹木,不見森林”不同,提倡整體的基礎上理解局部,幫助學生擺脫迷茫,系統性地掌握知識技能;框架式教學法的第二特征是反思性,集中體現在對同一框架的反復使用與講解上,例如生物化學中“糖代謝途徑的框架”在第一種、第二種、第三種等糖代謝途徑的講解中均會被展示或提及,這利于提高學生對知識的熟悉程度,利于增加思維速度與跨度;框架式教學法的第三、四特征是高速性與生成性,高速性表現為學生課堂中的高度熱情、積極思考、快速掌握知識技能,表現為教師不斷用新角度,系統地、有序地教學思路高效傳授知識;生成性體現在彈性化教學設計中,在框架的支撐下,學生可自主聯想或探索與框架相關的知識內容,最終為高效《生物化學》教學提供保障。
三、中醫藥類獨立院校《生物化學》教學中科學引入“比喻教學法”與“框架式教學法”的兩點建議
優質教學的關鍵在于優良教學方法的有效設計與實施,故建議以下兩點:
1.緊扣當今學生的興趣點,理論聯系實際,理論聯系醫藥領域應用,積極思考,巧用比喻,切實發揮“比喻教學法”的效用。愛因斯坦曾說過,興趣是最好的老師。能否激發學生的學習興趣與求知欲,是生物化學教學效果的關鍵。但是,師者切不能忽略當今學生的興趣點與我們大學時期的興趣點或許存有偏差,所以師者備課前,應該“備學生”,即了解學生的興趣愛好與知識背景等。在教學設計中,我們應該盡可能多地理論聯系實際,理論聯系醫藥領域應用,積極思考,巧用比喻,切實發揮“比喻教學法”的效用,例如講解酶與醫藥學的關系時,我們可以用幾張血液化驗單與蛋白酶藥物說明書等,實實在在地說明理論與醫藥領域應用的關系,例如講解生物氧化的概念時,我們可以將之比喻為“體內的燃燒”,其燃料是營養成分(糖、蛋白質、脂肪等)與O2,其助燃劑是蛋白酶,其產物為CO2與H2O,其功效是為機體蓄積化學能ATP與熱能,其特點是“沒有硝煙”的緩慢的燃燒。
2.合理構建“生化知識框架”,框架大小以學生適用為宜,適時啟發學生思考,避免填壓式滿堂灌。教學設計是為了教學目標服務,構建“生化知識框架”應與教學目標相符,以適合學生思維跨度為宜,并非越大越好。合理構建“生化知識框架”需要根據教學不同階段與學生對知識不同掌握程度,構建不同層次的框架,服務以教學質量。其次,在“框架式教學法”實施過程中,避免填壓式滿堂灌的教學情形,不要忽略該教學法的啟發思維的重要效用,通過框架啟發學生思考,并且適時讓學生構建框架,給予學生動腦動手機會,教會學生歸納,給予學生創新思維能力。“比喻教學法”聯合“框架式教學法”科學融入《生物化學》教學中,將化抽象為具體、化深奧為淺顯、化凌亂為有序,將有效地緩解或化解當前《生物化學》教學過程中存在主要的問題,提升中醫藥類獨立院校《生物化學》的教學效率,將為提高《生物化學》教學質量提供方法途徑。
參考文獻:
[1]王倩,王寧,李仲.基礎醫學專業生物化學教學改革探索[J].基礎醫學教育,2015,17(10):869-870.
類比法也被稱作類推法,是不同的物質間具有類似的特征,從而獲得其他的類似的特征也存在的推理法,科學中的大量假設均是由類比法得出的,具有獨特的思維邏輯方式以及獨特的價值。化學是一門應用性很強的科學,與實際生活聯系密切。因此,運用類比法進行教學,采用生活中的現象對學生進行教學,既能提高課堂教學效率,而且還可以培養學生的科學思維,因此,筆者結合長期的教學實踐,就高中化學教學中類比法的應用進行研究。
一、化學教學生活化
教學活動與生活存在天然的關系,陶行知的“生活教育”與杜威的“教育即生活”啟示我們:生活本身具有教育意義,而且教學活動本身具有生活意義。因此在教學活動中,必須注重聯系社會和生活實踐,加強高中課程教學與生活的聯系,注重引導學生運用知識去關心社會實際。在新課標的要求中,教學活動需要從學生已有的經驗出發,幫助學生認識化學與人類生活的密切關系,關注與化學相關的社會問題,從而培養學生的參與意識、社會責任感和決策能力。實現高中化學教學生活化具有多種方式,在實際教學中需要根據學生群體、知識的類型等進行方法的選擇。采用類比法進行教學,將課堂上的化學與生活實際相統一,既能起到化難為易、深入淺出的效果,獲得較好的教學效果,也能夠在過程中培養學生的思維能力。
二、類比法在化學教學生活化中的應用
1.用生活常識類比化學知識。比如對于元素的氧化性、還原性問題教學,采用生活常識類比法,可以幫助學生形象地理解相關概念。采用“登山原理”比擬高價元素表現出氧化性、中間價態的元素往往既有氧化性又有還原性、低價元素表現出還原性的概念,以人在山谷、山腰以及山頂的狀態為例,可以讓學生很形象地理解元素的氧化還原的概念。
2.用其他學科來類比化學。比如在進行堿金屬活潑性對比的教學中,因為從Li到Cs的電子層數增加,失去電子的能力加強,從而表現出堿性加強的規律。為了向學生解釋該原理,采用“天高皇帝遠”的觀念來解釋堿金屬的活潑性,將原子核比作皇帝,而核外電子比作將軍,因為將在外君命有所不受,所以越是離核遠的電子,顯得更加不受控制,也更加容易失去。用這樣的現象解釋化學原理,既能夠使學生了解到化學的魅力,也能夠使學生增長其他的相關知識,獲得較為深刻的印象。
3.用現實生活的宏觀現象來類比化學中的抽象微觀知識。比如在進行微觀物質的教學中,采用宏觀生活的概念,能夠使學生獲得相對直觀的認識。采用具體的實例類比看不見摸不著的微觀知識,使學生理解自己的學習內容。比如在進行摩爾體積的教學中,學生們對于摩爾體積的規定并不理解,筆者采用籃球類比氣體分子,解釋因為氣體分子之間的距離遠遠大于分子本身的大小,所以在標準狀態下氣體分子的體積可以忽略不計,最終等物質量的氣體的體積相同。
三、類比法教學的成效
1.有利于訓練學生的思維。科學的方法是學習和研究科學知識的最好工具,類比法是基于科學探究中假設的最好方法之一,能夠使化學知識的學習變得簡單。在高中化學的教學過程中,采用類比法進行教學,不僅讓學習變得簡單,學生的科學思維能力也得到培養。
2.有利于基礎知識和基本技能的理解和應用。將化學與社會生活相聯系,能夠調動學生的積極性,掌握基礎知識與生活的基本技能。聯系生活中的問題,可以讓學生加深理解。采用生活常識進行學習,有利于知識的牢固和提高學生處理實際問題的能力。
3.有利于改善學習方式方法。化學教學“貼近生活、貼近社會”,采用類比法進行教學,將化學教學與生活化聯系在一起,激活了學生的思維,開闊了學生的視野,有助于學生養成良好的學習習慣。
4.有利于促進學生對生活的理解與責任感。化學的最終問題是為了解決人類生存的問題,在高中化學教學中,采用生活類比,使學生了解到能源危機、臭氧空洞、白色污染等社會問題,不僅能夠讓學生了解到化學在生活中的應用,也能夠讓學生了解到化學的責任,從而樹立終身學習的理念。
四、結語
高中化學的教學方法有很多,可以采用不同的方法將化學教學生活化。類比法作為科學研究的常用方法之一,能夠有效地將化學教學與生活聯系起來,深入淺出地進行教學,同時能夠激發學生的思維能力,使學生體會到化學學習的樂趣和化學的責任感,有助于學生學習方式的改進和責任感的提升。
參考文獻
許多高一學生都反映高中化學比初中難學,雖然上課能聽懂,但作業卻做得很慢或者不會做,同初中的化學完全不同. 筆者認為首先要給他們能學好高中化學的信心,但最重要的是在教學中結合中學生的思維特點,教給他們學習高中化學的方法,使之能較快適應高中化學的學習.
一、教學生用已知的理性知識類比新學知識——類比教學引導法
類比推理是人們認識事物的思維形式之一,它能幫助從已知事物的有關理論建立假說去說明新事物;用某些已知的屬性來說明未知的屬性,以增強說服力,使人們容易理解,類比是化學教學中一種常用的方法.
例如,把初中已有的物理量質量、長度與物質的量進行類比,提出物質的量的概念和單位,又把1 mol與1打進行類比提出了阿伏加德羅常數.再如在教學“氧化還原反應”時,高中階段要求多角度認識和掌握有關氧化還原反應的概念,其主要要求有:一是氧化還原反應中有關氧化劑、還原劑、氧化反應、還原反應的概念,二是這些概念之間的關系,三是從初三的“得氧失氧”觀點過渡到“化合價升降”的觀點,再上升到“電子轉移”觀點,這種思維的變換,使概念不清的學生感到更加困惑以至無所適從.因此筆者在處理教學內容時,結合H2還原CuO的實例,對于氧化與還原、被氧化與被還原、氧化劑與還原劑、氧化性與還原性、氧化產物與還原產物等概念與初三所學進行類比.再引導學生上升到化合價升降的觀點,認識氧化還原反應概念;在此基礎上,帶領學生復習元素化合價升降與原子或離子的電子轉移關系,并上升到從電子轉移觀點來認識氧化還原反應,從而使學生全面系統地學習氧化還原反應,在循序漸進中真正掌握氧化還原反應的知識.
高中教學中應根據學生已經熟悉的類比法,借鑒初中教學的做法,來處理教材中的重點、難點問題.例如高中的“化學平衡”“電離平衡” “化學反應速率”等很難理解,但類比了初中的“溶解平衡”與以及物理中的“速度”后,問題就迎刃而解了.高二的有機化學的教學中常只講一種代表物而后推廣一類,這其中運用的就是類比法.
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)02B-0164-02
在復習階段有一部分教師仍然沿用傳統的教學方法進行教學,使用大量的題目讓學生來做,以此來加強對化學知識的理解和應用。但是化學的知識點復雜,如果學生一味地做題,沒有掌握復習的方法以及解題的思路,那么每天即使做大量的題目還是無法提升化學成績。在新課標的理念下,教師要不斷創新教學模式,讓學生能夠主動地對化學復習進行探究,提升復習效率。在此筆者講一講幾種常用的復習策略。
一、比較法
比較法是將所掌握的知識、概念進行對比,發現其中的相同點與不同點,在比較中發現兩者的本質區別。在化學復習中使用比較法能夠將容易混淆的概念很好地區分開來,在一些容易出錯的地方進行重點把握、加深印象,提升復習效率。一般在化學中使用比較法是將基本概念進行比較,將理論知識進行比較,將化合物的性質進行比較,將計算方法進行比較,將不同實驗過程進行比較,在比較過程中,找到兩者的不同特征。我們在使用比較法進行復習時,可以使用表格的形式進行比較,讓兩者的關系更加直觀、清楚,以幫助理解。例如在化學鍵的復習中,“離子鍵”與“共價鍵”的概念是學生很容易混淆的地方,我們使用比較法進行復習,列出如表1的比較表。
表1 離子鍵與共價鍵比較表
共價鍵 離子鍵
成鍵粒子 原子 陰陽離子
成鍵元素 主要是非金屬元素和非金屬元素 主要是活潑的金屬元素和活潑的非金屬元素
成鍵條件 成鍵原子得失電子能力差異較小 成鍵原子的得失電子能力差別較大
鍵的本質 原子間通過共用電子對形成的相互作用 帶相反電荷離子之間的相互作用
舉例說明 HCl中的H-Cl鍵 NaCl中Na+和Cl-之間形成的化學鍵
學生在初學離子鍵與共價鍵的時候容易將這兩個概念弄反,如果在復習的時候沒有讓學生弄清楚這兩個概念,那么在考試中碰到這些內容時就會出現概念性的理解錯誤。使用比較法進行表格比較,能夠直觀地看出共價鍵與離子鍵兩者的不同。在復習中,教師要教會學生做比較表格的方法,能夠自主地制作表格,將自己容易混淆的概念進行辨析,準確把握概念,提高自己的記憶力,提高復習效率。
二、類比法
類比法與比較法相近,都是將兩者進行比較,比較法一般用在容易混淆的概念比較中。類比法是根據兩種事物的相似屬性,從已知一類的屬性,類比出另一類的屬性,或者從自己知道的解題方法中類比出未知題型的解題方法。通過聯想,由新知識引起對已有知識的回憶,再通過類比,在新的知R中找到與已有知識相似的地方。類比思維是通過類比進行聯想,從而不斷拓展創新。在化學中許多新的知識點都是通過已掌握知識點拓展而來,如果單獨地進行每一章知識點的學習,那么學生的記憶無法形成連貫性。使用類比的方法,讓每一個新知識點在學生腦海中都有與之相對應的舊知識點,把新知識看作舊知識的延伸,這樣做有利于學生將所學知識連在一起。在進行化學復習時,對學生的學習薄弱環節,教師可以引導學生進行知識類比,使學生更容易理解復雜的概念。
例如在復習“物質的量”中的單位摩爾時,運用類比思維,將物質的量與長度相似,這樣學生就知道表示物質的量的多少的摩爾與測量長度的米一樣都是單位。或者,將這類比到生活中,物質的量就像生活中的“購物袋”,物質中的粒子就像購物袋中裝著的綠豆。我們知道,由于綠豆顆粒較小,所以超市將綠豆一小袋一小袋地裝起來,以方便選購。同樣的,將一定數量的微觀的離子“裝”作“一袋”,1摩爾就是這樣的“一袋”離子,并把它作為計量單位。又如,在復習“元素周期表”時,我們也可以使用趣味的類別方法,將“核內質子”比作皇帝,將“核外電子”類比為平民,如果電子層數越多,則平民離皇帝的距離越遠,皇帝對平民的掌控力度就越小,最外層的電子就容易丟失,這也印證了“天高皇帝遠”這句俗語。利用這類趣味的方法進行類比復習,能夠使學生在枯燥的復習中增加不一樣的色彩。教師給學生舉出的不同例子會讓學生受到啟發,從而進行聯想,更好地掌握知識。學生如果能夠在自主復習時使用類比法,將生活或是趣味的故事與化學概念進行類比,那么就能更好地理解一些復雜的化學概念。如果將這種類比方法應用到做題中,那么再難的化學題都能夠從容應對,都能從類比中找到相似的方法,一步步地解答,得出正確答案。
三、歸納法
歸納是將概念中的不同內容按照不同特點進行總結歸納,這是一種聚合型思維。在化學復習中,教師最常用的就是歸納法。歸納法能夠有效地將化學中相同類別的知識點進行歸納,使學生在頭腦中形成“知識樹”,將概念牢牢地記在自己的腦海中。例如復習“海水”的物質時,可以如圖 1 的方式繪制圖像,使之更直觀,更方便記憶。
也可以使用一些基礎的符號對知識點進行歸納,如進行“相等式量”復習時,可如圖 2 所示進行歸納。
一、背景
中學化學在高中階段多而雜,被學生形象地比喻為“理科中的文科”,主要原因是很多教師教學方法陳舊,以“注入式”“灌輸式”的教學為主,學生因此失去了學習的興趣。但在教學中,教師要敢于嘗試新的教學方法,在教學過程中善于培養學生的思維,可在很大程度上提升學生的知識理解能力和學習的積極主動性。當學生觀察到物質發生變化和產生一些化學現象時,會自覺不自覺地把這些觀察到的東西與已有的知識經驗結合起來,這就是一個思維過程。鑒于此,筆者在教學過程中就培養學生思維做了一些探索和嘗試。本文擬以分類思維、類比思維、創造性思維這三種典型思維形式為例談談思維方法在教學中的應用。
二、典型思維的應用
1.分類思維
分類思維是化學學習中一種常用的思維方法。分類的方法可以根據一類物質之間的共同點或不同點,更有效地學習同一類物質的性質。當問題出現多種可能情況不能一概而論時,按照出現的所有情況來分別討論,得出不同情況下相應的結論。如在高三教學中,對于有機實驗復習,由于實驗繁多,我們可以根據儀器的使用情況對其進行有針對性的分類:有冷凝裝置的實驗和需要水浴加熱的實驗,據此,我們可以得到有冷凝裝置的實驗有:制取溴苯、乙酸乙酯、硝基苯、酚醛樹脂、石油分餾、醇與氫鹵酸反應等;需要水浴加熱裝置的有:銀鏡反應、乙酸乙酯水解、蔗糖的水解、纖維素水解、制酚醛樹脂和硝基苯等。在此基礎上,我們還可以對上述實驗進一步分類,如將乙酸乙酯制取和醇與氫鹵酸反應歸為一類,將硝基苯與酚醛樹脂的制取歸為一類等等,都有利于學生在高三復習教學中達到事半功倍的效果。
2.類比思維
類比思維是根據兩種或多種物質在某一方面具有的相似性,把一種物質的某些特征推廣到另一物質的方法。巧妙地運用類比思維,能使陌生問題變得熟悉,復雜問題變得簡單,從而達到觸類旁通、以點帶面、事半功倍的學習效果。因而在教學過程中,我有意識地加強了類比思維的應用。如在運用元素周期表解決下列問題時,我們可有效地采用類比思想:如科學實驗證明,同主族元素的單質或化合物,其性質相似,如硫化物的性質類似于氧化物,過硫化物的性質類似于過氧化物,試寫出下列反應的化學方程式:
(1)CS2與Na2S溶液一起振蕩,水溶液由無色變為有色:
。
(2)As2S6溶于Na2S溶液中: 。
(3)Na2S2溶液中加入鹽酸產生淡黃色沉淀: 。
解析:根據同主族元素的單質或化合物性質相似的規律,運用類比思維即可解決問題。
(1)類比CO2與Na2O的反應得:CS2+Na2S=NaCS3
(2)類比P2O5與Na2O的反應得:As2S5+3Na2S=2Na3AsS4
(3)類比Na2O2與鹽酸的反應得:Na2S2+2HCl=2NaCl+H2S+S
當然,類比的種類有很多,如相似類比、模擬類比、定性類比、定量類比等,所以在教學過程中,應因材施教,以提高學生學習的積極性和主動性。
3.創造性思維
創造性思維是人類思維的高級水平,它以強烈的興趣和豐富的知識為基礎,通過有關事物的啟示觸發聯想,從而達到認識上的“頓悟”與飛躍的心理活動。
如新教材選修課程化學反應原理的第2章第2節“化學反應的限度”中用二氧化氮與四氧化氮相互轉化的演示實驗來研究壓強對化學平衡的影響。教材的做法是:給注射器中氣體加壓,通過用顏色的變化來表征平衡的移動。可是當加壓時,由于體積的變化,針管內二氧化氮的濃度會加大,顏色會加深。考慮化學平衡的移動,顏色應該變淺。所以要觀察到二氧化氮因為化學平衡的移動生成四氧化氮使氣體顏色變淺并不太容易。這時老師就可以向同學們提出這樣一個思考問題:不觀察顏色變化,能不能說明化學平衡的移動呢?我們要研究的是化學平衡的移動而不是顏色的變化啊?然后讓學生思考,學生順著思路往下想,應該可以想到:看壓強的變化行不行?然后就可以討論怎樣改進創新才可以得到明顯的結論。最后的解決辦法是:在兩個注射器中分別裝入相同體積的二氧化氮和空氣并與一個U型壓強計兩端相連接,同時推動這兩個注射器增大壓強,觀察U型管內液面的變化。這樣就很容易看到壓強對化學平衡的影響。在本實驗中,先帶領同學們共同分析實驗的不足之處,然后鼓勵學生去改進實驗,設計合理的方案,這樣不僅可以培養學生的創新思維能力,而且還會激勵學生敢于創新。
三、研究意義
每種化學思維方法都有其獨特之處,都有著其他化學思維方法所不能替代的地方,因此我們在實際運用中要切實根據每種化學思維方法的特性來運用,就能達到意想不到的效果。主要體現為:
1.提高審題效率,激發學習興趣
合理運用思維方法,可以讓學生在審題過程中盡快達到對知識的深層理解,尤其針對一些難點知識,在特定思維充分作用下可讓學生更易找到入手點,降低了解題所需的時間,從而大大提升了學生學習的信心,也激發了學習興趣和主動性。
2.簡化教學,提高教學質量
總復習是初三化學學習的最后階段,它對學生化學知識的系統化、化學知識的綜合運用起到非常重要的作用。在這個階段中,雖然學生已經掌握了初三化學的知識,但這些知識相對是不系統的、無序的。如果教師在這個階段還是采取“炒冷飯”――簡單回顧加大量練習的方式進行復習,只會讓化學用語、化學概念、化學原理等變得更加枯燥乏味,這不利于激發學生學習的積極主動性和提高課堂的教學效率。如何通過這個階段的學習使得學生在已有的知識中獲得新的知識,達到質的提升,能夠真正做到溫故而知新呢?科學邏輯方法是人們認識世界的基本方法,在復習教學中將比較、分類、類比、歸納與演繹等基本的科學邏輯方法介紹給學生并引導學生自主復習,可以有效提高復習效率,積極鍛煉學生自主學習能力,起到良好的教學效果。
一、科學邏輯方法應用于化學復習的可行性與必要性
1.學生自身的需求
瑞士心理學家皮亞杰提出人的認知發展階段從出生到成熟經歷了4個階段:感知運動階段(0-2歲)、前運算階段(2-7歲)、具體運算階段(7-11歲)和形式運算階段(11歲至成人),初三學生多為15、16歲年齡,處于形式運算階段,具有一定的邏輯推理能力,但其邏輯推理能力只是處于初級階段,正需要系統的科學邏輯方法知識的學習。同時,這個時期的學生處于青春期,在心理上要求脫離父母和教師的管制,追求自我獨立,對家長和教師面面俱到的關心會有一定的抵觸情緒。在復習中,學生對已經學習過的知識熱情不高,而教師不厭其煩地強調重復,難免會引起部分學生的反感抵觸,復習效率也不會很高。如果教師能夠考慮到學生的心理變化,尊重他們的想法,通過科學邏輯方法介紹和學習,增加學習內容的新穎性,既可以避免學生厭煩的“炒冷飯”課堂,又可以增強學習的自主性。
2.新課改的要求
新課改倡導培養學生的自主學習能力,學生自主學習能力的具體體現就是學生在學習過程中能主動并良好地運用適當的方法去完成學習任務。初三化學知識比較簡單,完全在學生自主學習能力范圍之內。化學教師要做的就是相信并鼓勵引導學生,通過常用的簡單科學邏輯方法的介紹,引導學生復習。學生在完成相應學習任務之后,自主學習的信心會得到增強,積極的心理暗示作用也將有利于學生高中階段的化學學習。
二、科學邏輯方法在初三化學復習中的應用
科學邏輯方法一般有比較法、分類法、類比法、歸納與演繹法、分析與綜合法、假設法等。科學邏輯方法在化學教學中有著廣泛的應用,幾乎每節化學課都有科學邏輯方法的滲透應用,只是教師沒有特意向學生介紹這些方法概念。在復習教學中,可以向學生簡要介紹幾種常用的科學邏輯方法,并引導學生自主完成相應復習任務。
1.比較法在復習教學中的應用
比較是確定對象之間差異點和共同點的邏輯方法,也就是把兩個或兩類事物加以對比,確定它們之間的相同點和不同點的一種邏輯思維方法。通過比較可以明確異同,促進知識融會貫通,提高學習效率。初中化學復習教學中可以大量地運用比較方法,基礎概念、實驗方法、原理、現象等都可以通過比較法教學達到更好的復習 效果。
例如,初中化學中的重要知識點氣體的制取就可以運用比較法來復習。初中主要學習三種氣體的實驗室制取:氧氣、二氧化碳和氫氣,氣體的制取原理、制取裝置、檢驗方法都可以進行直觀比較,見表1:
教師讓學生按表格中的幾個主要知識點完成對三種氣體的復習,之后教師引領分析部分細節知識點的異同,如氧氣的制取裝置是固固加熱型,二氧化碳和氫氣是固液不加熱型;氧氣的驗滿和檢驗用的是帶火星的小木條,二氧化碳的驗滿用的是燃著的木條,二氧化碳的檢驗用的是澄清石灰水,而不是很多學生慣性思維誤認為的燃著的小木條等。三種氣體制取的所有異同在一張表格里面詳細對比,一目了然。最后教師還可以介紹,其他的實驗室氣體制取方法都可以與這三種氣體的制取方法進行比較,為學生解決中考中常見的探究題等題型留下思路。
整個過程學生參與了知識點的復結,回顧的同時也明確了相似知識的異同,避免混淆,更重要的是師生互動的增多、學生參與課堂的程度得到提高。
2.分類與類比法在復習教學中的應用
一、運用類比策略,訓練學生的思
維能力
思維能力是能力的核心.思維能力的高低將直接影響到人的整體能力的高低水平.類比策略的運用,有利于學生廣開思路.通過比較,誘發悟性,從而能進入新穎別致的構思設計,最終獲得準確而清晰的解題途徑和方法.
近幾年高考試題的特點:“題在書外,理在書中.”這類題目多數取材于最新的化工生產、科研成果、新的實驗結果,對學生來說,這類所謂“新類型”的題目“陌生度”大,綜合性強,靈活多變,解答時需要前后聯想甚至需要合作討論.對于這類題,我們不但要在平時加強引導學生學會把信息與自己所掌握的知識進行類比,還要讓學生通過類比產生聯想從而解決問題.利用類比策略的關鍵是找到新題型與原題型的可類比點,即二者有相似性,從而用相似方法解答相似習題.
新題型與原題型之間的相似性表現在問題情境、表面關系和深層實質關系的相似性.若以情景和表面的相似性來解決試題,是不能完全得出正確地答案的,所以要把深層實質的相似性的關系建立起來,才能有效地解題.
例如,燃料電池,電解質不同,反應原理相同,正負極分別是還原氧化反應,不同的是電極反應式不同.利用類比策略可以解決以酸、堿、熔融物為電解質的燃料電池.酸性下,碳轉化為CO2,氫轉化為H+;堿性下,碳轉化為CO2-3,氫轉化為水;熔融電解質對應的燃料電池類似于堿性燃料電池,負極是借助電解質的陰離子進行反應,正極生成對應的陰離子.只要分析清楚反應的本質,電極反應式就不難寫出.學生只要學會解答常見燃料電池的簡單習題,歸納總結一些規律性的知識,遇到類似的問題時就可以迎刃而解.再如:類鹵素或擬鹵素的化學性質與鹵素單質相似,學生熟悉鹵素單質化學性質,就能解決類鹵素或擬鹵素的相關練習.
二、運用類比策略,培養學生的演
繹能力
類比主要是找出兩類對象的特殊本性,而演繹主要是從一般到特殊.“演繹”是指根據已有的知識規律、理論,將共同要素的新舊知識進行類比,運用已有的規律、理論來指導新的學習與解答新的問題.演繹法在高中化學中應用比較多,如在基本概念、基本理論、物質性質等中應用廣泛.培養學生的演繹能力,關鍵是進行類比聯想,異中求同,同中求異.類比策略主要有系統類比、正反類比、新舊類比.
在初中化學教學中,概念教學幾乎每章每節都有。所謂化學概念,是將化學現象、化學事實經過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法抽象出來的理性認識,它是已經剝離了現象的一種更高級的思維形態。在化學教學中,概念教學是重要的組成部分。在教學實踐中,廣大教師形成了化學概念的教學一般過程:概念建立概念理解概念應用的方法。這種傳統的概念教學方法,導致學生接受概念情感不積極,學習思維不順暢,理解不準確,領會不深刻,運用不靈活。那么,作為一名化學老師,應如何上好概念教學。
1.講清概念中關鍵的字和詞
為了深刻領會概念的含義,教師不僅要注意對概念論述時用詞的嚴密性和準確性,同時還要及時糾正某些用詞不當及概念認識上的錯誤,這樣做有利于培養學生嚴密的邏輯思維習慣。例如,在講“單質”與“化合物”這兩個概念時,一定要強調概念中的“純凈物”三個字。因為單質或化合物首先應是一種純凈物,即是由一種物質組成的,然后再根據它們組成元素種類的多少來判斷其是單質或者是化合物,否則學生就容易錯將一些物質如金剛石、石墨的混合物看成是單質(因它們就是由同種元素組成的物質),同時又會誤將食鹽水等混合物看成是化合物(因它們就是由不同種元素組成的物質)。
又如在初中教材中,酸的概念是“電解質電離時所生成的陽離子全部是氫離子的化合物叫做酸。”其中的“全部”二字便是這個概念的關鍵了。因為有些化合物如NaHSO4它在水溶液中電離是既有陽離子H+產生,但也有另一種陽離子Na+產生,陽離子并非“全部”都是H+,所以它不能叫做酸。因此在講酸和堿的定義時,均要突出“全部”二字,以區別酸與酸式鹽、堿與堿式鹽。
2.通過實驗等直觀形象教學,幫助學生導出并形成概念
由于剛進入九年級的學生,思維能力的發展正處于從形象思維向抽象思維的過渡時期,形象思維多于抽象思維,再加上初中學生剛接觸化學,缺乏理解接受化學概念的基礎,往往對概念印象淡薄,理解不深,對抽象概念的學習離不開感性材料的支持,在形成概念時要做相關實驗加以驗證;同時要照顧到化學概念形成的特殊性,要遵循學生從感性認識到理性認識的規律,不可急于求成,化學教學中教師應盡可能采取各種直觀手段,如實驗、模型、幻燈、圖表、錄像、多媒體等形象教學模式,積極啟發,給學生提供豐富的感性認識,幫助學生形成概念。
3.通過分類歸納教學法,幫助學生形成概念體系
教學中將分散在2冊化學課本里比較零碎的20多個關于物質的概念按其的組成、結構、性質、用途等進行相應分類,并將同一類概念按其相互關系歸納在一起,讓學生形成概念體系,使教材中零散的知識連成有序的知識網絡,可突出概念的系統性和各概念中的包容關系,便于學生掌握。如物質類概念可歸納為:混合特、純凈物、單質、金屬、非金屬、化合物、無機物、酸、堿、鹽、合成材料、復合材料、塑料、纖維、橡膠、蛋白質、脂肪、淀粉、維生素、溶液、乳濁液、懸濁夜、合金等,也可以讓幾位學生到黑板上把這些概念用“樹狀”分類法整理板演出來,從而構建層次清晰、簡明扼要、科學規范的“概念圖”。這樣通過知識回顧、信息篩選、為知識構建做好鋪墊,能用化學的眼光認識豐富多彩的物質世界,為學好化學概念進行系統歸納總結,幫助學生形成化學概念體系。
4.通過應用類比教學法,幫助學生加深對概念的理解
教學時,為了幫助學生加強理解記憶,對某些概念常常采取類比教學。如教學“原子”和“離子”的區別時,先明確定義:原子是化學變化中的最小微粒,離子是帶電的原子或原子團。一是從結構上時行類比:
4.1 原子的核電荷數“等于”核外電子數;
4.2 陽離子的核電荷數“大于”核外電子數、陰離子的核電荷數“小于”核外電子數。
二是從性質(顏色、化學性質、帶電與否)上進行類比(以Na和Na+為例),鈉原子(Na):
1、金屬鈉呈銀白色;
中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A 文章編號:1673-0992(2010)05A-0090-01
“興趣是最好的老師”。這句話人人皆知,但如何在化學教學中激發和提高學生的學習興趣,是我們做老師的重點研究的問題,也是仁者見仁,智者見智的問題,本人根據多年來的教學過程,有些體會,以期和同行共同探討。
一、明確學習目的:
在剛剛開課時,要使學生明白,學習化學這門學科,不單單是為了考試,而是為了了解自己本身和所生活的環境,解釋和解決生活中出現的問題,有助于人們更好的生存,從而激發學生學習化學課程的興趣。要達到這個目的,可以結合課本上的內容用大量的生活實例和化學技術新進展來加以說明。例如:電動自行車的普及、光纖上網、人造器官等學生感興趣的實例來說明學好化學科學的重要性及其實用性。
二、教學方法多樣化
在明確了目標之后,教學過程就是具體的實施了,那么在教學過程中,要采用多種多樣的教學方法,激發學生學習化學課程的興趣。
1.實驗教學法:化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗教學是指通過演示實驗、學生實驗、家庭小實驗等讓學生掌握化學實驗方法,具備一定的化學實驗技能和化學實驗能力,養成科學精神、科學態度以及良好的實驗習慣,是化學學習達到較高水平的重要條件,也是化學教育的目標之一。化學實驗是學生學習化學的重要途徑。通過化學實驗,更易于理解和掌握化學概念和化學原理。
2.多媒體教學法:多媒體教學是指在教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,通過教學設計,合理選擇和運用現代教學媒體,并與傳統教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生,形成合理的教學過程結構,達到最優化的教學效果。化學課程中,有許多知識是很抽象的,學生難于理解和掌握的,比較枯燥,那么這時就要采用多媒體教學,變抽象為直觀,來解決教學中的難點。
3.例證法:例證法即是運用歸納推理,通過列舉典型、真實、帶普遍性的事例,從特殊推一般,從個別推全面,以證明論點正確性的論證方法。在課堂教學中,教師可以用社會熱點、日常生活中學生身邊大量的實例來對相關化學知識進行講解,從而激發學生的學習興趣。例如在講解石油和煤時,結合西氣東輸工程、中東戰爭中的能源因素,讓學生了解化學與能源及材料的關系,激發學生的學習興趣;在講解氯氣性質時,結合重慶天原化工總廠發生的氯氣泄漏事故處理,讓學生意識到學好氯氣性質的重要性等。由于教學內容很多,在這里不一一舉例了,只要大家細心觀察,并和化學知識相聯系,都可以在生活中找到典型的事例。
4.類比法:類比是指在新事實同已知事物間具有類似方面作比較。類比法是人們所熟知幾種邏輯推理中,最富有創造性的。科學史上很多重大發現、發明,往往發端于類比,類比被譽為科學活動中的“偉大的引路人”,是它首先推動了假說的產生。盡管類比不能代替論證,但可以為理解新知識、概念和規律提供依托。學生在日常學習生活中積累了一定的生活經驗,用學生身邊的事例進行類比,可啟發學生的思維,調動學生學習的積極性,培養學生在生活中觀察和分析事物的能力,激發學生的學習興趣。在使用類比方法時,要注意各種不同事物之間的差異和區別,在引進新概念、新規律時,應當進一步把它們的本質講清楚。只有這樣,才能使學生更好地理解所學習的內容,啟發學生的思維和加深對學習內容的理解,在教學中起到舉一反三的好效果。
5.探究法:學生對事物有天然的好奇心和探究的愿望,學習的進行很大程度上取決于這種自然傾向的激發,因此采用探究的學習方法,可以很大的激發學生學習化學課程的興趣。探究性學習的目的在于將學生從單純地接受式學習方式,轉變為自主學習的學習方式;將教師從知識的傳授者轉變為學習活動的組織者、參入者和導航員。按照這種師生組合,教師的主要責任是為學生構建開放的學習環境;提供多渠道獲取知識、并將學到的知識加以綜合應用于實踐的機會;讓學生感受、理解知識產生和發展的過程,促使他們形成積極的學習態度和良好的學習策略,培養創新精神和實踐能力。如氫氧化鋁的兩性、乙烯的化學性質等都可以采用這種教學方式。
6.角色扮演法:根據教學內容,創設情景。讓學生扮演角色,從實用的角度出發,來學習、應用化學學知識,從而激發他們的學習興趣。例如:關于硫酸工業綜合經濟效益的討論教學中,我提出以下問題:化工生產與化學科學研究有什么區別?何謂化工生產的“三廢”?讓“三廢”自由排放有什么危害?如加以利用有什么好處?硫酸工業的“三廢”是如何處理的?以硫酸工業為例,說明如何利用反應熱?如何確定化工生產的規模和如何選廠址?然后將全班學生分成若干小組,假設每個組分別擔任投資商、工程師、市長、工業局長、環保局長、旅游局長、土地局長、市民等角色,從自己的角度出發分析利弊并進行決策。然后讓學生先自己設計方案,相互討論,把存在的不足降低到最低,最后老師評價、總結出一套合理的、科學試驗方案應該遵循的基本原則和方法程序。課后布置學生調查附近的硫酸廠和其他化工廠的環境問題和經濟效益,并評價其生產規模和廠址選擇是否合理,寫出報告或提出合理化建議。其他的教學內容也可以找到合適的角色讓學生來擔當,從而激發他們的興趣。
三、其它方法