由于“與科學(xué)知識(shí)相比,科學(xué)方法具有更大的穩(wěn)定性和更普遍的適用性。從這個(gè)意義上講,學(xué)生掌握科學(xué)方法比掌握科學(xué)知識(shí)更重要。[1]”自上世紀(jì)末“以探究為基礎(chǔ)”成為國(guó)際中小學(xué)科學(xué)課程改革的重要基本理念之一以來(lái),科學(xué)方法也成了科學(xué)教育的主要目標(biāo)。美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定學(xué)?茖W(xué)的目標(biāo)要培養(yǎng)學(xué)生能“在進(jìn)行個(gè)人決策之時(shí)恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用科學(xué)的方法和原理”[2],我國(guó)普通高中物理、化學(xué)、生物等學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)都有培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)方法的相關(guān)要求,如“認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)、模型、比較、分類等科學(xué)方法對(duì)化學(xué)研究的作用”,生物課程標(biāo)準(zhǔn)更要求,“應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)教科書知識(shí)體系的同時(shí),設(shè)計(jì)較完整的科學(xué)方法體系,將兩者進(jìn)行整合,使之形成有機(jī)的整體”。
由于化學(xué)教育中科學(xué)方法教育的目標(biāo)包括科學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程和科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程的方法兩個(gè)層面[3]。人教版新課程高中化學(xué)必修教科書(以下簡(jiǎn)稱教科書)在著力構(gòu)建化學(xué)知識(shí)體系的同時(shí),力圖從這兩個(gè)層面構(gòu)建符合高中學(xué)生探究能力發(fā)展需要的科學(xué)方法體系。一是通過(guò)教科書中不同欄目的設(shè)計(jì),體現(xiàn)科學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程:
二是重視科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程方法的滲透。這些科學(xué)方法大致可以分為三個(gè)層次[4]:第一個(gè)層次是化學(xué)學(xué)科內(nèi)的特殊方法,如物質(zhì)的分離和提純方法、化學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)方法等;第二層次是科學(xué)研究的一般方法,包括獲取事實(shí)材料的觀察、實(shí)驗(yàn)等方法,加工事實(shí)材料的邏輯方法、假說(shuō)方法、模型方法等;第三層次是哲學(xué)方法,如唯物辯證法、系統(tǒng)方法等。以下擬對(duì)其中第二層次的科學(xué)方法體系進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
1 獲取事實(shí)材料的方法
收集事實(shí)材料是科學(xué)研究的基礎(chǔ)性工作,也是化學(xué)教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)。教科書所采用的獲取事實(shí)材料的方法主要是觀察法和實(shí)驗(yàn)法,同時(shí)也涉及了調(diào)查法和文獻(xiàn)法。
1.1 觀察法
觀察法是人們有目的、有計(jì)劃地通過(guò)感官或借助于儀器,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行考察,從而獲得有關(guān)事實(shí)材料的一種科學(xué)方法。觀察在科學(xué)研究中居于十分重要的地位,正如門捷列夫所說(shuō)的,“科學(xué)的原理起源于實(shí)驗(yàn)的世界和觀察的領(lǐng)域,觀察是第一步,沒(méi)有觀察就不會(huì)有接踵而來(lái)的前進(jìn)”[5]。根據(jù)對(duì)研究對(duì)象是否進(jìn)行人為的控制和干預(yù),觀察可以分為自然觀察和實(shí)驗(yàn)觀察。教科書安排的觀察絕大多數(shù)屬于實(shí)驗(yàn)觀察,主要包括對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察(如切去鈉塊一端的外皮后觀察鈉表面的光澤和顏色)、對(duì)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察以及對(duì)揭示化學(xué)規(guī)律實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察等。另外,為了使獲得的感性材料更為客觀,并突破人的感官能力的局限,教科書還注意了其他儀器在觀察中的運(yùn)用,如用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸與氫氧化鈉溶液等反應(yīng)過(guò)程中溫度的變化、用電流表檢測(cè)原電池裝置中產(chǎn)生的電流、用酸度計(jì)測(cè)量水樣的酸度等。
1.2 實(shí)驗(yàn)法
在科學(xué)研究中,事實(shí)材料的獲取僅靠觀察是不夠的,許多情況下還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn),所以,實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中獲取事實(shí)材料的最基本方法。實(shí)驗(yàn)的目的是探索僅靠觀察所看不到的未知。為了探索這樣的未知,必須對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行人為控制或施加某種影響。由于具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟛煌,因而?shí)驗(yàn)條件的控制方式也不盡相同,從所需控制的實(shí)驗(yàn)條件(因素)的多少來(lái)看,化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的控制方式有單因素控制和多因素控制兩種情況。教科書中的實(shí)驗(yàn)則主要選取了單因素控制,即只對(duì)一種實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行控制。如點(diǎn)燃使鈉在空氣中燃燒,加熱使鐵粉與水蒸汽反應(yīng)等等。事實(shí)上,任何一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)都包含多種實(shí)驗(yàn)條件。對(duì)此,教科書都采取了固定其他條件,而只改變一種實(shí)驗(yàn)條件控制的方法。如教科書探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí),雖然在雙氧水中既加了具有催化作用的氯化鐵溶液,又將試管放入水浴中(5 ℃左右的冷水和40℃左右的熱水)改變了反應(yīng)溫度,但實(shí)驗(yàn)中控制了不同試管中的雙氧水和氯化鐵溶液的體積相等,改變的只是溫度,所以該實(shí)驗(yàn)仍屬于單因素控制。
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件控制的過(guò)程中,為了能獲得更為準(zhǔn)確的事實(shí)材料,教科書還采用了對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法,對(duì)照的因素主要包括反應(yīng)物和反應(yīng)條件兩大類。其中,不同反應(yīng)物的對(duì)照實(shí)驗(yàn)是讓一組物質(zhì)參加同一反應(yīng),使學(xué)生從中獲取不同反應(yīng)物對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,為比較該組物質(zhì)的性質(zhì)或形成有關(guān)化學(xué)規(guī)律提供事實(shí)材料。這類實(shí)驗(yàn)是教科書中對(duì)照實(shí)驗(yàn)的主體,包括碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)、鈉鎂鋁分別與水和酸的反應(yīng)、乙醇和水與鈉的反應(yīng)等等。不同反應(yīng)條件的對(duì)照實(shí)驗(yàn)則主要用于探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。在對(duì)照實(shí)驗(yàn)的條件控制中,教科書主要采用加法原理,即人為增加某種影響因素,而在甲烷取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用的則是減法原理,即“一支試管用黑紙包好”,人為地去除了“光”的因素,讓學(xué)生獲得“光”是該反應(yīng)必備條件的事實(shí)材料。
1.3 調(diào)查法和文獻(xiàn)法
調(diào)查法和文獻(xiàn)法也是獲得事實(shí)材料的有效方法。其中,調(diào)查法是通過(guò)調(diào)查獲得事實(shí)材料,文獻(xiàn)法是收集文獻(xiàn)中記載的事實(shí)材料。雖然這兩種方法不是化學(xué)教學(xué)活動(dòng)中獲得事實(shí)材料的主流方法,但它們對(duì)于科學(xué)認(rèn)識(shí)的形成有時(shí)也會(huì)起到重要的作用。為了使學(xué)生體驗(yàn)獲得事實(shí)材料的多種途徑,教科書在“思考與交流”欄目中設(shè)置的有關(guān)問(wèn)題涉及了調(diào)查和文獻(xiàn)等方法。這些問(wèn)題都與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。如“某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶(計(jì)劃使用10年)可供使用的材料有:木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼,請(qǐng)你調(diào)查每種材料的性能、價(jià)格、制造或安裝成本、利弊等,進(jìn)行綜合分析、比較,試著提出一個(gè)你認(rèn)為切實(shí)可行的選擇方案。”“通過(guò)調(diào)查訪問(wèn)和查閱資料,了解回收廢舊鋼鐵、鋁制品等在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、降低成本等方面的意義。”“你認(rèn)為在農(nóng)村和城市造成的這種水體污染各有什么特點(diǎn),并請(qǐng)查閱資料了解有關(guān)的污染及治理情況。”
2 加工事實(shí)材料的方法
達(dá)爾文曾說(shuō)過(guò),“科學(xué)就是整理事實(shí),以便從中得出普遍的規(guī)律或結(jié)論”[6];瘜W(xué)教學(xué)活動(dòng)中對(duì)事實(shí)材料的加工處理,能揭示化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)變化的規(guī)律。加工事實(shí)材料的方法包括比較和分類、歸納和演繹以及類比等邏輯方法,也包括假說(shuō)、模型、數(shù)學(xué)、直覺(jué)等其他方法。
2.1 邏輯方法
2.1.1 比較和分類
比較是把不同的對(duì)象加以聯(lián)系和對(duì)照,確定它們的差異和相同點(diǎn)的邏輯方法。分類則以比較為基礎(chǔ),通過(guò)比較找出對(duì)象之間的共同點(diǎn)和差異,然后將對(duì)象區(qū)分為不同的種類,并形成一定從屬關(guān)系的不同等級(jí)的系統(tǒng)。為了使學(xué)生初步掌握比較和分類的方法,《化學(xué)1》專門安排了《物質(zhì)的分類》一節(jié),根據(jù)物質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)的不同,介紹了樹狀分類法和交叉分類法兩種常用的分類方法,又結(jié)合分散系的分類、四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系等內(nèi)容對(duì)這些分類方法進(jìn)行了運(yùn)用和鞏固。另外,對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)也是基于比較的思想,對(duì)這類實(shí)驗(yàn)事實(shí)的加工處理更需要比較的方法,只有通過(guò)比較才能找出事實(shí)材料中的共同點(diǎn),然后進(jìn)行分類,歸納概括出物質(zhì)及其變化的特征和規(guī)律性。
2.1.2 歸納和演繹
歸納是從個(gè)別事實(shí)中概括出共同本質(zhì)或一般原理的邏輯方法。根據(jù)其前提是否涉及事物中的全部對(duì)象,可以將歸納法分為完全歸納法和不完全歸納法兩類。前者是由某類事物中的每一對(duì)象都有某屬性而得出該類事物全部對(duì)象都具有某屬性的結(jié)論;后者是由某類事物中部分對(duì)象具有某屬性而得出全部對(duì)象都具有某屬性的結(jié)論。教科書中使用的是不完全歸納法。下表列舉的是教科書中不完全歸納法的部分事例。
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知識(shí)點(diǎn)
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前 提
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結(jié) 論
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離子方程式的意義
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化學(xué)方程式
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離子方程式
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離子方程式不僅可以表示某一個(gè)具體的化學(xué)反應(yīng),而且還可以表示同一類型的離子反應(yīng)
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NaOH+HCl=NaCl+H2O
KOH+HCl=KCl+H2O
2NaOH+Na2SO4=K2SO4+2H2O
2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O
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H++OH-=H2O
H++OH-=H2O
H++OH-=H2O
H++OH-=H2O
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氧化還原反應(yīng)
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2CuO+C=2Cu+CO2↑中Cu化合價(jià)降低、C化合價(jià)升高
H2O+C=H2+CO中H化合價(jià)降低、C化合價(jià)升高
CuO+H2=Cu+H2O中Cu化合價(jià)降低、H化合價(jià)升高
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氧化還原反應(yīng)是有元素化合價(jià)升降的反應(yīng)
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2Na+Cl2=2NaCl中Na的電子轉(zhuǎn)移到Cl
H2+Cl2=2HCl中H的電子轉(zhuǎn)移到Cl
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氧化還原反應(yīng)是有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)
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元素周期律
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隨著原子序數(shù)的遞增:元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化;元素的原子半徑呈現(xiàn)周期性變化;元素的化合價(jià)呈現(xiàn)周期性變化;元素的金屬性和非金屬性呈現(xiàn)周期性變化
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元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化
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與歸納相反,演繹是從一般原理推論個(gè)別事物的推理方法。三段論是演繹推理基本的經(jīng)典形式,它由大前提(概括性的一般原理)、小前提(對(duì)個(gè)別事物的判斷)和結(jié)論(根據(jù)兩個(gè)前提作出的推理)三部分組成。在演繹推理過(guò)程中,如果大前提(概括性的一般原理)是大家所熟知的,也可以省略。如由于酸性氧化物的性質(zhì)是學(xué)生已經(jīng)掌握的初中知識(shí),教科書引入二氧化硅化學(xué)性質(zhì)的演繹推理就只給出了小前提和結(jié)論兩部分:二氧化硅是酸性氧化物,所以,二氧化硅能與堿性氧化物(如CaO)反應(yīng)生成鹽,也能與強(qiáng)堿(如NaOH)反應(yīng)生成鹽。
歸納與演繹是必然相互聯(lián)系著的,其中演繹是以歸納為基礎(chǔ)的,而歸納又需要通過(guò)演繹才能進(jìn)行驗(yàn)證。教科書中“物質(zhì)的量的單位——摩爾”的引入就運(yùn)用了先歸納后演繹的方法:人們常用米、厘米等單位計(jì)量長(zhǎng)度,用千克、毫克等單位計(jì)量質(zhì)量,即根據(jù)不同物理量的需要使用不同的計(jì)量單位,所以,用摩爾等單位來(lái)計(jì)量物質(zhì)的量。另外,過(guò)去的教材在編排體系上充分體現(xiàn)了歸納與演繹的關(guān)系:以鹵族元素和堿金屬元素等知識(shí)為前提歸納出元素周期律,然后運(yùn)用元素周期律分別對(duì)碳族、氮族和氧族等元素性質(zhì)的相似性和遞變性進(jìn)行理論推演。這樣既驗(yàn)證了元素周期律的歸納,又促進(jìn)了學(xué)生舊知識(shí)的鞏固和新知識(shí)的習(xí)得。由于新課程降低了元素化合物知識(shí)的要求,因而教科書沒(méi)有再使用原教材的這一編排模式。
2.1.3 類比方法
類比是根據(jù)兩個(gè)(或兩類)研究對(duì)象在一些屬性上相同或相似而推出它們?cè)谄渌麑傩陨系南嗤蛳嗨。與歸納和演繹不同,類比是由個(gè)別到個(gè)別(或一般到一般)的思維方法。教科書采用類比的事例中,最形象的要數(shù)水能與化學(xué)能變化的對(duì)比:水由高處向低處流要釋放能量,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí),化學(xué)反應(yīng)放出能量;將水由低處抽向高處需提供能量,反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時(shí),化學(xué)反應(yīng)吸收能量。另外在介紹或探究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)時(shí)教科書也運(yùn)用了類比方法。如NaOH是堿,氯氣與NaOH溶液能發(fā)生反應(yīng):Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;Ca(OH)2也是堿,氯氣與Ca(OH)2溶液也能發(fā)生類似反應(yīng):2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。再如,鈉元素原子最外層只有一個(gè)電子,鈉單質(zhì)能與氧氣、水等發(fā)生反應(yīng),鉀等堿金屬元素原子最外層也只有一個(gè)電子,所以鉀等堿金屬單質(zhì)也能與氧氣、水等發(fā)生反應(yīng)。
2.2 假說(shuō)方法
假說(shuō)是人們根據(jù)已有的知識(shí)對(duì)于所研究的事物或現(xiàn)象所做的初步解釋,它是在人們對(duì)于該事物或現(xiàn)象的原因沒(méi)有認(rèn)識(shí)的情況下作出的推測(cè)。這種推測(cè)可能是正確的,也可能是錯(cuò)誤的,需要在進(jìn)一步的研究中加以證實(shí)或證偽?茖W(xué)理論最初都是以假說(shuō)的形式出現(xiàn)的,隨著科學(xué)研究的深入,不斷得到修正、完善和發(fā)展。教科書用假說(shuō)方法組織教學(xué)內(nèi)容或引導(dǎo)學(xué)生探究時(shí),都突出了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假說(shuō)、驗(yàn)證假說(shuō)、得出結(jié)論的四個(gè)步驟。如關(guān)于鹵族元素的性質(zhì):(1)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)與堿金屬元素類似,都是最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù)隨核電荷數(shù)的增加逐漸增多,鹵素在化學(xué)性質(zhì)上也能與堿金屬元素一樣表現(xiàn)出相似性和遞變性嗎?(2)提出假說(shuō)——氟、氯、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上能表現(xiàn)出一定的相似性和遞變性。(3)驗(yàn)證假說(shuō)——獲取鹵族單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)、鹵族單質(zhì)間的置換反應(yīng)等事實(shí)材料。(4)得出結(jié)論——鹵族都是活潑的非金屬,隨著核電荷數(shù)的增加,元素的非金屬逐漸減弱。再如關(guān)于苯分子結(jié)構(gòu)的確定:(1)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——苯的分子式為C6H6,和乙烯一樣都不是烷烴,它的結(jié)構(gòu)中有與乙烯類似的雙鍵嗎?(2)提出假設(shè)——若存在與乙烯分子中類似的雙鍵,則能使溴水或高錳酸鉀溶液褪色。(3)驗(yàn)證假說(shuō)——苯不能使溴水或高錳酸鉀溶液褪色。(4)得出結(jié)論——苯分子中沒(méi)有與乙烯類似的雙鍵。
由于演繹推理(不完全歸納基礎(chǔ)上的)和類比推理的結(jié)論大都具有一定的或然性,所以演繹推理和類比推理是建立假說(shuō)的常用手段,以上從教科書中摘錄的兩個(gè)事例都屬于類比推理形成的假說(shuō),建立假說(shuō)也可以通過(guò)具體經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)原理等其他途徑。我們?cè)?ldquo;用教科書教”的過(guò)程中要注意引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)多種途徑建立假說(shuō),培養(yǎng)學(xué)生建立假說(shuō)的能力。如關(guān)于原電池原理的教學(xué),可設(shè)計(jì)如下程序:(1)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——在盛有少量稀硫酸的試管中先后分別插入銅絲和放入鋅粒,只有鋅粒表面有氣泡產(chǎn)生;當(dāng)將銅絲抵在鋅粒上時(shí),銅絲表面也有氣泡產(chǎn)生。銅絲表面為什么有氣體產(chǎn)生呢?(2)提出假說(shuō)——金屬具有導(dǎo)電性,銅和鋅是金屬,鋅失去的電子流向銅絲,氫離子在銅絲上獲得電子生成氫氣,即鋅粒和銅絲之間有電子流(即電流)產(chǎn)生。(3)驗(yàn)證假說(shuō)——檢驗(yàn)原電池裝置中的電流。(4)得出結(jié)論——將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后平行地插入稀硫酸中,能構(gòu)成原電池,其中鋅片是負(fù)極,銅片是正極。
2.3 模型方法
模型方法是以研究模型來(lái)揭示原型的形態(tài)、特征和本質(zhì)的方法,是以簡(jiǎn)化和直觀的形式來(lái)顯示復(fù)雜事物或過(guò)程的手段;瘜W(xué)科學(xué)對(duì)微觀粒子結(jié)構(gòu)的研究離不開模型方法,所以課程標(biāo)準(zhǔn)將模型方法規(guī)定為高中學(xué)生必須掌握的科學(xué)方法之一。關(guān)于模型的形式或種類,不同論著中的說(shuō)法不盡相同。教科書所涉及到的模型主要指物理模型,即用于直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象特征的模型,包括原子結(jié)構(gòu)示意圖、分子(球棍和比例)模型以及蓄電池和燃料電池的構(gòu)造示意圖等。而教科書在介紹氣體摩爾體積時(shí),關(guān)于“在相同的溫度和壓強(qiáng)下,任何氣體粒子間的距離可以看成是相等的”,實(shí)際是物理中的理想氣體模型。理想模型在物理學(xué)中運(yùn)用較為普遍,有實(shí)體模型、過(guò)程模型和狀態(tài)模型等,這在基礎(chǔ)化學(xué)中并不常用。
2.4 數(shù)學(xué)方法
近現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展,是同數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用和發(fā)展緊密相聯(lián)的?茖W(xué)數(shù)學(xué)化成了現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要特點(diǎn)。馬克思認(rèn)為,科學(xué)只有在成功地運(yùn)用了數(shù)學(xué)之后,才算達(dá)到了完善的地步。由于受化學(xué)必修內(nèi)容的限制,教科書中涉及到的數(shù)學(xué)方法比較簡(jiǎn)單,一是在定義摩爾質(zhì)量、摩爾體積、溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度和反應(yīng)速率時(shí)運(yùn)用了數(shù)學(xué)方法,由于這些物理量都可以看作是另兩個(gè)物理量的比值,因此都采用了比值定義的方法;二是在分析一定條件下的可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化情況時(shí),運(yùn)用了v-t關(guān)系示意圖,以揭示可逆反應(yīng)在達(dá)到化學(xué)平衡前后正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系。另外,雖然在《化學(xué)1》的《金屬的化學(xué)性質(zhì)》一節(jié)中列入了“物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的運(yùn)用”的內(nèi)容,但對(duì)數(shù)學(xué)的要求也僅限于物質(zhì)的量與質(zhì)量守恒定律的簡(jiǎn)單結(jié)合。
2.5 直覺(jué)思維
直覺(jué)思維是指未經(jīng)推理分析而直接對(duì)問(wèn)題的答案作出猜測(cè)、設(shè)想或頓悟的思維。直覺(jué)思維的本質(zhì)特征是非邏輯性的,它能打破常規(guī)思維定勢(shì)和邏輯規(guī)則的束縛,因而是創(chuàng)造性思維的重要形式,發(fā)揮著邏輯思維不可取代的作用。但是憑借直覺(jué)和靈感所產(chǎn)生的認(rèn)識(shí)往往有一定的模糊性和猜測(cè)性,有時(shí)也可能是錯(cuò)誤的,還必須運(yùn)用證據(jù)和邏輯做大量的工作才能使之漸趨完善。而且一個(gè)人的直覺(jué)和靈感也是無(wú)法訓(xùn)練出來(lái)的,它是研究者長(zhǎng)期孜孜以求的結(jié)果,同時(shí)又是可遇而不可求的。為此,教科書只在科學(xué)史話中介紹了凱庫(kù)勒發(fā)現(xiàn)苯分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)的故事,以期學(xué)生在這方面有所感悟。
綜上所述,新課程人教版高中化學(xué)必修教科書中的科學(xué)方法非常豐富,并且根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行了整體化的設(shè)計(jì)和編排。這些科學(xué)方法有的是讓學(xué)生在科學(xué)探究、思考與交流等活動(dòng)中練習(xí)和運(yùn)用,有些是讓學(xué)生通過(guò)閱讀科學(xué)史話進(jìn)行體會(huì)和領(lǐng)悟。在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)當(dāng)對(duì)教科書中的科學(xué)方法體系了然于胸,在按照科學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程組織學(xué)科知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上,有計(jì)劃、有步驟地落實(shí)科學(xué)方法內(nèi)容的教學(xué),不斷提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]涂艷國(guó).論科學(xué)教育的基本要素[J].教育研究,1990,(9):63~66
[2]美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì).美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1999:17
[3]林長(zhǎng)春.論高中化學(xué)新教材實(shí)施科學(xué)方法教育的幾個(gè)問(wèn)題[J].課程?教材?教法,2003,(8):57~62
[4]吳俊明.中學(xué)化學(xué)中的科學(xué)方法教育與課程教材改革[J].化學(xué)教育,2002,(6):6~10
[5]轉(zhuǎn)引自梁慧姝、鄭長(zhǎng)龍著.化學(xué)實(shí)驗(yàn)論[M].南寧:廣西教育出版社,1996:130
[6]轉(zhuǎn)引自貝弗里奇.科學(xué)研究的藝術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,1979:96
(刊于《中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考》2007年第7期)
作者介紹:
陸 軍(1964-),江蘇省首批教授級(jí)中學(xué)高級(jí)教師,江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”首批中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人。