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摘 要: 在化学教学中实施科学方法教育,可充分发挥学生的主体作用,有利于他们掌握正确的化学思维和方法,提高他们学习化学和探究新问题的能力。化学究竟应对学生进行哪些方面的科学方法教育?如何实施?作者作如下思考。
关键词: 职校化学教学 科学方法教学 实施途径
一、科学方法教育的基本方面
(一)科学的认识方法。
化学教学不仅要重视知识的传授和技能的培养,而且要让学生了解人类认识和研究化学的科学过程和方法,注重科学观念和科学思想方法的形成,注重对知识发生和发展过程的整体领悟。人类研究、认识化学的基本方法不外乎两种:一是实验→观察→比较分析→结论→应用,适用于元素化合物知识;二是问题→假设→实验→观察→抽象→结论→应用,适用于基本概念和理论。教材在介绍各类知识时,总是尽可能地呈现这两种基本的研究方式和认识过程,因此在初中化学教学中,应让学生初步了解这两种基本的科学认识方法,并用以指导自己的学习。
(二)实验方法。
化学是一门以实验为基础的自然学科,是培养学生掌握正确的实验方法,学会通过实验学习和研究化学,是科学方法教育的一项重要内容。中职学生应掌握一些基本的实验技能,包括常用药品及仪器的使用技能、基本的操作技能等,能根据给出的实验步骤,独立地完成实验,如实、准确、完整地记录实验现象,能对现象进行简单的处理和思维加工,并进而推断出结论,撰写出实验报告;学会用实验的方法解决一些简单的化学问题,具备初步的实验设计能力,即能够先根据实验的目的要求,联系已学过的知识找出实验依据的原理,再根据原理设计出实验方案,选择需用的仪器、药品及装置,列出实验步骤及注意事项,等等。
(三)观察方法。
化学教学中要对学生进行观察能力的培养,使学生掌握下列观察方法和技巧:1.能按一定程序进行系统观察;对实验装置能按“整体一部分一整体”的顺序进行观察。以实验室制取氧气的装置为例,先从整体到部分:从左到右由发生和收集装置两部分组成,再从部分到整体:每一部分从下到上由什么仪器组成,如何连接到一起。2.能通过对比观察、重点观察、和重复观察突出观察目的,强化观察效果。对现象变化不很明显、区分度差的观察对象,如CO2通入紫色石蕊试液后的颜色变化,通入澄清石灰水出现的浑浊现象,能通过对比观察获取清晰的效果;对有些实验,能根据实验目的进行有选择的重点观察,如对质量守恒定律的验证实验,能把观察的重点放在反应前后天平的平衡变化上。
(四)思维方法。
思维是反映事物本质属性和规律性的认识活动,是认识由感性到理性的飞跃、由表象向本质深化、由简单向综合转化的过程。化学中的各种结论都是学生对已有学习材料进行各种思维加工而得出的,因此可以说,思维方法是科学方法的核心内容。中职化学教学应使学生掌握一些基本的思维方法,如比较法、分类法、类比法、归纳法、演绎法等,要通过这些思维方法的教育,使学生具备初步的分析和综合能力。
(五)学习与研究化学的一般方法。
遵循化学规律,使学生按照一定的程序思考问题,可以教给学生一些学习和研究化学的一般方法。中职化学常用到的这类方法有:“组成、结构决定物质性质,性质又决定其存在、用途和鉴别方法的规律。”这是学习元素化合物知识的一般方法:“反应物的状态和反应条件决定实验室制取气体的发生装置,气体的水溶性和密度决定收集方法的规律。”这是实验室选择制取气体装置的一般方法等。
二、实施科学方法教育的途径
(一)用科学的认识方法指导教学。
科学方法是人们学习和认识化学的最规范、最优化的程序。化学教师要在科学认识方法的指导下组织教学,要使知识的呈现方式尽量与相应的认识方法一致,使学生运用科学的方法与通过科学的途径接受知识,并通过体会教师组织的思路和方法,潜移默化地接受科学方法教育。如教学H2、O2的有关知识,可依据“实验→观察比较分析→结论→应用”这一认识方式组织教学:先通过实验使学生观察它们的外观状态、特性及在各种条件下发生的各种变化;然后引导学生对观察到的现象进行分析、比较,概括出物质的各种性质;最后用性质解决存在、用途及鉴别方法等方面的问题。又如对燃烧的条件,可依据“问题→假设→实验→观察→抽象→结论→应用”这一认识方式,设计以下四步程序进行教学。第一步,向学生提出问题:物质燃烧需具备哪些条件?引导学生根据已有的知识经验做出推测(即假设)。这时学生可能提出三种假设:1.可燃烧物只要与氧气接触,同时又达到一定的温度才能燃烧。2.可燃烧物只要达到一定的温度就可燃烧。3.可燃物只有与氧气接触同时又达到一定的温度才能燃烧。第二步,教师演示如下三个小实验,学生观察现象:1.将一小块白磷露置于空气中,不燃烧。2.将白磷放入盛有开水的烧杯底部,不燃烧。3.用一只收集满氧气的注射器,向上述烧杯底部的白磷表面“注射”氧气,白磷燃烧。第三步,引导学生对三个实验的现象进行分析、概括和抽象,即可得出结论。第四步,让学生用所得的结论思考:灭火通常采用哪些方法?
由于中职生知识水平和认识能力有限,我们往往要将其加以简化,但无论如何简化,借助于实验、观察认识化学事实(感性认识),通过各种思维、抽象由化学事实推断或验证理论(理性认识),这一最基本的认识方式在化学教学中应得到充分体现。
(二)充分发挥实验教学的作用。
实验是一种重要的感性认识方法,具有重要的科学方法教育功能。实验教学是实施实验方法、观察方法教育的主要途径,是启发学生思维、进行思维方法教育的主要途径,是启发学生思维、进行思维方法教育的重要手段之一,因此,我们要充分利用实验教学,搞好这三个方面的教育。要通过演示实验及学生分组实验教学,使学生掌握实验操作与记录的方法,逐步领会解决各类问题所依据的原理,各种实验所需要的实验条件应体现于教与学的各个方面。教学中要充分体现重视思维方法的教育,对每一个知识点都要设计出合理的思维程序去组织教学,让学生始终在有思维积极参与的情况下主动地学习。要善于采用创设问题情景等于手段启发学生的思维,调动学生思维的主动性。要让学生通过过各种科学的思维方法去形成知识,在知识的形成过程中逐步掌握各种基本的思维方法。例如在“分子”一节的学习中,可利用酒精和水混合与石子和沙混合产生相同的现象——混合后总体积小于混合前的体积之和,引导学生类推出“酒精和水都是由许多微粒构成,微粒间存在空隙”的结论;在学习碳的化学性知识时可根据碳和氢相似的特点,引导学生得出“碳与氢气的化学性质相似”的结论,使学生通过联想氢气的化学性质来学习碳,这样不仅降低教学的难度,而且能使学生逐步掌握类比思维的方法;对于化合反应、质量守恒定律、酸碱盐的通性等许多知识,可引导学生从一些具体的事例入手去归纳总结,从而教给学生归纳思维的方法;经常引导学生对相近或相关知识进行比较,找出其相同点、不同点及联系,学生就能逐步学会比较——分类思维法等。要加强知识应用与训练化解的思维训练,搞好思维方法的应用与实践;要通过科学的训练,培养学生良好的思维品质,不断提高学生运用科学思维方法学习化学和研究新问题的能力等;要通过实验习题教学和指导学生做小实验等,培养学生的实验设计能力;要加强实验过程中的观察方法指导,培养学生广泛的观察兴趣、合理的观察习惯,使其逐步掌握各种观察实验方法和技巧;要培养学生边实验、边观察、边思维的良好习惯,注重实验、观察过程中的思维发展,做到实验、观察、思维三者的有机结合。
(三)引导学生善于总结并运用规律,掌握研究问题的一般方法。
化学中有许多重要的规律,可为人们研究各类问题提供一定的思考程序和思维模式,遵循这些规律去学习和研究化学,可简化人们的认识过程。因此教学中,一方面要积极引导学生善于发现与总结典型习题的解题规律。另一方面要知道学生学会利用规律去研究与解决问题,不断提高学生运用规律解决问题的能力,使学生在学习与研究问题时,有章可循、有章会循。
总之,化学科学方法教育的内容很多,实施教育的途径也千变万化,教学中,我们要深入挖掘教材内含的教育因素,寻找其与知识教学的结合点,积极探索实施方法教育的有效途径与方法,把科学方法教育与知识教学有机地结合起来,为全面提高学生的化学科学素养打下坚实的基础。
关键词: 职校化学教学 科学方法教学 实施途径
一、科学方法教育的基本方面
(一)科学的认识方法。
化学教学不仅要重视知识的传授和技能的培养,而且要让学生了解人类认识和研究化学的科学过程和方法,注重科学观念和科学思想方法的形成,注重对知识发生和发展过程的整体领悟。人类研究、认识化学的基本方法不外乎两种:一是实验→观察→比较分析→结论→应用,适用于元素化合物知识;二是问题→假设→实验→观察→抽象→结论→应用,适用于基本概念和理论。教材在介绍各类知识时,总是尽可能地呈现这两种基本的研究方式和认识过程,因此在初中化学教学中,应让学生初步了解这两种基本的科学认识方法,并用以指导自己的学习。
(二)实验方法。
化学是一门以实验为基础的自然学科,是培养学生掌握正确的实验方法,学会通过实验学习和研究化学,是科学方法教育的一项重要内容。中职学生应掌握一些基本的实验技能,包括常用药品及仪器的使用技能、基本的操作技能等,能根据给出的实验步骤,独立地完成实验,如实、准确、完整地记录实验现象,能对现象进行简单的处理和思维加工,并进而推断出结论,撰写出实验报告;学会用实验的方法解决一些简单的化学问题,具备初步的实验设计能力,即能够先根据实验的目的要求,联系已学过的知识找出实验依据的原理,再根据原理设计出实验方案,选择需用的仪器、药品及装置,列出实验步骤及注意事项,等等。
(三)观察方法。
化学教学中要对学生进行观察能力的培养,使学生掌握下列观察方法和技巧:1.能按一定程序进行系统观察;对实验装置能按“整体一部分一整体”的顺序进行观察。以实验室制取氧气的装置为例,先从整体到部分:从左到右由发生和收集装置两部分组成,再从部分到整体:每一部分从下到上由什么仪器组成,如何连接到一起。2.能通过对比观察、重点观察、和重复观察突出观察目的,强化观察效果。对现象变化不很明显、区分度差的观察对象,如CO2通入紫色石蕊试液后的颜色变化,通入澄清石灰水出现的浑浊现象,能通过对比观察获取清晰的效果;对有些实验,能根据实验目的进行有选择的重点观察,如对质量守恒定律的验证实验,能把观察的重点放在反应前后天平的平衡变化上。
(四)思维方法。
思维是反映事物本质属性和规律性的认识活动,是认识由感性到理性的飞跃、由表象向本质深化、由简单向综合转化的过程。化学中的各种结论都是学生对已有学习材料进行各种思维加工而得出的,因此可以说,思维方法是科学方法的核心内容。中职化学教学应使学生掌握一些基本的思维方法,如比较法、分类法、类比法、归纳法、演绎法等,要通过这些思维方法的教育,使学生具备初步的分析和综合能力。
(五)学习与研究化学的一般方法。
遵循化学规律,使学生按照一定的程序思考问题,可以教给学生一些学习和研究化学的一般方法。中职化学常用到的这类方法有:“组成、结构决定物质性质,性质又决定其存在、用途和鉴别方法的规律。”这是学习元素化合物知识的一般方法:“反应物的状态和反应条件决定实验室制取气体的发生装置,气体的水溶性和密度决定收集方法的规律。”这是实验室选择制取气体装置的一般方法等。
二、实施科学方法教育的途径
(一)用科学的认识方法指导教学。
科学方法是人们学习和认识化学的最规范、最优化的程序。化学教师要在科学认识方法的指导下组织教学,要使知识的呈现方式尽量与相应的认识方法一致,使学生运用科学的方法与通过科学的途径接受知识,并通过体会教师组织的思路和方法,潜移默化地接受科学方法教育。如教学H2、O2的有关知识,可依据“实验→观察比较分析→结论→应用”这一认识方式组织教学:先通过实验使学生观察它们的外观状态、特性及在各种条件下发生的各种变化;然后引导学生对观察到的现象进行分析、比较,概括出物质的各种性质;最后用性质解决存在、用途及鉴别方法等方面的问题。又如对燃烧的条件,可依据“问题→假设→实验→观察→抽象→结论→应用”这一认识方式,设计以下四步程序进行教学。第一步,向学生提出问题:物质燃烧需具备哪些条件?引导学生根据已有的知识经验做出推测(即假设)。这时学生可能提出三种假设:1.可燃烧物只要与氧气接触,同时又达到一定的温度才能燃烧。2.可燃烧物只要达到一定的温度就可燃烧。3.可燃物只有与氧气接触同时又达到一定的温度才能燃烧。第二步,教师演示如下三个小实验,学生观察现象:1.将一小块白磷露置于空气中,不燃烧。2.将白磷放入盛有开水的烧杯底部,不燃烧。3.用一只收集满氧气的注射器,向上述烧杯底部的白磷表面“注射”氧气,白磷燃烧。第三步,引导学生对三个实验的现象进行分析、概括和抽象,即可得出结论。第四步,让学生用所得的结论思考:灭火通常采用哪些方法?
由于中职生知识水平和认识能力有限,我们往往要将其加以简化,但无论如何简化,借助于实验、观察认识化学事实(感性认识),通过各种思维、抽象由化学事实推断或验证理论(理性认识),这一最基本的认识方式在化学教学中应得到充分体现。
(二)充分发挥实验教学的作用。
实验是一种重要的感性认识方法,具有重要的科学方法教育功能。实验教学是实施实验方法、观察方法教育的主要途径,是启发学生思维、进行思维方法教育的主要途径,是启发学生思维、进行思维方法教育的重要手段之一,因此,我们要充分利用实验教学,搞好这三个方面的教育。要通过演示实验及学生分组实验教学,使学生掌握实验操作与记录的方法,逐步领会解决各类问题所依据的原理,各种实验所需要的实验条件应体现于教与学的各个方面。教学中要充分体现重视思维方法的教育,对每一个知识点都要设计出合理的思维程序去组织教学,让学生始终在有思维积极参与的情况下主动地学习。要善于采用创设问题情景等于手段启发学生的思维,调动学生思维的主动性。要让学生通过过各种科学的思维方法去形成知识,在知识的形成过程中逐步掌握各种基本的思维方法。例如在“分子”一节的学习中,可利用酒精和水混合与石子和沙混合产生相同的现象——混合后总体积小于混合前的体积之和,引导学生类推出“酒精和水都是由许多微粒构成,微粒间存在空隙”的结论;在学习碳的化学性知识时可根据碳和氢相似的特点,引导学生得出“碳与氢气的化学性质相似”的结论,使学生通过联想氢气的化学性质来学习碳,这样不仅降低教学的难度,而且能使学生逐步掌握类比思维的方法;对于化合反应、质量守恒定律、酸碱盐的通性等许多知识,可引导学生从一些具体的事例入手去归纳总结,从而教给学生归纳思维的方法;经常引导学生对相近或相关知识进行比较,找出其相同点、不同点及联系,学生就能逐步学会比较——分类思维法等。要加强知识应用与训练化解的思维训练,搞好思维方法的应用与实践;要通过科学的训练,培养学生良好的思维品质,不断提高学生运用科学思维方法学习化学和研究新问题的能力等;要通过实验习题教学和指导学生做小实验等,培养学生的实验设计能力;要加强实验过程中的观察方法指导,培养学生广泛的观察兴趣、合理的观察习惯,使其逐步掌握各种观察实验方法和技巧;要培养学生边实验、边观察、边思维的良好习惯,注重实验、观察过程中的思维发展,做到实验、观察、思维三者的有机结合。
(三)引导学生善于总结并运用规律,掌握研究问题的一般方法。
化学中有许多重要的规律,可为人们研究各类问题提供一定的思考程序和思维模式,遵循这些规律去学习和研究化学,可简化人们的认识过程。因此教学中,一方面要积极引导学生善于发现与总结典型习题的解题规律。另一方面要知道学生学会利用规律去研究与解决问题,不断提高学生运用规律解决问题的能力,使学生在学习与研究问题时,有章可循、有章会循。
总之,化学科学方法教育的内容很多,实施教育的途径也千变万化,教学中,我们要深入挖掘教材内含的教育因素,寻找其与知识教学的结合点,积极探索实施方法教育的有效途径与方法,把科学方法教育与知识教学有机地结合起来,为全面提高学生的化学科学素养打下坚实的基础。