科学方法与化学教学第四章2化学教学论：

2000年9月，《义务教育全日制初级中学 化学教学大纲（试用修订本）》将“培养学生 的科学方法”列入了教学目的，从此科学方法 教育作为一项教学目标开始受到广大化学教育 工作者的普遍重视。
2001年7月，《全日制义务教育化学课程标准（实 验稿）》的颁布，在初中化学科学方法教育史上是另 一个重要的里程碑，《课标》从知识与技能、过程与 方法、情感态度与价值观三个方面建构了新的课程目 标体系，明确提出了在初中阶段，通过化学课程的学 习，学生需要掌握的科学方法的内容和目标，提出了 “科学探究”是学习科学方法的重要途径。《课标》 中有关科学方法的具体规定，不仅使科学方法教育受 到前所未有的重视，而且也为初中化学教学中进行科 学方法教育指明了方法和途径。
二、逻辑思维方法
1.比较
比较是确定对象之间差异点和 共同点的逻辑方法。
交流讨论
❖你是如何理解“比较是分类的 前提，分类是比较的结果，类比 是特殊的比较”这句话的？
❖比较方法是如何揭示事物本质 属性的？
感悟提炼
[讲解]：通过上面的学习我们已经知道，凡有电子转移的 反应就是氧化还原反应。 [交流讨论]：请同学们思考，下列说法是否正确？为什么？
1978年1月颁布的《全日制十年制学校中学 化学教学大纲（试行草案）》中提出，要“培 养学生分析和解决一些简单的化学实际问题的 能力”，并进一步强调实验方法的重要性，增 加了实验的数量，增加了一些具有定量要求的 实验。该大纲是我国十年动乱以后恢复学校正 常教学秩序后的第一个大纲，在注重化学基础 知识和基本技能学习的同时，在科学方法教育 方面也有了一些突破，为中学化学教学大纲中 系统提出科学方法教育奠定基础。
例：稀有气体元素性质的归纳、卤 族元素性质的归纳、教学中的相对 完全归纳法。
完全归纳法的特点
（1）因结论是考察了每一个对象后得出的， 所以是一种确实可靠的推理。只要前提真 实而完全，则结论必然真实。
（2）虽然得到的结论，使我们的认识前进 了一步，但只解决了“什么”是“是什么” 的问题，认识有待于深化。
4.归纳
是从个别事物的性质、特点和关系 中概括出一类事物的性质、特点和关 系的推理形式。
完全归纳法
归纳法
不完全归纳法
简单枚举法 科学归纳法
完全 归纳法
根据某类事物中的每一个对象具 有或不具有某种属性，从而断定该 类事物的全体对象都具有或都不具 有某种属性的推理方法。
不完全 归纳法
根据某类事物中的部分对象具有 或不具有某种属性，从而断定该类 事物的全体对象都具有或都不具有 某种属性的推理方法。
感悟提炼
例1：2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑
例2：卤族元素非金属性的比较。
交流讨论
❖如何在化学教学中培养学生的 比较的能力？
培养学生比较能力的途径和方法
（1）使学生熟悉比较概念，掌握比较原则
（2）教师应经常做一些典型的示范
（3）教师应利用一切可利用的机会，给学 生设置比较的情境，使学生有机会利用比 较的方法。
b. 非经典电子等定排量类比
感悟提炼
分析下列事例，感悟类比的魅力
❖原子结构模型的建立。 ❖共价键中共用电子对的解释。 ❖20世纪50年代初，科学家米勒通过类比设计了 一个生命起源的模拟实验。1963年，波南·佩鲁马 用电子束也做了同米勒相同的实 验，形成了腺嘌 呤核苷。
类比的作用 （1）类比在科学探究中发挥着巨大作用。 （2）常用于解释新的理论或定义。 （3）类比与模拟实验具有密切联系。 （4）类比是设计新的实验工具的逻辑方 法。
1963年5月颁布的《全日制中学化学教学大纲 （草案）》规定了中学化学教学要“使学生系统地 获得重要的有关元素、化合物和化学原理的基础知 识以及化学基本技能……”。该大纲在科学方法教 育方面并没有突破原有大纲的水平，涉及和强调的 仍然是化学实验方法，而且还停留在化学实验基本 技能层次上。
文革期间，正常的教学被贴上政治的标签，化 学基本理论与元素化合物知识都远远低于过去， 实验技能的培养也大为削弱，化学教材以哲学体 系代替化学学科的自然科学体系。因此从1949年 到文化大规模结束，我国初中化学教学中科学方 法教育一直没有被人们重视。
1、化合反应都是氧化反应，分解反应都是非氧化还原反 应。2、置换反应都是氧化还原反应，复分解反应都是非 氧化还原反应。
实践探索
分析下列陈述是否正确，并说明理由。 1.盐酸比醋酸的酸性强； 2.要选择催化性能强的氨氧化催化剂； 3.比较C、S、P、Fe与O2的反应现象不 同。
比较的规则
（1）比较应在同一标准、同一关系下进行， 否则不能进行比较。
【提问】：两者燃烧时有什么相同和不同之处？ 【生答】：乙烯和甲烷燃烧时，前者火焰明亮且有少 量黑烟；后者火焰不太明亮，没有黑烟。为什么？ 【讲述】：乙烯和甲烷都属于烃类，只含碳、氢元素。 它们都能燃烧，产物都是二氧化碳和水。只是甲烷和 乙烯中的含碳量不同。 【讲解】 CH4中C%=12/16×100%=75% C2H4中C%=24/28×100%=85.7% 乙烯的含碳量高，因此，燃烧不完全，有多余的碳析 出，故冒出少量黑烟，火焰较明亮。
2.分类
分类也称归类。分类是根据被 分类对象的共同点和差异点，将 对象区分为不同种类的逻辑方法。
交流讨论
❖举例说明分类对人类的认识、 研究以及对学生的学习有何作用。
感悟提炼
重金属
主族金属
金
属
轻金属
人为分类
金
属
过渡金属
本质分类
作用 （1）复习巩固所学的知识。 （2）学会整理资料的方法。 （3）有利于学生知识结构的形成。 （4）能简化学习者的思维。 （5）可以培养学生抓本质的能力。
1.科学方法的使用无处不在
生活中：
学习中:
问题：“如 何判断二氧 化碳与氢氧 化钠发生了 反应”。请 设计实验装 置。（分析、 归纳、类推）
学习中:
氧化还原反应： 失、高、氧 得、低、还
盐的水解： 有弱才水解，无弱不水解， 谁强谁水解，谁弱谁水解。
科学研究中:
1816年，法国医生雷奈克非常想发明一种能测定内 脏声音的设备。一天，他缓步从一个花园走过，突然 被两个正在玩跷跷板的男孩吸引住了。只见他们站在 两头，一个用一枚铁钉在板上轻轻地划着，另一个把 耳朵紧贴跷跷板听着。这一情景让雷奈克大受启发， 他马上跑回医院，找来一根小木棍，他把小木棍的一 头靠着病人的胸膛，另一头凑近自己的耳朵。啊，呼 吸声、心跳声都听到了。
4.科学方法的分类
哲学方法（认识论）
一般研究方法
经验认识方法 理论思维方法
逻辑思维方法
特殊研究方法
非逻辑思维方法
实践探索
某教师设计了“乙烯”的教 学片段，请分析其中运用了哪些 科学方法？如何运用的？
【引入】： 乙烯和甲烷的性质有什么相似和不同之处？ 我们知道，结构决定其性质，让我们一起利用球棍模 型来研究甲烷和乙烯的分子结构。 【生操作】：每位学生用球棍模型来研究甲烷和乙烯 的分子结构。 【投影】：投影甲烷分子、乙烯分子中的立体构型、 平面图。 【提问】：它们有什么不同？有什么相同？以此得到 什么结论？ 【生答】：甲烷和乙烯都是由碳、氢两种元素组成的， 乙烯分子中的碳原子以双键结合，甲烷分子中只有单 键。
氯化氢含有一个氢原子，是一元酸 硫酸含有两个氢原子，是二元酸 简单枚举进行归纳：含有几个氢原子，即为几元酸 进行演绎：硼酸含有三个氢原子，即为三元酸
3.我国中学化学课程中的科学方法教育
新中国成立后，教育部于1949年和1950年召 开了两次全国教育工作会议，并于1952年4月颁 布了《初级中学化学科课程标准草案》。该《草 案》中提出，教学要“从生活现象的观察及实验 的证明，引到物质变化规律的认识，使学生对一 般有关的自然现象有正确的解释”，“为启发学 生思考能力，在讲述或作完实验后，必须引导学 生归纳、推理，而得到正确的结论。”可见， 《草案》中已开始重视观察、实验、归纳、推理 等一些科学方法对学生学习化学的重要意义。但 该《草案》中并没有明确地提出科学方法学习的 目标和要求，涉及到的科学方法也相当有限。
1986年，科学方法教育第一次被写进了中学 化学教学大纲，强调化学教学中要“重视科学 态度和科学方法教育”，“逐步培养和发展学 生的观察能力、思维能力、实验能力和自学能 力”。科学方法教育在中学化学教学中开始得 到真正的重视，这是我国初中化学教学中科学 方法教育的一个重要里程碑。
随后在1988年、1990年、1992年、1996颁 布的各类初高中化学教学指导性文件中，都对 科学方法的教育做了规定，但基本上还停留在 1986年的水平，将科学方法教学的内容和目的 局限在培养学生观察能力、思维能力、实验能 力和自学能力等层面上，而对科学方法教育的 内容和目标仍没有作出具体的规定。
简单 枚举法
是以某类事物中已被考察的对象具 有（或不具有）某种属性，在已考 察的这部分对象中，从来也没有发 现相反或相矛盾的情况，从而推出 该类事物中的所有对象都具有（或 都不具有）这一属性的确的， 要检验类比的结果，并要尽可能提高类 比的可靠程度。
（2）类比推理是从某一特定的对象或领 域外推到另一个不同的特定的对象或不 同的领域。
定性类比
a. 经典电子等排
类比
氯化氢在水中的溶解度 很大，可以做喷泉实验； 氨气在水中的溶解度也 很大，因此，也可做喷 泉实验。
实践探索
分析下列陈述是否正确，并说明理由 1.化合物分为酸、碱、盐；元素包括 金属、非金属和合金。 2.化学键分为离子键、共价键、金属 键和配位键。 3.化学变化可分为氧化还原反应、化 合反应、分解反应、置换反应、复分 解反应等。
4.物质可分为单质和化合物，化合物 可分为无机化合物、有机化合物。
分类的规则 （1）分类必须是相称的。 （2）分类后的各子项必须互相排斥 （3）每次分类必须按同一标准。 （4）分类必须是按层次进行的，不能越 级分类。