新课程高中化学必修教科书中的科学方法体系
发布:佚名 时间:2010-1-20 9:33:00 来源:京翰教育中心 录入:杨 人气:374
【文字：
大 小】
2．2 假说方法
假说是人们根据已有的知识对于所研究的事物或现象所做的初步解释，它是在人们对于该事物或现象的原因没有认识的情况下作出的推测。这种推测可能是正确的，也可能是错误的，需要在进一步的研究中加以证实或证伪。科学理论最初都是以假说的形式出现的，随着科学研究的深入，不断得到修正、完善和发展。教科书用假说方法组织教学内容或引导学生探究时，都突出了发现问题、提出假说、验证假说、得出结论的四个步骤。如关于卤族元素的性质：（1）发现问题——卤族元素的原子结构与碱金属元素类似，都是最外层电子数相同，电子层数随核电荷数的增加逐渐增多，卤素在化学性质上也能与碱金属元素一样表现出相似性和递变性吗？（2）提出假说——氟、氯、溴、碘在化学性质上能表现出一定的相似性和递变性。（3）验证假说——获取卤族单质与氢气的反应、卤族单质间的置换反应等事实材料。（4）得出结论——卤族都是活泼的非金属，随着核电荷数的增加，元素的非金属逐渐减弱。再如关于苯分子结构的确定：（1）发现问题——苯的分子式为C6H6，和乙烯一样都不是烷烃，它的结构中有与乙烯类似的双键吗？（2）提出假设——若存在与乙烯分子中类似的双键，则能使溴水或高锰酸钾溶液褪色。（3）验证假说——苯不能使溴水或高锰酸钾溶液褪色。（4）得出结论——苯分子中没有与乙烯类似的双键。
由于演绎推理（不完全归纳基础上的）和类比推理的结论大都具有一定的或然性，所以演绎推理和类比推理是建立假说的常用手段，以上从教科书中摘录的两个事例都属于类比推理形成的假说，建立假说也可以通过具体经验和科学原理等其他途径。我们在“用教科书教”的过程中要注意引导学生通过多种途径建立假说，培养学生建立假说的能力。如关于原电池原理的教学，可设计如下程序：（1）发现问题——在盛有少量稀硫酸的试管中先后分别插入铜丝和放入锌粒，只有锌粒表面有气泡产生；当将铜丝抵在锌粒上时，铜丝表面也有气泡产生。铜丝表面为什么有气体产生呢？（2）提出假说——金属具有导电性，铜和锌是金属，锌失去的电子流向铜丝，氢离子在铜丝上获得电子生成氢气，即锌粒和铜丝之间有电子流（即电流）产生。（3）验证假说——检验原电池装置中的电流。（4）得出结论——将铜片和锌片用导线连接后平行地插入稀硫酸中，能构成原电池，其中锌片是负极，铜片是正极。
2．3 模型方法
模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。化学科学对微观粒子结构的研究离不开模型方法，所以课程标准将模型方法规定为高中学生必须掌握的科学方法之一。关于模型的形式或种类，不同论著中的说法不尽相同。教科书所涉及到的模型主要指物理模型，即用于直观地表达认识对象特征的模型，包括原子结构示意图、分子（球棍和比例）模型以及蓄电池和燃料电池的构造示意图等。而教科书在介绍气体摩尔体积时，关于“在相同的温度和压强下，任何气体粒子间的距离可以看成是相等的”，实际是物理中的理想气体模型。理想模型在物理学中运用较为普遍，有实体模型、过程模型和状态模型等，这在基础化学中并不常用。
2．4 数学方法
近现代科学的发展，是同数学方法的应用和发展紧密相联的。科学数学化成了现代科学发展的一个重要特点。马克思认为，科学只有在成功地运用了数学之后，才算达到了完善的地步。由于受化学必修内容的限制，教科书中涉及到的数学方法比较简单，一是在定义摩尔质量、摩尔体积、溶质的物质的量浓度和反应速率时运用了数学方法，由于这些物理量都可以看作是另两个物理量的比值，因此都采用了比值定义的方法；二是在分析一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率随时间变化情况时，运用了v－t关系示意图，以揭示可逆反应在达到化学平衡前后正、逆反应速率的关系。另外，虽然在《化学1》的《金属的化学性质》一节中列入了“物质的量在化学方程式计算中的运用”的内容，但对数学的要求也仅限于物质的量与质量守恒定律的简单结合。
2．5 直觉思维
直觉思维是指未经推理分析而直接对问题的答案作出猜测、设想或顿悟的思维。直觉思维的本质特征是非逻辑性的，它能打破常规思维定势和逻辑规则的束缚，因而是创造性思维的重要形式，发挥着逻辑思维不可取代的作用。但是凭借直觉和灵感所产生的认识往往有一定的模糊性和猜测性，有时也可能是错误的，还必须运用证据和逻辑做大量的工作才能使之渐趋完善。而且一个人的直觉和灵感也是无法训练出来的，它是研究者长期孜孜以求的结果，同时又是可遇而不可求的。为此，教科书只在科学史话中介绍了凯库勒发现苯分子环状结构的故事，以期学生在这方面有所感悟。
综上所述，新课程人教版高中化学必修教科书中的科学方法非常丰富，并且根据不同教学内容的特点和学生认知规律进行了整体化的设计和编排。这些科学方法有的是让学生在科学探究、思考与交流等活动中练习和运用，有些是让学生通过阅读科学史话进行体会和领悟。在教学过程中，教师应当对教科书中的科学方法体系了然于胸，在按照科学认识的一般过程组织学科知识教学的基础上，有计划、有步骤地落实科学方法内容的教学，不断提高学生的科学探究能力。