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类比思维是一种创造性的思维方法,是根据两个对象之间在某些方面的类似性或同一性,类推出它们在其他方面也可能类似或同一的思维方法。青年伽利略,观察教堂顶悬挂的油灯在摆动,发现了单摆的等时性,就是运用了这种思维方法。在化学教学中应用类比思维,可激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,使他们的记忆理解能力、分析推理能力等多种智力冈素得到充分发挥和发展,从而使整个思维活动在课堂中处于最积极最活跃的状态,也是落实学科素质教育,发展学生个性,培养创新意识的一种有效途径。
化学教学中类比思维运用的设置是一种艺术。它需要教师精心设计一种既孕育着迷雾而又引人人胜的情景,提出既不是唾手可得,又非高不可攀的问题,使学生进入“心求通而未得,口欲言而不能”的愤悱状态,从而运用直觉、联想、分析、比较去推理,去活化思维,教师则乘机诱导学生的创造意识,激发他们的创造欲望,培养他们的创造能力。下面笔者就在化学教学中运用“类比思维”谈些机会。
1 化学教学中运用“类比思维”教学的实践
1.1 新知识教学时,运用“类比思维”。《弱电解质的电离平衡》教学时,学生已具备弱电解质电离是一个可逆过程,在一定条件下可建立平衡,以及化学平衡等知识。因此本节课开始时可直奔主题,首先让学生猜想电离平衡是如何建立的(以醋酸电离为例)。开始学生自然有些困惑,教师可点拨,开始时醋酸分子部份电离醋酸根离子和氢离子,同时产生的醋酸根离子和氢离子又结合生成醋酸分子,两个可逆过程进行到一定程度时两者的速率(电离速率与分子化速率)有何关系?请画出速率一时间曲线。此时大多数同学会联想以前学过的化学平衡,类比猜得电离平衡的建立与化学平衡建立相似,并画出了速率一时间曲线。此时教师可追问电离平衡有何特征?它的移动受哪些因素影响?规律如何?这样无需老师多讲,学生会类比思考出相关问题,教师只需指去它们的差异之处。这就将新知识纳入了学生已有的知识体系中,既复习了旧知识,又落实了新知识;既让学生学得了方法,又培养了能力。知识学得活,用得也活,同时也会后面其他平衡的学习提供了方法。
1.2 课堂小结时,运用“类比思维”。《乙烯》化学性质教学结尾时,不需通常的泛泛罗列归纳,可向学生提问:丙烯的结构与乙烯相似,丙烯有哪些化学性质?学生在思考时会联想到:丙烯的结构中也含有碳碳双键,与乙烯的化学性质应该相似。这样学生在运用类比思维思考丙烯性质的同时,对乙烯的化学性质象放映电影一样作了全面的回顾,既总结了规律,又为下一节烯烃的教学埋下伏笔。同时学生思维的灵活性、广阔性也得到了培养。
1.3 实验教学时,运用“类比思维”。《氯气实验室制法》教学时,我们不必按照实验课的常规专教法,可先让学生自行设计这个实验的装置。教师先指出制氯气常用的药品:二氧化猛固体、浓盐酸,反应条件:加热。然后引导学生类比推出:该气体发生装置与实验室制H2、CO2的相似,由于反应需加热,应在反应器下放酒精灯(垫上石棉网):同时依据氯气的物理性质类比设计出氯气的收集装置。之后师生再共同完善该实验装置。学生运用类比思维设计成功后,整节课兴趣盎然,学习热情非常高涨,也提高了创新设计能力。
1.4 习题教学时,运用“类比思维”。例题:据报到,某石油化工厂用三乙醇胺N(CH2CH2OH) 3,水溶液人替氢氧化的钠水溶液洗涤石油解气除去其中CO2和H2S,年增产值100万元。为什么三乙醇胺能代替氢氧化钠以及为什么这种改革可以增加年产值?此题乍看问题非常隐蔽,但可引导学生从三乙醇胺的分子式N(CH2CH2OH) 3,联想到熟悉NH3的碱性,类比得出可与CO2和H2S反应,三乙醇胺吸收CO2和H2S的原因为:
N(CH2CH2OH) 3+H2S-[CH2CH2OH) 3]HS;
2N(CH2CH2OH) 3+H2S=[NH(CH2CH2OH) 3]2S
N(CH2CH2OH) 3+H2O+CO2=[NH(CH2CH2OH) 3]HCO3;
2N(CH2CH2OH) 3+H2O+CO2=[NH(CH2CH2OH) 3]2CO3;
类比铵盐的分解性质,得出可增产原因:上述盐热分解放出CO2和H2S,三乙醇胺被回收循环使用。在解决这类情景题时,可启发学生从已知或相关条件切人运用类比思维进行联想,对一些含有相似之处的现象或过程,突出其本质,扬弃其非本质的因素,化难为易,化隐为显,化模糊为清晰,化生疏为熟悉,由此及彼,从而创造性地确定解题方向。
2 化学教学中运用“类比思维”应注意的问题
2.1 运用“类比思维”教学,必须建立在学生牢固掌握基础理论知识的基础上,将知识作为创新的阶梯。要充分重视学生认知结构组建,重视对知识的比较、分类,以便有的放矢,思而有得。在学生没有获得必要的知识准备,掌握必要的基本技能之前,让学生去尝试去发现,必会陷于盲目的学习中,久而久之,学习积极性势必受到挫伤。
2.2 运用“类比思维”教学,要充分挖掘教材中的“类比思维”因素。根据知识内容,教学要求,结合知识点中的重难点、分化点,着眼于教学内容中“牵一发而动全身”的知识来设计,要抓住知识的中心,激发学生充分思维,将知识教学与创造力培养有机的结合在一起。
2.3 运用“类比思维”教学,应重视启发式教学。在教学中教师要重视创设问题情景,启发学生独立提出问题,启发学生新旧知识的“结合点”,类比、联想、推理,提出自己的见解,要重视教给学生分析问题和解决问题的科学方法,在学习中养成观察、思考的习惯,养成善于创新的习惯。
2.4 运用“类比思维”教学,应兼顾求异思维。由于类比经历的是一个“从特殊到特殊的”过程,其本质是求同思维,并带有一点程度的猜测性,因此在解决问题过程中可能会出现这样情况:类比双方虽然具有数个相同或相似的属性,但类推的下一个属性恰是双方的差异点,使推断结果失真,这就是类比思维的或然性。因此在教学中运用“类比思维”的同时必须要兼顾求异思维,既发挥类比思维的独特功能,又能避免其不足,使之在解决问题中起到更大的作用。
类比思维是一种古老又极富生命力的科学思维方法,著名数学家开普勒曾说过:“我珍视类比胜于任何别的东西,它是我最信赖的老师,它能揭示自然界的秘密……”。因此,在平时教学中,教师有意识地设计情景经常性地训练学生的类比思维,能提高学生的创造力。可以断言,在现代科学认识获得的全部知识中,用类比思维方法得到的知识所占的比例将会日益增大。
参考文献
[1] 邵瑞珍.教育心理学.上海教育出版社.2000年6月
[2] 陈龙安.创造性思维与教学.中国轻工业出版社.2000年1月
[3] 上海教育(5).1999年第12期
[4] 冯克诚.实用中学化学解题思路策略与方法技巧大典.中国对外翻译出版公司.1999年8月
收稿日期:2009-03-18
化学教学中类比思维运用的设置是一种艺术。它需要教师精心设计一种既孕育着迷雾而又引人人胜的情景,提出既不是唾手可得,又非高不可攀的问题,使学生进入“心求通而未得,口欲言而不能”的愤悱状态,从而运用直觉、联想、分析、比较去推理,去活化思维,教师则乘机诱导学生的创造意识,激发他们的创造欲望,培养他们的创造能力。下面笔者就在化学教学中运用“类比思维”谈些机会。
1 化学教学中运用“类比思维”教学的实践
1.1 新知识教学时,运用“类比思维”。《弱电解质的电离平衡》教学时,学生已具备弱电解质电离是一个可逆过程,在一定条件下可建立平衡,以及化学平衡等知识。因此本节课开始时可直奔主题,首先让学生猜想电离平衡是如何建立的(以醋酸电离为例)。开始学生自然有些困惑,教师可点拨,开始时醋酸分子部份电离醋酸根离子和氢离子,同时产生的醋酸根离子和氢离子又结合生成醋酸分子,两个可逆过程进行到一定程度时两者的速率(电离速率与分子化速率)有何关系?请画出速率一时间曲线。此时大多数同学会联想以前学过的化学平衡,类比猜得电离平衡的建立与化学平衡建立相似,并画出了速率一时间曲线。此时教师可追问电离平衡有何特征?它的移动受哪些因素影响?规律如何?这样无需老师多讲,学生会类比思考出相关问题,教师只需指去它们的差异之处。这就将新知识纳入了学生已有的知识体系中,既复习了旧知识,又落实了新知识;既让学生学得了方法,又培养了能力。知识学得活,用得也活,同时也会后面其他平衡的学习提供了方法。
1.2 课堂小结时,运用“类比思维”。《乙烯》化学性质教学结尾时,不需通常的泛泛罗列归纳,可向学生提问:丙烯的结构与乙烯相似,丙烯有哪些化学性质?学生在思考时会联想到:丙烯的结构中也含有碳碳双键,与乙烯的化学性质应该相似。这样学生在运用类比思维思考丙烯性质的同时,对乙烯的化学性质象放映电影一样作了全面的回顾,既总结了规律,又为下一节烯烃的教学埋下伏笔。同时学生思维的灵活性、广阔性也得到了培养。
1.3 实验教学时,运用“类比思维”。《氯气实验室制法》教学时,我们不必按照实验课的常规专教法,可先让学生自行设计这个实验的装置。教师先指出制氯气常用的药品:二氧化猛固体、浓盐酸,反应条件:加热。然后引导学生类比推出:该气体发生装置与实验室制H2、CO2的相似,由于反应需加热,应在反应器下放酒精灯(垫上石棉网):同时依据氯气的物理性质类比设计出氯气的收集装置。之后师生再共同完善该实验装置。学生运用类比思维设计成功后,整节课兴趣盎然,学习热情非常高涨,也提高了创新设计能力。
1.4 习题教学时,运用“类比思维”。例题:据报到,某石油化工厂用三乙醇胺N(CH2CH2OH) 3,水溶液人替氢氧化的钠水溶液洗涤石油解气除去其中CO2和H2S,年增产值100万元。为什么三乙醇胺能代替氢氧化钠以及为什么这种改革可以增加年产值?此题乍看问题非常隐蔽,但可引导学生从三乙醇胺的分子式N(CH2CH2OH) 3,联想到熟悉NH3的碱性,类比得出可与CO2和H2S反应,三乙醇胺吸收CO2和H2S的原因为:
N(CH2CH2OH) 3+H2S-[CH2CH2OH) 3]HS;
2N(CH2CH2OH) 3+H2S=[NH(CH2CH2OH) 3]2S
N(CH2CH2OH) 3+H2O+CO2=[NH(CH2CH2OH) 3]HCO3;
2N(CH2CH2OH) 3+H2O+CO2=[NH(CH2CH2OH) 3]2CO3;
类比铵盐的分解性质,得出可增产原因:上述盐热分解放出CO2和H2S,三乙醇胺被回收循环使用。在解决这类情景题时,可启发学生从已知或相关条件切人运用类比思维进行联想,对一些含有相似之处的现象或过程,突出其本质,扬弃其非本质的因素,化难为易,化隐为显,化模糊为清晰,化生疏为熟悉,由此及彼,从而创造性地确定解题方向。
2 化学教学中运用“类比思维”应注意的问题
2.1 运用“类比思维”教学,必须建立在学生牢固掌握基础理论知识的基础上,将知识作为创新的阶梯。要充分重视学生认知结构组建,重视对知识的比较、分类,以便有的放矢,思而有得。在学生没有获得必要的知识准备,掌握必要的基本技能之前,让学生去尝试去发现,必会陷于盲目的学习中,久而久之,学习积极性势必受到挫伤。
2.2 运用“类比思维”教学,要充分挖掘教材中的“类比思维”因素。根据知识内容,教学要求,结合知识点中的重难点、分化点,着眼于教学内容中“牵一发而动全身”的知识来设计,要抓住知识的中心,激发学生充分思维,将知识教学与创造力培养有机的结合在一起。
2.3 运用“类比思维”教学,应重视启发式教学。在教学中教师要重视创设问题情景,启发学生独立提出问题,启发学生新旧知识的“结合点”,类比、联想、推理,提出自己的见解,要重视教给学生分析问题和解决问题的科学方法,在学习中养成观察、思考的习惯,养成善于创新的习惯。
2.4 运用“类比思维”教学,应兼顾求异思维。由于类比经历的是一个“从特殊到特殊的”过程,其本质是求同思维,并带有一点程度的猜测性,因此在解决问题过程中可能会出现这样情况:类比双方虽然具有数个相同或相似的属性,但类推的下一个属性恰是双方的差异点,使推断结果失真,这就是类比思维的或然性。因此在教学中运用“类比思维”的同时必须要兼顾求异思维,既发挥类比思维的独特功能,又能避免其不足,使之在解决问题中起到更大的作用。
类比思维是一种古老又极富生命力的科学思维方法,著名数学家开普勒曾说过:“我珍视类比胜于任何别的东西,它是我最信赖的老师,它能揭示自然界的秘密……”。因此,在平时教学中,教师有意识地设计情景经常性地训练学生的类比思维,能提高学生的创造力。可以断言,在现代科学认识获得的全部知识中,用类比思维方法得到的知识所占的比例将会日益增大。
参考文献
[1] 邵瑞珍.教育心理学.上海教育出版社.2000年6月
[2] 陈龙安.创造性思维与教学.中国轻工业出版社.2000年1月
[3] 上海教育(5).1999年第12期
[4] 冯克诚.实用中学化学解题思路策略与方法技巧大典.中国对外翻译出版公司.1999年8月
收稿日期:2009-03-18