浅谈化学教学中的类比思维
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类比法在化学教学中的应用standalone; self-contained; independent; self-governed;autocephalous; indie; absolute; unattached; substantive类比法在化学教学中的应用对于化学的学习来说,很多学生认为其很难学,觉得不知从何入手,知识又较分散。
而化学的规律性强,只要掌握其规律,则不怕它的变化。
对于化学采用类比法的教学,更有助于学生对化学知识的学习。
概念的教学上,可以应用类比法。
例如,化合物和混合物的比较,混合物是多种物质混合而成,化合物是纯净物,由多种元素组成。
这里涉及物质和元素的比较。
物质由化学式表示,元素由元素符号表示。
这里涉及化学式和元素符号的比较。
还可以用一方法区别,能用化学式表示的肯定不是混合物。
原子和分子的比较,在化学变化中原子不可分而分子可分。
原子用元素符号表示,分子用化学式表示。
但他们有共同点,都能直接构成物质。
二者之间有联系,原子构成分子,分子分解成原子。
通过比较可以更好理解掌握这些概念,还可把相关概念联系起来,形成一个知识网络,使知识系统化。
在具体化学反应中,也要用到类比法。
木炭、氢气、一氧化碳分别和氧化铜反应。
从反应物常温下状态、物质类别来比较。
从反应的条件、生成物的类别比较。
反应前后固体质量的变化来比较。
层层深入、由简入深、发散学生思维,培养探究能力。
类比法的学习,还可以应用到化学计算。
对于化学来说,不可避免会有一点计算题。
对于化学计算,有一些公式需要理解记忆的。
在化学式计算中求某一元素质量分数,和混合物中求某一物质质量分数公式一回事,在溶液中溶质质量分数公式道理一样。
把这些公式比较,就会触类旁通,举一反三。
学习是提高能力的,而不是死学硬学的。
化学是一门以实验为基础的学科,在实验中,也可以用到一些类比的知识。
比如,试管在氢气还原氧化铜实验中、在一氧化碳还原氧化铜实验中位置不一样。
类比法在化学学习中的应用导言:在中学化学课程中涉及大量微观层面的化学知识,这些内容相对抽象,又远离学生的生活经验,通过类比的方法,能很好帮助学习者对新知识的理解和认识。
所以在学习中有目的地培养类比思维,逐步掌握类比的思维方法是十分必要的。
类比法学习不仅能提高学习效率,还能培养学生科学思维方法。
一、类比法在化学课堂学习中的主要作用(一)突破难点,建构知识当涉及微观或抽象的概念理论知识学习时,虽然现在广泛运用多媒体技术,使一些知识学习变得更形象直观,提高了学习效率,但从学生建构知识的角度来看,在传统的讲授法中采用类比法学习,依然能收到良好的效果。
例如,在学习气体摩尔体积①知识时,比较物质在固态、液态和气态三种状态下体积主要影响因素时,单纯地解释粒子大小、粒子间距、粒子数目的影响,既抽象难懂,又枯燥乏味、如果用篮球和乒乓球,以球的大小、球的距离、球的多少对堆积的体积的影响作类比,则学生既乐于接受,又能牢固掌握。
图一用球类比原子讨论物质体积的影响因素①气体摩尔体积:指的是在1摩尔任何理想气体在一定状态下所占的体积。
气体分子的数目和气体分子间的间距是影响气体体积的主要因素,气体分子大小也会有少量影响。
(二)归纳整理,形成体系如学习元素化合物知识时,在学习了卤族元素和碱金属①元素随着原子序数递增,原子核外电子层数不断增加,原子半径不断加大,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
在学习碳族、氧族、氮族等其它主族元素知识时与之进行类比,既便于学生理解掌握新知识,又可使元素化合物知识系统化。
又如学习有机化学知识时,烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃以及醇、醛、羧酸②等不同类别有机物知识的学习,其实都是采用类比法进行学习,找出结构共性,然后类推性质。
这样由点到面,举一反三,就能事半功倍,提高效率也使学生对有机物知识能系统地掌握。
(三)训练思维,掌握方法科学方法是我们学习研究科学知识的有力工具。
“工欲善其事,必先利其器”。
好的科学方法能使我们在学习研究化学知识时如虎添翼,猜想与假设能力是核心要素。
例谈化学教学中的类比思维苍溪实验中学谭飞鸣当今世界科学技术的迅猛发展给人类社会提出了不断的挑战。
在教育教学过程,如何提高教学质量,又切实减轻学生的学习负担,这已成为现代教育亟待解决的问题。
大量的研究表明,在教学中,注重培养学生的思维能力是解决这一问题的关键所在。
教育学生学会思维是教育的根本任务,也是提高教学质量、减轻学生学习负担的有效途径,因而它必定也是教育改革和发展的重要目标,通过培养学生思维品质(包括思维的深刻性、广阔性、逻辑性、灵活性、敏捷性、批判性和创造性等)、的思维能力,可以为化学教学中的各种能力培养目标打下坚实的基础,同时达到既提高教学质量,又减轻学生学习负担的双重目的。
也是培养学生成为具有创新能力的人才的重要途径。
类比,是科学研究中常用的方法之一,科学家常根据类比推理得出重要结论。
类比思维,作为一种思维或逻辑推理的方式,也是现代人必备的一种思维品质。
所谓类比推理,就是根据两个或两类对象有部分属性相同,以关于两个事物某些属性相同的判断为前提,从而推出它们的其他属性也相同的推理。
是根据两个事物具有某些相同或相似的属性,其中一个事物还具有另一属性,从而推出另一个事物也可能具有这一相同或相似的属性。
说的简单一点,就是我们经常说的比葫芦画瓢,但是,我们对这个话认真思考就会发现,为什么要比葫芦画瓢,而不比冬瓜画瓢呢?因为冬瓜与我们要画的瓢之间没有相似性!为什么比葫芦画瓢,而不是比葫芦画葫芦呢?原来瓢与葫芦之间还应该有差异!所以,类比推理具有或然性。
如果前提中确认的共同属性很少,而且共同属性和推出来的属性没有什么关系,这样的类比推理就极不可靠,称为机械类比。
因此,我们在用这个方法的时候,既要注意到两者之间的相似,更要注意到它们之间的不同。
在这里举例说明!例1已知拟卤素:(CN)2、(SCN)2的性质与卤素相似,请写出(CN)2、(SCN)2与NaOH的化学反应方程式。
分析: 这是一道非常典型的类比题,只需要把(CN)2、(SCN)2看成某一种卤素,如Cl2替换已知信息:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O中的相关信息即可。
浅谈高中化学类比法教学摘要:随着新课程改革全面实施,课堂教学的要求更加提高。
高中化学是学生获得化学基础知识的重要阶段,对于学生的终身学习和发展具有重要的意义。
在高中化学教学中,采用类比法进行教学,既能够使学生获得知识,也能够培养学生的科学思维方式,在教学中具有较大的价值,本文探讨了类比法在高中化学教学中的应用。
关键词:高中化学类比法教学建构知识类比法也被称作类推法,是不同的物质间具有类似的特征,从而获得其他的类似的特征也存在的推理法,科学中的大量假设均是由类比法得出的,具有独特的思维逻辑方式以及独特的价值。
化学是一门应用性很强的科学,与实际生活联系密切。
因此,运用类比法进行教学,采用生活中的现象对学生进行教学,既能提高课堂教学效率,而且还可以培养学生的科学思维,因此,笔者结合长期的教学实践,就高中化学教学中类比法的应用进行研究。
一、化学教学生活化教学活动与生活存在天然的关系,陶行知的“生活教育”与杜威的“教育即生活”启示我们:生活本身具有教育意义,而且教学活动本身具有生活意义。
因此在教学活动中,必须注重联系社会和生活实践,加强高中课程教学与生活的联系,注重引导学生运用知识去关心社会实际。
在新课标的要求中,教学活动需要从学生已有的经验出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注与化学相关的社会问题,从而培养学生的参与意识、社会责任感和决策能力。
实现高中化学教学生活化具有多种方式,在实际教学中需要根据学生群体、知识的类型等进行方法的选择。
采用类比法进行教学,将课堂上的化学与生活实际相统一,既能起到化难为易、深入浅出的效果,获得较好的教学效果,也能够在过程中培养学生的思维能力。
二、类比法在化学教学生活化中的应用1.用生活常识类比化学知识。
比如对于元素的氧化性、还原性问题教学,采用生活常识类比法,可以帮助学生形象地理解相关概念。
采用“登山原理”比拟高价元素表现出氧化性、中间价态的元素往往既有氧化性又有还原性、低价元素表现出还原性的概念,以人在山谷、山腰以及山顶的状态为例,可以让学生很形象地理解元素的氧化还原的概念。
“类比思维”在中学化学教学中的运用类比是根据两个对象在某些方面相似或相同,推出它们在其它方面也可能相似或相同,进而解决问题的思维,认识某一事物,就要将它与别的事物作比较,找出共同点和不同点,即类化和个别化,这时靠的就是类比思维能力。
类比思维对于创造十分重要。
哲学家培根说:“类似联想支配发明。
”科学家贝弗里奇说:“独创常常在于发现两个或两个以上研究对象或设想之间的联系或相似之处。
”类比不仅是发现的方法、创造发明的方法、理解和沟通的方法,也是描述和说明的方法、经济论证和辩证的方法。
类比思维在现实与理想、抽象与形象、理论思维与感觉经验、基础理论与应用理论、科学与技术、科学与艺术、科学与人生之间架起了沟通的桥梁。
上世纪最杰出的类比——人脑与电脑的类比不仅为探索人脑这个宇宙中最精致、最复杂、最美好、最有价值的事物打开了方便之门,而且还启动了开发人工智能、造福人类的伟大工程。
类比思维不仅具有开放性、启发性、灵活性等一般特点,而且还具有在不同的领域、不同系统、不同层次之间横向过渡、跨域转换的、相互借鉴、相互移植、触类旁通的特点。
运用类比思维进行创造或解决问题通常要经历五个阶段:首先,对某个对象(原型)进行初步研究;其次,运用联想、横向搜索、比喻等方法到其他领域中寻找相似对象(作为参照模型);再次,分析、比较两类(或两个)对象之间的相似与差异;然后,利用参照模型提供的信息,借鉴、移植其方法和技术,建构关于原型的模型(对象模型;对对象模型进行检验、修正、调整。
类比思考程序图借助于类比思维,把一物质的知识推移到另一些物质中去,它是一种由此及彼的推理方法,这种方法在化学教学中有广泛使用。
一、运用类比思维,培养学生基础类比的能力 1、运用类比,理解概念。
高一化学在讲《氧化还原反应》一节时,为使学生较快建立氧化剂,还原剂的概念,可引导学生同已形成的“干燥剂”的概念在定义和形式上进行类比。
干燥剂:能干燥其他物质的物质,本身被潮解。
类比思维在化学学习中的作用类比是根据两种或多种物质在某一方面具有的相似性,把一种物质的某些特征推广到另一物质的逻辑推理方法。
巧妙地运用类比思维,能使陌生问题变得熟悉,复杂问题变得简单,从而达到触类旁通、以点带面、事半功倍的学习效果。
本文举例说明如何运用类比思维学习元素化合物知识。
一、运用类比思维的基本方法在运用类比思维解决问题时,先要分析新物质(或新问题)的特征,再设法与已有的知识原型对比联系,最后用原有的知识实现新问题的解决。
例1. 科学实验证明,同主族元素的单质或化合物,其性质相似,例如,硫化物的性质类似于氧化物,过硫化物的性质类似于过氧化物,试写出下列反应的化学方程式:(1)CS2与Na2S溶液一起振荡,水溶液由无色变为有色:__________________。
(2)As2S6溶于Na2S溶液中:__________________________________。
(3)Na2S2溶液中加入盐酸产生淡黄色沉淀:___________________________。
解析:根据同主族元素的单质或化合物性质相似的规律,运用类比思维即可解决问题。
(1)类比CO2与Na2O的反应得:(2)类比P2O5与Na2O的反应得:(3)类比Na2O2与盐酸的反应得:例2. 已知NH3与H2O相似,相当,和与相当。
请完成以下反应:(1)(2)(3)解析:本题给出的实际上是一组等电子体,等电子体在结构和性质上都具有一定的相似性。
将已有知识与新情景问题进行联想类比是解答此题的关键。
首先类比写出下式:(1)(2)然后转换提示信息于旧知识体系中,以旧带新,解决问题。
(1)(2)(3)二、运用类比思维要注意的问题需要指出的是:类比思维具有一定的局限性。
在进行类比思维的时候,不能机械类比,一定要注意一些物质的特殊性,以防止类比出错误的结论。
例3. 化学中常用类比的方法预测许多物质的性质。
如根据推测:。
但类比是相对的,如根据类推:,这个反应的结果实际上是错误的,正确的反应应该是:。
类比思维方法在高中化学教学中的应用研究摘要:在实施素质教育的同时,教师也越来越注重学生的学习和知识的传递,因此,教师们经常采用各种方法来提高他们的学习水平,同时也锻炼了学生的思考能力。
科学的学习方法常常比掌握知识更为重要,而类比思维是一种科学的解题思路,在各个学科中得到了广泛的应用,特别是在高中化学课程中的应用。
本文着重介绍了类比思维在高中化学教学中的作用和应用,以期对高中化学教师的教学有所帮助。
关键词:类比思维;高中化学教学引言:高中的学习相对来说较为单调,它需要学生对知识的熟练掌握,同时也需要灵活运用于各种问题。
特别是高中化学,在学习的时候,会遇到一些比较复杂的问题。
不仅可以减少试题的难度,还可以帮助学生从抽象的化学现象中归纳出一些规则,从而提高化学学习的逻辑性和系统性。
一、类比思维在高中化学教学中的作用(一)拓展学生的思维教师在讲授化学知识时,往往会运用多种非必要的教学方式来帮助学生消化、吸收,从而使学生更好地掌握所学知识,在这种情况下,类比思维是最常用的一种。
在教学过程中,老师会经常使用以前的知识进行类推,甚至将与其他学科有关的知识进行类推,这样使学生在课堂上消化和吸收知识。
不仅可以巩固以前的知识,还可以拓展学生的思想,拓展他们的知识,帮助他们进行更多的学习。
(二)活跃课堂气氛在化学教学中,大多数同学只会觉得屏幕上全是化学方程式、化学元素,因此显得枯燥乏味,使学生的学习兴趣下降,这让化学教室变得死气沉沉。
随着高中化学教育的不断提高,教师们在课堂上采用类比思维来激发学生的学习兴趣,并在教学中加入了许多有趣的知识和有趣的实验。
把化学教学相结合,使学生获得不同的化学经验,使他们的学习更加新颖,更能增强他们的学习兴趣,加深了对知识的了解。
例如,在讲电解的时候,老师做了一个类似的实验,老师先把一块用氯化钠和无色酚酞的混合物浸泡过的滤纸,放在铂金薄片上充电,再让学生用铅笔在上面书写,于是就发生了一件令人惊讶的事情。
浅谈类比思维在中学化学教学中的应用摘要:类比思维是一种在各个学科中为人们所广泛运用到的一种思维模式,其有助于人们知识面的拓展以及灵感的激发。
中学阶段,十几岁的孩子思维活跃、求知欲旺盛,正是类比思维培养、应用的黄金时期,这个阶段的化学课堂中,多引导学生运用类比思维,有助于难点、重点知识的理解、掌握,更有利于培养学生的创造力。
本文即结合相应实例,针对中学化学教学中类比思维的应用过程作出简要分析。
关键词:类比思维;中学化学教学;应用【中图分类号】g633.81、类比思维的重要性当某两个或者某两类事物在某些方面具有相同或者十分相似的属性时,人们在对其中一个或一类进行学习、研究的过程中会进行类比,从而可以发现这些事物之间的对应关系,并可以完成相应的推理过程。
人们在这一对应、推理过程中所运用到的思维方式,即类比思维。
纵观社会发展历史,类比思维是为人们应用最广泛的到的思维模式之一,其可以促进人们在对事物的思考过程中提出假设、自主拓展,最终实现类比,进而完成创新。
在科学的研究过程中,类比思维逐步成为越来越多的科学家所十分重视的一类思想方法,在科研过程中,该思想方法得到了广泛的应用。
同样,在理科教育领域,类比思维目前也正得到越来越多教师的重视,这对于学生知识点的学习、掌握以及对学生优秀思维方式的培养有着十分重要的推动作用。
就化学学科而言,回顾整个化学科学的发展历程,类比思维方式在大量化学命题的提出与学科成果的获得过程中都起着至关重要的推动作用。
同时,在当代中学的化学教学中,教科书的编订过程中也大量使用了类比的方式,旨在引导读者在阅读学习中不断发散思维、注重知识点的联系,通过类比过程以点带面,融会贯通。
教师在授课时,也逐渐摒弃了原来过于呆板的独立知识点传授的方法,而是引导与讲授相结合。
比如在讲解氢元素(h)这一节内容时,可以与氧元素(o)、碳元素(c)等进行类比,比较各自所形成单质的可燃性,氧化、还原性,化学反应方程式的书写方式,等等。
浅谈化学教学中的类比思维
作者:王菊
来源:《外语学法教法研究》2014年第09期
【摘要】利用类比思维能使化学知识系统化、模型化、形象化和本源化,能使学生的思维更具创造性。
本文结合高中化学新课程教学实践案例,就类比思维的开发利用作探讨,同时,建议要深入实质,力戒机械类比;不要忽视类比思维的求异功能;不要定势类比,忽略思维的多样性。
【关键词】化学学科 ;类比思维 ;开发利用
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)09-0094-01
《普通高中化学课程标准》(实验)提出了知识与能力、过程与方法以及情感态度价值观的三维教学目标。
要实现化学课程的有效教学,可以有多种方法和途径,其中类比思维有着不可替代的作用。
下面结合高中化学新课程教学实践案例,就类比思维的开发利用作一探讨。
一、在化学学科教学中多角度利用类比思维
1.类比思维使化学知识系统化。
化学学科的特点是知识零碎,需要记忆的知识多,学生即使记住了,也不一定会运用。
为此,老师应该寻找化学知识之间的相似处进行总结,使学生记住一些知识就能回忆起与之相关的其它知识。
案例一:在物质的漂白性教学中,我们发现H2O2、Na2O2、O3、浓硝酸都因具有强氧化性,而能漂白物质。
其实,通过类比不难发现,它们在一定条件下都能反应释放出O2,因此,老师可引导学生得出结论:在一定条件下能反应释放出O2的物质一般具有漂白性。
这样,可使学生在学习化学知识时,举一反三,触类旁通。
2.类比思维使化学知识模型化。
一般来说,一个研究对象从不同角度看会有不同的特征。
案例二:等效平衡一直是学生学习化学反应平衡的难点,为此,老师可引导学生把诸多等效平衡问题归纳为如下三个模型。
模型ⅰ:定温(t)定容(v)条件下,对于一般的可逆反应,改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的量与原平衡相等,则两平衡等效。
模型ⅱ:在定温(t)、定容(v)情况下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效。
模型ⅲ:在定温(t)、定压(p)条件下,改变起始加入情况,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效。
师生共同建模后,学生在解决实际问题时,只要通过类比找出问题间的对应特征,然后“对症下药”就可以了。
这样,学生在学习等效平衡时就会充满自信,取得事半功倍的效果。
3.联系生活,类比思维使化学知识形象化。
根据“最近发展区”学习理论,新知识的学习要以学生原有的知识为基础,因此,在认知学习中新旧知识的类比是必须的。
在学习比较难懂的化学原理时,教师如能联系生活经验,就可使深奥的原理浅显易懂,同时增强学生学习化学的兴趣。
4.联系学科间知识,类比思维使化学知识本源化。
类比思维不仅可使本学科的知识得到归纳和融合,也可以使学科间的知识进行融合。
案例三:勒夏特例原理指出:改变影响化学平衡的一个因素,平衡将能够减弱这种改变的方向移动。
这一高度概括的化学原理,学生往往理解起来比较费力。
其实,对于理化班的学生来说,这一原理并不陌生,相似的原理在物理中也存在,就是楞次定律。
楞次定律指出:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
两原理都是“由静到动”的规律,在本质上融合得相当完美,教师只要对这两定律稍加点拨,理化班学生就可以很快理解。
再如,学生在理解离子键和金属键的强弱问题时,教师可以引导学生联系物理中的库伦定律,阴阳离子(金属阳离子和自由电子)电荷数相当于点电荷的电量,阴阳离子(金属阳离子)半径大小相当于点电荷间距离。
这样,学生不难理解,阴阳离子(金属阳离子和自由电子)电荷数越大,阴阳离子(金属阳离子)半径越小,离子键和金属键越强。
又如,学生在理解物质所具有的能量越小,该物质越稳定这一规律时,教师可以让学生体会物体累积越高,该物体具有的势能就越大,那么该物体倾倒的可能性也越大。
这样,借助物理原理一下子就可以使学生理解上述规律。
通过学科间知识的类比,学生不仅可利用非化学学科的知识加深理解化学学科的知识,而且可使学生体会到化学学科不是孤立的,自然界物质运行规律在本质上有许多相通之处,可启迪学生的思维,提高学生的思维品质,使学生的思维从感性思维上升到理性思维,使学生在哲学层面上深层次理解物质世界,探索物质世界的本源性。
5.类比思维使学生思维更具创造性。
培根说过:“类比联想支配发明”,运用类比常会产生新的发现和发明。
将两个以上的事物或信息进行对照,交合类比,双方可以是同类,也可以不
同类,甚至风马牛不相及,但在两种事物的交界边缘上可能就会取得创造性的突破。
如鲁班发明锯子,就是从一棵带刺的小草上得到的灵感。
二、运用类比思维的几点建议
类比思维的运用是以客观事实为基础的,对象之间存在相关性是运用的前提,结论具有或然性,因此需要经过实践检验,具有一定的局限性。
在运用类比思维时我们应注意以下几点:
1.要深入实质,力戒机械类比。
在运用类比思维的时候,不能机械类比,一定要注意一些物质的特殊性,防止得出错误的结论。
例如,已知Fe3+、Al3+与CO3在溶液中均可发生双水解反应,在溶液中Al3+与S2-混合也能发生双水解反应,由此类就推出在溶液中Fe3+与S2-也发生双水解反应。
这一推断忽视了Fe3+的氧化性,与事实不符。
教师要特别注意事物之间的差异性,切忌仅凭表面的相似甚至假相似就运用类比,否则只能得出错误的结论。
2.不要忽视类比思维的求异功能。
运用类比思维时,学生往往注重其求同功能而忽视其求异功能,这不利于学生对类比思维的全面理解,不利于学生得出相关问题的准确结论,不利于学生形成观察问题的正确方法。
例如,镁能在二氧化碳中燃烧,SO2与CO2相似,可以推知,镁也能与SO2发生类似的反应,不同的是,硫的非金属性比碳强,加热时,生成的硫还能与镁进一步化合生成MgSO4。
因此,教师在引导学生时,要注意分析类比的两个对象的相同属性和不同属性,求同与求异并进,模仿与创新相结合。
3.不要定势类比,忽略思维的多样性。
思维方法自身是灵活的、与时俱进的,没有固定不变的经典模型,教学中,教师要思考如何使教知识、教技能和教方法统一起来,探索使学生学会学习的方法,启发学生用灵活多变的思维因时因地地解决具体问题,尽量避免定势类比。
此外,教师还要注意到许多化学问题运用类比是行不通的,要力求使学生思维多样化。
教育家瓦赫捷罗夫说得好:“类比像闪电一样,可以照亮学生所学学科的黑暗角落。
”在化学教学中,通过类比思维,在类比中既有模仿又有创新,可以使老师简化教学,活跃课堂气氛,使学生加深对知识的理解,增强记忆,更主要的是它能让学生在教师的引导下,从“学会”起步,达到“会学”的目的,从“得一鱼”中达到“获以渔”的效果。