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比较教学法在化学教学中的应用

2017-02-16张瑾

化学教与学 2017年1期
关键词:类比对比

张瑾

摘要:比较教学,可以突出教学重点,帮助学生学会知识迁移,提高学生的学习力。文章举例说明比较教学在化学教学中的应用。通过不同内容的比较、不同形式的比较、不同时机的比较,训练学生掌握比较的思路和方法,培养和发展学生的比较思维能力,达到培养学生的创新能力、提高学生学习力的目的。

关键词:比较教学;类比;对比

文章编号:1008-0546(2017)01-0086-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.026

一、问题的提出

1. 什么是比较教学法

比较,在《辞海》中的解释为:确定事物之间相同点和相异点的方法。因而比较教学,是将两个或两个以上的事物放在一起比较,确定事物的相同点和相异点,使学生掌握相关知识的一种教学方法。通过比较教学,将事物的各个方面进行比较,可以更清晰地认识事物的本质,把握事物之间的联系。通过比较教学,能将分散的知识点串联起来,由此及彼、由薄变厚,能让学生深刻理解所学知识,将所学的看似孤立的知识点联系起来,触类旁通、举一反三,构建系统化、逻辑化的知识体系,发现事物的变化规律。通过比较教学,可以训练学生掌握科学的分析问题、解决问题的方法,发展学生的比较思维能力,提高学生学习力,培养学生的创新能力。

2. 比较教学的意义

明朝唐顺之的《答江五坡提学书》中有“比较同异,叅(cān)量古今。”俄国教育家乌申斯基说:“比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较来了解世界上的一切。”在化学教学、化学学习中使用比较法,可以使学生在比较中拓宽知识面,更牢固地掌握化学知识,还能培养学生的思维能力和学习力。比较教学的意义大致有以下几方面:

(1)运用比较教学,突出教学重点。

作为一种教学方法, 比较教学是实现教学目标,突出教学重点,突破教学难点的有效手段之一。利用比较教学法,引导学生动口、动手、动脑,对所学新知识与原有知识进行比较、分解、细化、归纳总结,有利于突出教学重点,明确学习关键。

(2)运用比较教学,学会知识迁移。

把内容相同、相近、相关、相反、相异等具有可比性的知识放在一起进行比较教学,分析其特点,可以加深学生对所学化学知识的理解,揭示物质变化的普遍规律及其特殊表现,实现知识的正迁移和意义建构,是有效学习的方法之一。

(3)运用比较教学,培养学习力。

学习力是学习的动力、毅力和能力的综合体现。个人的学习力,包含知识总量、知识质量、学习流量、知识增量。作为一种学习方法,“连类比物”,可以将零散的知识有序联系、有机结合,扩充知识总量;举一反三,提高知识质量;触类旁通,扩大知识流量;循序渐进,增加知识增量。

二、比较教学在化学教学中的应用

1. 关于比较的内容——可以是概念、理论,也可以是物质、实验

教材中也有采用比较的形式呈现教学内容。如苏教版《化学1》《化学2》中,有概念比较——1mol不同固体物质的质量,1mol不同物质的体积; 有实验比较——用激光笔照射硫酸铜溶液、氢氧化铁胶体,浓硝酸、稀硝酸与铜反应;有物质比较——碳酸钠与碳酸氢钠,钠、镁、铝单质金属性,硅、磷、硫、氯元素气态氢化物,11-17号元素最高价氧化物水化物,氟、氯、溴、碘气态氢化物的形成与稳定性;有理论比较——常见晶体物理性质,原电池与电解池等等。

化学概念反映了化学的本质和化学变化的规律性,具有抽象性和概括性,是教学中的一个难点。在进行化学概念教学时,可以把与新概念相似或相反的概念放在一起进行比较,分析概念之间的相同点、不同点及相互关系,有利于学生准确掌握化学基本概念,提高概念辨析能力,加深理解,防止负迁移。

例如,比较同位素、同素异形体、同分异构体与同系物,可以让学生更好地认识这几个概念的内涵与外延,更好地区分这些概念并能合理应用。概念之间的比较,可以帮助学生辨析貌似、实异的概念,可以达到事半功倍的学习效果。

化学是以实验为基础的学科,通过实验可以研究物质的结构、性质及其变化规律。比较由于实验条件或实验操作过程的改变而造成的现象、结论的不同,更有利于学生掌握化学基础知识,得出科学结论。

例如,比较相同体积、相同浓度的不同溶液的导电性,对比小灯泡的亮度,可以得出结论:不同电解质在水溶液中电离程度不同,有强电解质、弱电解质之分。

取两小块钠,一块放置于空气中,另一块放在石棉网上加热,比较实验现象、实验产物的不同,可以得出结论:金属钠与氧气的反应,条件不同,产物不同。

对比铜与浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸的反应,可以根据反应的快慢比较浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸氧化性的不同。

2. 关于比较的形式——可以类比,也可以对比

比较在形式上有类比和对比之分。类比,是通过两个对象在某些方面的相同或相似的性质,推断它们在其他方面上也有可能相同或相似的一种推理形式。类比是一种由此及彼地做出推论的方法。对比,是把两个对象或同一事物的两个方面加以比较。运用对比,可以认识两个事物的同一性和差异性。

(1)合理类比,触类旁通。

在自然科学发展史上,类比是科学发现中一種被普遍应用的方法。牛顿曾说过:“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”布鲁纳曾经说过:“类比是一种最富有创造性的逻辑推理方法和探索工具。”通过类比可以对未知事物做出猜想,不仅可以培养学生的猜想能力,更可增强学生的学习信心和兴趣,帮助他们创造性地解决问题。

类比符合教育学、心理学规律以及人们认识事物的规律。应用类比方法,不仅可以把抽象的新知识纳入到已有的旧知识体系中,变抽象为形象、变难懂为易学、变烦琐为简单,还可以激发学生的联想,具有启迪思维、举一反三、触类旁通的作用。类比是一种促进学生知识“迁移”,提高学生科学素养的有效方法。所以在平时教学过程中,不仅要引导学生分析、比较、归纳,还要让学生学会选择恰当的类比对象,学会知识的迁移,提高类比结论的可靠程度。

类比可以分横向类比和纵向类比。横向类比是在同一层次上的迁移推理,有利于知识的横向联系,扩充原有的认知结构和知识体系。纵向类比是一种知识发展变化的不同层次的迁移推理, 有利于把新知识纳入到已有的认知结构和知识体系中。

例如,在元素周期表的学习中,根据同周期、同主族元素性质的递变性,有金属活动性Mg>Al,Mg>Be,推测金属铍和金属铝的性质类似。根据金属铝的性质,类比得出铍既可以与酸反应,也可以与碱反应。反应方程式可以表示为:

类比是一种主观的、不充分的推理,因此,要确认其正确性,必须经过严格的逻辑论证。在使用类比的时候要注意:同族元素在性质上具有相似性、递变性,同时物质还具有其特殊性。在进行类比的时候,既要类比物质的共性,又要注意物质的个性和特殊性,不能只是简单的“依葫芦画瓢”,要恰当运用类比,根据实际情况进行类比。

(2)恰当对比,举一反三。

对比是把事物、事物的几个方面放在一起作比较,在比较中辨别两者的异同。通过对比,可以认识事物的本质特征,加深对概念的认识和理解,使知识融会贯通,举一反三。

布鲁纳指出:“知识是一个过程,不是结果。”所以,化学教学在完成传授知识的同时还要提高学生的观察能力、思维能力、想象能力、创新能力。运用比较教学,可以丰富教学内容,突出教学重点,拓宽教学思路,开拓学生的思维空间,培养学生的思维能力。

例如,对比乙醇和苯酚,对比两者结构、性质的异同,可以让学生感知物质结构对物质性质的影响,有机物基团之间的相互影响、相互制约。通过比较,举一反三,让学生能从结构区分醇与酚,认识醇与酚的不同性质。让学生明白,同样含有羟基的物质,因为羟基位置的不同构成不同的物质,具有不同的性质。

3. 关于比较的时机——可以在新授时,也可以在复习时

在新授课的时候使用比较教学,可以帮助学生掌握重点、突破难点。在复习的时候进行比较教学,可以让学生在更高的层次上把握事物的相关性质,将已有知识融会贯通,构建知识体系。在不同的学习阶段使用比较教学,比较的内容、深度、广度应有所不同,比较教学也要“与时俱进”。

例如,在“钠的化合物”单元教学中应用比较教学,比较主要围绕Na2CO3、NaHCO3的性质展开:颜色、状态,俗名、水中的溶解性、同物质的量浓度时溶液的碱性、与盐酸反应的快慢、与石灰水的反应、与氯化钙的反应、热稳定性等。

而在高三复习阶段的教学中应用比较教学,可以利用碳酸钠与碳酸氢钠用途的不同,比较两者性质的区别。

比较1:Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸反应,为什么治疗胃酸过多的药物选用NaHCO3而非Na2CO3?

比较2:泡沫灭火器的反应原理可以理解成是药品与酸性物质反应放出CO2,为什么制备泡沫灭火器用的是NaHCO3而非Na2CO3?

比较3:为什么用热的Na2CO3溶液去油污,而不用NaHCO3溶液?

比较4:为什么焙制糕点时用NaHCO3,而不用Na2CO3?

比较5:为什么做面条的时候会在面粉中加入Na2CO3而不是NaHCO3?

例如,新授课时比较CO2和SO2,重点比较两者性质的异同,主要有:颜色、状态、气味等物理性质,酸性氧化物、氧化性、还原性、漂白性等化学性质。高三复习时,可增加比较两者的结构,依次设计如下问题:

比较1:碳原子、硫原子核外最外层电子数(碳原子4,硫原子6)

比较2:CO2、SO2中心原子价电子对数(n=2,n=3)

比较3:CO2、SO2价电子对空间构型 (直线形,三角形)

比较4:CO2、SO2中心原子杂化方式(sp,sp2)

比较5:CO2、SO2中心原子有无孤电子对(无,有)

比较6:CO2、SO2分子空间构型(直线形,V形)

比较7:CO2、SO2分子中共价键的类型 (极性键,极性键)

比较8:CO2、SO2分子的极性(非极性分子,极性分子)

比较9:CO2、SO2在水中溶解度大小(SO2溶解性大)

通过比较两者的结构、性质,让学生体会“物质结构决定物质性质”。

例如,氧化反应与还原反应的比较,在化学学习的各个阶段应有不同的侧重点:在初中比较氧化剂、还原剂的得氧、失氧情况,在必修1专题1中比较氧化剂、还原剂中元素化合价变化情况,在必修1专题2中比较氧化剂、还原剂的电子转移情况。

在教学的不同时机,在学习的不同时段,可根据教材内容、教学目标和学生的认知水平与特点,灵活运用比较教学,引导学生不断地对所学知识进行横向比较、纵向比较,循序渐进,不断增加比较的内容,不断增加比较的深度和广度,使学生能够更好地认识事物的现象和本质,巩固所学知识,加强知识之间的联系,培养学生思维的严密性和逻辑性,提高学生的学习力。

三、比较教学的应用反思

进行比较教学时应该注意的几个方面:

(1)比较的事物要具有可比性。可比性是指两个事物之间要有某种联系或关系,这是进行比较的前提和基础。比较不能生搬硬套,牵强附会。比较要抓本质,“同中求异,异中求同”,不能停留在表面,为比较而比较。

(2)比较的目的要明确,比较的对象及内容不宜过多,以免学生产生混淆,造成识记障碍。

(3)比较的内容要源于教材,结合学生学习情况,以教学目标为依据。若是脱离教材进行比较,就脱离了学生的学习实际情况。只有基于学生学习基础的比较,才能“以最好的教学效果达到最理想的发展水平”。

(4)帮助学生建立比较学习的一般思路:确立比较的事物——比较物质结构——比较物质性质——归纳比较认识。比较之后,要及时进行必要、有效的总结,从而帮助学生发展概括能力、抽象能力、思維能力,培养学生分析问题、解决问题的能力。

(5)运用比较教学法要讲究科学性,不应追求形式。对需要比较的内容进行合理地教学设计,使比较真正有助于学生认知、识记及思维能力的培养。

参考文献

[1] 谭宗鸣.中学化学中的类比教学[J].中学化学教学参考,1998(3):12

[2] 周革军.在类比中探究在探究中深入[J].中学物理,2008(5):14-16

[3] 陈雪娟.比较法在化学教学中的实践探究[J].教学与管理,2004(8):85-86

[4] 严明.初中化学比较法教学初探[J].文理导航,2012(2):64-65

[5] 张礼聪等.在对比中学习——“乙烯”的教学实录[J].化学教学,2016(5):55-58

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