摘 要 學科思想方法在學科中有著舉足輕重的作用,我根據(jù)多年高中化學教學的實踐,認為中學化學中總結(jié)出比較重要而又能有效地指導教學的有十大基本的學科思想。掌握一些解決化學問題的思維方法,對提高學生獨立處理化學問題的能力有著積極的促進作用。化學思想萬變不離其宗,它總是遵循著一定的規(guī)律,只有遵循這些規(guī)律才會使問題得到迅速、有效的解決。
關鍵詞 高中化學 思想方法 規(guī)律 促進
普通高中化學課程標準“課程性質(zhì)”中提出:高中化學課程應學習科學研究的基本方法,加深對科學本質(zhì)的認識。匈牙利哲學家貝拉·弗格拉希說:“科學一方面是方法,另一方面是理論;它是二者的統(tǒng)一而不是同一?!睂W科思想方法在學科中有舉足輕重的作用。
研究化學思想的發(fā)展,將有助于進一步把握化學的發(fā)展規(guī)律,深刻理解化學的理論和概念,汲取有益的歷史經(jīng)驗和教訓,促進化學學科教學的發(fā)展。筆者根據(jù)多年高中化學教學的實踐,認為中學化學中比較重要而又能有效地指導教學的有十大基本的學科思想:1.辯證唯物主義思想方法;2.守恒的思想方法;3.類比遷移的思想方法;4.歸納與演繹的思想方法;5.分析與綜合的思想方法;6.等效思想;7.比較與分類的思想方法;8.假設法;9.推理法;10.數(shù)學工具解題法等。
化學思想方法這么多,筆者不可能一一說明。今有常用的思想方法,擇其一二,舉一以反三,觸類則旁通。
一、守恒的思想方法
化學計算教學中如果能抓住時機指導學生運用守恒的思想方法,可培養(yǎng)學生探究化學問題和解決復雜化學問題的習慣性思維。
守恒的思想方法在高中化學中有廣泛的應用,如:
(一)質(zhì)量守恒
化學反應前后,元素的種類和質(zhì)量不變、原子的種類和數(shù)目不變。參加反應的元素種類和原子的個數(shù)不變,而這又可上升到“元素守恒”。利用元素守恒原理巧解有多步反應發(fā)生的計算題,往往起著事半功倍的效果。
(二)能量守恒
在化學反應中均伴隨著能量的變化,常以發(fā)光、放熱、吸熱、放電等形式表現(xiàn)出來。其中應遵循能量守恒,即:當反應物的總能量大于生成物的總能量時,該反應表現(xiàn)為放熱反應;當反應物的總能量小于生成物的總能量時,該反應表現(xiàn)為吸熱反應,若該反應屬于氧化—還原反應時,還應遵守價態(tài)守恒、電子守恒。
(三)電荷守恒
離子化合物中和溶液中陰、陽離子所帶電荷總數(shù)相等。離子反應中:反應前后陽離子、陰離子所帶的正、負電荷總數(shù)相等。電解質(zhì)溶液中也遵循這一原理,即電中性原理。
運用守恒的思想方法去指導化學計算則可歸納出計算的基本方法,如:關系式法、差量法、守恒法、始終態(tài)法和極值法等。
二、化歸思維的思想方法
化歸是把一種事物轉(zhuǎn)化為另一事物或相近、相關的事物,把“正面進攻”改為“巧妙側(cè)擊”的方法,把原來的問題變形,將其轉(zhuǎn)化為人們熟悉的已解決或易解決的問題,以達到解決的目的。
如G、Q、X、Y、Z均為氯的含氧化合物,我們不了解它的分子式(或化學式),但知道它們在一定條件下具有如下的轉(zhuǎn)化關系(未配平):
(1)G→Q+NaCl
(2) Q+H20→X+H2
(3) Y+NaOH→G+Q+H20
(4)Z+NaOH→Q+X+H20
這五種化合物中氯的化合價由低到高的順序為( )
A.QGZYX B.GYQZX C.GYZQX D.ZXGYQ
這道題以基本概念入題,考查學生對氧化劑、還原劑價態(tài)變化的理解和掌握,起點低,要求高。然而,解答此類問題時,倘若試圖找出4個具體的氯的含氧化合物的相互轉(zhuǎn)化關系,就會陷入題設陷阱之中,無法求得正確答案;但若將問題轉(zhuǎn)化成氧化還原反應中的歧化反應:一種含某元素的物質(zhì)在反應中產(chǎn)生兩種含該元素的物質(zhì),則必歧化成一種價態(tài)更高的產(chǎn)物和另一種價態(tài)更低的產(chǎn)物。抓住這些熟悉的基礎知識,則題中問題便可迎刃而解。由題中(1)的轉(zhuǎn)化可知氯的化合價是G。
化歸思維的本質(zhì)就是著眼于問題的“特征”結(jié)構(gòu),通過某種轉(zhuǎn)化使繁難或陌生的問題簡單化,達到化繁為簡,化陌生為熟知,從而使復雜的化學問題更加容易解決的一種思維方法。
化學思想有很多,以上的例子雖不足以說明全部,但足可以起到拋磚引玉的作用,如能舉一隅以反三則更佳。
總之,化學思想都是萬變不離其宗的。它總是遵循著一定的規(guī)律,在解決有關化學問題時,只要遵循這些規(guī)律總會使問題得到迅速、有效的解決。思維策略的優(yōu)劣,直接影響到學生解題的速度和準確度,因此,在化學學習進程中,適時地掌握一些解決化學問題的思維方法,對提高學生獨立處理化學問題的能力有著積極的促進作用。