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类比法在化学学习中的应用

2016-08-20 10:48阅读:
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。
类比法是根据两个或两类对象之间在某些方面相似或相同,从而推出它们在其他方面可能相似或相同的一种逻辑方法。类比是由个别到个别(或一般到一般)的思维方法,它是一种推理形式。类比是以比较为基础的,也可以说是一种特殊的比较。类比是通过两个或两类对象进行比较,找出它们的相似点或相同点,以此为根据,把其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象中去,这就是类比推理,简称为类比或类推;而比较则是对两个或两类对象既找出它们的相同点,又要找出它们的不同点。两者既有区别又有联系。
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。
微观抽象的化学知识之所以是难点,就是因为它们与学生已有的知识经验少有联系,学生难以有效建构新知识。果在这些化学概念学习时,从学生已有的知识经验中提炼出与新知识联系的事例,采用类比法学习,由此及彼,触类旁通,既可以轻松地突破学习难点,深入浅出,又利于学生建构知识,牢固掌握。
例如,在学习气体摩尔体积知识时,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。




类比法在化学学习中的应用
图一 用球类比原子讨论物质体积的影响因素
气体摩尔体积:的是在1摩尔任何理想气体一定状态下所占的体积。气体分子的数目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
化学知识木身就是完整的知识体系,学生在学习化学知识时,如何将一个个概念建构成为自己的知识体系呢?在这方面,类比法学习有着很大的优势,可以将新旧知识前后呼应,纵横联系,让学生有效地构建自己的化学知识网络。
如学习元素化合物知识时,在学习了卤族元素和碱金属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。在科学探究中如何更好地提出猜想和假设呢?类比法就是其中重要的一种方法。
化学史上有许多科学家运用类比法获得成功的事例,卢塞福的“原子核模型”就是其一。这是把原子看成“小太阳系”而跟太阳系类比:原子中央有一个带正电的核,电子围绕它在原子空间里运动,正像行星绕太阳旋转一样;而凯库勒在梦中得到灵感,以小蛇抓住自己尾巴类比苯的结构,从而提出苯环学说,更是化学史上的一段佳话。
我们不仅要看重现在传授学生知识,更要着眼于学生将来的发展,训练他们掌握科学的思维方法。如,在学习了浓硫酸的强氧化性知识和钝化现象后,要求学生将之与硝酸的性质进行类比。在学习了实验室制H2O2CO2NH3等气体后,类比液固、固固间反应制取气体的发生和收集装置等。
二、类比法在学习中使用时应注意的问题
类比法也有其自身局限和不足:在化学史上运用类比法取得成功获得重大发现的事例不胜枚举,但得出谬论造成惨痛教训的例子也比比皆是。例如关于有机物和有机化学概念的形成,化学史上就走了很长时间的弯路。主要是因为早期化学家获取有机物都是从有生命的物质里得到的,从而类比得出有机物必须与生命现象联系在一起的错误结论,将有机物与无机物的联系人为割裂开,阻碍了有机化学的正常发展。即使是运用类比法较为成功的推理假说也不完全是科学准确的,如前面介绍的卢瑟福原子结构模型和苯环的凯库勒式虽然在化学理论方面有重大突破,为后来者指明了前进的方向,但最后都证明是不准确的。
造成这种结果的原因是由于类比法木身缺乏严密的逻辑推理,只注重事物的相似性,不关注事物的差异性,得出错误结论在所难免。这就像世界上没有完全相同的两片树叶。
(一)科学性
科学性是指在进行化学知识学习中用来进行类比的事物与所学知识之间具有可比性,类比时力求做到科学准确,不至于得出错误结论,这是正确进行类比法学习的前提和关键。
类比时首先要考虑不同事物之间的可比性,即善于发现事物相同或相似的本质属性,只有本质上属性相同或相似,才能作出类比;其次要注意类比的或然性,正确类比,防i1=类比的负迁移。就是在抓住事物共同属性的同时,也应该注意差异性一面、
(二)典型性
碱金属元素:碱金属是指在元素周期表中第IA族的六个金属元素:锂、钠、钾、铷、铯、钫。
②均为有机物中的种类,依据其官能团的不同,会有不同的性质。
:苯是一种碳氢化合物,苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。由六个碳原子构成一个六元环,每个碳原子接一个基团,苯的6个基团都是氢原子。
典型性是指学习新知识时用来类比的事例一定要有代表性。既能代表大多数学生熟悉的生活经验或熟练掌握的知识,又在同类事物中最有代表性。只有这样才能符合学生建构知识的规律,取得好的学习效果。
(三)艺术性
在确保科学性,抓住典型性的基础上,再能提高艺术性,类比法的运用可能会收到神奇的效果。这就要求不仅有精深的专业知识,还要有广博的课外知识。只有注重平时的知识积累,加上扎实的学习基本功,才能轻松驾驭学习,使之艺术升华。另外在类比时,被比较的对象之间的相似点或相同点越多,类比的创造性价值越小,精彩性也会下降。
总之,如果我们大家在恰当地使用类比法,注意类比法使用的科学性、典型性,艺术性,会更好地传授化学知识,同时也能培养学生的类比思维,掌握探索科学的方法,为学生的更好发展,为科学事业的更快进步打下良好的基础。

练习题:
1、氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式为CsOH,则下列叙述正确的是( )
A.CsOH溶液能与CO2反应
B.CsOH溶液能使酚酞试液变红
C.CsOH溶液与硫酸反应生成的盐的化学式为CsSO4
D.CsOH在水中能电离出Cs+OH
2、请根据金属活动顺序表及常见金属与酸的反应情况,推测活动顺序表中其它金属与酸反应的情况。





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