谈高中化学必修模块培养学生科学方法的理论与实践

科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中形成的有效的规则、方式和手段，是人的活动经验程序化、规范化的结果，是进行科学研究的有力工具。科学方法教育可以使学生知道知识是怎样得来的，不但有助于他们更好地理解科学知识，而且有助于他们学会独立的获得知识。

一、化学必修模块中科学方法教育的内容和要求

化学科学方法常常包含较多，但较深的化学专门知识和方法往往缺乏化学学科的特点，不容易被学生理解和接受；因此，中学化学中的科学方法教育内容应该以自然科学一般方法为主。自然科学中常用的方法有：观察、实验法，归纳、演绎法，假说预见等创新方法。其中“实验”是化学科学的重要方法，教学中应该给予足够的重视。

对不同的方法，在不同的学习阶段有不同的要求，大致可分为渗透、知道、理解三个层次。渗透，即不刻意追求该方法的教学，使科学方法很自然地体现、渗透在教材具体内容的阐述中；知道，即学生能说出该方法的名称，了解它的活动方式、特点和主要步骤；理解，即学生能在某些情境中模仿应用该科学方法来解决问题。根据中学生的认知规律以及这种科学方法对大多数学生将来的生活、学习所起的作用大小，教师可以仁者见仁，智者见智地决定某种科学方法的运用。

二、培养学生掌握科学方法的主要途径

按照知识的获得或应用过程来组织化学教学，让学生自主地参加解决问题的研究性学习活动是中学生进行科学方法学习的最主要的、有效的途径。学生主要通过课堂上的感情(包括实验课)或者研究性学习过程中的感悟来掌握各种科学方法。当然，课堂上的时间毕竟有限，某些方法往往得不到内化，有些方法也不可能完全在课堂上实施，因此可以适当地把科学方法的教育延伸到课外。教材中“科学探究”和“实践活动”等栏目，都可作为课堂教学的一种延伸，可以让某些方法的培养在课外得到深化，给予了教师较大的自由发挥空间，教师可在适当的时机从教材中挖掘出科学方法的教育内容渗透在教学环节中。

例如:学生在初中学过固体和固体反应制取气体的装置(加热氯酸钾和二氧化锰），在高中学习固体和固体反应时(氯化铵和石灰)，可以采用类比的方法，引导学生自己推出实验装置。通过固固类反应的装置还可以引导学生推出固液类、液液类反应的装置。整理一下思路，我们会看到，由个别类比到个别（氯化铵氢氨），又由个别引出一类(氯酸钾和二氧化锰固体和固体反应) ，而后又由一类想到另一类(固固类液液类) ，起到了举一反三、触类旁通的作用。学生掌握了这种思维方法，不仅有助于学生学习知识，还有助于培养独立思考能力、自学能力、创造能力。

三、培养学生掌握科学方法的实践

以高中化学必修课《富含在海水中的元素——氯》的活动设计为例：

[问]通过氯气的溶解性实验我们也已经知道，氯气可以溶于水，那氯气是否像二氧化碳一样可溶于水并且与水发生反应呢?我们可以通过探究氯水的成分得到答案。

[科学探究]请你通过设计实验检验氯水中的成分来验证你的想法，并完成下表:

氯水中可能存在的粒子实验方案现象结论注:学生实验台面上给出了紫色石蕊试液，硝酸银溶液，稀硝酸等试剂。

[媒体显示]学生回答情况并进行学生互评和教师总结点评。(学生通过观察氯水的颜色常能写出H20，C12，通过加硝酸银溶液和稀硝酸看到有白色沉淀能写出C1-，通过加紫色石蕊试液看到变红色能写出H+，一般写不出HC10和C10-。

[问]大家现在看看加入紫色石蕊试液的试管变成什么颜色?

[学生回答]褪色了

[追问]为什么紫色石蕊实验滴人氯水后先变红后又褪色了?说明氯水中有一种具有漂白作用的物质。这种物质是不是水或C1-? (学生由生活经验知道不可能)是不是氯气?

[教师演示实验]把一片红纸放入干燥氯气中，一段时间后滴入一滴水在红纸上

[现象]红纸在干燥氯气中不褪色，滴有水的红纸部分褪色

[结论]干燥氯气不具有漂白性，这种漂白性的物质是氯气与水反应的产物

[讲述]这种漂白性的物质就是氯气与水反应生成的HCIO

[媒体显示]C12+H2O=HC1+HCIO

氯气与水的反应方程式是该节课的一个重点和难点，但是由于教师设计了这个探究活动，不但学生的学习效果非常好而且培养了学生用观察法和实验法去发现、分析和解决问题，帮助学生形成了“提出问题——推测与假设——设计方案——实验验证” 的实验探究思维品质，使学生学会自主地获取知识。由于必修模块中还有很多类似的元素化合物课，因此，观察法、实验法、分析法等科学方法的教学可以反复地进行，当然还需要教师精心地设计学生的探究活动，力求有典型性，并具有适当的变式和梯度。

在元素化合物的课型中，除了上述三种方法，比较法、类比法、分类法也用得很多，如：讲述浓硫酸的性质时，可将其与稀硫酸的性质比较；讲述二氧化硅的性质时，可将其与二氧化碳的性质比较；讲述硝酸的强氧化性时，可将其与浓硫酸的强氧化性类比；讲述金属的化学性质时，可将金属分成活泼、较活泼、不活泼三大类来研究；讲述有机化合物的性质时，可将其按官能团分类研究等等。采用这些方法教学，不仅学生的学习效果好，还帮助学生掌握自然科学的一般研究方法，优化了学生的思维品质。