科学探究活动中思维方法的训练.doc

科学探究活动中思维方法的训练作为科学教育的重要组成部分，新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习，使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行化学探究、联系生活实际和形成科学价值观的过程。而思维能力既是学生探究化学问题的必备能力，又是学习化学的核心能力，必须让学生积极主动地参加获取化学知识、认识和解决化学问题的实践活动，亲身经历和体验科学探究活动，在科学探究活动中训练学生正确的思维方法，可以帮助学生明确探究的目的、把握探究的方向、学会探究的方法，同时在巩固所学的化学知识。下面以探究空气中二氧化碳的含量会不会改变为例谈谈探究活动中思维方法的训练。一、分析方法的训练探究活动的基本模式是提出问题猜想与假设制定计划进行实验、收集证据解释与结论反思与评价表达与交流，这些活动中首先都必须用到的思维方法就是分析。分析的方法是常用的思维方法，有的学生无法解决遇到的一些实际问题，主要原因就在于他们理不出头绪，只会笼统地考虑复杂的问题。因此，在解决比较复杂的问题时，必须运用分析的思维方法来指导实践活动，即把复杂的问题分解成简单的、把完整的过程分解为若干阶段，对物质进行科学“分解”、深入“剖析”，以利于全面了解物质，找出解决问题的方法。一般认为空气中二氧化碳约占空气总体积的0.03%，探究空气中二氧化碳的含量会不会改变时，可以指导学生把这一问题分解成三个问题进行解决：1、引起空气中二氧化碳含量变化的因素有哪些？2、如何根据可能不同的二氧化碳含量选择测定的地段？3、如何测定二氧化碳的相对含量？由问题1学生会考虑到，许多动物（包括人）在生命活动过程中要消耗氧气，呼出二氧化碳；燃料的燃烧会释放出大量的二氧化碳；绿色植物的光合作用要消耗二氧化碳。问题3的解决可先让学生分析设计方案的可行性（考虑既易操作又准确），然后提出建议的方案：取一只800烧杯，装入约400蒸馏水，滴入3-5滴酚酞指示剂，一边搅拌一边滴入几滴稀氨水，使溶液呈浅红色。把得到的溶液保存在密闭的细口瓶里。用50注射器吸取上面配制的溶液10，在空旷的地段抽气到50刻度处，用食指震荡注射器2-3分钟，然后将注射器吸入口向上，小心将余气排出。再重复上述操作若干次，直至注射器内溶液红色恰好褪去。记下抽气的次数。用同样的操作在选定的其他地段进行测定，分别记下抽气的次数。用空旷地段空气中二氧化碳的体积含量0.03%为比较标准，求出各地段空气中二氧化碳的体积含量。二、综合方法的训练综合就是把与物质有关的各个部分、各种因素、各种属性、各个侧面联系起来，从整体上进行研究的方法。综合可以把零碎的变成完整、分散的变成集中，通过个别的认识来沟通物质的内部联系，得出整体规律。综合和分析是认识物质过程中密切联系、相辅相成的方法。从现象看本质，必须同时运用综合和分析的思维方法来指导观察，从而由现象得出结论。把上面分析的问题进行综合，整理出一个表格，用于记录测定的数据。编号取样地点取样时间抽气次数空气中二氧化碳的体积含量1空旷地段0.03%234综合测定的结果，对得到的数据进行简单的数学处理，找出各部分之间的联系（抽气次数与空气中二氧化碳的体积含量成反比），以得出结论。三、分类方法的训练通过分类可以使大量繁杂的化学知识条理化，如果没有分类，就无法深入地认识化学知识。很多学生觉得化学科难学，就是因为没有掌握分类的方法。在研究化学问题时，用分类的思维方法来指导探究，有助于学生对化学知识的理解和记忆。如引起空气中二氧化碳含量变化的因素，可分为使二氧化碳含量增加的因素动物的生命活动、燃料的燃烧等和使二氧化碳含量减少的因素绿色植物的光合作用，预测出探究结果。结合取样地段与空气中二氧化碳的体积含量的数据，把探究结论与预测的结果作比较，有助于对探究结论给出合理的说明。四、抽象方法的训练人认识事物是从具体的开始，经过抽象的方法提高认识。抽象的方法就是抓住具体物质的本质、特征、属性进行研究的方法。在遇到复杂的具体物质时，必须让学生明确探究目的，同时运用抽象的思维方法来指导探究，才能抓住物质的本质现象，避免在次要、非本质的因素上浪费时间，能迅速、深入地完成探究。对空气中二氧化碳的含量会不会改变，学生可能会有很多猜想，教师有必要提醒学生从所学的化学知识出发去思考问题，抓住引起二氧化碳含量变化的原因本质上是二氧化碳的产生或消耗，以及空气中其它成分的产生或消耗，引导学生得出较合理的猜想，如：1、由于二氧化碳的大量产生，空气中二氧化碳的含量会逐渐增加。2、二氧化碳的消耗和产生基本保持平衡，空气中的二氧化碳含量不会有太大变化。3、在不同地段、不同时间里，某个区域空气中的二氧化碳含量会有一定的变化，但由于空气的流动，空气中二氧化碳的含量总体变化不大。有了种种合理的猜想，就有了更明确、具体的探究目的，制订的探究计划将更有针对性。五、概括方法的训练概括就是集合不同物质共同的本质属性进行研究的方法，概括和抽象常常是联合运用的。只有运用概括的思维方法来指导探究，才能帮助学生找出物质的共性，找出物质变化的规律性，轻松地学习化学知识。总结各种猜想和实验所得数据中共同的相吻合之处，用于指导学生得出探究结论并对结论加以解释，进而指导所得数据可靠性的检查，引导探究过程的反思与评价。六、推理方法的训练根据数据处理的结果，通过分析推理获得结论的全过程是实现探究活动的重要途径。推理就是根据已知的事实、条件，用正确、科学的方法推断出新结论的思维方法。在观察化学现象时，必须运用推理的方法，才能观察得全面，不仅观察到现象的结果，而且看到形成现象的全过程，以至得出产生这些变化的原因。在探究活动的全过程都贯穿着推理的思维方法，从提出问题到做出猜想、从猜想到制订计划、从收集数据到得出结论、从结论到反思与评价，每一步都能训练推理能力。必须让学生有意识地抓住物质之间的联系，运用所学的化学知识进行正向推理和逆向推理。七、想象方法的训练想象可以使探究活动生动活泼，在探究抽象的化学问题时，运用想象的思维方法，能激发学生探究的灵感，扩展探究的渠道和内容，沟通不同的探究结果，大大丰富了探究的内容。想象方法的训练要求教师联系生产、生活实际，拓宽学生的视野。化学科学与生产、生活以及科技的发展有着密切联系，对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响。学生会接触到很多与化学有关的生活问题，教师在教学中要注意联系实际，帮助学生拓宽视野，开阔思路，综合运用化学及其他学科的知识分析解决有关问题。在教学中要以日常生活中的化学问题为线索，介绍化学知识及其应用，创设生动的学习情景，如介绍“温室效应”及其产生的原因，引导学生通过调查、讨论、咨询等多种方式获取化学知识，认识化学与人类生活的密切关系，理解和处理生活中的有关问题。此外，把信息技术应用于探究活动环节中，有助于对学生进行各种思维方法的训练。例如，学生从互联网中查找、收集、评价有关信息，研究“酸雨”、“有关汽车尾气的化学问题”等STS类课题；从科普类网站搜集化学史、生活中的化学常识、最新的化学科学研究进展等资料，以帮助学生分析和研究某些问题。在收集、处理信息的过程中，学生分析与综合的能力、抽