論高中化學教學中的“科學認識過程方法”

陳金春

[摘要]科學認識過程是化學研究與學習的重要過程，以材料的獲得、加工與描述為內容的科學認識過程方法，是高中化學教學的重點之一。材料的獲取方法是科學認識過程方法的基礎，材料的加工方法是科學認識過程方法的核心，材料加工之后的描述，是科學認識過程方法的概括。

[關鍵詞]高中化學；科學認識過程方法；材料

[中圖分類號]G633.8 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）23-0067-01

無論是傳統教學中，還是在課程改革以及核心素養的培養中，科學方法及其體系在高中化學教學中都有著十分重要的地位。高中化學教學中，科學方法的教育具有層次性，通常認為其具有科學認識的一般過程與過程方法兩個層面——“化學教育中科學方法教育的目標包括科學認識的一般過程和科學認識過程的方法兩個層面”。因此，高中化學教師研究科學方法的教育，也需要從這兩個層面來進行。對于一般認識，通常論述較多，本文側重于對科學研究視角下的“科學認識過程方法”進行闡述。

一、材料的獲取方法——科學認識過程方法的基礎

化學研究作為一個科學認識的過程，其基礎是研究材料的收集，化學教學也不例外。高中化學教學過程中如何獲取材料呢？通常認為有兩個思路：

一是直接獲取。直接獲取研究材料的方法就是觀察與實驗。在高中化學教學中，很多實驗的設計都基于一個基本的目的——讓學生觀察。例如，在研究金屬鈉的性質時，教師常常將金屬鈉切開之后，讓學生觀察純凈的金屬鈉的顏色。學生通過比較就可以發現原來自己看到的“鈉”其實是其氧化物——這個看就是觀察，而這個觀察在某種程度上使學生的認知出現了失衡，從而打開研究的思路。這些觀察就是學生獲取研究材料的過程，也是科學認識過程的開始。

二是間接獲取。對于學生建構化學知識而言，僅有觀察與實驗這樣的直接信息通道是不夠的，還需要間接信息通道發揮作用。高中化學學習作為一個科學認識的過程，常?？梢酝ㄟ^材料閱讀來豐富學生的認知。目前，高中化學教材中設計了一些閱讀材料，而各類評價題中所運用的情境，實際上也是學生獲得材料的一個途徑。如在化學污染與治理的相關知識的學習中，學生所接觸的材料通常就是社會當中的一些實際事例，在對這些事例的研究中，學生可獲得一些研究材料。

二、材料的加工方法——科學認識過程方法的核心

科學認識的過程，就是獲取了材料之后再進行加工的過程。高中化學教學中，常用的材料加工大致可以分為兩類：一類是非邏輯方法；另一類是邏輯方法。

非邏輯方法本身不是科學結論得出的有效方法，但卻是科學認識過程不可缺少的方法，因為科學常常是從直覺、猜想、假說、模型等開始的，正是研究者在獲得了研究材料之后，根據已有的經驗與知識作出直覺性的判斷，才形成了科學認識的基礎。如在鹵族元素性質的教學中，學生在了解了相關的材料之后，可以獲得一個共性的認識，那就是不同的鹵族元素，其原子結構表現出一定的相似性，即最外層電子的數目相同，且電子的層數與核電荷數表現出相同的遞變性。于是學生就自然猜想：如果鹵族元素單質與氫氣反應，那應當對應著鹵族單質的置換，從而初步判斷鹵族元素應當是一種活潑的非金屬元素，且核電荷數越多，鹵族元素的非金屬性就越弱。

盡管這樣的判斷還沒有經由實驗的證實，但這畢竟是一個相對有效的、能夠促進學生更好地建構化學知識的過程，其無論在化學研究中，還是在化學學習中，都是一個有價值的認識過程。當然，最終的化學知識體系的構建，還是需要嚴密的論證的，而這就需要邏輯方法來發揮作用了。從方法的有效性的角度來看，分析與綜合、歸納與演繹、比較與分類等方法，都是既常用且有效的邏輯方法。高中化學教學中常常要對物質進行分類，這就是建立在比較基礎上的分類，其結果通常被認為是合乎邏輯的、有效的。

顯然，這里的材料加工其實就是一種高水平的思維活動，而化學學習作為一種認識過程，其最大價值就在于對化學現象的觀察（思維材料的獲得），對思維材料的加工，而加工的結果就會得出化學結論。

三、材料的描述方法——科學認識過程方法的概括

材料的描述方法其實很簡單，就是用化學語言呈現整個科學認識過程的結果，用化學語言準確地描述對材料加工的結果。

例如，對元素周期律的描述，學生先獲得鹵族元素與堿金屬元素的相關知識，借助已經獲得的對元素周期的認識，去對更多的元素進行分析，如對碳、氮、氧元素的相似性性質的研究等，進而將已有的對元素周期性的認識上升為元素周期律。

總的來說，對材料的描述是科學認識過程的總結性工作，是材料獲得與加工的言語體現，重在對化學語言的準確理解與運用，這需要在日常教學過程中跟學生強調化學語言的準確性，限于篇幅，本文不再贅述。

（特約編輯溫簡）endprint