第四节 化学学习的内部思维方法

一 化学学习中的抽象思维方法

在化学学习中，通过阅读、听课、观察、实验等活动得到的感性材料， 需要经过大脑的思维活动进行加工、改造、升华，才能变成理性的认识，进一步转化为学习的成果。这种思维加工主要依靠抽象思维方法和形象思维方法。化学学习中的抽象思维方法主要包括科学抽象、逻辑方法、假说—验证方法和数学方法等。

1. 化学学习中的科学抽象方法—概念和判断

化学学习中的科学抽象就是通过思维透过一类化学事物的表面现象、抽取其共同的主要的方面，把握其一般本质的认知过程和思维方法，其成果有化学概念、化学术语符号、化学思想模型等，广义的科学抽象成果还包括化学的判断、假说和理论等。

化学概念的形成过程是人脑对化学事物的感性材料进行改造加工的过程，是科学抽象这种思维运动的过程。而思维运动（或称思维活动）在现代形式逻辑和辩证逻辑中往往被叫做方法①。化学物质种类繁多，化学变化纷纭复杂，学习者要逐一地加以认识几乎不可能。借助于形成各种化学概念，人们才得以概括地认识和反映大千世界的化学物质和化学变化，认识它们的本质特征和规律性联系。因而，化学概念是人们认识化学事物的工具，形成科学的化学概念正是人们学习化学的一种常见的基本方法。

化学概念是实践发展的产物，是在化学科学实践中逐步形成和发展起来的，化学概念又是抽象思维的结果，是经过反复的科学抽象而逐步形成的。这一抽象过程或抽象方法的程序是：①在分析、比较的基础上抽取事物的共同点；②经过辩证分析，剔除共同点中表面的、次要的东西，着重把握主要的东西，深入抽取本质；③对概念的要素进行辩证综合，或者进一步理想化， 理想地复现对象，从而形成概念。

在形成化学概念以后，通常还要根据化学事物的本质属性给概念下定义、根据一定标准进行划分、确定适用的条件和范围等，通过这些逻辑活动来揭示概念的内涵和外延，通过判断、推理、确定种属关系等逻辑操作来揭示化学概念间的关系。

判断是概念的展开和联系，它以概念为基础和出发点。判断是思维的一种基本运动形式。通过思维的判断活动，可以对化学事物的属性和相互关系作出断定，因而判断是人们认识化学事物的一种方法和工具，作出判断是化学学习时经常进行的一种活动。判断可以回答对象“是什么”或“不是什么”， “是什么关系”或“不是什么关系”，以及“既是什么又不是什么”的对立统一；可以反映化学事物的性质关系（同一或差异关系）、数量关系、位置关系、包含关系、作用关系、依存关系、排斥关系、因果关系、演化关系、可能关系、必然关系以及各种对立统一关系①。判断是组成推理、假说和理论的要素。许多化学知识都是以判断的形式陈述的。

判断的真实性依赖于人们正确和深刻地认识客观事物，离不开人们的实践。判断的正确性要求用准确的语句来表述、选用合适的判断形式、遵守逻

① 李廉、张桂岳、孙克诚主编：逻辑科学纲要，湖南人民出版社 1986 年版，第 4 页。

① 李廉、张桂岳、孙克诚主编：逻辑科学纲要，湖南人民出版社 1986 版，第 382 页。

辑规律等等。

1. 化学学习中的逻辑方法

化学学习中的逻辑思维方法是在对化学事物感性认识的基础上，运用概念、判断、推理、论证等形式进行逻辑加工，间接地、概括地反映化学事物的活动过程。其结果不仅是制作出反映化学事物本质的思维形式，而且要运用这些思维形式包含的知识，制作出指导化学实践的计划、方案等新的思维形式。也就是说，它不仅在实践和感性材料的基础上解决化学事物“是什么” 或“不是什么”的问题，而且还要为化学实践解决“怎样做”或“不怎样做” 的问题①。

在化学学习中常用的基本逻辑方法有：

1. 分析与综合。分析是把学习对象的整体分解为若干部分、把复杂的事物分解为简单的要素来认识、学习的一种思维方法。定性分析、定量分析、静态分析、动态分析、组成分析、结构分析、性质官能分析和系统分析等分析方法在化学学习中都有着重要的意义。对事物进行分析，可以借助于抽象思维，也可以借助于实验方法。思维中的分析可以达到实验手段尚未达到的广度和深度，但是它依赖实验方法提供感性材料、客观依据以至检验，两者是相辅相成的。

综合是在分析学习的基础上把对象的各个部分、方面与要素统一和联系成有机整体，来认识、学习的一种思维方法。综合能把握事物本来的联系和中介，克服分析的局限，揭示事物在分割状态下不能显示的特性。分析形式决定着综合形式，分析方法和综合方法既互相对立，又互相依存、互相渗透和互相转化。

分析和综合在化学学习中有着广泛的应用，化学概念、化学理论和元素化合物知识等内容的学习都离不开分析和综合。

1. 比较。比较是在分析和综合的基础上确定若干对象之间的共同点和差异点的逻辑方法。可以帮助学习者更好地掌握化学事物的本质特点和相互联系。比较可以是单项的或多项的、分析的或综合的、简单的或复杂的、纵向的或横向的。只有涉及对象实质而不停留在表面的比较才是有意义和有价值的。

正确地应用比较方法，首先要正确地确定比较什么。要选择对认识和实践有决定意义的方面进行比较。忽视实质方面、只比较非实质的表面方面， 不仅达不到比较的目的，反而可能导致认识上的失误，要能从表面的差异中发现实质的相同，从表面的一致中发现实质的差异。

其次要正确地进行比较。只有对象的同一方面相对应的属性才能加以比较，不是同一方面相对应的属性不具有可比性。

此外，比较还应当按照一定的标准进行。没有标准，比较就无法进行； 标准不一定，比较就不合理，就会犯逻辑错误。(3)分类。分类是在比较的基础上根据共同点把事物归并为一类、根据差异点把事物分为不同的类或者把同类事物划分为较小的类，从而将事物区分为不同种类的逻辑方法。分类可以使大量繁杂的化学材料条理化、系统化，为有序地学习化学创造条件。科学的分类能反映事物内部的规律性联系，有利于学习者掌握有关的学习内容。

① 李廉、张桂岳、孙克诚主编：逻辑科学纲要，湖南人民出版社 1986 年版，第 3 页。

分类必须以对象本身的某种属性或关系作标准来进行。既可以根据事物的本质属性进行本质分类（自然分类），也可以根据事物的显著特征作辅助分类。在化学学习中常常根据认识或实践的不同需要采用不同的标准对化学事物作不同的分类。

分类应该遵守下列规则：①分类必须相应相称，即分类所得各子项外延之和必须跟母项的外延恰好相等；②各子项应是互相排斥的，其外延之间是不相容的并列关系；③分类不能越级，必须按照一定的层次逐级进行；④同一次分类必须使用同一个标准。(4)类比。类比是在比较的基础上，根据两个或两类对象在某些方面相似或相同，推论它们在其他方面也相似或相同，把其中某一对象的有关知识或结论推广到另一对象的逻辑方法。又称类比推理或类推。类比推理是在已有知识的基础上进一步获得化学知识的一种有效的试探性方法，在化学学习中有着广泛的应用。

但是，类比有其局限性。由于事物之间总存在差异，相似属性跟推论属性之间不一定有必然的联系，使类比所得结论不一定可靠，必须经过实践的验证。为了提高类比推理的可靠性，应该以两个或两类对象之间尽量多的相似方面、特别是本质属性的相似为依据；另一方面，推论属性跟相似属性、特别是本质属性之间应该具有较高的相关程度。

1. 归纳和演绎。归纳是根据个别事物具有某种属性而推论某类事物都具有该属性，从个别事物中概括出一般结论的一种逻辑思维方法。又称为归纳推理。归纳法能从经验事实中找出带普遍性的规律和原理，扩大和获得新知识，能为合理安排实验提供逻辑依据，在化学学习中有着广泛的应用。

在化学学习中常用的是不完全归纳法，只根据部分对象作出概括，可能犯以偏概全或轻率概括的错误，所得结论需经过实践、特别是反例的检验。科学归纳法通过对典型对象的分析，揭示对象跟属性之间的必然联系，从而得出具有必然性的概括结论，提高结论的可靠性。这种方法又叫做典型归纳法，也是在化学学习中常用的一种归纳方法。

演绎是从一般性原理出发、按照一定规则得出关于个别具体事物的结论的逻辑方法。在科学证明、科学预见和建构理论体系方面有着显著的作用。演绎的运用形式多种多样，三段论式是较常见的一种。在前提为真的条件下， 演绎的规则能保证真值下传，因而所得结论真实可靠。如果前提不真，就可能导致错误的结论。用演绎法所得结论一般也要在实践中加以验证。

归纳和演绎在科学认识过程中的功能是互补的、不能互相代替。在实际的认识过程中，它们互为条件、互相渗透：演绎的大前提要依赖归纳，归纳过程的分析要依赖演绎，演绎需要以归纳为基础，而归纳需要以演绎为指导。在实际运用中应该注意它们的相互联系和相互补充。

1. 证明和反驳。在化学学习中有时要确定某种猜想、假设、思想、观点乃至假说、理论的正确性。为此，常常要用事实或科学原理作为根据来证明。证明是用已知的真实判断确定另一个判断真实性的一种逻辑方法。

证明由论题、论据和论证方式组成。论题是需要证明其真实性的判断， 它必须明确，并在论证过程中始终保持同一、稳定，不能随意扩大、缩小或偷换。

论据是用来证明论题真实性的根据，它可以是事实论据，也可以是事理论据（定义、原理、规则、定律等）。论据必须是真实的，并且其真实性不依赖于论题的真实性，以防止虚假论证或循环论证。论据必须跟论题有着必

然的联系，才能有效和可靠地证明论题。此外，论据应该是充分的，才能使论证完全和严密。

论证方式是论题和论据之间的逻辑联系方式，即证明中所使用的推理形式。论证方式必须符合逻辑，即符合推理规则。证明的形式多种多样。按照论证方式可以分为演绎证明、归纳证明、类比证明 3 类。它们都是直接证明， 在化学学习中比较常用。

反驳是一种特殊的逻辑证明，它是引用已知的真实判断来确定另一判断虚假性的逻辑方法。它跟证明的不同在于，证明是证真，而反驳是证伪。

反驳也由 3 部分，即被反驳的论题、反驳的论据和反驳的方式组成。反

驳可以从反驳论题、反驳论据和反驳论证方式 3 方面进行。列举事实进行反驳（归纳反驳）；由被反驳的论题引出虚假判断或者自相矛盾的判断，从而确定被反驳的论题虚假（归谬法，演绎反驳）；以及独立地证明另一个与被反驳论题相矛盾的命题真实（间接反驳）都是常用的反驳方法。

真理总是与谬误相比较而存在，相斗争而发展。因而，证明与反驳相辅相成，都是认识真理不可缺少的思维方法。

1. 数学方法

数学方法是指以数学为工具进行科学认识活动的方法。由于数学是科学抽象的一种工具，具有高度的抽象性，所以，数学方法也是化学学习中的一种抽象思维方法。

数学方法是现代化学研究的重要方法之一。它在化学学习中也有着重要的应用，主要是：①用形式化的数学语言表示化学中的量、量的关系、量的变化，表示化学概念、原理、规律以及状态和过程，加深有关认识；②进行数量分析和计算，从量的方面认识物质及其化学变化；③利用现代数学，进行推导、演算，来认识物质及其化学变化的微观图景；④利用数学模型来认识物质化学运动的本质特征和变化规律，等等。化学学习越深入，就越离不开数学和数学方法的运用。

数学方法在化学中的运用必须始终以化学事实为基础并且接受化学实践的检验。