§9-3 化学基础理论教学的特点
一、化学基础理论都是高度抽象、概括的知识,学生较难理解。教学中要针对这一特点,尽可能使教学方法富于形象性,启发学生的抽象思维,化难为易,引导学生从认识的感性阶段飞跃到理性阶段。
在教学上,富于直观形象和启发抽象思维的各种作法,诸如引用比喻, 化学现象实例,使语言通俗、生动、形象化;采用实验、模型、图表;使用投影幻灯机、教学电影等直观教学手段。都可以应用在化学基础理论的教学中。
化学发展史说明,人们在建立和发展化学基础理论的过程中,常常以理论模型作为建立理论的跳板[6]。这从原子结构理论的建立和发展就可以看出来。人们常是把自己对物质现象的观察、思索和理解,组成简明的模型。例如,J·J·汤姆森的“西瓜式原子模型”,E·卢瑟福的“行星式原子模型”, N·玻尔的原子模型,一直到现代 E·薛定谔的原子模型等都是这样。科学家们无一不是借助于理论模型来建立其理论体系的。模型法是建立理论的思维方法。教学中可将科学的理论模型制成形象化教具,用来帮助学生对理论的理解。
史实证明,科学实验为建立理论提供了素材和基础,它又是检验理论的试金石。例如,汤姆生根据当时实验观察到的电子的径迹和测定电子的荷质比而发现电子,从而提出“西瓜式原子模型”,建立了原子是由带正电的连续体和在其内部运动的带负电的电子构成,所有电子负电荷的总量与正电荷总量相等,因而原子呈中性的理论。继后,卢瑟福又借助于α粒子散射实验, 证明原子核的存在,从而否定了“西瓜式原子模型”,提出了“行星式原子模型”及其理论体系。可见这是一个实践——理论——再实践——再提高理论的辩证唯物主义认识过程。这里的实践,主要是科学实验。教学中也应尽可能通过实验观察或描述实验事实,促进学生对理论的理解和培养他们的辩证唯物主义观点。
二、化学基础理论教材有严密的科学性和很强的逻辑性,教学中要尽力体现这一特点,使理论的导出和讲解富于逻辑推理论证,以利于学生真正理解理论的基本内容。
要使理论的讲解富于逻辑推理论证,关键在于做到两点:一是要充分运用已知的事实和原理,二是要善于引导、发展学生的逻辑思维和想象力。
例如,在讲解电解质的电离时,首先应在提供足够多的物质的溶液和熔化状态的导电性实验事实的基础上,归纳得出电解质和非电解质的概念。然后,借助金属导电是由于金属中电子按一定方向移动的结果这一事实和普遍原理,进行类比,发展学生的想象力,并进行逻辑推理得出电解质在溶解于水或受热熔化时的导电,是由于产生了能自由移动的带电荷的微粒——离子,在外电场的作用下,按一定方向移动的缘故。再从食盐晶体是由离子组成的知识,进一步逻辑推理,电解质在溶解于水或受热熔化时,未通电前就已产生了能自由移动的离子。最后分析产生自由移动的离子的过程,总结出电离的概念。这样逻辑地论证和逐步推导出电离学说的基本内容,既能使学生的思维始终处于积极状态,又有利于学生理解和掌握这些内容。
讲解中恰当地选用一些最鲜明的历史性事例,常能增强理论教学的论证性。例如,在讲授原子结构时,首先要揭示原子结构的复杂性。这时,适当
介绍一些历史过程中的关键性实验——电子的发现、放射性现象的发现、α 粒子散射实验等,从而生动地证实了原子的复杂性。
此外,充分掌握教材中理论体系的脉络,就能有意识地在讲授前面的理论知识时,为建立后面的有关理论打下基础;讲授后面的理论知识时,又体现前面理论观点的逻辑发展和运用,从而使学过的理论知识得到巩固和扩大加深。
三、化学基础理论具有能用来说明或预见化学现象和化学变化规律的特点。教学中必须引导学生充分利用这一特点,发挥它对学习其它有关内容的指导作用和用以解决一些实际问题。这样,既可更好地理解其它有关的教材内容,又可巩固理论知识,还可培养学生独立解决实际问题的能力。这类例子,在前面章节中已有介绍。
四、化学基础理论教材,在编排上注意了学生的接受能力和合理负担, 使各章节理论教材的教学要求、深度和广度都具有阶段性。教学中必须逐章逐节地深入体会教学要求,切忌盲目追求一次讲透或任意扩大加深教学内容。
例如,初中化学介绍原子核外电子排布的初步知识时,对核外电子排布的规律,只要求直接引用三条规律的结论,而不要求讨论三条结论是如何得来的。到了高中化学介绍原子核外电子的排布时,则要求明确提出保里不相容原理、能量最低原理和洪特规则,从电子亚层、亚层中的轨道数和亚层中的电子数逐步推导出各电子层可容纳电子的最大数目;从多电子原子中电子的近似能级图和三条原理推导出核电荷数为 1—36 的元素原子的核外电子的排布情况,而不要求提出四个量子数的名称。