化学教学中学生推理能力的培养例谈，本文主要内容关键词为：中学生论文,能力论文,化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在自然科学学科的教学中，将知识作为载体，培养学生科学的思维方法，从而使学生逐渐形成科学的世界观和方法论，是现代教学观的具体体现，更是教师应该永远追求的目标。
《2002年普通高等学校招生全国统一考试说明》新增设的理科综合能力目标强调“推理能力”，要求学生“能够根据已知的知识和题目给定的事实和条件，抽象、归纳相关信息，对自然科学问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表述出来。”类比和归纳是作出正确推理的基础，应将其作为培养学生推理能力的切入点，从而使学生掌握科学的思维方法。
一、用归纳推理进行收敛思维的训练
归纳推理是一种由个别到一般的推理，是指由具有一定程度的一般性的知识，过渡到一般性程度较大的知识，由特殊的、具体的事例推导出一般的原理、原则的推理方法。
科学归纳推理是最常用的一种归纳推理方法，它是在占有大量资料的基础上，通过对事物表象的分析，找出其中最有规律性的东西，从而形成一般结论的推理方式。通过这种推理，人们发现了真理，形成了对自然和社会的科学认识。科学上的许多定理、定律都是通过科学归纳推理得出的。科学研究过程中获得的原始实验数据或信息往往是纷乱无序、真伪混杂的，要想对实验数据或信息进行准确分析，找出事物之间的必然联系，探索科学规律，首先应学会对实验数据和信息进行疏理和归纳的方法，这是中学教学培养学生科学方法的一个重要方面。
例如，关于化学平衡状态的判断，是高中化学教学的一个难点。一个化学反应达到平衡状态，有显性和隐性两种标志，或者说有本质和表象两种描述。
本质：在一定条件下的可逆反应达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率。学生通过对本质的描述，对化学平衡状态进行判断是比较容易的。
表象：反应混合物中各组分的百分含量不再随时间改变而发生变化。反应混合物中各组分的百分含量又可通过组分的浓度、组分的物质的量、反应物的转化率、体系的压强、体系的温度等物理量来描述。对于初学者来说，通过对表象的描述，对化学平衡状态进行判断是比较困难的，单靠教师的讲解很难使学生真正理解，应该通过具体实例，让学生从各种条件的对比分析中，自己归纳出一般结论，这既有利于帮助学生形成科学概念，又有利于对学生进行科学方法的训练。具体过程简述如下：
首先，给出两个不同侧重点的题目。
【例题1】一定温度、固定密闭容器中发生可逆反应
，下列状态是否为平衡状态？
A.各物质的浓度之比为c（A）∶c（B）∶c（C）＝2∶3∶3；
B.混合气体的物质的量（或压强或体积）是反应开始时的3／5；
C.C的体积分数为37.5％；
D.A的浓度为0.5molL[－1]；
E.B的转化率是20％；
F.A的浓度不再随时间变化；
G.混合气体的总压强（总物质的量）不再随时间变化。
【例题2】在一定温度下，容积固定的密闭容器中进行可逆反应
下列描述能否说明反应已达到平衡状态？
A.混合气体的总质量不再随时间变化；
B.混合气体的总物质的量不再随时间变化；
C.混合气体的压强不再随时间变化；
D.混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化；
E.A、B、C的分子个数之比为1∶1∶2；
F.A的质量分数为40％；
G.B的转化率不再随时间变化。
分析信息探索规律的基本过程：
第一步：让学生开展讨论，归纳出各种表象描述的特点。
第二步：对各自特点再进行对比分析，得出一般结论。
初步结论：
1.反应混合物各物理量之间的量化关系描述不能作为平衡状态的标志。
结论解释：反应混合物各物理量之间的量化关系会受到多种因素的影响（如起始投料比、反应条件、反应程度等），因此，反应混合物各物理量之间的量化关系，无论在起始阶段，还是在建立平衡阶段、化学平衡保持阶段或化学平衡移动阶段都可能出现。如【例题1】A、B 选项，【例题2】E选项。
2.反应混合物中各物理量的定值描述不能作为化学平衡状态的标志。
结论解释：反应混合物中各物理量的定值在反应的起始阶段以及化学平衡的建立、保持、移动阶段都有可能出现。如【例题1】C、D、E选项，【例题2】F选项。
3.关于某物理量变化特点的描述可以作为平衡状态的标志。
（1）对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应而言， 反应混合物各物理量总值变化特点的描述不能作为平衡状态的标志。
结论解释：上述情况下的反应混合物各物理量的总值，无论在反应的起始阶段，还是在化学平衡的建立、保持、移动阶段均不会改变。如【例题2】A、B、C、D四个选项。
（2）【例题1】E、F选项和【例题2】G选项可以作为化学平衡状态的标志。
结论解释：此类对于某物理量变化特点的描述，在可逆反应由起始到建立化学平衡的过程中是不断变化的，当这些物理量保持不变时，也就意味着可逆反应达到了化学平衡状态。
一般结论：
若反应混合物的某物理量随可逆反应的进行可以发生由可变到不变的变化，则该物理量随时间的变化而保持不变时的状况，即可作为可逆反应达到平衡状态的标志。
通过上述过程，我们完成了借助表象描述对化学平衡状态进行判断的一般方法的科学归纳。该结论的得出，经过了由特殊到一般，由个别到普遍，由孤立到联系的分析过程。题目的设计，由教师有目的地编制；结论的得出，由学生集体讨论完成；概念的定义，可在教师指导下逐步完成，进而形成科学化、规范化的表述。上述过程既培养了学生归纳推理能力，又对学生进行了收敛思维的训练。
二、用类比推理进行发散思维的训练
类比推理是一种由个别到个别的推理，是指由两个事物的某些属性的相同，推论它们的另一属性也可能相同的一种间接推理方法。
类比推理方法的应用，见诸于化学研究的各个方面，如元素性质或结构相似的化合物性质的推断、化学反应的基本规律的探索等。类比推理的结论是或然的（可能的），有待于进一步验证。但正是这种或然性，才开辟了新的思维空间，才使科学发明创造成为可能，才使人类对客观事物的认识不断深入和发展。因而在教学中利用一定的信息资源，对学生进行类比推理能力的培养，有利于帮助学生敢想，会想，成为创新型人才。
其次，启发学生引申类比：将NaOH或HCl 加到水中会抑制水的电离平衡，使水的电离程度减小，同一温度下，水的离子积不变，但溶液的导电性增强。
结论（3）将CaSO[,3]或SOCl[,2]加到液态SO[,2]中，会抑制SO[,2]的电离平衡，使液态SO[,2]的电离程度减小，同一温度下离子积Kc＝c（SO[2－][,3]）·c（SO[2＋]）不变，但溶液的导电性增强。
学生在上述类比与归纳推理的运用过程中，不仅能亲身体会和实践科学研究的方法，而且还有助于建立事物普遍联系的辩证唯物主义观点。
大数学家劳厄曾说过：“我觉得读书最高的境界是，你们毕业离校时把老师讲的知识全部忘光，剩下的才是真正成果。”这个成果就是知识以外的能力，是综合素质。学生可以记不住电解质溶液中水的电离、pH计算，但要记住抓主要矛盾、抓矛盾主要方面的辩证方法；可以记不住CaSO[,3]和SOCl[,2]在液态SO[,2]中的反应，但要记住类比推理方法的应用；可以记不住多取代基的有机物同分异构体的书写，但要记住有序思维的方法……因此，教师讲课的站位要高，要在引导学生掌握知识的同时，站在逻辑学和哲学的角度，对学生进行科学的世界观和方法论的教育，让学生感悟哲理，学到方法，形成分析问题、解决问题的能力。