应用“科学方法论”改革化学教学培养学生能力的实验研究

（四川省人民政府第一届教学成果三等奖）

承研单位：自贡市教育科学研究所

主研人员：刘廷基  陈友勋  严成志  凌学伟  吕治康

课题来源：四川省教委普教科研资助金项目

本研究以四川省教科所严成志发表的三篇论文为依据。论文为：《科学方法论应是理科教学的指导理论》（《教育研究》1989年9期）；《五类教学方法的剖析》（《课程教材教法》1985年2期）《理科教学结构的研究》（1990年10期）

科学方法论之所以能指导化学教学，主要是由于学生学习化学的思维活动跟科学研究是思维活动具有一致性。实验和理论思维结合的方法、归纳和演绎结合的方法、分析和综合的方法、从抽象上升到具体的方法、反馈和控制相结合的方法是科学研究的方法，也是理科教学必不可少的指导原理。

由于学生学习的思维过程跟科学研究的思维过程具有一致性，所以科学研究的基本原理都可以用来指导学生学习。问题在于教师怎样把教学过程设计成科学研究的基本过程。这个过程既要保持研究科学的主要思想脉络，又不要被一些支离破碎的细节影响教学。具体点就是要把教学过程设计成科研过程的缩影。因为科学研究的原始过程十分复杂，教学不可能原封不动地按照过去研究的过程来进行，事实上也没有必要按照原始过程来进行。可谓科学研究的基本过程，主要包括提出问题、分析材料、得出结论、形成概念四个环节。

关于化学变化这个概念的教学，目的在于让学生分清物理变化和化学变化。从科学研究的角度来设计教学，首先让学生观察笔心断裂、铁丝弯曲，硫磺、木碳和镁带等燃烧现象，要求学生把这些现象分为不同的两类变化。这就是提出问题的环节。为了解决这个问题，要求学生分析、比较各种现象，有什么相同和不同的地方。这就是分析材料的环节。根据分析的结果，认定哪些变化只是物质的形态变化，哪些变化不仅是物质的形态变化，而且变化成另外的物质了。得出物理变化只是物质的状态变了，而物质的本质没有变化；化学变化不仅形态发生了变化，而且变成另外的物质了。这就是得出结论的环节。结论是初步研究的结果，就学生来说，印象不深还未形成概念，需要论证。于是让学生分析蜡烛的燃烧，要求他们认识到蜡烛燃烧时的熔化是物理变化，燃烧变成气体的变化是化学变化。这就是通过论证形成概念的环节。

初中关于氧化的还原概念发展的教学，以科学方法论的基本原理做指导，我们是这样进行的。在此之前学生学习的氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂等多是以氧的得失为依据。现在要从化合价变化和电子得失来认识这些概念，把学生原来理解的概念扩大加深。于是要求学生不从氧的得失，而从反应物所含元素的化合价的变化来分析：镁的燃烧、氢的燃烧、碳与氧化铜反应、一氧化碳与氧化铜反应等的氧化还原反应的特点。这是提出问题与分析材料的环节。经过学生分析研究，他们认识到以上那些氧化还原反应，有一个共同特点，就是反应物中部分或全部元素的化合价发生了变化。其中作为氧化剂的元素的化合价降低了，作为还原剂的元素的化合价升高了，根据分析研究作出了这样的判断：氧化还原反应都是化合价发生变化的反应。这就是得出结论的环节。然后演示钠、铁在氯气中燃烧的实验，让学生思考燃烧的实质是什么？他们认识到，虽然钠与铁跟氯气反应没有氧参加，但反应引起了元素化合价的变化，其实质与有氧参加的反应相同，所以这两个反应任然是氧化还原反应。这既是形成概念的论证过程，也是低层次理论上升到高层次理论的过程。一般来说，任何科学的教学内容，多时经过科学的研究过程而形成的科学知识，因此它们都可以设计成科学研究的基本过程。通过科学方法论的基本原理的指导，都可以起到教学科研化的作用。

由于教学的科学化，发展了师生的思维，提高了师生的科学素质，因而学生的智能获得了发展。通过观察与检测，实验和动手能力实验班学生高出对比班12—65％；学习化学的兴趣、积极性、分析问题和解决问题的能力，各学校实验班不同程度的都高于对比班；学生对化学知识的理解和掌握，在自贡市初中学生能力考核测验的分析，实验班平均高出9.6—39.7分。

教师的教学理论和教学方法普遍得到了更新。用科学方法论的基本原理指导学习，开发学生的智能，参加教改实验的教师一致认为是有效的途径和方法。实际上，实验教师的业务素质都有明显提高。实验教师还写了不少教改论文和优质教案。

执笔人严成志刘廷基

审稿人张良志