类比思想解决化学问题教案.pdf

类比思想解决化学问题 类比思想是间接推理的科学研究方法，类比是提出新问题和获得新发现的一条重要途径， 各种发明创造都与类比思想有直接联系。诸如，由鸟的飞翔和蜻蜓的飞行人们制成了飞机， 由人的肢体活动人们创造了机器人；人的大脑有许多记忆功能，于是有了电脑储存各种大量 信息；古代有嫦娥奔月的传说，于是有了神舟9、10号载人宇宙飞船等；在科技史上，利用 形式类比、功能类比和幻想类比等实现的发明创造不胜枚举。正如著名数学家波利亚所说： “类比是一个伟大的引路人。”化学学习中离不开类比思想，化学教材中类比的事例比比皆 是。类比可以使一些化学问题简单化，也可以使化学学习思维更加广阔。 类比思想是依据两个对象或两类事物间的已知相似性，把一个对象或一类事物的特定知 识转移到另一个对象或另一类事物上去，从而推理获得后一个对象或后一类事物的新知识。 类比在解决化学问题过程中充当 “中介”，即通过借用熟悉问题的解决办法去解决新问题的 一种解决问题的策略。由于任何物质都有其差异性，类比思想在解决新问题时可能产生负迁 移的干扰作用，这是正常现象。任何事物都有其正反方面，有益的类比可以正确解决化学问 题，得出正确的结论。相反，有害的类比可以误导解决问题的思路，必须引起足够的重视。 一、利用物质组成与分类特点进行类比 化学物质种类繁多，尤其是元素化合物与有机物的知识，涉及千变万化的物质，给许多 学生学习化学及解决化学问题带来困难，化学教学过程中要始终借助类比思想让陌生物质变 得熟悉，以点带面，触类旁通。因此，必须根据组成物质的元素种类将物质进行分类，即从 化学的视角将组成或性质具有相似特征的物质进行合理分类，让分类后的物质具有相似性， 解决化学问题就会有章可循。 案例1：学会用类比的方法来学习氢氧化铝和氧化铝的性质。 氢氧化铝是两性氢氧化物，氧化铝是两性氧化物，它们既可与强酸反应，又可与强碱溶 液反应，教学过程中，为了增强对两性物质的理解，要注意引导学生利用物质组成与分类特 点进行类比。 当与强酸反应时，氢氧化铝显碱性视为碱，并以氢氧化铁与盐酸发生酸碱中和反应生成 盐和水进行类比： Fe(OH)+3HCl==FeCl+3HO Al(OH)+3HCl==AlCl+3HO 3 3 2 3 3 2 当与强碱反应时，氢氧化铝显酸性视为酸，化学式可写为HAlO (一元酸)，并以硫酸与氢 3 3 氧化钠发生酸碱中和反应生成盐和水进行类比： HSO+2NaOH==NaSO+2HO HAlO+NaOH==NaAlO+2HO 2 4 2 4 2 3 3 2 2 当氧化铝与强酸反应时，视为碱性氧化物，并以氧化铁与盐酸反应生成盐和水类比： FeO+6HCl==2FeCl+3HO AlO+6HCl==2AlCl+3HO 2 3 3 2 2 3 3 2 当氧化铝与强碱反应时，视为酸性氧化物，并以二氧化碳与氢氧化钠反应生成盐和水类 比：CO+2NaOH==NaCO+HO AlO+2NaOH==2NaAlO+HO 2 2 3 2 2 3 2 2 类比氢氧化铝、氧化铝与强酸或强碱溶液发生的反应，还可得知Zn(OH)、Be(OH) 等属 2 2 于两性氢氧化物，ZnO、BeO等属于两性氧化物。有关反应如下： Zn(OH)+2HCl==ZnCl+2HO Zn(OH)+2NaOH==NaZnO+2HO 2 2 2 2 2 2 2 Be(OH)+2HCl==BeCl+2HOBe(OH)+2NaOH==NaBeO+2HO 2 2 2 2 2 2 2 ZnO+2HCl==ZnCl+HO ZnO+