化學實驗事實的理論解釋
“在研究、實驗和觀察的時候,要力求不停留在事實的表麵上。要設法洞悉事實發生的底蘊,要堅持不懈地尋求支配事實的規律。”“科學的目的在於概括這些事實,並把它們提高到原理的高度。”②
通過實驗觀察,我們可以獲得化學實驗事實。那麼,這些事實說明了什麼?為什麼會產生這些事實?要回答這些問題,就必須對事實進行經驗概括和理論解釋。
一化學實驗事實的經驗概括
經驗概括是指在一定的化學實驗事實的基礎上,對物質及其變化的特征和規律性所進行的一種概括。它是科學概括的最初形式。經驗概括與化學實驗事實不同,它撇開了具體的物質及其變化的個性,而將其上升為共性、普遍性,屬於初級的理性認識;而化學實驗事實則是對具體的物質及其變化的個性的認識和反映,屬於感性認識,是進行經驗概括的前提和基礎。
1.化學實驗事實的經驗概括是以歸納的方式進行的
(1)化學實驗事實的完全歸納和不完全歸納。
對化學實驗事實的經驗概括,通常要借助於歸納法。歸納法是以個別對象為前提而得出一般性結論的一種邏輯方法,它可用下式來表示:
根據得出結論所依據的前提是否是全部個別對象,可將歸納法分為完全歸納法和不完全歸納法。
完全歸納法。完全歸納法是以全部個別對象為前提而得出一般性結論的一種方法,它可以用下式來表示:
例如,對“碳的可燃性”的認識。
事實石墨能在氧氣中燃燒,生成二氧化碳氣體;
事實②金剛石能在氧氣中燃燒,生成二氧化碳氣體;
事實③C60能在氧氣中燃燒,生成二氧化碳氣體;
用完全歸納法所得出的是必然性結論。由於完全歸納法要求以全部個別對象為前提,因此,對具有無窮多個個別對象的歸納不能運用此方法。
②不完全歸納法。不完全歸納法是以部分個別對象為前提來得出一般性結論的一種方法。它可用下式來表示:
例如,對“金屬導電性”的認識。
運用不完全歸納法所得出的結論超出了前提的範圍,因此,結論具有或然性。受到各種條件的限製,人們不可能一下子就把全部個別對象都列舉出來,因此,在一定的實驗事實的基礎上,大膽地進行推理和判斷,就成為科學探索不可缺少的一步。
(2)化學實驗事實經驗概括的結果。
對化學實驗事實進行經驗概括,可以獲得以下成果。
物質及其變化的性質或特征。
例如,對“酸能使紫色石蕊試液變紅”的認識。
②物質及其變化的規律性。
例如,對“鹽與金屬反應規律性”的認識。
③化學概念。
例如,對“電解質”概念的認識。
④化學定律。
例如,對“質量守恒定律”的認識。
2.化學實驗事實的經驗概括需要運用比較法
比較是對化學實驗事實進行經驗概括的前提。通過比較,可以找出化學實驗事實的共同點,然後進行分類,歸納概括出物質及其變化的特征和規律性。例如,在初中對氧氣化學性質的認識。通過實驗,可以獲得氧氣能跟碳、硫、磷、鎂、鐵等物質發生化學反應;通過比較,可以將這些實驗事實分成兩類;通過歸納,可以概括出這兩類實驗事實的共同點,從而得出氧氣能夠跟非金屬反應、能夠跟金屬反應的性質。這個過程可用圖6-1來表示。