在化学教学中渗透辩证唯物主义教育
钱剑铭
化学,是一门研究物质的组成、结构、性质、变化、用途及其合成的自然科学,学科自身的特点决定,含有十分丰富的哲理。“他山之石,可以攻玉”。我在教学实践中,始终坚持把辩证唯物主义哲学观点贯彻到相关的知识点,收到了较好的教书育人的效果。
一、化学中的运动观
世界是物质的,物质是运动的,运动是物质的根本属性。化学中的物质是物 质的具体形态和结构。在教学中通过联系生活事例:如水的蒸发、氨水气味的扩散、蔗糖溶于水等等,使学生感知到构成物质的微料——处于不断的运动之中。同时结合教材内容,可以强调运动的绝对性。如讲到原子结构时,联系核外电子绕核运动;讲到晶体时,联系构成晶体的微粒在平衡位置附近不断地振动;讲到胶体时,联系胶料的无规则的运动——布朗运动。
化学反应,是物质运动的基本类型之一。在教学中通过演示实验:如氢、氯光照下化合营企业、白磷在空气中自燃等等,使学生真正感知到物质的运动——发生了化学变化。从表面上看,化学变化是杂乱无章的,但实质上,化学变化象一切运动一样,是有规律可循的。因此,在教学中,必须分析、总结各类反应的规律,便学生更好地掌握物质的性质,大面积地提高教学质量。例如盐类的水解,水解反应的本质就是盐的离子与水电离出来的H+或OH-结合成弱电解质的过程。因此,弱酸根离子和弱碱阳离子存在的盐溶液,一定会发生水解。在教学中,引导学生总结出。“弱酸强碱盐水解后溶液显碱性;强酸弱碱盐水解后溶液显酸性;强酸强碱盐溶液显中性”。培养学生的思维能力,使学生学得生动,掌握得牢固。
运动是绝对的,静止是相对的,动中有静,静中有动。例如:在25℃时,往100克饱和的硫酸铜溶液中,投入一颗不规则的胆矾晶体,则晶体会发生什么变化?此时溶液中,溶解与结晶的速度达到相等,处于静止状态,但速度不等于零,即仍有溶解和结晶,仍处于运动。因此,该晶体的形状会改变,形状可以从不规则变成规则,但晶体的质量不会改变,溶解正处于“静止”状态。
《化学平衡》一节教材,与运动观点联系最密切。在教学实践中证明,要教好这一切内容,必须渗透运动的观点。化学平衡可以概括为三点:(1)动。V正=V
(2)定。平衡体系中各组成成分的百分逆≠0,化学平衡是动态平衡,既动又静。
含量保持不变,体系处于静止状态。(3)变。当外界条件改变时,平衡随之破坏,发生移动。即化学平衡是一相对静止状态,是有条件的。
二、化学中的对立统一观
对立统一规律是事物发展的基本规律,世界上一切事物充满着矛盾,矛盾着 的双方既统一,又斗争,推动着事物的变化发展。在高中教材中,有关物质的组成、结构、性质、变化以及合成等方面,都蕴藏着这一规律的丰富素材。
在离子晶体中,阴、阳离子既相互吸引,又相互排斥作用达到平衡,于是阴、阳离子之间就形成了稳定的离子键。阴、阳离子共处于同一晶体中,而整个晶体又不显电性。
在氧化——还原反应中,氧化就是物质失去电子,还原就是物质得到电子,两者既相互对立、相互斗争,又相互依存、相互转化、没有电子的失去,也没有电子的得到。氧化剂本具有氧化性,但是一旦得到了电子,成为还原产物时,其
还原产物则具有了还原性。
在溶液中,酸、碱性也是一对矛盾。当溶液中,[H+]>[OH-],溶液显酸性;当溶液中,[H+]=[OH-],溶液显中性;当溶液中,[H+]>[OH-],溶液显碱性。H+和OH-共存于同一溶液中,相互对立、相互抑制,同时,两者是相互联系、相互依存。两者统一于离子积:Kw=[H+]×[OH-]
辩证唯物主义认为,内因是变化的根据,外因是变化的条件,外因只有通过内因才能起作用,在化学变化中,内因是参加反应的各物质的内部矛盾,是由物质的组成、结构的特点决定的。外因就是外界条件,如浓度、温度、溶剂、催化剂等等。例如:铜片与稀硫酸在加热条件下,不发生反应。铜片与浓硫酸以加热条件下,反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。这说明浓硫酸具强氧化性,而稀硫酸不具有强氧化性。又如常温下过氧化氢分解很缓慢,当往过氧气化氢中加入少量二氧化锰,则可以看到大量气体放出。过氧化氢结构不稳定,是它发生发解的内因,当加入二氧化锰时,在它的催化下反应速度大大加快,外因就通过内因起作用。在教学中,联系具体化学瓜,强调反应条件的重要性。
化学教学中,要使学生认识对立统一规律,逐步学会运用这个法则,并分析和研究物质的变化和发展。内因是变化根据,外因则是变化的条件。在化学教学中,既要重视物质结构和性质的教学,又要强调反应的条件,绝大多数化学反应都要适当的条件,才能实现。例如,乙醇在浓硫酸的催化下,加热到140℃,主要产物是乙醚;当加热到170℃左百,主要产物是乙烯。因此,在实际中,要研究和控制条件使反应向我们需要的方向发展。
三、化学中质量互变观
任何事物都有质的规定性和量的规定性,都是质和量的统一。事物的发展变 化都要经过由量变到质变的过程。量变质变规律在化学领域里表现得特别普遍和明显,而且形式多样。正如恩格斯指出的:“化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生质变的科学”。(《马克思恩格斯选集第三卷,第四八七页》)。
如第三周期中,从左到右,元素的原子最外电子数次依次增多,原子半径逐渐减小,电离能趋于增大,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强。因此,金属性逐渐减小,非金属性逐渐增强。
Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
物质在数量上没有变化莫测,构成物质的微粒在排列顺序、空间结构不同,也会引起质变。金刚石和石墨,都是由碳原子构成,但碳原子空间排布方式不同,金刚石是空间网状结构,石墨却是片层结构,因此它们的性质也不同。又如甲醚和乙醇,分子式都是C2H6O,由于结构不同,甲醚为CH3-O-CH3,而乙醇为CH3CH2-OH:因此,两者性质如熔、沸点、水溶性、化学性质等各不相同。有时在化学反应中,反应物及其浓度、温度等相同,而反应物之间的相对用量不同,产物也可能不同。如氯化铝与氢氧气化钠溶液反应,氯化铝过量,生成氢氧气化铝沉淀;若氢氧化钠溶液过量,则生成偏铝酸钠溶液。
利用化学教学,在相关的知识点渗透辩证法三个基本观点,对学生进行教学,既可以使学生学会正确的思想方法,又可以便学生深刻理解教学内容,提高学生的分析、归纳、演绎、推理能力,发展智力,同时寓思相教育于教学实践之中,促进教学改革深入发展。
(发表于浙江师范大学主办的《中学化学》1995年第2期)