化學(xué)教學(xué)中的辯證法

化學(xué)教學(xué)中的辯證法

化學(xué)是一門科學(xué)的科學(xué)，它對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律進(jìn)行了研究。作為一名教師，應(yīng)積極探索化學(xué)領(lǐng)域的辨證法，指導(dǎo)我們的學(xué)習(xí)和教育。特別是運(yùn)用辯證法來(lái)指導(dǎo)教學(xué)工作,在課堂上運(yùn)用辯證法的觀點(diǎn)進(jìn)行知識(shí)講解,使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí),也提高哲學(xué)素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀,掌握科學(xué)的方法論。一、化學(xué)世界是物質(zhì)世界1.燃燒生成水馬克思主義辯證法認(rèn)為,事物之間以及事物內(nèi)部各要素聯(lián)系是普遍的,但它是有條件的。這告訴我們要堅(jiān)持聯(lián)系的觀點(diǎn)看問(wèn)題。元素組成單質(zhì)和化合物,常見的無(wú)機(jī)化合物有氧化物、酸、堿、鹽,單質(zhì)和以上化合物是可以相互轉(zhuǎn)化的。例如氫氣和氧氣作用,燃燒生成水(即氫的氧化物),水通直流電就又分解為氫氣和氧氣,這種例子還有很多,氟在低溫和暗處與氫化合為氟化氫,氟化氫溶于水生成氫氟酸,氫氟酸可以和其他堿,如氫氧化鈉生成氟化鈉;反之,氟化鈉遇鹽酸就可轉(zhuǎn)化為氫氟酸,而氫氟酸高溫加熱則分解為單質(zhì)氟和氫。值得注意的是物質(zhì)間具有聯(lián)系,在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化,這里強(qiáng)調(diào)“一定條件”,這也是化學(xué)反應(yīng)必須注明反應(yīng)條件的原因,在化工生產(chǎn)中,同樣的原料不同的條件可生產(chǎn)出不同物質(zhì)的例子比比皆是,如甲烷和單質(zhì)氯在常溫下不反應(yīng),在光照條件下反應(yīng)生成氯代甲烷,而且根據(jù)光照時(shí)間、甲烷和氯的比例不同分別主要得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷及四氯甲烷。在教學(xué)中,強(qiáng)調(diào)事物間及事物內(nèi)部的普遍聯(lián)系,突出舉一反三的思想,引導(dǎo)學(xué)生自由思考、自主學(xué)習(xí)。2.化學(xué)化工理論課程的基礎(chǔ)定律—質(zhì)量守恒定律。恩格斯說(shuō)過(guò),物質(zhì)是既有的物質(zhì),是既不能創(chuàng)造也不能消滅的東西。它表明自然界的物質(zhì)既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能在不同存在形式間轉(zhuǎn)換。在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變,這就是說(shuō),在任何一種與周圍隔絕的體系中,無(wú)論發(fā)生何種變化或過(guò)程,其總質(zhì)量始終保持不變?；蛘哒f(shuō),任何變化包括化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)都不能消除物質(zhì),只是改變了物質(zhì)的原有形態(tài)或結(jié)構(gòu),所以該定律又稱物質(zhì)不滅定律?；瘜W(xué)方程式配平的理論依據(jù)就是這一定律。后來(lái),科學(xué)家把這一定律發(fā)展成為質(zhì)量守恒定律。這一定律除了在普通化學(xué)中隨處可見,在化學(xué)化工的一些應(yīng)用性課程中也是必須掌握的基礎(chǔ)定律,如在化工原理課程中,其所有計(jì)算都基于“三種衡算”———質(zhì)量衡算、能量衡算、動(dòng)量衡算,這三種衡算的理論基礎(chǔ)就是質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律、熱力學(xué)第一定律及牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律。在教學(xué)中,我們先介紹理論基礎(chǔ)再講解計(jì)算過(guò)程,讓學(xué)生在質(zhì)能守恒的原則下分析各影響因素,這樣對(duì)書中相應(yīng)公式就不難理解了。例如介紹水的三種狀態(tài),就強(qiáng)調(diào)只是存在的狀態(tài)不一樣,化學(xué)本質(zhì)是一樣的,水不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)成冰而質(zhì)量增加,也不會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)成水蒸汽而質(zhì)量減少。3.碘、碘、環(huán)己烷運(yùn)動(dòng)的宏觀特征恩格斯說(shuō),運(yùn)動(dòng)包括宇宙中發(fā)生的一切變化和過(guò)程,從單純的位置移動(dòng)起直到思維。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的方式,是物質(zhì)的固有屬性,所以運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)是不可分割的。熱是物質(zhì)的一種運(yùn)動(dòng)形式,是大量分子無(wú)規(guī)則混亂運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。碘的升華、水的蒸發(fā)、硫化氫氣體散發(fā)出特有的臭味、環(huán)己烷在常溫下存在幾種構(gòu)型以及化學(xué)工程中討論的對(duì)流傳熱問(wèn)題,還有石油、煤的形成,蛋白體在一定自然條件下不斷新陳代謝、自我更新的過(guò)程等,都是分子運(yùn)動(dòng)所致,即使是固體物質(zhì)中的分子、原子或離子,也都在其平衡位置上不斷振動(dòng)。因此,運(yùn)動(dòng)是普遍的、永恒的、無(wú)條件的、絕對(duì)的。在教學(xué)中,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到世界是永恒運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)世界,相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)只是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的特殊形式,物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)是不可分割的,這樣在學(xué)習(xí)中對(duì)一些現(xiàn)象才理解得更透徹。二、化學(xué)世界的矛盾論和對(duì)立統(tǒng)一的思想1.沉淀與溶解反應(yīng)的氧化還原反應(yīng)主要特點(diǎn)對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是唯物辯證法最根本的規(guī)律,也是辯證法的核心。化學(xué)中的事物處處存在對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系,如化學(xué)平衡中的正、逆反應(yīng),電離平衡中電離與結(jié)合,沉淀溶解平衡中的沉淀與溶解,氧化還原反應(yīng)的氧化和還原,還有酸和堿、親電與親核、消除與加成等都充滿了矛盾,既對(duì)立又統(tǒng)一,并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。對(duì)立統(tǒng)一也表現(xiàn)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)中,陰陽(yáng)粒子間的靜電作用形成陰陽(yáng)離子間的引力,這種引力形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵,同時(shí)原子之間、電子之間存在斥力,這種引力與排斥的矛盾在“一定范圍”內(nèi),達(dá)到了力的平衡,而統(tǒng)一在穩(wěn)定的離子鍵中。運(yùn)用對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)中這些矛盾概念,有助于加深對(duì)這些概念的理解和記憶。同時(shí)在教學(xué)中可加入做人處事的平衡觀點(diǎn),做到教書更要育人。2.元素周期表預(yù)留空矛盾是客觀的、普遍的,但不同事物和過(guò)程中的矛盾又有各自的特殊性。門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律以后,以周期律為基礎(chǔ),修訂了一些元素的原子量,科學(xué)地預(yù)言了后來(lái)被稱為鎵、鉈、鍺的未知新元素“類鋁”、“類硼”及“類硅”的存在和性質(zhì),并在周期表預(yù)留了空位。正因?yàn)樵刂芷诒斫沂玖嗽氐墓残院屯芷诨蛲逶匦再|(zhì)結(jié)構(gòu)上的發(fā)展趨勢(shì),利用這種矛盾的普遍性和特殊性,使得其具有強(qiáng)大的預(yù)測(cè)功能,并且從獨(dú)特角度證實(shí)了自然界物質(zhì)性的統(tǒng)一。這種普遍性和特殊性或者說(shuō)是共性和個(gè)性,在化學(xué)世界中還有很多常見例子,酸與活潑金屬作用放出氫氣,這是酸的共性,但硝酸和濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,跟金屬反應(yīng)得不到氫氣,這是它們的特殊性;又如有機(jī)化合物中酮和醛都能發(fā)生加成反應(yīng)、a-氫的反應(yīng)、還原反應(yīng)等,但醛卻具有特殊的氧化反應(yīng),如銀鏡反應(yīng)、斐林反應(yīng),這一特殊性可用來(lái)鑒別醛和酮。我們?cè)诮虒W(xué)中要善于把握共性和個(gè)性,可達(dá)到更好的教學(xué)效果。3.燃燒質(zhì)量的變化化學(xué)世界的發(fā)展是前進(jìn)性與曲折性的統(tǒng)一,但新事物一定能戰(zhàn)勝舊事物,尤其是新事物具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性,它在舊事物的基礎(chǔ)上產(chǎn)生,拋棄舊事物中消極的,吸取發(fā)揚(yáng)舊事物中合理的,增添舊事物根本沒(méi)有的、富有生命力的新內(nèi)容。即我們?cè)趯?duì)待國(guó)學(xué)時(shí)常說(shuō)的一句話“去其糟粕,取其精華”。對(duì)化學(xué)世界的認(rèn)識(shí)就經(jīng)歷了這樣一個(gè)過(guò)程,我們來(lái)看看質(zhì)量守恒定律的發(fā)展過(guò)程,17世紀(jì)末、18世紀(jì)初出現(xiàn)的燃素說(shuō)———解釋了燃燒現(xiàn)象甚至整個(gè)化學(xué)學(xué)科,它認(rèn)為空氣是純凈物。在解釋燃燒現(xiàn)象時(shí),有的物質(zhì)燃燒時(shí)質(zhì)量增加是因?yàn)槿妓剡M(jìn)去了,而燃燒時(shí)質(zhì)量減小是因?yàn)槿妓爻鰜?lái)了。燃素說(shuō)對(duì)燃燒現(xiàn)象恰好做了顛倒的解釋,把物質(zhì)化合的過(guò)程描述成了分解的過(guò)程,但是卻以統(tǒng)一的理論解釋了當(dāng)時(shí)的大多數(shù)化學(xué)現(xiàn)象,幫助人們擺脫、結(jié)束煉金術(shù)思想的統(tǒng)治,使化學(xué)思想得到了解放,在化學(xué)的發(fā)展史上起到了積極的作用。當(dāng)然后來(lái)我們知道燃素說(shuō)是錯(cuò)誤的,但就當(dāng)時(shí)的歷史條件而言,卻能引導(dǎo)和啟發(fā)人們?nèi)ニ伎肌⑻剿?并不斷地實(shí)踐、驗(yàn)證、修正假說(shuō)甚至得到新的發(fā)現(xiàn)。到18世紀(jì)70年代,氧氣被發(fā)現(xiàn)之后,拉瓦錫證明氧在燃燒過(guò)程中必不可少,解釋了燃燒后重量增加的現(xiàn)象,燃燒的本質(zhì)終于真相大白,燃素說(shuō)退出了歷史舞臺(tái)。自從愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論和質(zhì)能關(guān)系公式(E=mc2)以后,說(shuō)明物質(zhì)和輻射能,也就是質(zhì)量和能量間可以相互轉(zhuǎn)換,也更加證明在化學(xué)反應(yīng)甚至是生活、生產(chǎn)的方方面面中,質(zhì)量守恒定律是完全正確的。20世紀(jì)以來(lái),核能的研究成為熱點(diǎn),人們發(fā)現(xiàn)最劇烈的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及原子核裂變所產(chǎn)生的能量。比如1000g鈾235裂變的結(jié)果放出8.23*1016J能量,于是人們對(duì)質(zhì)量守恒定律有了新的認(rèn)識(shí)。在20世紀(jì)以前,質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律被認(rèn)為是兩個(gè)獨(dú)立基本定律。而現(xiàn)在科學(xué)家則將這兩個(gè)定律合二為一,稱為質(zhì)能守恒定律。人類認(rèn)識(shí)規(guī)律的發(fā)展是波浪式前進(jìn),螺旋式上升的過(guò)程,學(xué)生對(duì)化學(xué)概念的理解及正確化學(xué)