哲學“量變質(zhì)變”規(guī)律與中學化學教學

王根運

摘要 量變引起質(zhì)變，通過物質(zhì)某些數(shù)量的變化認識物質(zhì)性質(zhì)的變化是化學教學難點突破的有效方法，是學生學會化學的有效方法，是培養(yǎng)學生循序漸進良好思維有效方法。

關(guān)鍵詞 量變質(zhì)變規(guī)律 化學教學 中學教育

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

1 哲學中的“量變質(zhì)變規(guī)律”

量變和質(zhì)變是事物發(fā)展的兩種狀態(tài)。量變是一種逐漸的不顯著的變化，是事物數(shù)量上的增加或減少，而不是根本性質(zhì)的變化；質(zhì)變是根本性質(zhì)的變化，是事物從一種質(zhì)的形態(tài)向另一種質(zhì)的形態(tài)的突變和飛躍。事物的運動變化，總是從量開始，量的增加或減少，在一定范圍內(nèi)不會引起質(zhì)的變化，但超過了一定范圍，將引起質(zhì)的變化。量變引起質(zhì)變，質(zhì)變又可以引起新的量變，量變和質(zhì)變的相互轉(zhuǎn)化是事物發(fā)展的普遍規(guī)律。量變是質(zhì)變的準備，但絕不能代替質(zhì)變。唯物辯證法的這個觀點在化學中體現(xiàn)得特別明顯。

2 量變與質(zhì)變規(guī)律與學生思維發(fā)展

一切事物的變化發(fā)展，都是首先從量變開始的。沒有量變的積累就沒有質(zhì)變的發(fā)生。量變是質(zhì)變的前提和必要準備。事物的量變達到一定程度時，又必然會引起質(zhì)變。質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。由量變到質(zhì)變，是事物發(fā)展的普遍規(guī)律，是化學運動的基本形式。恩格斯曾經(jīng)說過：“化學可以被稱為研究物體由于量的構(gòu)成的變化而發(fā)生質(zhì)變的科學?！痹诨瘜W運動中，這種量變到質(zhì)變的規(guī)律表現(xiàn)非常明顯，形式與內(nèi)容也是多種多樣的。在中學化學教學中，量變引起質(zhì)變的內(nèi)容，一種是由于物質(zhì)組成上的變化而引起的物質(zhì)性質(zhì)的變化。例如，氧和臭氧、一氧化碳和二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫、有機化合物的同系物等。另一種是因物質(zhì)結(jié)構(gòu)形式在量上的改變，主要是指原子的結(jié)合或排列方式、空間取向等的改變引起質(zhì)變。例如金剛石和石墨等。量變引起質(zhì)變的例子在中學化學教學中的事例不勝枚舉，通過物質(zhì)變化的教學，可以生動地揭示由量變到質(zhì)變這一法則的普遍意義。

量變引起質(zhì)變使學生通過數(shù)量變化的認識進而發(fā)現(xiàn)引起物質(zhì)性質(zhì)的變化，量變質(zhì)變規(guī)律使問題的認識趨于簡單化。量變質(zhì)變規(guī)律符合正向思維的特點，教師教學和學生學習中運用量變質(zhì)變規(guī)律，無疑使學生的思維更加嚴謹。教學中通過量變引起質(zhì)變這一哲學規(guī)律讓學生掌握學會學習的一種方法。

3 化學中的量變質(zhì)變實例

3.1 物質(zhì)吸收或放出的能量不同引起物質(zhì)性質(zhì)的變化

物理變化：冰在吸收熱量后逐漸轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，進一步吸收熱量還可以轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵猓镔|(zhì)這三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變也反映了由能量變化到狀態(tài)變化的過程?；瘜W變化：碳和氧化銅的混合物吸收能量生成銅和水發(fā)生質(zhì)的變化。量變引起質(zhì)變。

3.2 氧氣含量的量變引起燃燒的質(zhì)變

空氣中氧氣的體積分數(shù)是21%，提高空氣中氧氣的含量可燃物的燃燒更旺。帶火星的木條在空氣中不能復燃而在氧氣中能復燃。鐵絲在空氣中不能燃燒而在純氧中可以燃燒。量變引起質(zhì)變。氧氣不足碳燃燒生成一氧化碳，氧氣充足燃燒生成二氧化碳。氧氣量的增加引起生成物質(zhì)的改變。

3.3 可燃性氣體達到爆炸極限燃燒引起爆炸

爆炸有的屬于物理變化，有的是化學變化。由化學變化引起的爆炸中很多物質(zhì)涉及到爆炸極限，如甲烷，氫氣、一氧化碳等可燃性氣體與氧氣或空氣的混合氣體，當其中的成分達到一定量的比例就會達到爆炸極限而爆炸，從而引起質(zhì)的飛躍。常常用于定向爆破，開山采礦、國防軍事等。另一方面，也需要控制量的變化使其不發(fā)生質(zhì)的變化或者質(zhì)的變化的量很小，把有害影響降到很低。如煤礦開采中，控制瓦斯的含量，采用通風換氣來避免發(fā)生不安全事故。

3.4 原子個數(shù)的變化引起物質(zhì)的變化

過氧化氫和水同為氫氧兩種元素組成。每兩個氫原子和一個氧原子組成一個水分子，而每兩個氫原子和兩個氧原子組成一個過氧化氫分子。一個氧原子的變化使水成為過氧化氫。過氧化氫和水具有完全不同的化學性質(zhì)。量變引起質(zhì)變。

3.5 根據(jù)物質(zhì)的微粒大小不同辨析概念溶液的教學中，正是物質(zhì)的微粒直徑的大小這個量的不同，才形成了濁液（顆粒直徑的大）和溶液（微粒直徑的?。斫饬诉@個量的不同，就很容易理解其表現(xiàn)的宏觀特征不同，就很容易認識溶液和濁液性質(zhì)的異同。

納米材料和普通材料顆粒的大小不同，納米材料表現(xiàn)出普通材料所沒有的性質(zhì)。量變引起質(zhì)變。

3.6 合金中元素含量的量變導致合金的性質(zhì)變化

鐵和碳可以形成合金。在鐵碳合金中，碳的含量不同，直接導致鐵碳合金的性質(zhì)不同。當合金中碳的含量位于0.03%和2%之間時，此鐵碳合金就是鋼；當合金中碳的含量在2%和4.3%之間時，此鐵碳合金就是生鐵。鋼和生鐵的性質(zhì)大不一樣。鋼的硬度很大，而且有很好的彈性，在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。而生鐵的硬度大，性脆，只適宜鑄造。所以，煉鋼的關(guān)鍵就是要控制好碳及一些微量元素的含量。

3.7 元素周期表的發(fā)現(xiàn)證實了量變到質(zhì)變

元素周期表中同周期元素原子隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)由1遞增到7，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，從而引起元素的金屬性、非金屬性呈現(xiàn)遞變性。當元素原子最外層的電子數(shù)增到8個時，元素的性質(zhì)發(fā)生質(zhì)變，同時引起電子層數(shù)增加的質(zhì)變，開始新一周期元素結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的遞變。同主族元素原子隨著電子層數(shù)的增加，這種量的變化也引起一系列性質(zhì)的變化。

3.8 濃度變化引起質(zhì)變

稀硫酸具有酸的一切通性，但當改變硫酸的濃度時，隨著硫酸濃度的改變，濃硫酸表現(xiàn)出和稀硫酸不同的性質(zhì)。如濃硫酸具有強烈的吸水性、脫水性和氧化性。這些都是稀硫酸所沒有的。

在一個燒杯中放入理論上恰好能反應(yīng)的含硫酸98g的濃硫酸和32g銅，實際不能生成80gCuSO4。這是因為在整個反應(yīng)過程中，隨著反應(yīng)的進行，硫酸的濃度逐漸降低，“濃度”這種量的改變引起了質(zhì)變，濃硫酸變成了稀硫酸，稀硫酸不能與銅反應(yīng)，實際生成CuSO4少于80g。

3.9 反應(yīng)物的量變導致產(chǎn)物的質(zhì)變

把二氧化碳通入澄清石灰水中，開始時石灰水變渾；若繼續(xù)通入過量的二氧化碳，則渾濁又變澄清。二氧化碳相對于石灰水的量變，直接導致產(chǎn)物的質(zhì)變。反應(yīng)為：CO2 + Ca（OH）2 = CaCO3↓ + H2O；CaCO3 + CO2 + H2O = Ca（HCO3）2

3.10 酸堿性的量變導致反應(yīng)程度的質(zhì)變

將含HCl和NaOH的溶液混合可發(fā)生如下反應(yīng)：HCl + NaOH = NaCl + H2O，若反應(yīng)是完全的。由于是強酸和強堿反應(yīng)，溶液呈中性。若把HCl改為CH3COOH，則由于CH3COOH是弱酸，即使反應(yīng)完全，溶液呈堿性。若把NaOH改為Al（OH）3，由于Al（OH）3是弱堿，即使反應(yīng)完全，溶液呈酸性。

將含HCl和NaOH的溶液混合反應(yīng)完全。溶液呈中性。若增加鹽酸的量，因鹽酸過量，溶液呈酸性。若增加氫氧化鈉的量，因氫氧化鈉過量，溶液呈堿性。

哲學源自自然科學，其規(guī)律又用于指導自然科學的學習和研究。中學化學教材中蘊涵很多哲學原理，有時體現(xiàn)明顯，有時比較隱蔽。教師必須堅持用辯證唯物主義的立場、觀點和方法去分析處理教材，并以辯證唯物主義的觀點和方法為指導，通過化學教學向?qū)W生進行哲學思想的滲透和教育。量變質(zhì)變規(guī)律只是其中之一。

參考文獻

[1] 李秀林，王于，李淮春.辯證唯物主義和歷史唯物主義原理（第三版）[M].北京：中國人民大學出版社，2001.

[2] 王文閣.利用辯證法思想，提高化學課堂教學質(zhì)量[J].中學化學教學參考，2009（5）.