有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的哲學(xué)思考

劉云鶴

(承德石油高等?？茖W(xué)校 化工系，河北 承德 067000)

社會(huì)的發(fā)展和提高公民的文化素質(zhì)都需要普及化學(xué)知識(shí)?；瘜W(xué)作為一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，而有機(jī)化學(xué)作為化學(xué)這門學(xué)科的重要分支，是石油高等?？圃盒W(xué)生所必須掌握的專業(yè)知識(shí)。同時(shí)化學(xué)學(xué)科本身具有的哲學(xué)內(nèi)涵非常豐富，當(dāng)我們用哲學(xué)的眼光來觀察、認(rèn)識(shí)和分析化學(xué)，探究化學(xué)中的哲學(xué)價(jià)值，才能促使化學(xué)和哲學(xué)更好地共同發(fā)展。有機(jī)化學(xué)是專門研究有機(jī)化合物的一門科學(xué)，在有機(jī)化學(xué)的日常教學(xué)之中，如果能夠滲透哲學(xué)的觀點(diǎn)，學(xué)生的哲學(xué)素質(zhì)也將會(huì)大大提高。

化學(xué)研究的對(duì)象是物質(zhì)，包括宏觀及微觀物質(zhì)的性質(zhì)，對(duì)于有機(jī)化學(xué)涉及到的物質(zhì)及變化，雖然不能全面準(zhǔn)確概述物質(zhì)的定義，但是這些也足夠使學(xué)生能夠較全面地理解我們生存的物質(zhì)世界，能夠較準(zhǔn)確地理解物質(zhì)的含義，同時(shí)也能夠開發(fā)和培養(yǎng)他們認(rèn)識(shí)問題的全面性。我們可以從以下幾個(gè)方面來理解有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的哲學(xué)思想。

一、從理論與實(shí)踐相結(jié)合的辯證唯物主義角度分析

人的認(rèn)知活動(dòng)規(guī)律是實(shí)踐——認(rèn)識(shí)——實(shí)踐——認(rèn)識(shí)，無限循環(huán)、多次反復(fù)的辨證發(fā)展的過程。認(rèn)識(shí)是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上不斷的產(chǎn)生的，又在實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)，認(rèn)識(shí)又不斷地指導(dǎo)實(shí)踐向正確方向發(fā)展，認(rèn)識(shí)和實(shí)踐是互相作用的，如果事物存在發(fā)展的本質(zhì)和規(guī)律要想正確反映出來，就必須經(jīng)過實(shí)踐——認(rèn)識(shí)——實(shí)踐——認(rèn)識(shí)的無數(shù)次反復(fù)才能完成，這一點(diǎn)在有機(jī)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展中得到體現(xiàn)和印證。早在原始社會(huì)末期有機(jī)化學(xué)就應(yīng)用在人們的生活中，古人用谷物釀酒、造醋;在3000 多年前已經(jīng)用糧食制糖;更早食用植物油和動(dòng)物油;我國(guó)周朝已經(jīng)使用靛藍(lán)、茜草等天然染料染布。1828年，德國(guó)化學(xué)家維勒第一次人工合成有機(jī)物尿素，徹底動(dòng)搖了“生命力論”NH4CNO 無機(jī)物CO(NH2)2有機(jī)物，歷史上曾經(jīng)有人認(rèn)為，有機(jī)化合物只能由生物的細(xì)胞在一種特殊力量生命力的作用下產(chǎn)生，人工合成有機(jī)物是不可能的。而尿素的人工合成，揭開了人工合成有機(jī)物的序幕。這表明人類對(duì)化學(xué)概念的認(rèn)識(shí)不是一步到位的。從南宋時(shí)的耕織圖——紡織之染布圖萌發(fā)和形成階段:到提出有機(jī)化學(xué)——“貝”的發(fā)展及走向輝煌時(shí)期，我們的衣、食、住、行無不與有機(jī)化學(xué)有關(guān)，我們生活在有機(jī)化學(xué)世界里。有機(jī)化學(xué)與洗滌用品早在遠(yuǎn)古時(shí)代就已形成:草木灰水、天然堿以及皂莢等堿性物質(zhì)。20 世紀(jì)產(chǎn)生了肥皂;到20 世紀(jì)中期，合成了洗滌劑，洗滌按所用的溶劑不同，分干洗和水洗。有機(jī)合成材料情況隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用已經(jīng)不能滿足日新月異的需要，于是就發(fā)生了一場(chǎng)材料的革命——人工合成材料;合成材料的原料豐富、制造加工簡(jiǎn)單，性能千變?nèi)f化;塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料;粘合劑、涂料也屬于合成材料。高分子化合物、有機(jī)化學(xué)與合成纖維、天然纖維、紡織纖維的分類，植物性纖維(纖維素纖維)棉、麻動(dòng)物性纖維(蛋白質(zhì)纖維)毛、蠶絲，化學(xué)纖維人造纖維合成纖維，特別到了20世紀(jì)的有機(jī)化學(xué)，基礎(chǔ)理論和試驗(yàn)方法都取得了巨大的進(jìn)展，顯現(xiàn)出蓬勃的活力和強(qiáng)勁的勢(shì)頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上每年合成的近百萬個(gè)新化合物中，有機(jī)化合物約占70%以上。其中有些因?yàn)楣δ芴厥鈶?yīng)用于材料能源、農(nóng)業(yè)、石油化工、醫(yī)藥、交通、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等與人類生活相關(guān)緊密的行業(yè)中，為人類提供了大量的必需品。現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，在化學(xué)領(lǐng)域確定了分子的結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵的本質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理論的建立，有利地證明了在有機(jī)化學(xué)這一學(xué)科，是要不斷經(jīng)過實(shí)踐——理論——實(shí)踐的無數(shù)次循環(huán)過程中向前發(fā)展的。

二、從有機(jī)合成方法學(xué)中的“邏輯實(shí)證主義”和“經(jīng)驗(yàn)主義”角度分析

所謂有機(jī)合成方法學(xué)，簡(jiǎn)單來說就是為傳統(tǒng)的有機(jī)合成反應(yīng)探索新的有效可行的方法和途徑，或者是為有機(jī)合成尋找新的有意義的反應(yīng)。在這個(gè)過程中，無疑前人的經(jīng)驗(yàn)很重要，很多科研成果都是基于前人積累的經(jīng)驗(yàn)上通過創(chuàng)新型的改進(jìn)而做出來的。經(jīng)驗(yàn)主義是指憑自己的經(jīng)驗(yàn)來處事的世界觀，在有機(jī)合成方法學(xué)中有時(shí)候是存在“經(jīng)驗(yàn)主義”的，比如說有些化學(xué)反應(yīng)，我們一開始并沒有嘗試過是否能發(fā)生，往往就是通過經(jīng)驗(yàn)來判斷的，根據(jù)以往積累的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來判斷未知反應(yīng)是否能發(fā)生和設(shè)計(jì)新的反應(yīng)。關(guān)于“邏輯實(shí)證主義”，它是以經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)，以邏輯為工具，進(jìn)行推理，這在有機(jī)合成方法學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)當(dāng)中都是經(jīng)常體現(xiàn)的。有機(jī)合成方法學(xué)中的“偶然性”。既然有機(jī)合成方法學(xué)有為有機(jī)合成尋找探索新反應(yīng)的任務(wù)，那么在這個(gè)過程中滲透著的“偶然性”是必不可少的。在進(jìn)行科學(xué)探索的過程當(dāng)中，存在必然的成果，偶然的發(fā)現(xiàn)和成果也不少。在人類進(jìn)行科學(xué)探索的道路上，有不少的重大發(fā)現(xiàn)和科研成果都是偶然取得的。就本專業(yè)領(lǐng)域來講，從權(quán)威知名雜志發(fā)表的論文來看，很大部分創(chuàng)新性的重大成果都是在偶然的實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的。

三、在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用對(duì)立和統(tǒng)一的哲學(xué)思想

世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，而在有機(jī)化學(xué)的研究過程中需要把物質(zhì)分類，每一種物質(zhì)都是由分子、原子構(gòu)成，這是物質(zhì)的通性;但不同物質(zhì)分子和原子又有自己的特性，這就說明不同物質(zhì)都有自己的特性。這也揭示了矛盾的對(duì)立性和統(tǒng)一性。例如:負(fù)離子和正離子、正電子和負(fù)電子、核外電子和原子核、氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)等等，在CHO 濃NaOH CH2OH HCOOH+HCHO+苯甲醛這個(gè)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)之中，被還原為甲醛和苯甲醇，同時(shí)又被氧化為甲酸。我們可以看出，在這個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，一方面，失去電子是被氧化，得到電子是被還原，這是矛盾對(duì)立性的體現(xiàn);另一方面，它們中的不同物質(zhì)之間互為存在和發(fā)展的前提，沒有還原就沒有氧化，沒有氧化就沒有還原，互相依存，誰也離不開誰，這是矛盾統(tǒng)一性的體現(xiàn)。通過這些，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和理解被極大地提高了，課堂教學(xué)的有效性被極大地提高。化學(xué)規(guī)律有其適用的特殊性和普遍性，如:在講解到同主族元素從上到下氣態(tài)氫化物的熔點(diǎn)沸點(diǎn)變化規(guī)律時(shí)，應(yīng)告訴學(xué)生熔點(diǎn)和沸點(diǎn)隨著氫化物分子量的增大而升高這一般規(guī)律;同時(shí)還要讓學(xué)生知道NH3，H2O，HF等的溶點(diǎn)沸點(diǎn)不符合上面的規(guī)律，這是因?yàn)?，這些分子間除了存在范德華力，還存在氫鍵，所以才會(huì)有這一反?，F(xiàn)象的出現(xiàn)。事實(shí)上矛盾普遍性和特殊性也體現(xiàn)在教材在有機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和元素化合物的編排上，我們可以選取一種典型物質(zhì)學(xué)習(xí)，總結(jié)歸納出某同一系列元素的共性，然后認(rèn)識(shí)掌握某具體物質(zhì)的特性。也就是在課堂教學(xué)中，讓學(xué)生知道物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)要按照由一般到特殊、再由特殊到一般的規(guī)律。讓學(xué)生學(xué)會(huì)具體問題具體分析的哲學(xué)方法。

四、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的內(nèi)因和外因

唯物辯證法認(rèn)為事物發(fā)展的根本原因是內(nèi)部矛盾，也不否認(rèn)在事物發(fā)展中外部矛盾的作用，也就是說變化的根據(jù)是內(nèi)因，變化的條件是外因，即外因是通過內(nèi)因起作用的。在有機(jī)化學(xué)的反應(yīng)中，出現(xiàn)的在不同的條件下同一物質(zhì)會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)，或條件相同不同物質(zhì)身上又會(huì)有不同的反應(yīng)產(chǎn)物的事例。例如，在濃H2SO4的作用下乙醇加熱到140℃時(shí)生成乙醚，發(fā)生的反映是分子間脫水反應(yīng);但在濃H2SO4的作用下乙醇加熱到170℃生成乙烯，發(fā)生的是分子內(nèi)脫水反應(yīng)。所以說外因是變化的條件，外因變了，反應(yīng)的產(chǎn)物也就隨之發(fā)生變化。再如，1 -丙醇在Cu作為催化劑加熱的條件下被氧化成丙醛，而2 -丙醇在Cu作為催化劑加熱的條件下被氧化成丙酮，但2 -甲基-2 -丙醇在相同條件下不能氧化，于是說明外因是通過內(nèi)因起作用的。條件雖然相同，由于伯醇、仲醇、叔醇的結(jié)構(gòu)不同所以得到的結(jié)果也就不同。再者，事物發(fā)展進(jìn)程的快慢可以通過外部條件來改變，可以使事物發(fā)展的面貌發(fā)生局部的改變，甚至對(duì)事物的發(fā)展能否實(shí)現(xiàn)會(huì)起到?jīng)Q定性作用。如這一觀點(diǎn)就滲透在乙酸乙酯在酸性、堿性、中性介質(zhì)中水解的情況中，在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中量變到質(zhì)變規(guī)律的運(yùn)用，能幫助學(xué)生形象具體的分析認(rèn)識(shí)的唯物辯證觀。

五、質(zhì)量互變規(guī)律在哲學(xué)上的分析

質(zhì)量互變規(guī)律在哲學(xué)上是把事物在數(shù)量和程度上的逐漸的，不顯著的變化叫做量變。把事物顯著的，根本性的變化叫質(zhì)變。一切事物的變化發(fā)展都是首先從量變開始的。沒有量變做準(zhǔn)備，就不會(huì)有質(zhì)變發(fā)生。化學(xué)中的同素異形體，就是由于構(gòu)成方式的變化而形成的質(zhì)的改變。如金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的。但由于碳原子的排列不同。金剛石堅(jiān)硬無比，可做切割玻璃的利刃;而石墨則比較松軟，能做鉛筆芯。再比如烴是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，是一切有機(jī)物的母體，雖然烷烴和烯烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似，但隨著碳原子數(shù)的增多，引起了質(zhì)變。C≤4 時(shí)狀態(tài)為氣體，C ＞4 后為液體或固體，而且熔沸點(diǎn)和相對(duì)密度也規(guī)律性的變化。由上可以看出，在有機(jī)化學(xué)知識(shí)中，無時(shí)不貫穿著哲學(xué)思想，只要我們勤于思考，勇于探索，就能夠深刻的認(rèn)識(shí)和領(lǐng)會(huì)到其中的聯(lián)系。

六、有機(jī)化學(xué)中，有機(jī)合成方法教學(xué)中的去偽存真方法

當(dāng)我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取來后，接下來要做的工作就是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，因?yàn)橛行?shù)據(jù)是不可用的，這些數(shù)據(jù)如果不篩選掉就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論。篩選這些不可用數(shù)據(jù)的依據(jù)就要用到哲學(xué)里一般與個(gè)別、普遍與特殊的關(guān)系。有機(jī)合成方法學(xué)中普遍聯(lián)系的分析方法。在我們的實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素之間不是孤立存在而是彼此相互聯(lián)系，相互影響，相互作用的。所以在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的時(shí)候，要采取實(shí)驗(yàn)因素普遍聯(lián)系的分析方法，既要看到它們的區(qū)別，也要捋清它們之間的聯(lián)系，這樣才有助于我們得出正確結(jié)論。

總之，在有機(jī)化學(xué)課堂中對(duì)學(xué)生哲學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)不是能馬上立竿見影的，而是必須需要每位化學(xué)教師去不斷地堅(jiān)持和努力，更需要教師在日常不斷學(xué)習(xí)、鉆研、總結(jié)，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和提高教學(xué)手段，把培養(yǎng)學(xué)生的哲學(xué)素質(zhì)融入到平時(shí)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，不僅使學(xué)生掌握人類科學(xué)文化知識(shí)，還要使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)做人、學(xué)會(huì)創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在成長(zhǎng)過程中科學(xué)素質(zhì)和人文素質(zhì)共同提高。

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