廣東省大埔縣家炳第一中學(xué) 田天祥
化學(xué)與人類的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、國(guó)防、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥衛(wèi)生、資源利用、等方面都有密切的聯(lián)系,它是一門社會(huì)迫切需要的實(shí)用學(xué)科。學(xué)習(xí)好化學(xué)對(duì)我們認(rèn)識(shí)和利用物質(zhì)具有重要的作用,世界是由物質(zhì)組成的,化學(xué)則是人類用以認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一。
新課標(biāo)明確要求中學(xué)生要在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中“初步掌握科學(xué)的思維方法”。那么什么是科學(xué)的思維方法?我們?cè)趯W(xué)習(xí)中怎樣才能達(dá)到科學(xué)的思想境界呢?科學(xué)思維就是主體創(chuàng)造性地運(yùn)用各種思維方法,高效率地達(dá)到既定目標(biāo)的思維。通過(guò)聯(lián)想和對(duì)比,聯(lián)系實(shí)際,總結(jié)中學(xué)化學(xué)知識(shí),以更好地理解、掌握和運(yùn)用化學(xué)。
中學(xué)化學(xué)涉及的基本概念、基本定律較多,元素及其化合物的知識(shí)也相當(dāng)豐富,如何學(xué)好這些基本知識(shí),是當(dāng)前學(xué)生非常關(guān)心的問(wèn)題,某些知識(shí)單憑死記硬背是不行的,需要通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和思維才能逐步的掌握。下面就學(xué)習(xí)過(guò)程中思維方面應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。
要通過(guò)細(xì)心的觀察,從觀察中抽象出一般規(guī)律,使自己真正理解自然規(guī)律使客觀存在,不是人的隨意假象比如學(xué)習(xí)質(zhì)量守恒定律,首先要通過(guò)一些簡(jiǎn)單的定量實(shí)驗(yàn),認(rèn)真細(xì)致地對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析,對(duì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行假設(shè)和分析,看是否遵從這一規(guī)律,然后再聯(lián)系日常生活中發(fā)生在我們身邊的化學(xué)變化,進(jìn)一步理解這個(gè)定律的正確性,從而使概念牢固的確立起來(lái)。再則,學(xué)習(xí)元素周期表(律)時(shí),只有通過(guò)比較、觀察同周期、同主族的元素的規(guī)律性遞變,分析位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者的關(guān)系,從而得出正確的結(jié)論,形成正確的科學(xué)觀與世界觀。
如H2和O2能化合成水,需在一定條件下才能反應(yīng),若在常溫下,即使H2、O2按2:1的比例混和,長(zhǎng)時(shí)間放置也不發(fā)生明顯的反應(yīng),但遇火只需1℅秒即化合成水;乙醇與乙酸反應(yīng)生成乙酸乙酯時(shí),如不加濃硫酸并加熱,則要反應(yīng)需長(zhǎng)達(dá)十幾年的時(shí)間,而且生成的量又是極少。又如H2和N2的反應(yīng),需在一定的溫度、壓強(qiáng)和有催化劑存在的條件下才能迅速地反應(yīng)生成氨氣。鈉與氧氣的反應(yīng),有沒(méi)有點(diǎn)燃,則生成物是不一樣的,與氧氣接觸的僅僅生成氧化物,點(diǎn)燃(加熱)條件下則生成過(guò)氧化物。
元素周期律給量變引起質(zhì)變提供了說(shuō)服力很強(qiáng)的佐證。在元素周期律中,核電荷數(shù)(核內(nèi)質(zhì)子數(shù))的多少?zèng)Q定著元素種類的變化,氫元素核內(nèi)只有一個(gè)質(zhì)子,而鈉元素核內(nèi)有11個(gè)質(zhì)子。所以我們說(shuō)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)決定元素的種類(也就是說(shuō)每一種元素核內(nèi)都有一定數(shù)目的質(zhì)子)。再如Cl和Cl—、O2和O3以及SO2和SO3等,這些并不是電子、原子個(gè)數(shù)的簡(jiǎn)單加減,而是不同的物質(zhì),這些新物質(zhì)與原來(lái)的位置在性質(zhì)上已有很大的差別:Cl—比Cl原子只多一個(gè)電子,前者無(wú)毒,后者有毒;O3比O2的氧化能力更強(qiáng);SO2即有氧化性,也有還原性,而SO3只有氧化性。
如學(xué)習(xí)氯元素時(shí),要掌握該元素的原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途、存在及制法的因果關(guān)系,自己通過(guò)必要的實(shí)驗(yàn)和練習(xí),逐步歸納出結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途、存在和制法,以及性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)等一系列因果關(guān)系。掌握、理解了這一點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)元素及其化合物的知識(shí)是有很大的幫助。如鐵的化學(xué)性質(zhì)較活潑,容易被氧化,因而自然界中發(fā)布在地殼里的鐵都以化合物(鐵礦)存在,所以鐵的化合物需在高溫下用碳或一氧化碳等還原劑才能把鐵還原出來(lái)。
一方面要有發(fā)展的觀點(diǎn),看到概念是處在不斷發(fā)展完善的過(guò)程中。如氧化還原反應(yīng)的概念,在課本中是從在反應(yīng)中元素的得氧失氧開(kāi)始,循環(huán)漸進(jìn)地到化合價(jià)升降至得失電子逐漸發(fā)展起來(lái)的。另一方面要注意概念的區(qū)別與聯(lián)系。如金屬與非金屬的概念就是相對(duì)的,周期表中靠近B、Si、As、Te、At的元素,同時(shí)具有金屬性與非金屬性。又如氧化劑與還原劑、酸與堿等也并非處于嚴(yán)格的對(duì)立地位,例如Fe2+,因其化合價(jià)處于中間價(jià)態(tài),所以既可做氧化劑又可做還原劑;只是作為氧化劑時(shí)其氧化性不如Fe3+的氧化性強(qiáng)。因此,在化學(xué)概念的學(xué)習(xí)中,既要了解共性,又要熟悉個(gè)性;既要注意概念之間的差異,又要重視不同概念間的聯(lián)系和概念的發(fā)展。
綜合以上所述,在化學(xué)學(xué)習(xí)中,運(yùn)用正確的思維方法,堅(jiān)持相對(duì)的觀念、發(fā)展的觀念和聯(lián)系的觀念十分重要,而絕對(duì)的、孤立的、片面的認(rèn)識(shí)都是不可取的,而且對(duì)于在學(xué)習(xí)過(guò)程中也會(huì)造成知識(shí)的狹隘,無(wú)法真正的做到靈活地運(yùn)用知識(shí)。而且任何的知識(shí)點(diǎn)的引入,都有它的思維過(guò)程和科學(xué)依據(jù),有它的特定意義及作用,本文中扼要敘述了的幾個(gè)概念和例子,目的是想說(shuō)明不同概念及知識(shí)的引入過(guò)程都是一樣的,為此只要重點(diǎn)突破其中的一個(gè)概念或知識(shí)點(diǎn),通過(guò)聯(lián)想和對(duì)比就可以做到觸類旁通,聯(lián)系實(shí)例或?qū)嶋H,就能 更深入地學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)知識(shí),搞好化學(xué)這門課的學(xué)習(xí)。