用哲學(xué)觀建立化學(xué)思維

姜紅

化學(xué)思維就是要求學(xué)生能把已知物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律，進(jìn)行分析綜合、比較、概括得出化學(xué)概念和化學(xué)原理；能夠應(yīng)用從一般到特殊和從特殊到一般的方法來認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化規(guī)律；能夠應(yīng)用有關(guān)化學(xué)原理來判斷、推理得出物質(zhì)具有何種特征，發(fā)生何種變化的一種思維能力。在高中化學(xué)教學(xué)中，很多學(xué)生覺得化學(xué)方程式繁多，知識(shí)零散，化學(xué)反應(yīng)原理難懂，需要記住特例太多，感覺知識(shí)容易遺忘。這部分學(xué)生的問題在于還不具有良好的化學(xué)思維能力?；瘜W(xué)教學(xué)中，教師不能只注重知識(shí)的傳輸，更要注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。思維能力是人一生發(fā)展所必需的核心能力。有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式、創(chuàng)造性思維習(xí)慣和解決問題能力，遠(yuǎn)比讓學(xué)生牢記學(xué)科知識(shí)更重要。通過思考深刻理解自己學(xué)到的知識(shí)、充分運(yùn)用知識(shí)；通過思考深化記憶；通過思維強(qiáng)化理解，才能構(gòu)建系統(tǒng)的學(xué)科體系。具有了化學(xué)思維，將來即使一個(gè)方程式也不記住，只要能夠解決一般的化學(xué)問題或者能夠找到解決問題的方法，就達(dá)到了素質(zhì)教育、終身教育的目的。從哲學(xué)上來講，任何事物都是普遍聯(lián)系的，是不斷發(fā)展變化的。普遍性與特殊性、整體與局部、主與次、質(zhì)與量、可能性與現(xiàn)實(shí)性、因與果、本質(zhì)與現(xiàn)象、運(yùn)動(dòng)與靜止等對(duì)立統(tǒng)一的規(guī)律在化學(xué)學(xué)科中普遍存在。用哲學(xué)的觀點(diǎn)建立化學(xué)思維，在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中可以起到事半功倍的效果。

一、事物是對(duì)立統(tǒng)一的

事物自身包含的既對(duì)立又統(tǒng)一的關(guān)系，叫矛盾。對(duì)立統(tǒng)一在化學(xué)中能找到相當(dāng)廣泛的示例，物質(zhì)分類中的“混合物和純凈物”、“單質(zhì)和化合物”、“酸和堿”、“金屬和非金屬”等；化學(xué)變化中的“化合反應(yīng)和分解反應(yīng)”、“吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)”、“正反應(yīng)和逆反應(yīng)”、“中和反應(yīng)與水解反應(yīng)”、“氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)”、“得電子與失電子”等；化學(xué)平衡中的“正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速度”、溶解平衡中的“溶解和結(jié)晶”等；電離理論中的“陰離子和陽離子”、“強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)”、“共價(jià)化合物與離子化合物”、“兩性氫氧化物的酸式電離與堿式電離”等；電化學(xué)中的“正極和負(fù)極”、“陰極和陽極”等；元素周期律中的元素的“金屬性和非金屬性”等對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系。原子核與電子，陽離子與陰離子，氧化與還原，得電子與失電子，平衡體系從整體上看，都是中性的、守恒的、平衡的統(tǒng)一關(guān)系，符合“中庸之道”。在方程式的書寫、離子共存、化學(xué)計(jì)算等方面常常用到質(zhì)量守恒（原子個(gè)數(shù)守恒）、電荷守恒、得失電子守恒，通過對(duì)這些對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系的比較、歸納、理解形成化學(xué)思維，建立“守恒”觀念。

二、事物是普遍聯(lián)系的，規(guī)律具有普遍性與特殊性

事物是普遍聯(lián)系的，規(guī)律具有普遍性。數(shù)以億計(jì)的物質(zhì)都是由100多種元素組成，一張周期表，把大千世界全部濃縮進(jìn)來了，周期律和周期表，是學(xué)習(xí)化學(xué)的核心主線。元素及其化合物的學(xué)習(xí)中，要善于靈活運(yùn)用周期表和周期律。在每個(gè)“族”中找一兩個(gè)元素作代表，詳細(xì)研究它的存在形式，單質(zhì)、氧化物、氫化物、氧化物對(duì)應(yīng)水化物以及鹽類，對(duì)于不同的物質(zhì)又分別研究其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、制法、用途等等。依據(jù)“相似性”（或者叫“通性”）、“特殊性”和“遞變性”三種方式，推導(dǎo)出同一族其它物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，達(dá)到觸類旁通、以一當(dāng)十的效果。又比如，學(xué)習(xí)離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)時(shí)，了解到酸和堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子（H+）的轉(zhuǎn)移。反應(yīng)的方向總是朝著生成更難電離的、更弱的酸堿的一方進(jìn)行的， 符合 “強(qiáng)強(qiáng)生弱”、 ”你強(qiáng)我弱” “正易逆難“、“強(qiáng)強(qiáng)優(yōu)先”等規(guī)律。比如，據(jù)“強(qiáng)強(qiáng)優(yōu)先”原則，推測(cè)“左上右下可反應(yīng)”。

由此及彼，強(qiáng)氧化劑可以與強(qiáng)還原劑反應(yīng)，難溶電解質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)楦y溶的電解質(zhì)、難電離的物質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)楦y電離的物質(zhì)。通過普遍聯(lián)系的哲學(xué)觀點(diǎn)，加深理解各類反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和內(nèi)在的聯(lián)系，判斷哪些反應(yīng)可能發(fā)生，為什么會(huì)發(fā)生，什么條件下發(fā)生。從記憶繁多的方程式中解脫出來。

規(guī)律具有特殊性：比如酸具有酸的通性，大多可以與活潑金屬產(chǎn)生氫氣，但濃硫酸、硝酸等強(qiáng)氧化性酸不行；比如酸大多可以使酸堿指示劑變色，但酸性很弱的石炭酸等不行。比如酸性氧化物可以與水反應(yīng)生成酸，但二氧化硅不行。比如原電池中做負(fù)極的金屬還原性更強(qiáng)，但鎂-鋁-氫氧化鈉溶液組成的原電池例外。強(qiáng)酸制弱酸常見，但弱酸H2S可以和CuSO4溶液反應(yīng)，得到強(qiáng)酸H2SO4；濃磷酸可以和氯化鈉固體反應(yīng)生成HCl?？傊?，在學(xué)習(xí)中既要從特殊性中概括出普遍性，又要在普遍性的指導(dǎo)下去研究特殊性，根據(jù)事物的內(nèi)因外因，具體問題具體分析。

三、認(rèn)清整體與局部、主要與次要

學(xué)習(xí)時(shí)不能機(jī)械生搬硬套，在處理復(fù)雜問題時(shí)要根據(jù)對(duì)象，分清整體與局部，主要和次要矛盾，才能快捷、準(zhǔn)確地解決問題。比如在書寫離子方程式時(shí)，鹽酸中不存在HCl分子，要拆寫成H+和Cl-；但醋酸溶液中醋酸電離程度小，主要以CH3COOH分子形式存在，不能拆；CaCO3雖然是完全電離但因?yàn)槿芙舛容^小，形成懸濁液，還是不能拆。比如同樣是Ca（OH）2，對(duì)澄清石灰水和石灰乳處理就不同。又比如氯水和一些還原性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，因氯氣是主要溶質(zhì)，通常用Cl2或Cl2和H2O表示反應(yīng)物，而不用HClO。比較NaHSO4溶液、NaHCO3溶液、NaHSO3溶液、醋酸溶液等離子濃度大小時(shí)，要分清強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)、電離程度與水解程度的大小、主次，才能寫出正確的關(guān)系。比如SO2、NO2、H2O2、Fe2+都既有氧化性又有還原性，但性質(zhì)各有側(cè)重。碳酸鈉溶液中存在碳酸根的水解平衡和水的電離平衡， 溶液中含有OH-、HCO-3、H+，它們可以共存，因?yàn)闈舛群苄】梢院雎圆挥?jì)。向碳酸鈉溶液中加入H+，達(dá)到一定濃度會(huì)反應(yīng)，書寫方程式時(shí)，如果不分主次，會(huì)錯(cuò)寫成OH-+H+H2O，HCO-3+H+H2O+CO2↑。

總之，遇到復(fù)雜的多步反應(yīng)、循環(huán)反應(yīng)或多個(gè)平衡體系共存時(shí)，只需抓住始態(tài)和終態(tài)，把握全局、分清主次就能取得化繁為簡(jiǎn)的效果。

四、事物是不斷發(fā)展變化的，是量變與質(zhì)變的統(tǒng)一

世界上沒有一成不變的事物，物質(zhì)世界就是一個(gè)永恒變化發(fā)展著的世界。運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。“相對(duì)靜止即平衡?！被瘜W(xué)反應(yīng)平衡非常直觀地表明了這一點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，并不意味著正反應(yīng)和逆反應(yīng)都同時(shí)停止了，事實(shí)上正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍然在進(jìn)行著，只是它們的速率相等，相互抵消罷了，所以從表觀上看反應(yīng)物和產(chǎn)物在量上沒有發(fā)生變化。平衡反映了事物矛盾雙方勢(shì)均力敵，處于暫時(shí)的相對(duì)的統(tǒng)一。平衡與非平衡在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如在一定的溫度、壓力下，具有一定的配比的反應(yīng)體系達(dá)到平衡時(shí)，如果改變溫度、壓力或量的配比諸條件中的任何一個(gè)，都可能使化學(xué)平衡破壞，但只要不再改變條件，那么經(jīng)歷足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，反應(yīng)體系將會(huì)再次達(dá)到平衡。非平衡和有序相關(guān)聯(lián)，而平衡和混亂相關(guān)聯(lián)，由非平衡到平衡以及由有序到混亂都具有自發(fā)傾向。運(yùn)用這些哲學(xué)觀來理解化學(xué)平衡體系、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向，會(huì)有豁然開朗的感覺。endprint

世界上任何事物的變化，都是量變和質(zhì)變的統(tǒng)一。質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。

元素周期律就是非常生動(dòng)的實(shí)例。在元素周期表中隨核電荷數(shù)的增加，原子半徑依次減小，金屬性遞減，非金屬性遞增，但當(dāng)最外層電子數(shù)增大到8個(gè)電子時(shí)，原子半徑出現(xiàn)突變，隨后又呈現(xiàn)出金屬性與非金屬性遞變規(guī)律。二氧化錳和濃鹽酸加熱時(shí)可制得氯氣，和稀鹽酸就不行；次氯酸鈣和稀鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到次氯酸和氯化鈣，但和濃鹽酸反應(yīng)則發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到氯氣；濃硫酸和稀硫酸的性質(zhì)大為不同；利用方程式進(jìn)行化學(xué)計(jì)算時(shí)，一定要判過量……，不勝枚舉。

事物的發(fā)展是內(nèi)因和外因共同起作用的結(jié)果，在觀察事物、分析問題時(shí)，既要看到內(nèi)因，又要看到外因，堅(jiān)持內(nèi)外因相結(jié)合的觀點(diǎn)。碘化氫氣體不能用濃硫酸干燥 ：2HI+H2SO4（濃）I2+SO2↑+2H2O，但是二氧化硫氣體可以使碘水褪色：I2+SO2+2H2O2HI+H2SO4但是該反應(yīng)不是可逆反應(yīng)（硫酸濃度不同），銅片投入到濃硫酸中，沒有明顯變化，加熱后反應(yīng)激烈。SO2-3小實(shí)驗(yàn)、科技活動(dòng)等形式并結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源條件，不拘泥于器材、場(chǎng)所的限制，開動(dòng)腦筋利用身邊的壇壇罐罐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、改進(jìn)創(chuàng)新，開展問題策略的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

問題策略指化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新的課題主要來源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，通過改進(jìn)和創(chuàng)新去解決問題。例如，NaOH溶液滴加酚酞試液后會(huì)呈現(xiàn)紅色，但變紅的溶液一段時(shí)間后會(huì)逐漸褪為無色，這與教材提供的反應(yīng)現(xiàn)象有悖。這是為什么？教師要注意引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，特別是應(yīng)適時(shí)提醒學(xué)生觀察那些不明顯或稍縱即逝但卻反映變化本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，適時(shí)提出啟發(fā)性思考題，增補(bǔ)啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解難釋疑，使認(rèn)識(shí)深化。如何通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)避免溶液紅色的褪去，從而較好配合酸堿鹽反應(yīng)一般規(guī)律的教學(xué)，這就成了改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的一個(gè)課題。問題策略要求教師善于引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，特別是廣大的初中生，在剛剛接觸化學(xué)這門新學(xué)科時(shí)要始終保持一顆具有科學(xué)觀點(diǎn)的好奇心，才能具有抓住問題不放的探究精神，這也是培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)、創(chuàng)新精神的重要途徑。

在這里有必要說明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能為探究而探究，而應(yīng)為適宜探究的單元、課題找到問題的切入點(diǎn)。有的探究課側(cè)重于實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的選用，有的側(cè)重于實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，有的側(cè)重于物質(zhì)性質(zhì)的研究，有的則是課本知識(shí)的對(duì)比和深入等等，探究的選題和內(nèi)容的確定也都是開放式的。當(dāng)然，科學(xué)探究能力絕不是通過一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)就能完成的，它是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)，需要教師立足于教材的基礎(chǔ)上，做到不盲從，不拘泥于教材而有所創(chuàng)新和發(fā)展，充分挖掘教材中的類似課題，依據(jù)教育對(duì)象的實(shí)際情況，努力使學(xué)生形成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生自主探究能力與自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生不再只是聽化學(xué)、想化學(xué)，而是在做中學(xué)、做中想，從而形成終生學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力。

有沒有探究?jī)r(jià)值，不僅要考慮學(xué)生主體的需要，還要考慮學(xué)生所處的學(xué)校是否具備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的條件。如果一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題對(duì)于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展具有重要的作用，但是，解決該實(shí)驗(yàn)問題所需的化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品和儀器，在學(xué)生所在學(xué)校并不具備，難以用其他方式來代替，那么這個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題對(duì)于學(xué)生來說，也不算有探究?jī)r(jià)值。因?yàn)?，它?duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力的發(fā)展只具有潛在的價(jià)值，而不具有現(xiàn)實(shí)的價(jià)值。所以，教師提供的探究問題應(yīng)該要通過自己精心的篩選，既要符合學(xué)生的學(xué)情，又要符合學(xué)校的實(shí)際。

四、優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保實(shí)驗(yàn)的有效性

有些演示實(shí)驗(yàn)容易產(chǎn)生局部的環(huán)境污染或?qū)嶒?yàn)效果不夠明顯。因而為強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，要提倡無污染實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)理念；為追求最佳實(shí)驗(yàn)效果，要注重對(duì)有缺陷的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)或增補(bǔ)，必要時(shí)借助多媒體手段，將微觀現(xiàn)象宏觀化、系列現(xiàn)象分解化，提高了演示效果，確保實(shí)驗(yàn)的有效性。例如：做分子運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不容易觀察到罩在大燒杯內(nèi)小燒杯里的無色酚酞試液變色，為突出分子擴(kuò)散性的特征，可將高中教材中的演示實(shí)驗(yàn)“魔棒生煙”引入到了初中化學(xué)的課堂上，通過兩支分別蘸有濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒相互接近時(shí)產(chǎn)生的白煙，讓學(xué)生清楚的認(rèn)識(shí)了肉眼無法觀察到微小粒子在不斷運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，并取得了滿意的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

總之，新課程標(biāo)準(zhǔn)在強(qiáng)調(diào)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)，倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外自學(xué)能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，積極嘗試以實(shí)驗(yàn)為載體的多種教學(xué)方式，并引導(dǎo)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)之外展開對(duì)社會(huì)、生活中化學(xué)問題的鉆研，使學(xué)生能在更廣闊的時(shí)間和空間去學(xué)習(xí)和體驗(yàn)化學(xué)的樂趣。創(chuàng)設(shè)條件改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式方法，無疑會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力起到很好的培養(yǎng)。但由于初中學(xué)生的個(gè)體差異，而不可能對(duì)所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)問題均統(tǒng)一采取探究的模式進(jìn)行，所以教師應(yīng)最大限度地發(fā)掘?qū)嶒?yàn)探究的深層內(nèi)涵，應(yīng)有計(jì)劃地根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況進(jìn)行有目的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。只有這樣才能更好發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)中探究活動(dòng)的作用，學(xué)生也可從中收獲更多的實(shí)踐知識(shí)，提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。endprint