河南 劉宇
化學(xué)是一門自然科學(xué),它研究的是我們周圍整個自然界的物質(zhì)變化及其規(guī)律,哲學(xué)是人們通過認(rèn)識周圍世界而逐漸概括出的規(guī)律及理論觀念?;瘜W(xué)與哲學(xué)是密不可分的,可以說,化學(xué)是哲學(xué)的基礎(chǔ)與源泉,在化學(xué)的方方面面無不體現(xiàn)出一些最基礎(chǔ)的哲學(xué)思想;反過來,哲學(xué)又能對化學(xué)的認(rèn)識論及方法論提供理論基礎(chǔ),為化學(xué)的發(fā)展提供指引。近年來,化學(xué)哲學(xué)的研究正成為一個獨(dú)立的研究領(lǐng)域得到發(fā)展。本文僅就在基礎(chǔ)化學(xué)相關(guān)的教學(xué)中,談?wù)劰P者對一些哲學(xué)思想的認(rèn)識及體會。
按照新課改要求,教學(xué)過程中突出學(xué)生是教學(xué)的主體,實(shí)踐現(xiàn)代教學(xué)“知識與技能,過程與方法,情感態(tài)度與價值觀”三維目標(biāo)的貫徹與落實(shí)。
由于多年來應(yīng)試教育的慣性影響,我國許多化學(xué)教師往往停留在對具體知識點(diǎn)的講解及掌握上,而忽視對相關(guān)知識的理解貫通及方法引導(dǎo),忽視對學(xué)生思維的訓(xùn)練。學(xué)生往往會停留在一個個元素及化合物的符號,一個個復(fù)雜的具體的化學(xué)反應(yīng)上,沒有規(guī)律性認(rèn)識和辯證性思維,很難抓住其本質(zhì)。所以許多學(xué)生被各個零散的知識點(diǎn)所迷惑,陷入死記硬背的境地,達(dá)不到思維健康發(fā)展和素質(zhì)提高的要求,進(jìn)而出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難,認(rèn)知障礙,最后消極被動不感興趣,甚至拒絕學(xué)習(xí)。如果教師在化學(xué)教學(xué)過程中,能有意識地挖掘教材中的哲學(xué)素材,用淺顯的哲學(xué)觀點(diǎn)加以理解應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生透過復(fù)雜的現(xiàn)象認(rèn)識事物的本質(zhì),對學(xué)生興趣的提高,知識體系的形成會大有幫助,同時也便于學(xué)生更好的運(yùn)用化學(xué)知識解決遇到的問題,也更利于學(xué)生辯證的看待自然世界,形成科學(xué)的世界觀。
在筆者看來,化學(xué)就像語文中的散文“形散而神不散”,誰領(lǐng)會自然界的變化及組合的密碼,誰就不會被多種多樣的現(xiàn)象所迷惑,反而會逐漸體會到其中的完美與和諧,產(chǎn)生探索與求知的欲望。
要用運(yùn)動變化的眼光去思考和領(lǐng)會化學(xué)現(xiàn)象問題。學(xué)生要知道,物質(zhì)是永恒運(yùn)動的,不斷變化的,像宏觀上物質(zhì)的擴(kuò)散、溶解、結(jié)晶、腐敗、生銹、發(fā)熱、燃燒、爆炸等一系列自然現(xiàn)象,都是微觀粒子的不停運(yùn)動所導(dǎo)致的,由微觀到宏觀,達(dá)到抽象與形象思維的統(tǒng)一,是初學(xué)者必需要跨越的階段。通過對微觀原子的構(gòu)造及電子的分層排布及運(yùn)動的初步建構(gòu),才會進(jìn)而理解化學(xué)反應(yīng)中粒子的變化與區(qū)別,理解像粒子有效碰撞、斷鍵成鍵等抽象的化學(xué)變化,才會對宏觀的反應(yīng)條件及現(xiàn)象更易接受和領(lǐng)會。例如,在學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)兩類基本反應(yīng)時,學(xué)生認(rèn)識到抽象的氧化還原反應(yīng),本質(zhì)上就是對電子的得失與爭奪,而離子反應(yīng)就是陰陽離子的結(jié)合與分離,對強(qiáng)弱、難易的概念才能區(qū)分和體會,對宏觀上各種各樣的氧化劑、還原劑、酸堿鹽等,形成一個清晰的排位與定位,達(dá)到舉一反三;而初學(xué)者在習(xí)慣上缺少用動態(tài)的眼光去學(xué)習(xí)和理解,往往陷于混亂與死記硬背之中。
在教學(xué)中,抓住量變的主線、突出質(zhì)變的區(qū)別,是幫助學(xué)生進(jìn)行化學(xué)建構(gòu),形成體系必不可少的手段。⑴粒子數(shù)的量變。量變到質(zhì)變的現(xiàn)象在元素周期表上體現(xiàn)得最鮮明,如周期、族的相似性,遞變性,金屬到非金屬的遞變,從對代表元素的認(rèn)識到相近元素的推測,從微觀的粒子組成到宏觀的具體物質(zhì),把一個完美統(tǒng)一的世界濃縮在一塊表格中,可以說門捷列夫?yàn)槲覀兇蜷_了化學(xué)知識的大門。⑵粒子大小的量變。區(qū)分分散系中溶液、膠體、濁液的溶質(zhì)粒子大小的不同,讓我們可以清楚的看到膠體各方面特性的由來,也可以讓我們對未來的納米級新材料的新特性展開遐想,如超導(dǎo)、隱形等。⑶粒子多少(濃度)的量變,如濃稀硫酸、硝酸的不同。⑷結(jié)構(gòu)的量變,如共價鍵到離子鍵的過渡,石墨與金剛石、足球烯,等等,無不對提高學(xué)生探究能力,增加其興趣,開闊其眼界大有幫助。
初學(xué)者往往對各種化學(xué)方程式感覺混亂,即使死記硬背也書寫得漏洞百出。其實(shí),是化學(xué)教學(xué)中知識過于抽象化所導(dǎo)致。簡單的說,化學(xué)中各種等式、方程式就是用符號告訴大家一個物質(zhì)的變化或一個反應(yīng),符號記熟了,剩下的配平及計算按照“物質(zhì)不滅”原理就很容易理解和擴(kuò)展,像質(zhì)量、電子轉(zhuǎn)移、電荷、化合價等,只要按守恒定律建立等式,會加減乘除就行,也很容易變通和擴(kuò)展,能量方面也一樣,像鍵能、電能、反應(yīng)熱與燃燒熱等,只要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)都可定量計算。這樣,學(xué)生在把握定性和定量方面的知識時才不會脫節(jié)。
世上萬事萬物無不處于對立統(tǒng)一的因果關(guān)系中,相互影響而存在,化學(xué)的研究對象決定了化學(xué)中的對立統(tǒng)一現(xiàn)象無處不在。概念上的如:金屬與非金屬、酸與堿、氧化與還原,陰離子與陽離子、中和與水解、充電與放電;動態(tài)的如:溶解平衡、電離平衡、化學(xué)反應(yīng)平衡,等等。概念方面:由活潑金屬逐漸過渡到活潑與非金屬,其得失電子的能力,形成的酸堿的強(qiáng)弱也在對應(yīng)的變化。動態(tài)平衡方面:由內(nèi)因到外因,由平衡的移動到后來宏觀的靜止,在整體上都是完美統(tǒng)一的、不割裂的。通過由對立到統(tǒng)一的認(rèn)知過程,學(xué)生就會辯證的看待問題,在后繼學(xué)習(xí)中也會事半功倍。
事物的變化總是由多種因素所決定,由于學(xué)生受其思維發(fā)展的限制,對一些復(fù)雜的或競爭型化學(xué)反應(yīng)的先后主次、反應(yīng)方向容易迷惑,這就要求教師自己要主次分明,或?qū)Ρ葏^(qū)分講解,或圖表列舉,幫助學(xué)生建立多元化思維,理清脈絡(luò),以達(dá)到難點(diǎn)突破及思維訓(xùn)練的目的。典型的事例如:①活潑金屬分別與水、與酸、與鹽溶液反應(yīng),化學(xué)電池的電極反應(yīng),其中就涉及到離子得失電子的先后順序問題。②濃醋酸加水稀釋過程中導(dǎo)電能力變化,涉及稀釋過程影響因素的改變。③有機(jī)化學(xué)中主副反應(yīng)的競爭要更復(fù)雜,其中既有結(jié)構(gòu)、比例的影響,簡單的像甲、乙烷的取代,又有溫度、酸堿性、催化劑的影響,像乙醇脫水制乙烯及乙醚、不同基團(tuán)的先后主次,等等。
歸納過程是由個體到總體,由事實(shí)到規(guī)律,從現(xiàn)象到本質(zhì),使認(rèn)知得到提高和升華的必然途徑。歷史上,化學(xué)理論的提出及發(fā)展,對具體事物的認(rèn)識,均體現(xiàn)這一點(diǎn),如酸堿理論的發(fā)展、對原子軌道的認(rèn)識,假說的提出等等。在教學(xué)中,我們也應(yīng)遵循這一規(guī)律,重視這方面的訓(xùn)練,提高學(xué)生的歸納遷移、演繹延伸能力,如通過周期和族的相似性、遞變性、特殊性,由認(rèn)識代表元素擴(kuò)展到對相近元素、未知元素的推測,由晶體結(jié)構(gòu)到物理性質(zhì)及狀態(tài)的區(qū)分,由離子組合到對酸堿鹽等物質(zhì)概念的界定,等等。
另外,化學(xué)離不開實(shí)驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)裝置的歸納,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論及分析,是提升學(xué)生興趣,提高學(xué)生探究能力的必要手段。其實(shí),實(shí)驗(yàn)就像每家在廚房做飯、做菜、燉湯一樣,需要選材、用不同器具、掌握火候等,這樣講,學(xué)生自然就感覺有了思維的落腳點(diǎn),有意識的進(jìn)行歸納和區(qū)分。例如,同樣的氣體實(shí)驗(yàn),均包括氣體的制備、除雜、檢驗(yàn)、收集回收幾個環(huán)節(jié),但不同的氣體具有不同的特性,僅收集就有排氣法、排水法的區(qū)別,像氯氣用排飽和食鹽水的方法才較好。
愛因斯坦十分重視哲學(xué)對自然科學(xué)的指導(dǎo)作用,曾經(jīng)說過:“認(rèn)識論同科學(xué)的相互關(guān)系是值得注意的,它們互為依存?!被瘜W(xué)的學(xué)習(xí)不應(yīng)該停留在對具體物質(zhì)及現(xiàn)象,對化學(xué)語言及符號的死記硬背上,它應(yīng)該是探究自然界美與和諧的科學(xué),她具有自己獨(dú)特的靈魂和方法,我們應(yīng)該把它同辯證的唯物主義哲學(xué)結(jié)合起來,互為補(bǔ)充和指引,將哲學(xué)問題滲透于化學(xué)教學(xué)和科研的工作中。當(dāng)然,在教學(xué)中滲透哲學(xué)思想不能過于牽強(qiáng)附會,要建立在學(xué)生的可接受性原則上,淺顯易懂;建立在基礎(chǔ)知識和基本技能上,以求融會貫通和思維擴(kuò)展,這樣才能起到畫龍點(diǎn)睛的效果。
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