二 化学实验结果解释中的理论思维

对化学实验结果的解释,大多数是采用理论演绎的方式进行的。这种解释方式不仅适用于对化学实验结果的解释,同样也适用于其他学科对实验结果的解释。对于化学学科来说,重要的在于对宏观对象做出微观的解释,即从分子、原子、离子、电子等微观粒子的层次上对化学实验结果(事实、现象和过程等)做出深入的解释。

  1. 化学实验结果的微观解释理论思维的过程

化学物质是由分子(如水)、原子(如金刚石)、离子(如氯化钠)构成的。水、金刚石、氯化钠等化学物质是能被人们看得到摸得着的宏观物质。化学反应中的反应物和生成物,以及反应过程中产生的现象,都是以宏观形态呈现在我们感官下能被我们所感知的。化学的任务就在于深入到宏观物质的内部对其组成、内部结构给以微观的理解和认识,对物质发生化学变化的宏观运动给以微观粒子内部运动的解释。这是在理论解释方面突出化学学科特点所不可忽视的。

例如,水的组成的实验①,从实验观察得到的实验结果推断水是氢和氧两种元素组成的。水、氢气、氧气都是能被实验观察者观察到的宏观物质。教材中,对水发生化学变化产生氢气和氧气的宏观运动过程,从微观粒子内部运动的角度做了解释。

二 化学实验结果解释中的理论思维 - 图1

对其他化学变化的宏观过程,都可采取类似的微观解释。在这里实际上是运用原子、分子的概念或原子、分子模型对化学反应过程做动态解释。如果说

① 人民教育出版社化学室编:初级中学课本化学全一册,人民教育出版社 1987 年版,第 62—64 页。

对物质发生化学变化过程所做的是客观物质内部微观的动态解释,那么,对化学实验结果处理后得到的实验“结果”所做的则是物质内部微观的静态解释。

  1. 化学实验结果的解释应注意的问题
  1. 对化学实验结果、化学变化过程进行微观解释,有助于揭示宏观物质、物质宏观运动过程的内在本质和规律性,使人们的认识从物质的表面深入到物质的里层。但是并不是对所有的情况都有可能、都有必要作出微观的解释。

从化学科学的角度看,目前并不是任何一种化学物质的内部微观结构和任何一个化学变化过程中微观粒子的运动机制都是十分清楚的,有许多问题尚需人们进行不断的探索。因此,不能要求对化学物质和化学变化过程都要做出微观解释。更何况对于接受基础教育、知识基础又不够雄厚的中学生来说,对有些物质及物质的变化过程要求做出微观解释,是不必要的或是不可能的。

  1. 防止对化学实验结果做错误的或荒谬的解释。为了避免解释上出现错误,要注意以下几点:

首先,不要根据不完善的理论或在没有充分证据的情况下,就随意做表面上似乎是合理的解释。如电解水产生的氢气与氧气的体积不正好是 2:1, 不能从表面上解释为一端集气管漏气。也不能对产生的意外实验事实一律解释为反应物不纯,也不要把由于操作技术上带来的失误一律解释为实验仪器有问题。这些随意解释是不负责的,是违背实事求是的科学态度的。

其次,要正确地运用推理。尽管推理在对化学实验结果的处理方面起着重要作用,但是解释实验结果时,若没有把前提条件搞清楚而滥用推理,常会导致解释的谬误。这往往表现在,容易把从个别没有代表性的物质(或反应过程)得出的结论,错误地推广到其他物质(或反应过程),或者把由部分物质得到的结论,盲目地不加分析地推广到整体。

再次,防止思想上的片面性给实验结果的解释造成谬误。化学实验中产生的每一种现象和每一个变化过程都可能是由许多因素决定的。因此,对实验结果的解释上不能只注重其中的某一因素,而忽略多种因素对物质的存在、属性、变化所给出的综合性的、整体性的影响。