二、辩证唯物主义教育的内容

在化学教学中,应着重向学生进行如下几个基本观点的教育。1.辩证唯物主义物质观的教育

辩证唯物主义物质观是马克思主义哲学理论的基石,也是指导学生学习化学的世界观和方法论。化学教学应着重从构成物质微观粒子的物质性、物质形态和种类的多样性与统一性、物质结构的层次性等方面进行物质观的教育。

化学教学中不仅要从宏观上使学生相信自然界的物质性和物质的客观实在性,还必须使学生确信分子、原子、离子等微观粒子的物质性。但是,现在的条件下无法使学生看到原子、分子以及它们运动变化的过程。为了使学生确信微观粒子的客观实在性,可以向学生展示由电子显微镜拍摄的某些物质的分子、原子真实存在的照片;还可以根据实验观察所获得的物质的气味、

有色气体的扩散、物质的溶解、蒸发、凝固等实验事实,并运用逻辑和辩证的思维方法或模型方法对化学实验产生的宏观现象做出微观解释。这些方法都有助于学生相信原子、分子等微观粒子的客观真实性、微观粒子在物质性方面与宏观物质是无区别的。

结合元素周期律知识的学习,能较好地说明种类繁多、性质各异的物质, 在构成它们的成分元素或原子种类方面所显示出的统一性。通过物质结构知识的教学,有助于学生建立起物质结构具有层次性的观念,从而明确物质、分子、原子分别处于物质的不同层次;原子是由原子核和电子构成的,原子核是原子的下一个层次;原子核外电子按不同壳层排列也形成不同层次。

  1. 辩证唯物主义运动观的教育

物质性质及其变化规律的教学内容在化学教学中占有重要地位。化学实验是学生学习物质的性质及其变化规律时,最常使用的物质手段和科学方法。化学实验不仅能为学生认识物质的性质、形成有关化学概念提供感性认识材料,同时也是学生树立物质与运动不可分观点的重要根据。

通过一个个具体化学反应以及各种化学反应类型知识的教学,能较好地使学生认识到化学反应即化学运动是具有多样性的。同时还应认识到每种化学反应都有它自身的特殊性并区别于其它类型的化学反应,但是不管是什么类型的化学反应,它们所对应的物质层次是原子、离子、原子团,都属于同一层次的化学运动,这又是化学运动统一性的具体表现。所以,化学反应的多样性和统一性的教育也是进行物质运动观教育的另一重要内容。

物质运动绝对性和静止相对性的教育也是物质运动观教育的一项重要内容。要结合适当的教学内容使学生认识到物质在不发生物理的或化学的变化时,从外观看它们是静止的,但这种静止是相对的,因为构成它们的微粒(如构成晶体物质的分子、原子、离子、原子团、官能团等)无时不按着各自的规律运动着,可见运动是绝对的。当外界提供一定条件时,构成物质的微粒运动将发生新的改变,物质就会发生物理的或化学的变化,并给出各种现象和化学事实,这就是在新条件下微观粒子运动产生的新结果。物质发生的变化停止时,则物质又处于新的相对静止状态,但构成它们的微粒仍处于不停的运动中。

  1. 唯物辩证法联系观点与发展观点的教育

化学教学的任务不限于让学生学习和掌握教材中所规定的“双基”,还要通过对物质自身辩证法的理解,使他们在头脑中逐渐树立起一切事物是相互联系、相互制约和处于不断运动、发展的观点,学会用联系、发展的观点去认识客观事物、指导学习和处理面临的问题。

联系就是指一切事物、现象、过程之间,以及事物、现象、内部各要素之间的相互影响、相互作用、相互制约和相互转化的关系。这种关系在化学中处处可见,只要有意注意这种观点的教育就会取得一定的效果。如通过物质分类知识的教学,可以向学生揭示各类物质间的直接联系、间接联系以及彼此间的转化关系。又如,在讲授每一个具体的化学反应时,注意从质与量的两个方面揭示反应物与生成物、反应物之间、生成物之间、化学反应与反应条件之间、化学反应与化学现象之间、物质与能量之间存在的相互依存、相互制约、相互联系、相互转化的关系。通过多种多样化学反应知识的学习使学生树立物质联系的普遍性和多样性的观点是不困难的。

物质不仅通过与其它物质相互联系而存在,而且通过相互联系而运动、

变化和发展。化学变化是物质内在本质联系的外在表现形态,离开了物质的内在的、本质的相互联系和相互作用,就无法说明物质的化学运动、变化和发展,更无法了解物质发生化学运动和发展的实质。因此,在进行物质相互联系观点教育的同时,也要向学生进行物质运动、变化和发展观点的教育。物质的内在联系决定于物质的内部组成与结构。物质具有的内部组成与

结构(内因),决定其质量及运动、变化形式。物质的内因是物质运动、变化和发展的根据,它决定物质的性质,决定物质可能发生什么样的化学反应。使物质发生变化由可能性转化为现实性,是需要一定条件的,没有一定条件

(外因)物质的这种转化是不可能实现的。可见,通过对化学反应的分析, 有助于学生树立如下的观点,即物质的内部矛盾(内因)是物质运动、发展的动力和根本原因,外因是物质发生运动、变化的必要条件。因此,在学习中切不可忽视化学反应的条件。

  1. 质量互变规律的教育

    “化学可以被称为研究物体由于量的构成的变化而发生质变的科学。”①

化学教学中的大量事实都能充分地揭示质量互变规律的客观性和真实性,因而能较方便地向学生进行质量互变规律的教育。

任何一种物质总是具有质和量的两方面的属性。物质的量和质是不可分的,如水的分子量、密度、沸点等量的属性,就是属于水这个具有一定组成、结构和化学性质的物质的量,水这个物质也总是具有上述一定量的质。所以说,任何量总是属于一定质的量,任何质也总是具有一定量的质。化学教学中不仅要重视物质质的方面,也要重视它们量的方面。

物质的量变达到一定限度,就会引起物质的质变,没有量变也就没有质变。在化学中,物质量变引起物质质变的形式有多种,常见的有下述几种形式。

由构成物质微粒数量上的变化而引起物质质变的形式。结合元素周期律与元素周期表、二氧化硫与三氧化硫、氮的多种含氧化合物、有机化合物的同系物等教学内容,都能较好地向学生揭示物质量变引起质变这一客观规律。

由物质结构能量上变化引起的质变是量变引起质变的另一种形式。这种形式在化学中有各种表现。无机物中的同素异形体,如金刚石与石墨,它们虽然是由同种元素的原子构成的,但是由于它们晶体内的原子结合方式、空间取向是不同的,即因能量的不同而引起它们在许多性质上也是不同的。在有机化合物中同分异构物的存在是相当普遍的,这些化合物的分子在原子种类与数目上是相同的,只是由于分子内各原子的排列次序或空间取向不同, 即因能量上的变化而引起的质变。这些都为揭示物质因结构状态及其相对应的能量状态的改变引起物质质变的规律性提供事实依据。

物质状态间的转变、化学反应中的量变与质变,也是量变引起质变的一种形式。物质 3 种状态间的转变是由温度这一量变而引起的,如在一大气压下,低于 0℃(包括 0℃在内)时液态水就能转化成固态冰;高于 100℃(包括 100℃在内)时液态水就转变成气态水蒸气。对于化学反应中的量变引起质变,要从反应物分子的能量方面给以解释。当分子具有的能量达到活化分子的高度,物质才能发生质变。许多化学反应都是在加热或同时有催化剂存

① 自然辩证法.于光远等译编.北京:人民出版社,1984.

在的条件下才能发生。给反应物加热是使活化分子的数目发生量变,使用催化剂是降低活化能,也是为了提高活化分子的数目,它们都是通过活化分子数目的量变,来实现物质质变的目的。

不仅量变能引起质变,质变也能引起新的量变。例如,石墨在高温、高压的条件下能转变成金刚石,这是量变引起的质变。金刚石在密度、硬度、熔点、导电率以及晶体内部结构的量都与石墨不同,这又是质变引起的新的量变。又如,化学反应的生成物与反应物具有不同的质,不同的质又具有不同的量,这表现在它们在组成、结构等方面的量是不同的。物质的量变和质变是互相转化的,量变导致质变,质变又引起新的量变。

  1. 对立统一规律(或矛盾规律)的教育

对立统一规律是唯物辩证法最根本的规律。对立与统一是矛盾双方相互关系的两方面的不同倾向。对立是指矛盾双方互相排斥、互相反对的倾向。统一是指矛盾双方互相联系、互相依赖、互相贯通的倾向。对立统一规律普遍存在于一切物质、现象和过程的本身之中。教师的任务在于能通过化学教学向学生揭示矛盾的普遍性,使学生学会用矛盾的观点观察一切、分析一切, 找出解决矛盾的方法。矛盾的普遍性的涵义,是指矛盾无处不在、无时不在。通过物质结构和化学反应的教学都能较好地进行这方面的教育。

原子是原子核和电子的对立统一体。原子核和核外电子之间相互吸引, 这是原子内部的吸引因素。原子内部的排斥作用,有来自原子核外电子之间的静电库仑斥力,有来自核外电子高速绕核运动的离心力。通常原子的稳定状态,就是原子核与核外电子间的吸引和排斥处于平衡状态。

分子内也存在着原子间的相互吸引和排斥。共价键是相邻原子间因共用电子而产生吸引作用所形成的键。在共价键形成的过程中,存在着相邻原子核间和电子间的库仑排斥作用,但是吸引作用占有优势,结果形成了共价键。

离子键是在不同原子间发生价电子转移产生阴离子、阳离子,由库仑吸引力而形成的。离子晶体是由阴离子、阳离子交替排列的对立统一体,晶体内部吸引和排斥处于相互平衡状态。

金属晶体是靠金属键把金属原子联系在一起的。在金属晶体内部同样存在着原子核间、核外电子间、自由电子与核外电子间的排斥作用,同时也存在着原子核与核外电子间、原子核与自由电子间的吸引作用。当两种相反作用力处于平衡状态时,金属晶体呈稳定状态。

在分子间也存在着吸引和排斥的矛盾运动。例如物质状态的转化就是由分子间吸引力和排斥力的相互作用引起的。分子间主要的排斥作用是来自分子热运动的扩散力(包括分子的平动、转动和振动所有的动能和位能),主要的吸引作用是来自范德华力。

不管化学反应属于哪种类型,化学反应中共同的基本矛盾都是吸引(化合)和排斥(分解)的对立统一。化学反应的过程,就是吸引和排斥矛盾双方转化的过程,转化过程的快慢就是化学反应速度,它反映化学反应中吸引和排斥相互转化的剧烈程度。吸引和排斥的相互转化,在化学反应中都是在一定条件下进行的,这就是化学反应条件。对于一切化学反应来说,化合和分解是相互依存、同时进行的,这一基本矛盾贯穿于化学反应对立统一过程的始终。