二 化学原理的学习过程

所谓化学原理，是指运用化学概念作出的基本的判断、推理等。从化学原理出发，可以推演出各种具体的判断、命题和指导化学实践的规则。化学的基本定律、基本规律、基本观点等，都属于化学原理。

化学原理的学习过程可以按照归纳的方式进行，也可以按演绎的方式进行。

1. 归纳方式举例：“浓度对反应速度的影响”学习过程

先让学习者观察（或者被告知）不同浓度的硫代硫酸钠溶液分别跟相同浓度的硫酸溶液反应速度的比较情况①，要求解释“为什么出现浑浊现象有先后”。

由于在这之前学习者可能已被告知（或自行推论）“外界条件对反应速度也有一定的影响”，更可能的情况是，学习者从教材的标题“影响反应速度的条件”或者“浓度对反应速度的影响”得到一定程度的暗示，加上教师或教材在描述实验结果时通常会突出硫代硫酸钠浓度跟出现浑浊现象先后顺序的对应关系，学习者很容易通过分析、综合，正确地得出“出现浑浊现象的先后反映反应速度的大小”，“反应速度大小跟硫代硫酸钠溶液的浓度有关”的判断。

学习者在学习氧的性质时，已经知道硫、碳等物质在纯氧中燃烧更加迅速。联系已知的事实，学习者可以作出假设：（其他条件不变时）增加反应物浓度可以增大反应速度；推论（在其他条件不变时）减少反应物浓度可以减小反应速度。在假设和推论被检验证实后，学习者可以推广、归纳、概括出有关的化学原理。

如果学习者被进一步告知：“许多实验证明，当其他条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速度，减少反应物浓度可以减小反应速度”， 假设和推论就得到了证实。

这时，虽然学习者已经认识了浓度如何影响反应速度，但这一认识还是孤立的，还没有跟其他知识联系起来，学习过程还未结束。

在进一步的学习中，学习者最好能够用已经具有的知识对这一原理作出说明和解释，特别是从微观角度（例如分子碰撞）来作出解释和说明，明确这一原理跟其他化学概念和化学原理的联系（例如形成“影响化学反应速度的条件”的概括），使有关的知识结构逐步地完善。

最后，学习者可以根据这一原理总结出判断反应物浓度对反应速度影响情况的规则，以及如何改变反应物浓度来影响反应速度的规则，用于解决某些实际问题。运用于解决问题不但可以使有关原理、规则得到检验，也会使有关认识进一步发展和巩固，从而把学习引向更深层次。例如，发现反应速度增大跟反应物浓度增加并不一定呈正比例关系；或者在学习化学动力学之后，进一步明确这一原理的应用范围：浓度对被称为“零级反应”的光化学反应和某些表面催化反应（如氨在钨表面的分解）是没有影响的；但对于大多数反应，这一原理仍然适用。

1. 演绎方式举例：“浓度变化可以使化学平衡移动”学习过程

在学习“反应物浓度变化可以使反应速度改变”和“化学平衡状态就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速度和逆反应的速度相等⋯⋯的状态”以及什么是“化学平衡的移动”之后，就可以引导学习者作出推论：当一个反应已经达到化学平衡、其他反应条件不变、只改变其中任何一种反应物（或生成物）的浓度时，正反应（或逆反应）的反应速度会相应改变，正反应速度和逆反应速度将不再相等，化学平衡会发生移动。这里有一系列的

① 人民教育出版社化学室编著：高级中学课本化学·下册，人民教育出版社 1987 年第 2 版，第 3 页。

演绎推理过程： (1)“因为可逆反应在一定条件下达到化学平衡状态时，正反应速度和逆

反应速度相等，同时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变，某反应达到化学平衡状态并且反应条件不变，所以原先这个反应的正反应速度和逆反应速度相等，反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变”。

(2)“因为在其他条件不变时增加反应物浓度可以使反应速度增大，上述反应的反应物浓度增大且其他条件不变，所以该反应的正反应速度会变大”。 (3)“因为在其他条件不变时，反应物浓度不变，反应速度也不变，上述

反应的生成物，即逆反应的反应物浓度在开始的瞬间没有发生变化，所以逆反应速度不变”。

1. “因为原先正反应速度跟逆反应速度相等，现在正反应速度增大、逆反应速度不变，所以正反应速度与逆反应速度不再相等”。（反应物浓度减小的情况，演绎推理过程从略）

2. “因为在一定条件下正反应速度和逆反应速度相等，可 逆反应即达到化学平衡状态，现在正反应速度跟逆反应速度不再相等，所以原先的化学平衡状态被破坏”。

3. “因为在其他条件不变时，正反应速度增大会使反应物浓度消耗而减少，同时使生成物浓度加大⋯⋯所以以后正反应速度又会逐渐减小，同时逆反应速度会逐渐增大”；⋯⋯正反应速度和逆反应速度会在高于原来的水平上相等”；⋯⋯该反应达到新的平衡状态”；⋯⋯反应混合物中各组成成分的百分含量将保持新的数值”。

4. “因为可逆反应达到平衡状态后，因反应条件改变而达到新的平衡状态叫做化学平衡的移动，增大反应物浓度后，该反应由原来的平衡状态达到新的平衡状态，所以增大反应物浓度使该反应的化学平衡移动”。

这一演绎过程可简化表示如下图所示：

对于思维能力较强的学习者来说，这一推理过程可以进一步简缩，甚至以直觉的形式来完成——“理所当然”地被一下子“看”出来。对思维能力不太强的学习者来说，可能在某一环节发生障碍，需要“想一想”或者给予启发才能克服。

在得到推论后，要用适当的实验和事实进行检验，才能使这一推论确立。接着，还要明确这一原理跟其他化学概念和化学原理的联系，使已有的知识结构逐步地完善；确定增大反应物浓度或者减小生成物浓度，减小反应物浓度或者增大生成物浓度各使化学平衡向什么方向移动，形成比较简明、便于

使用和记忆的判断规则；了解这一原理在实际中的应用，尝试运用这一原理来解决问题等等，才算基本完成对浓度变化使化学平衡移动这一原理的学习。

演绎方式对思维能力不太强的学习者难度较大，故其使用不及归纳方式普遍。在实际学习中采用哪种方式，应该根据学习者和学习内容的特点来确定。

按归纳方式学习化学原理的过程可以分为 5 个阶段。(1)感知阶段。

感知典型的化学事实。(2)归纳阶段。

对感知的化学事实进行分析、综合、归纳，应用化学概念来概括化学事实，在假设并进行检验的基础上作出判断和推理，形成化学定律、规则、原理或观点。这种归纳通常是不完全归纳，为了使归纳正确地进行，常常需要在教师或教科书的提示、组织、指导下进行。

1. 验证阶段。

对所得结论在更大范围进行验证。验证最好从多方面进行。对不完全归纳所得结果进行这样的验证尤为重要。缺少这一环节不但会影响学习者对所得结论的信心，影响知识的巩固，还可能导致错误的结论。

1. 联系、整合阶段。

用有关知识解释、说明所得结论，对所得结论进行论证；明确结论的适用范围；使有关的化学概念和原理按一定方式组织起来，逐步形成完整的理论体系和符号体系；通过联系、比较，明确这种理论体系跟其他理论的关系等等，使所学习的化学原理跟已有经验有机地结合起来。

1. 运用阶段。

根据新学习的化学原理形成若干规则应用于解决实际问题，不但使新的原理、规则得到检验，也使有关认识进一步丰富、加深、巩固和发展。

按演绎方式进行的化学原理学习过程也可以分为 5 个阶段。(1)准备阶段。

温习作为演绎推理前提的知识，明确要解决的问题。在这一阶段，有关的准备知识和问题通常以语言形式呈现，所以学习者要进行感知语言的活动。

1. 演绎推理阶段。

根据已知的化学概念和化学原理进行演绎推理，得出新的化学原理的命题。这一过程通常以简缩的方式进行，并不严格符合逻辑。这一过程常常不同于人类认识的历史过程，是对后者作理性加工改造的结果。

1. 验证阶段。

对所得结论进行验证。由于规定的学习内容通常是正确的、学习者通常也总是力求证实，因而容易忽视不支持推论的例外情况。

1. 联系、整合阶段。

对演绎得来的结论可以不再解释、论证，而是着重于形成逻辑的理论体系及其跟其他理论的联系，进行扩展、推论，通常要讨论、注意由前提或者不严密的演绎过程产生的局限性，力求使理论完善。

1. 运用阶段。

形成运用规则，用于解决实际问题，并且检验和发展有关认识。