摘 要:哲学虽不能提供解决问题的具体答案,但为人类认识世界和改造世界提供了一般的普遍的方法。爱因斯坦这样谈论哲学:如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的形式中对知识的追求,那么,哲学显然就可以被认为是全部科学之母。如何利用化学学科的课程资源优势对学生进行哲学思想渗透的尝试,做到化学知识的学习与哲学常识的了解相互促进,是笔者长期思考和尝试的工作之一。
关键词:哲学;化学课堂;易经
一、 运用内因和外因的辩证关系掌握结构决定性质的道理
唯物辩证法认为,内因是事物变化的决定因素。由此,教会学生全面看待问题,端正他们的学习态度,使其充分认识到辩证唯物主义观点对化学学习的指导作用,可进一步激发他们学习化学的兴趣。
案例:观察下面三个相同温度下不同可逆反应的平衡常数,你能得到什么启示?在25℃时,
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),K=5.3×1033;
H2(g)+Br2(g)2HBr(g),K=2.2×1018;
H2(g)+I2(g)2HI(g),K=8.91×102。
教师答疑:很显然同等温度下,Cl2、Br2的K值大于I2的。进一步分析,不难得出:对于一个化学反应而言,参与化学反应的物质本身的结构、性质才是其K值大小的决定因素。
氧化剂氧化性、还原剂还原性的强弱,影响化学反应速率的主要因素,同类可逆的化学反应中平衡常数的大小,同类型物质溶度积的大小,同类化学反应焓变的大小,不同类型晶体熔沸点的高低,同类型氢化物的稳定性等等归根结底都是因物质结构不同所导致的。
二、 运用矛盾的普遍性与特殊性辩证地对待化学中的规律
在学习化学的过程中我们总结了大量的普遍规律,它为我们学习物质复杂的构成、繁杂的变化提供了巨大的帮助,但我们发现这些普遍规律不是万能的,总会出现特殊性。其实“在化学中,不规律比规律更普遍,不规律正是化学引人入胜之魅力所在”。要让学生理解普遍性,牢记特殊性。例如:(1)由分子构成的物质其熔沸点主要由分子间的作用力决定,分子间的作用力又是由相对分子质量的大小决定,但在第四、五、六、七周期氢化物熔沸点的变化中由于氢键出现了反常。(2)酸与金属反应时,把锌粒分别放在盛有稀硫酸、浓硫酸、稀盐酸和浓硝酸的试管里让学生观察,结果学生发现盛有稀硫酸和稀盐酸的试管里有气体放出,盛有浓硫酸和浓硝酸的试管里没有气体放出。这会让学生觉得这一事实违背了教材中介绍的金属跟酸反应的规律:在金属活动性顺序中,排在氢前的金属能置换出酸里的氢。(3)绝大多数固体的溶解度随温度升高而增大,但个别也有减小的。还有浓硫酸制取盐酸,钠高温下置换出钾,铝在高温下置换出钡,二氧化硅和碳酸钙在高温下制取出二氧化碳,硫和汞的化合,二氧化硅与氢氟酸的反应等等都不符合普遍规律,但它们确实客观存在。不是规律错了,是因为,矛盾存在于一切事物中,并且贯穿于事物发展过程的始终,矛盾着的事物及其每一个侧面都有各自的特点,事物是矛盾普遍性与特殊性相结合的统一体,普遍性寓于特殊性之中,其普遍性和特殊性是有条件的。
三、 《易经》所提到的“万物的变动不穷,都是由简易的变作繁颐的。”这与现在普遍比较认可的宇宙大爆炸论如出一辙
现代宇宙学理论认为现今的宇宙起源于一次“大爆炸”,构成现今宇宙的所有物质在爆炸前聚集在一个密度极大、温度极高的原始核中。由于某种未明原因,宇宙的原始核发生了大爆炸,一开始,宇宙中只有中子。一个中子发生衰变将同时得到一个质子、一个电子和一个反中微子。约经历10个中子半衰期2个小时后,宇宙中的绝大部分物质便是氢原子了,后经氢燃烧生成了氦,经氦燃烧得到了12C,经碳燃烧得到了24Mg、23Na、20Ne,又经过了α过程、e过程、重元素的诞生最后产生了我们现在由100多种元素组成的物质世界。这与《易经·系辞传》所说:“是故易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦”的表述是何等的相似啊!人类对物质世界的探究,从德谟克利特的古代原子论,到道尔顿的近代原子论,从《易经》中的阴阳理论,到现在公认的原子核与电子的电性,无不闪烁着人类智慧的光辉。当然,物质的本源还远远没有找到最终答案,科学家们还在孜孜以求,穷追不舍。其实早在2500年以前古人就有“其大无外,其小无内”的论述。在这样的化学史实、化学知识中贯穿、穿插哲学思想,润物细无声,收到的成效是何其显著。
四、 实事求是,用发展的眼光对待化学中的理论(对事实的解释)
编写《元素化学》一书的格林伍德和厄恩肖说过“化学事实是头等重要的东西,而对事实的解释容易过时”,尊重客观事实是第一位的,任何对客观事实的理论解释都是第二位的。理论往往都有优点和合理性,但同时又有缺点和局限性。要让学生树立“实验是检验化学理论唯一标准”的思想,科学地应用化学理论解决化学问题,使其重视实验和对实验现象的观察在化学学习和研究中的作用,同时也让学生重视实践对理论的检验作用,从而确立“实践是检验真理的唯一标准”的思想。例如:(1)我们试图用路易斯结构式(路易斯认为物质的构成是原子之间电子配对形成稀有气体的8电子稳定结构)去表示所有物质的构成,结果发现到处碰壁,一些复杂的化学键,它根本无法表达,后来现代价键理论(VB法)对共价键的认识做了发展(VB法则认为共价键是不同原子的电子云的重叠),为了解释分子或离子的立体結构,泡林以量子力学为基础提出了杂化轨道理论,即便这样,我们对物质构成的问题还是不能全部解决。1927年薛定谔提出量子化学最基本的方程——薛定谔方程,后来量子力学的奠基人之一狄拉克说:“我们已经找到了从数学上处理大部分物理问题和全部化学问题所需要的基本定律”,但很快他不得不慨叹:“从这些基本定律所推导出的数学方程式如此复杂,以至于它们无法求解”。当然,尽管路易斯结构式不可能表达比较复杂的化学键,但它至今对理解分子结构仍有重要意义。(2)自从1869年门捷列夫第一张周期表诞生后,周期表有过100多种的演变;其中周期性的变化也不是单调的、整齐划一地一次又一次地重复,而是螺旋地发展着,好比螺壳,又好比生物发展史和社会发展史,不是周而复始地单调重复,而是螺旋地向前发展;还有第七周期尚未建造完成,从发展规律看,也应当有32种元素,但也有人认为,7p的3个轨道可能不再简并,从而使第七周期的元素总数降低,也有人认为,随核子数增大核越来越不稳定,可能第七周期永远建不成,事实究竟如何,人们正拭目以待。
作者简介:年丰,甘肃省武威市,甘肃省武威第一中学。endprint