马克思主义辩证思维方法下的化学知识分析

李文智 肖俊杰 骆艺

摘要：辩证思维是认识世界的重要方法。利用辩证思维方法辨析化学知识，不仅可以培养学生的辩证思维，还可以更好地理解化学知识中的辩证思维。通过对氧化还原反应、酸雨的全面认识、盐类水解教学思维可视化、苯分子结构发现史等知识的分析、整合，分别将其与归纳与演绎、分析与综合、抽象与具体、逻辑与历史相统一的辩证思维方法相结合，以实现思维辩证法与学科知识的融合贯通。

关键词：辩证思维方法 化学知识 知识整合 思维可视化

中图分类号：A811  文献标识码：A  文章编号：1009-5349（2020）03-0009-02

马克思辩证思维方法是认识世界的重要方法，学习其内涵可以培养学生的辩证思维。辩证思维方法主要有归纳与演绎、分析与综合、抽象与具体、逻辑与历史统一等。化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。合理恰当地运用辩证思维方法分析化学知识，可以使学生在理解知识的基础上，更“平易”化理解马克思主义辩证思维方法。

一、归纳与演绎下的氧化还原反应

归纳与演绎是人类思维从个别到一般，再由一般到个别的最常见的推理形式。归纳是从个别事实中总结概括得出一般性结论，而演绎是由一般原理推出个别结论的形式。

氧化还原反应不仅是中学化学学习过程中的重难点，也是高考的必考点与易错点。利用归纳与演绎思维分析氧化还原知识，利于学生辩证思维的形成。首先归纳氧化还原反应知识点：利用得失氧法分析具体反应CuO+C和Cu+CO2，得到氧化还原反应同时存在，再利用例子：H2O+C高温条件生成H2+CO，CuO+H2高温条件下得到Cu+H2O，归纳得出反应都出现化合价升降，进一步总结得出在化学反应中：有化合价升降的就是氧化还原反应。从微观角度分析Na+Cl2和NaCl，得出化合价的升降是由于电子的得失，进一步归纳得出化学反应中有电子得失的反应就是氧化还原反应。继续从微观角度分析H2+Cl2光照条件下得到HCl，HCl中H和Cl共用一对电子，从而都形成稳定结构，电子对偏向Cl，因此H带正电荷，Cl带负电荷。经过一系列的归纳总结，最终得出氧化还原反应的一般定义：有电子转移（得失或偏移）的反应就是氧化还原反应。在以后的学习中学生就可以利用定义具体判断一个反应是否为氧化还原反应，从而实现氧化还原反应的一般概念向具体化学方程式的转化。

二、分析与综合下的酸雨的全面认识

分析是将认识对象分为各个部分、方面、要素，然后分别研究，而综合是将研究后的结论进行整合，这里的整合并不是简单的混合，而是像拼图一样有机的结合。

酸雨是PH<5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水的统称，是全球性环境问题，单学科不能全面认识酸雨。关于酸雨可以从化学、物理、生物、政治、经济、工程等学科方面着手，根据相关分析可以得到和酸雨最相关的学科主要有化学、物理和生物。

在化学学科中将酸雨看作一系列化学反应造成的结果：含硫物质的燃烧，即S+O2 点燃 SO2，二氧化硫和水反应形成亚硫酸，即SO2+H2O→H2SO3，亚硫酸又被氧化生成硫酸，即H2SO3+O2→H2SO4;或者S+O2 点燃 SO2，SO2+O2→SO3，SO3+ H2O→H2SO4;含氮物质的燃烧形成NO、NO2等NOX，即N+O2   点燃 NO，NO+O2→NO2，二氧化氮和空气中的水蒸气反应形成硝酸，即NO2+H2O→HNO3+NO，然后随大气中水蒸气的堆积、降落，而降落的雨水等的PH<5.6的现象便称为酸雨。

在物理中主要将酸雨视为能量转化造成的结果，比如火电厂废气、汽车尾气的排放等。在火电厂中，主要通过将煤等化石燃料燃烧，将化学能转化为内能，再将内能转化为动能，从而产生电能。在燃料燃烧的过程中将产生的SO2和NOX等有害气体一起直接排放在空气中，造成污染;汽车尾气也是一样，石油等燃料的燃烧为汽车提供动力之后，燃料中的含S、N物质在高温中氧化生成SO2、NOX，将其直接排出造成空气污染。

在生物中对于酸雨问题的研究主要集中在酸雨对生态系统带来的影响上。一是酸雨对江河湖海中生物系统的影响：由于酸雨PH<5.6，当酸雨进入江河湖海之后，整个水体的酸性增强导致水中生物的生活環境变化，一些适应能力较弱的生物则会灭绝，从而导致水中生态系统的失衡，更严重者将破坏水中生态系统，比如说水生植物坏死，鱼虾等水生动物灭绝等。当酸雨进入土壤时，土壤的酸化会导致植被的生存环境发生变化，依赖于土壤的各种生物则会出现因为适应新环境而导致数量的变化，从而引发一系列生态连锁反应。二是酸雨降落过程中对森林树木的影响：酸雨在下降的过程会接触整个树木，酸雨的酸性会腐蚀树木的叶子从而导致其脱落，以致树木无法进行光合作用，最终导致树木的死亡。

在对酸雨全面认识的过程中，只有从各个学科视野分析问题，然后有机整合，才能最终实现对酸雨问题的全面的、科学的认识。

三、抽象与具体下的盐类水解教学思维可视化

抽象与具体是辩证思维的高级形式，是由具体到抽象，再由抽象到具体这两个过程组成。盐类水解不仅需要使学生在宏观上认识其特性，也需要学生从微观的角度认识其实质。

盐类水解教学思维可视化主要分为宏观和微观两个部分。从宏观认识溶液的酸碱性：指导学生利用PH试纸测溶液的酸碱性，将PH试纸显示的颜色与标准比色卡对比，得出碳酸钠、碳酸氢钠溶液显碱性，氯化钠溶液显中性，氯化铵溶液显酸性。在这个过程中，学生利用PH试纸实现了对盐溶液酸、碱性的宏观认识。然后组织学生分析这几种溶液PH值不同的原因，学生大概能得出这样的结论：在某盐溶液中，如果阳离子或阴离子所对应的碱或酸是强碱或强酸，那么溶液便显示对应的酸碱性，若都是强酸、强碱则显中性，显然学生并没有认识到盐类水解的本质。从微观角度认识盐类水解是抽象的，利用IrYdium Chemistry Lab显示盐溶液中存在微粒的种类、数量的特性，分别显示Na2CO3，NaHCO3，NaCl，NH4Cl溶液中微粒的种类与数量。Na2CO3溶液中存在的微粒种类有：H+，OH-，Na+，CO32-，HCO3-，H2CO3，且H2CO3，HCO3-的量非常少。分析微粒的来源，H+，OH-来源于H2O的电离，即H2O?H++OH-;Na+，CO32-来源于Na2CO3的电离，即Na2CO3?Na++CO32-;那么H2CO3，HCO3-是如何来的呢？进一步具体分析可以得到，CO32-+H2O?HCO3-+OH-，HCO3-+H2O ?H2CO3+OH-，由此可以得出Na2CO3溶液显示碱性的原因是，溶液中的CO32-结合水电离出的H+形成HCO3-，形成的HCO3-进一步结合水电离出的H+，形成H2CO3，破坏了H2O的电离平衡，使溶液中OH-增多，使得溶液显碱性。同理可分析出其他溶液中的微粒来源。根据IrYdium Chemistry Lab呈现出盐溶液中的微粒，从微粒种类的角度分析微粒的来源，使学生对盐类水解的认识从抽象转变为具体分析。最终使学生认识到盐类水解的实质，即盐电离出的弱酸根离子结合水电离出H+或OH-，形成对应的弱酸根离子或弱酸、弱碱的过程。

四、逻辑与历史统一下的苯分子结构发现史

辩证思维中逻辑与历史是辩证统一的。在发展过程中逻辑以历史为基础，剔除历史在发展过程中的偶然、次要的因素，抓住其本质、内在因素，使历史在思维中再现，以实现事物的发展。

苯是英国科学家法拉第首次在照明气的废液中提取得到。之后，德国科学家米希尔里希同样制出了与法拉第一样的液体，并称之为“苯”。后来德国化学家霍夫曼从煤焦油中提取得到了相同的物质。根据元素分析的结果和分子量的测量，确定苯的化学式为C6H6。但是苯分子中原子的排列的确定经过了很长的时间。

随着化学的发展，弗兰克朗提出的价键概念，凯库勒、古柏尔分别独立提出的碳链学说，为苯结构的确定奠定基础。依据苯化学式中碳氢的比例，科学家首先想到的是苯分子中有碳碳双键或三键，但在实验的过程中苯并不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色，因此否定了这种猜想。后来凯库勒在历史研究的基础上提出了历史上著名的“凯库勒苯环”。依据凯库勒式，苯的邻位二元取代物有两种，而实验证明只有一种，为此凯库勒并不能给出正确的解释，亦不能对苯分子中的双键和烯烃分子中的双键的区别给出正确解释。受制于自然科学的发展，对于苯分子中键的相关知识的认识始终都是比较模糊的。直到20世纪30年代物理学的发展壮大，通过红外和x衍射等技术的表征，证明苯分子中六个碳原子处在同一平面且碳碳之间键长相等，比一般碳碳单键长，又比一般碳碳双键短，形成sp2的杂化。在苯分子结构发现的过程中，苯分子结构是客观存在的，在发展的过程中以历史为基础，剔除苯分子结构中的不当因素，遵循历史逻辑，使苯分子的結构再现。

五、结语

学习辩证思维方法可以增强学生的辩证思维能力。利用辩证思维分析化学学科知识，可以使学生在化学知识的学习过程中具体理解马克思主义辩证思维，更有助于学生科学地判断、分析问题。

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责任编辑：刘健