辯證思維方法在物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用初探

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1、辯證思維方法在高中化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用顧曄1（江寧高級(jí)中學(xué)211100江蘇南京，南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院210097）摘要嘗試以高屮化學(xué)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”選修模塊（人教版《化學(xué)》選修3）的教學(xué)實(shí)踐說明辯證思維方法（對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律、質(zhì)量互變規(guī)律、否定之否定規(guī)律）在解答疑難問題、提升思維層次、深化概念認(rèn)識(shí)及培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度等方面的多重作用。關(guān)鍵詞物質(zhì)結(jié)構(gòu)辯證思維對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律質(zhì)量互變規(guī)律否定之否定規(guī)律在高中化學(xué)新課程體系中，“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”已作為單獨(dú)模塊進(jìn)行授課，該模塊是為具有較好的理科基礎(chǔ)、對(duì)化學(xué)學(xué)科感興趣、將來準(zhǔn)備報(bào)考化學(xué)

2、相關(guān)專業(yè)的學(xué)牛開設(shè)的，旨在幫助他們進(jìn)一步豐富物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力⑴。由于研究對(duì)象是微觀物質(zhì)世界，該模塊具有理論性較強(qiáng)、概念較為抽彖等特點(diǎn)，教師的方法指導(dǎo)和思維引導(dǎo)就顯得尤為重要。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)哲學(xué)觀念的滲透尤其是辯證思維方法的恰當(dāng)應(yīng)用可以幫助學(xué)生消除微觀世界的“模糊感”和“神秘感”、厘清概念中的模糊區(qū)域，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。1應(yīng)用對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律解難答疑對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律即孑盾規(guī)律，才盾是事物Z間或事物內(nèi)部各要素Z間的對(duì)立統(tǒng)一，是唯物辯證法的核心［2］。世界上的一切事物都是對(duì)立統(tǒng)一體，化學(xué)世界亦不例

3、外，矛盾規(guī)律可以幫助學(xué)生消除物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中的一些模糊認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提升他們的思維層次。1.1矛盾的普遍性和特殊性矛盾是普遍存在的，學(xué)生對(duì)矛盾普遍性的認(rèn)識(shí)大多來源于“世界上沒有兩片相同的樹葉”，事實(shí)上，物質(zhì)結(jié)構(gòu)選修模塊的教學(xué)中亦不乏這樣的事例。如泡利原理（Pauli'sexclusionprinciple）指出同一原子軌道中的2個(gè)電子自旋狀態(tài)和反，這一規(guī)律正是對(duì)矛盾普遍性的絕佳闡釋：原子核外沒有兩個(gè)狀態(tài)完全相同的電子。2010年上海卷第23題第“鋁元素的原子核外共有種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子”曾讓不少考生感到疑惑，若運(yùn)用矛盾普遍性分析該問

4、題就不難作答了「'鋁元素原子的核外共有13個(gè)電子，其每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不相同，故共有13種”。元素周期律的教學(xué)中，我們可以利用元素性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)的周期性變化推測一些物質(zhì)的性質(zhì)，可是有吋也會(huì)“碰壁”，此吋“特例”一詞往往被用來“搪塞”，而太多的特例會(huì)讓學(xué)生陷入迷惘：“化學(xué)怎么這么多特例？”、“化學(xué)中的一些規(guī)律似乎不夠嚴(yán)密”……目前很多學(xué)生對(duì)待化學(xué)的消極態(tài)度與此不無關(guān)系。矛盾規(guī)律告訴我們，矛盾是有特殊性的，特殊矛盾不是“特例”，它是有規(guī)律可循的。例如，鹵族元素中AgF在水中溶解性不同于其他3個(gè)元素，看似特例，實(shí)際上不違

5、反AgX水溶性隨X元素原子序數(shù)遞增而逐漸減小的總體趨勢（AgF>AgCl>AgBr>Agl）,只不過AgF越過了“可溶/難溶”這道本不存在的界線而已。實(shí)際上僅用單調(diào)的增減來對(duì)同族元素性質(zhì)的周期性進(jìn)行描述本身就是片面的⑶，如Cl、Br>I的非金屈性逐漸增強(qiáng)，卻有最高價(jià)含氧酸氧化能力“HBrCU>HCIO4>h5io6"的事實(shí)存在，難道乂是特例？這樣的誤解只能說我們的認(rèn)識(shí)還不夠到位（元素內(nèi)層電子對(duì)元素性質(zhì)的復(fù)雜影響未加考慮），早在上世紀(jì)40?50年代化學(xué)家們就廣泛認(rèn)識(shí)到同族元素系列性質(zhì)的交替變動(dòng)性（二次周期性）。對(duì)才盾特殊性的正確

6、認(rèn)識(shí)可以幫助解除學(xué)生學(xué)習(xí)“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”時(shí)易產(chǎn)生的“模糊感”、“神秘感”？長期“潤物細(xì)無聲”的滲透還能提高學(xué)生看問題的高度，提升他們的思維層次。1.2主要矛盾和次要矛盾在復(fù)雜事物發(fā)展中，同時(shí)又許多矛盾存在時(shí)，必有一?種矛盾的存在和發(fā)展不僅規(guī)定和影響著其他矛盾的存在和發(fā)展，而且其中主導(dǎo)、支配或決定其他矛盾的地位，這種矛盾就是主耍矛盾⑷。主要矛盾和次要矛盾不是固定不變的，二者在一定條件下也可以相互轉(zhuǎn)化。高中階段原子結(jié)構(gòu)教學(xué)中常見的原子、離子等微粒半徑的比較中就存在“核外電子層數(shù)”和“核電荷數(shù)”兩個(gè)相互競爭的矛盾，二者誰是主要矛盾

7、？在解決“離子晶體NaH中陰陽離子半徑大小比較”這一問題時(shí)就顯得尤為重要，不少學(xué)生通過離子結(jié)構(gòu)示意圖得出這樣的結(jié)論（默認(rèn)了電子層數(shù)是主要矛盾人鈉離子（Na雖是陽離子，但失去最外層電子后仍有2個(gè)電子層；而氫離子（HJ作為陰離子也只有1個(gè)電子層，故離子半徑r（Na+）>r（H）o事實(shí)恰好相反，在NaH晶體中，r（Na+）=102pm；r（H'）=142pm（Na+>FT離子半徑數(shù)據(jù)引自第25屆全國高中化學(xué)競賽江蘇賽區(qū)初賽試題）。該解答錯(cuò)誤的根源是用孤立靜止的眼光看待主次矛盾了。“核外電子層數(shù)”和“核電荷數(shù)”誰是主耍矛盾要視情況而

8、定：對(duì)于主族元素而言，同周期元素隨原子序數(shù)遞增原子半徑逐漸減小，此時(shí)核電荷數(shù)是主要矛盾（電子層數(shù)相同）；對(duì)于同主族元素，隨原子序數(shù)遞增，核電荷數(shù)和核外電子層數(shù)均增大（多），此吋核外電子層數(shù)是主要矛盾（圖1）。圖1人教版化學(xué)選修3中主族元素原子半徑周期性變化示意圖2應(yīng)用質(zhì)量互變