高中化學教學中文化與智慧

摘 要：每一門學科除了它的具體知識外，都還蘊含著獨特的文化智慧，化學也不例外。感悟學科的文化內涵與智慧之美不僅能增進學習興趣，更有利于學生形成獨特的學科視角與思維能力，也是培養學生核心素養的有利途徑。

關鍵詞：高中化學；化學教學；文化與智慧

化學區別于其他學科的本質特征體現為：化學在原子、分子的微觀水平上研究物質及其變化，從微觀層次上揭示物質及其變化的基本規律，以化學符號或模型表征物質及其變化。本文基于高中化學課程教學中通過課程設計、知識傳授等方式，滲透化學學科的文化與智慧。

一、 “結構決定性質、性質決定用途”的觀念，這是化學中最核心的觀念之一

例如：木炭，鉆石都是碳原子構成，其貴賤為何有天壤之別？這是因為木炭是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的一種灰黑色的多孔性固體。而鉆石中的C碳原子按四面體成鍵方式互相連接，組成無限的三維骨架，是典型的原子晶體。每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。由于鉆石中的C—C鍵很強，所以所有的價電子都參與了共價鍵的形成，沒有自由電子，所以鉆石不僅硬度大，熔點極高，而且不導電。在工業上，鉆石主要用于制造鉆探用的探頭和磨削工具，形狀完整的還用于制造首飾等高檔裝飾品，其價格十分昂貴。

二、 動態平衡原理

為什么有所謂“轉化率，溶解度，電離度”等概念？因為其相關過程存在動態平衡。平衡原理不僅用于一般化學平衡，而且對電離平衡，水解平衡，沉淀溶解平衡等同樣有效，顯示出該理論的包容博大。仔細想想，在我們的生活中，許多狀態都處于一種動態平衡中，例如大氣平衡、水平衡、物理平衡、化學平衡、生態平衡、人體體液的酸堿平衡、人口發展平衡、貿易平衡、供求平衡等。動態平衡之偉大普遍，是因其既有一定穩定性又不喪失活力。另外，萬物都有力圖維持原狀的惰性，只有適時采取措施打破原有平衡才能建立新平衡，進而呈現新氣象，包括一切勵志成功學都是教人如何改變和堅持的。

三、 催化劑

氫氧直接混合，不點燃或不加催化劑幾年也不會變成水，但用鉑等作催化劑后卻可順利反應。氯酸鉀單獨加熱，380度以上才分解成高氯酸鉀及氯化鉀和氧氣，而有二氧化錳催化時不到200度就分解為氯酸鉀和氧氣了。這啟示我們，很多看似很難的事情，只要巧妙地找準了“催化劑”，就可以迎迎刃而解。古時男女成婚，只要找到頂用的媒人，事基本上就成了，這里的媒人就像催化劑，所以催化劑又叫觸媒。

四、 化學反應中的“變與不變”

化學反應雖然變幻無窮復雜多樣，但其背后隱藏著不變的東西：原子守恒，能量守恒，電荷守恒等，這些知識的學習，讓我們充分領略到事物千變萬化的表象后隱藏著不變的法則，這種發現有一種驚人的美。這個世界的物質絢麗多彩種類超過千萬，其反應更是不計其數，但不變的是周期表中的百十號元素。多樣性和復雜性的背后隱藏著統一性、簡單性和規律性。

五、 化學中的條件敏感與競爭反應

如銅與硝酸在不同濃度時發生不同反應，乙醇與濃硫酸在不同溫度下發生不同反應，碳酸鈉與硫酸銅溶液混合存在多個競爭反應，電解時溶液中陰陽離子存在放電競爭反應等。這些化學事實可以讓我們對事物所處的環境條件有較敏感的意識，同時認識到事物的發展具有多種可能性，改變條件可以改變結果。為何打開窗戶就能減少煤氣中毒？為何古代有“孟母三遷”？條件與環境太重要了，境變可促生命之變。

六、 語言即力量

從元素符號到化學方程式，化學語言的形式簡潔內涵豐富和國際通用給我們留下了深刻印象。以氫氣燃燒的熱化學方程式“2H2（g）+O2（g）2H2O（l），ΔH=-571.6kJ/mol”這一化學語言為例，看看它所傳遞的化學信息有多豐富：物質變化，氫氧化合成新物質水；能量變化，化學能轉化為熱量；數量關系，氫氣與氧按2∶1恰好反應，每2摩爾氫氣完全反應放出571.6kJ熱量；守恒關系，反應前后氫氧原子的種類數目都保持不變……上面那么繁瑣的文字信息卻可以用一個簡單的熱化學方程式來表達，這讓我們在驚嘆化學語言巧妙的同時，也體會到解決問題時選擇恰當語言格式的重要性。

七、 分類法

化學中分類思想隨處可見，如對純凈物的層層分類，對混合物中分散系的分類，對物質性質的分類，再到對化學反應分類。分類法的應用在現實生活隨處可見，從超市到圖書館，從人類文化知識的發展傳承到國家機構的運行，無不分類進行。不同的分類標準得到不同的分類結果。下面舉例說說分類法在化學中的廣泛應用：

（一） 物質分類

1. 純凈物：其中化合物可分為無機物與有機物，有機物一般可按官能團再分類。化合物還可分為電解質與非電解質。化合物中的酸堿鹽氧化物等又可再細分。

如鹽，若按其組成特點可分五類：正鹽，酸式鹽，堿式鹽，復鹽，絡鹽；若按其形成又可分為：強酸強堿鹽，強酸弱堿鹽，強堿弱酸鹽，弱酸弱堿鹽等四類。再如氧化物，通常的氧化物指氧的氧化態為負二，可按性質分為酸性氧化物，堿性氧化物，兩性氧化物和不成鹽氧化物；按化學鍵分共價型氧化物和離子型氧化物；按組成分為金屬氧化物和非金屬氧化物。

2. 混合物：關注形成分散系的那部分混合物，即溶液濁液和膠體。

（二） 物質的性質分類

1. 物理性質：熔沸點，密度，導電性，硬度，外觀等。

2. 化學性質：酸堿性，氧還性，絡合性，穩定性，溶解性，毒性等。

（三） 化學反應分類

1. 離子反應與否；

2. 氧化還原反應與否；

3. 可逆反應與否；

4. 自發反應與否；

5. 放熱反應與否；

6. 有機反應中還有：取代，加成，消去，聚合，裂化，異構化反應等。

總之，化學教學的核心內容是：掌握化學基礎知識，從原子、分子層次認識物質世界，并形成基本的學科視角和學科素養。化學的學習只有具備了上述認知與視野，才算真正的入門和融會貫通。

作者簡介：

連蓮，福建省泉州市，福建省泉州市泉港區第一中學。