馬克思主義辯證思維方法下的化學知識分析

李文智 肖俊杰 駱藝

摘要：辯證思維是認識世界的重要方法。利用辯證思維方法辨析化學知識，不僅可以培養學生的辯證思維，還可以更好地理解化學知識中的辯證思維。通過對氧化還原反應、酸雨的全面認識、鹽類水解教學思維可視化、苯分子結構發現史等知識的分析、整合，分別將其與歸納與演繹、分析與綜合、抽象與具體、邏輯與歷史相統一的辯證思維方法相結合，以實現思維辯證法與學科知識的融合貫通。

關鍵詞：辯證思維方法 化學知識 知識整合 思維可視化

中圖分類號：A811 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1009-5349（2020）03-0009-02

馬克思辯證思維方法是認識世界的重要方法，學習其內涵可以培養學生的辯證思維。辯證思維方法主要有歸納與演繹、分析與綜合、抽象與具體、邏輯與歷史統一等。化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的一門基礎學科。合理恰當地運用辯證思維方法分析化學知識，可以使學生在理解知識的基礎上，更“平易”化理解馬克思主義辯證思維方法。

一、歸納與演繹下的氧化還原反應

歸納與演繹是人類思維從個別到一般，再由一般到個別的最常見的推理形式。歸納是從個別事實中總結概括得出一般性結論，而演繹是由一般原理推出個別結論的形式。

氧化還原反應不僅是中學化學學習過程中的重難點，也是高考的必考點與易錯點。利用歸納與演繹思維分析氧化還原知識，利于學生辯證思維的形成。首先歸納氧化還原反應知識點：利用得失氧法分析具體反應CuO+C和Cu+CO2，得到氧化還原反應同時存在，再利用例子：H2O+C高溫條件生成H2+CO，CuO+H2高溫條件下得到Cu+H2O，歸納得出反應都出現化合價升降，進一步總結得出在化學反應中：有化合價升降的就是氧化還原反應。從微觀角度分析Na+Cl2和NaCl，得出化合價的升降是由于電子的得失，進一步歸納得出化學反應中有電子得失的反應就是氧化還原反應。繼續從微觀角度分析H2+Cl2光照條件下得到HCl，HCl中H和Cl共用一對電子，從而都形成穩定結構，電子對偏向Cl，因此H帶正電荷，Cl帶負電荷。經過一系列的歸納總結，最終得出氧化還原反應的一般定義：有電子轉移（得失或偏移）的反應就是氧化還原反應。在以后的學習中學生就可以利用定義具體判斷一個反應是否為氧化還原反應，從而實現氧化還原反應的一般概念向具體化學方程式的轉化。

二、分析與綜合下的酸雨的全面認識

分析是將認識對象分為各個部分、方面、要素，然后分別研究，而綜合是將研究后的結論進行整合，這里的整合并不是簡單的混合，而是像拼圖一樣有機的結合。

酸雨是PH<5.6的雨水、凍雨、雪、雹、露等大氣降水的統稱，是全球性環境問題，單學科不能全面認識酸雨。關于酸雨可以從化學、物理、生物、政治、經濟、工程等學科方面著手，根據相關分析可以得到和酸雨最相關的學科主要有化學、物理和生物。

在化學學科中將酸雨看作一系列化學反應造成的結果：含硫物質的燃燒，即S+O2 點燃 SO2，二氧化硫和水反應形成亞硫酸，即SO2+H2O→H2SO3，亞硫酸又被氧化生成硫酸，即H2SO3+O2→H2SO4;或者S+O2 點燃 SO2，SO2+O2→SO3，SO3+ H2O→H2SO4;含氮物質的燃燒形成NO、NO2等NOX，即N+O2 ? 點燃 NO，NO+O2→NO2，二氧化氮和空氣中的水蒸氣反應形成硝酸，即NO2+H2O→HNO3+NO，然后隨大氣中水蒸氣的堆積、降落，而降落的雨水等的PH<5.6的現象便稱為酸雨。

在物理中主要將酸雨視為能量轉化造成的結果，比如火電廠廢氣、汽車尾氣的排放等。在火電廠中，主要通過將煤等化石燃料燃燒，將化學能轉化為內能，再將內能轉化為動能，從而產生電能。在燃料燃燒的過程中將產生的SO2和NOX等有害氣體一起直接排放在空氣中，造成污染;汽車尾氣也是一樣，石油等燃料的燃燒為汽車提供動力之后，燃料中的含S、N物質在高溫中氧化生成SO2、NOX，將其直接排出造成空氣污染。

在生物中對于酸雨問題的研究主要集中在酸雨對生態系統帶來的影響上。一是酸雨對江河湖海中生物系統的影響：由于酸雨PH<5.6，當酸雨進入江河湖海之后，整個水體的酸性增強導致水中生物的生活環境變化，一些適應能力較弱的生物則會滅絕，從而導致水中生態系統的失衡，更嚴重者將破壞水中生態系統，比如說水生植物壞死，魚蝦等水生動物滅絕等。當酸雨進入土壤時，土壤的酸化會導致植被的生存環境發生變化，依賴于土壤的各種生物則會出現因為適應新環境而導致數量的變化，從而引發一系列生態連鎖反應。二是酸雨降落過程中對森林樹木的影響：酸雨在下降的過程會接觸整個樹木，酸雨的酸性會腐蝕樹木的葉子從而導致其脫落，以致樹木無法進行光合作用，最終導致樹木的死亡。

在對酸雨全面認識的過程中，只有從各個學科視野分析問題，然后有機整合，才能最終實現對酸雨問題的全面的、科學的認識。

三、抽象與具體下的鹽類水解教學思維可視化

抽象與具體是辯證思維的高級形式，是由具體到抽象，再由抽象到具體這兩個過程組成。鹽類水解不僅需要使學生在宏觀上認識其特性，也需要學生從微觀的角度認識其實質。

鹽類水解教學思維可視化主要分為宏觀和微觀兩個部分。從宏觀認識溶液的酸堿性：指導學生利用PH試紙測溶液的酸堿性，將PH試紙顯示的顏色與標準比色卡對比，得出碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液顯堿性，氯化鈉溶液顯中性，氯化銨溶液顯酸性。在這個過程中，學生利用PH試紙實現了對鹽溶液酸、堿性的宏觀認識。然后組織學生分析這幾種溶液PH值不同的原因，學生大概能得出這樣的結論：在某鹽溶液中，如果陽離子或陰離子所對應的堿或酸是強堿或強酸，那么溶液便顯示對應的酸堿性，若都是強酸、強堿則顯中性，顯然學生并沒有認識到鹽類水解的本質。從微觀角度認識鹽類水解是抽象的，利用IrYdium Chemistry Lab顯示鹽溶液中存在微粒的種類、數量的特性，分別顯示Na2CO3，NaHCO3，NaCl，NH4Cl溶液中微粒的種類與數量。Na2CO3溶液中存在的微粒種類有：H+，OH-，Na+，CO32-，HCO3-，H2CO3，且H2CO3，HCO3-的量非常少。分析微粒的來源，H+，OH-來源于H2O的電離，即H2O?H++OH-;Na+，CO32-來源于Na2CO3的電離，即Na2CO3?Na++CO32-;那么H2CO3，HCO3-是如何來的呢？進一步具體分析可以得到，CO32-+H2O?HCO3-+OH-，HCO3-+H2O ?H2CO3+OH-，由此可以得出Na2CO3溶液顯示堿性的原因是，溶液中的CO32-結合水電離出的H+形成HCO3-，形成的HCO3-進一步結合水電離出的H+，形成H2CO3，破壞了H2O的電離平衡，使溶液中OH-增多，使得溶液顯堿性。同理可分析出其他溶液中的微粒來源。根據IrYdium Chemistry Lab呈現出鹽溶液中的微粒，從微粒種類的角度分析微粒的來源，使學生對鹽類水解的認識從抽象轉變為具體分析。最終使學生認識到鹽類水解的實質，即鹽電離出的弱酸根離子結合水電離出H+或OH-，形成對應的弱酸根離子或弱酸、弱堿的過程。

四、邏輯與歷史統一下的苯分子結構發現史

辯證思維中邏輯與歷史是辯證統一的。在發展過程中邏輯以歷史為基礎，剔除歷史在發展過程中的偶然、次要的因素，抓住其本質、內在因素，使歷史在思維中再現，以實現事物的發展。

苯是英國科學家法拉第首次在照明氣的廢液中提取得到。之后，德國科學家米希爾里希同樣制出了與法拉第一樣的液體，并稱之為“苯”。后來德國化學家霍夫曼從煤焦油中提取得到了相同的物質。根據元素分析的結果和分子量的測量，確定苯的化學式為C6H6。但是苯分子中原子的排列的確定經過了很長的時間。

隨著化學的發展，弗蘭克朗提出的價鍵概念，凱庫勒、古柏爾分別獨立提出的碳鏈學說，為苯結構的確定奠定基礎。依據苯化學式中碳氫的比例，科學家首先想到的是苯分子中有碳碳雙鍵或三鍵，但在實驗的過程中苯并不能使溴水或酸性高錳酸鉀褪色，因此否定了這種猜想。后來凱庫勒在歷史研究的基礎上提出了歷史上著名的“凱庫勒苯環”。依據凱庫勒式，苯的鄰位二元取代物有兩種，而實驗證明只有一種，為此凱庫勒并不能給出正確的解釋，亦不能對苯分子中的雙鍵和烯烴分子中的雙鍵的區別給出正確解釋。受制于自然科學的發展，對于苯分子中鍵的相關知識的認識始終都是比較模糊的。直到20世紀30年代物理學的發展壯大，通過紅外和x衍射等技術的表征，證明苯分子中六個碳原子處在同一平面且碳碳之間鍵長相等，比一般碳碳單鍵長，又比一般碳碳雙鍵短，形成sp2的雜化。在苯分子結構發現的過程中，苯分子結構是客觀存在的，在發展的過程中以歷史為基礎，剔除苯分子結構中的不當因素，遵循歷史邏輯，使苯分子的結構再現。

五、結語

學習辯證思維方法可以增強學生的辯證思維能力。利用辯證思維分析化學學科知識，可以使學生在化學知識的學習過程中具體理解馬克思主義辯證思維，更有助于學生科學地判斷、分析問題。

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責任編輯：劉健