盧曉平

摘要：提出化學(xué)教學(xué)中蘊(yùn)含學(xué)科本體基本觀念、科學(xué)共用觀念和哲學(xué)觀念三個(gè)層次的科學(xué)觀念。結(jié)合教學(xué)實(shí)際，列舉中學(xué)化學(xué)教學(xué)中蘊(yùn)含的辯證唯物主義觀念的具體表現(xiàn)和教學(xué)意義，認(rèn)為辯證唯物主義哲學(xué)觀念教育將有助于學(xué)生理解和養(yǎng)成其他層次的科學(xué)觀念。

關(guān)鍵詞：科學(xué)觀念；哲學(xué)觀念；辯證唯物主義

文章編號：1008-0546（2016）05-0011-02 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.004

化學(xué)教學(xué)中蘊(yùn)含著眾多科學(xué)觀念，大體上可以分為三個(gè)層次：關(guān)于學(xué)科本體的化學(xué)基本觀念如化學(xué)元素觀、化學(xué)微粒觀、化學(xué)能量觀、化學(xué)變化觀等；自然科學(xué)與人文社會科學(xué)共同適用或分別適用的科學(xué)觀念如科學(xué)本質(zhì)觀、科學(xué)價(jià)值觀、科學(xué)方法觀等；具有普遍意義的適用范圍最廣的哲學(xué)觀念如物質(zhì)觀、世界觀、人生觀、價(jià)值觀等?？茖W(xué)觀念的這三個(gè)層次從個(gè)別到一般，從特殊到普遍，既互相區(qū)別又互相聯(lián)系。

目前，我國中學(xué)化學(xué)教學(xué)中科學(xué)觀念教育的研究主要集中上述科學(xué)觀念的第一層次和第二層次上[1-3]，而對科學(xué)觀念的第三層次即哲學(xué)觀念教育的研究鮮見報(bào)道。由于哲學(xué)是對世界整體的概括，它揭示了自然界、人類社會、人類思維發(fā)展最一般的規(guī)律，因此具有普遍意義的哲學(xué)觀念往往滲透到上述科學(xué)觀念的第二層次乃至第一層次，作為其世界觀和方法論基礎(chǔ)。正如恩格斯所說：“自然科學(xué)家可以采取他們所愿意采取的那種態(tài)度，他們還是得受哲學(xué)的支配。[4]”在學(xué)科教學(xué)過程中挖掘哲學(xué)觀念教育契機(jī)，理解哲學(xué)對實(shí)際生活和學(xué)習(xí)的普遍意義，將有助于學(xué)生理解和養(yǎng)成其他層次的科學(xué)觀念。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)際，試圖從不同教育情境包括化學(xué)史教育、化學(xué)理論教育、化學(xué)探究實(shí)踐活動等角度，通過舉例說明討論哲學(xué)觀念在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的具體表現(xiàn)和教學(xué)意義。

一、化學(xué)史教育中的辯證唯物主義哲學(xué)觀念

中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的化學(xué)史教育，主要包括介紹化學(xué)概念、理論的提出和演化過程，化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)歷史等，從中至少獲得兩方面的哲學(xué)認(rèn)識：

一是科學(xué)知識，包括教科書中的化學(xué)知識，并不是絕對正確的，需要不斷地補(bǔ)充、發(fā)展和完善。有些理論或假說在一定歷史條件下看來是正確的，但隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展，也有可能被證明是錯誤的，因此，在科學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中應(yīng)采用辯證唯物主義的發(fā)展的觀點(diǎn)來看問題。例如人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，從最初道爾頓認(rèn)為的原子不可再分，到湯姆生、盧瑟福發(fā)現(xiàn)電子和原子核，再到玻爾及近代量子力學(xué)模型建立，以及夸克的發(fā)現(xiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識不斷發(fā)展、變化，也許今后還有可能在新技術(shù)的支持下發(fā)現(xiàn)新的微?；?qū)ΜF(xiàn)在認(rèn)識的原子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行修正。

二是通過科學(xué)家的研究故事理解和掌握一系列的科學(xué)方法的應(yīng)用，樹立敢于質(zhì)疑、不畏艱辛、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。例如凱庫勒對有機(jī)結(jié)構(gòu)的研究，大家較為熟知的情況是他通過夢的啟示提出苯分子結(jié)構(gòu)假說，但這并非偶然。凱庫勒先是學(xué)習(xí)建筑學(xué)而后改學(xué)化學(xué)，這使他成為一位具有濃厚“建筑”構(gòu)造特色的化學(xué)家[5]。在研究苯分子的結(jié)構(gòu)時(shí)，凱庫勒先后提出了幾十種可能的排法，但經(jīng)過仔細(xì)推敲后，都被他一一否決。在疲憊不堪的情況下，他在安樂椅上睡著，夢見六個(gè)碳原子組成的“蛇”咬住自己的尾巴。凱庫勒驚醒后，立即畫出幾種可能的結(jié)構(gòu)，根據(jù)他本人提出的碳是四價(jià)元素，最終確定苯分子中的碳原子是單雙鍵交替的環(huán)狀結(jié)構(gòu)[6]。所謂“日有所思，夜有所夢”，正是凱庫勒不斷地思考、論證，才會在夢中獲得靈感，產(chǎn)生頓悟?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的過程往往是在原有經(jīng)驗(yàn)知識的基礎(chǔ)上，敢于質(zhì)疑、善于假設(shè)、不斷檢驗(yàn)的過程，是繼承與創(chuàng)新的對立統(tǒng)一[7]。

二、化學(xué)理論教育中的辯證唯物主義哲學(xué)觀念

化學(xué)理論教育是化學(xué)教育的最主要形式，在中學(xué)化學(xué)理論教育過程中充分體現(xiàn)了唯物辯證法的聯(lián)系、發(fā)展的觀點(diǎn)。

1. 化學(xué)理論教育中的聯(lián)系和發(fā)展的觀點(diǎn)

物質(zhì)世界的聯(lián)系是普遍又多樣的。事物的聯(lián)系通過它們之間的相互作用表現(xiàn)出來，構(gòu)成事物的運(yùn)動，運(yùn)動引起變化，變化的基本趨勢是發(fā)展[8]。例如在化學(xué)反應(yīng)過程中通常都存在原子的重組、化學(xué)鍵的斷裂和形成，能量的變化，對于氧化還原反應(yīng)還存在電子的轉(zhuǎn)移，即便同樣研究反應(yīng)過程中的能量變化問題，不同類型的反應(yīng)也可能表現(xiàn)出化學(xué)能、熱能、電能、光能等不同形式的能量轉(zhuǎn)化；化學(xué)微觀世界中原子內(nèi)核外電子圍繞原子核在一定的軌道上運(yùn)動，原子通過得失電子形成能量更低的穩(wěn)定離子或通過共用電子對形成分子，無數(shù)原子、離子、分子通過不同的微粒間作用力構(gòu)成宏觀可見的物質(zhì)，物質(zhì)之間可以相互轉(zhuǎn)化，多種多樣的物質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化構(gòu)成了豐富多彩的物質(zhì)世界。

許多化學(xué)原理現(xiàn)象與其他科學(xué)原理現(xiàn)象相互聯(lián)系，共同體現(xiàn)了人類社會與自然界發(fā)展的哲學(xué)規(guī)律，例如元素周期律與自然界的四季交替、物理學(xué)上的簡諧振動、人的生老病死等共同體現(xiàn)了人類社會與自然界的周期性變化和發(fā)展的規(guī)律；化學(xué)平衡與生物代謝平衡、物種生態(tài)平衡、經(jīng)濟(jì)社會平衡等共同體現(xiàn)了運(yùn)動與平衡的矛盾關(guān)系，世間萬物無不是在動態(tài)的平衡與不平衡之中不斷地運(yùn)動發(fā)展的。

2. 化學(xué)理論教育中的矛盾規(guī)律

任何事物都是多種矛盾構(gòu)成的復(fù)雜體系?；瘜W(xué)理論學(xué)習(xí)過程中存在著化合與分解、氧化與還原、正反應(yīng)與逆反應(yīng)、陰極與陽極、平衡與移動、吸熱與放熱、沉淀與溶解、靜電斥力與靜電引力等多種矛盾關(guān)系，各種矛盾關(guān)系之間的力量是不平衡的，有主次矛盾之分，事物的性質(zhì)由主要矛盾決定，主次矛盾相互制約、互相轉(zhuǎn)化。例如離子、原子構(gòu)成物質(zhì)時(shí)，靜電斥力和靜電引力是矛盾的雙方，兩者隨著微粒間距離的變化，雙方的主次地位也發(fā)生變化，最終達(dá)到靜電平衡，形成特定的晶胞結(jié)構(gòu)。再如弱酸酸式鹽（陽離子不水解）同時(shí)存在弱酸根的電離平衡和水解平衡兩個(gè)矛盾，當(dāng)其電離平衡成為主要矛盾時(shí)溶液呈酸性如NaHSO3溶液，當(dāng)其水解平衡成為主要矛盾時(shí)溶液呈堿性如NaHCO3溶液，不同溶液的具體條件不同，主要矛盾不同，將導(dǎo)致溶液酸堿性的變化。

3. 化學(xué)理論教育中的質(zhì)量互變規(guī)律

任何事物都是質(zhì)和量的統(tǒng)一。在化學(xué)中，物質(zhì)的量多種多樣，如原子量、分子量、電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、原子數(shù)、質(zhì)量、熔沸點(diǎn)、密度等。在一定限度內(nèi)，量變不會改變事物的質(zhì)，一旦超出這個(gè)限度，事物的量變，就將引起質(zhì)變。發(fā)生質(zhì)變后，新的質(zhì)在新的限度內(nèi)產(chǎn)生新的量變，從而推動事物的不斷發(fā)展。

例如同樣是氧原子組成分子，由于組成的氧原子數(shù)目的量變導(dǎo)致了氧氣與臭氧在質(zhì)上的區(qū)別，而這種質(zhì)的區(qū)別又引起兩者在熔沸點(diǎn)、顏色、氣味等量上的區(qū)別。這種由于原子組成數(shù)目的量變引起的質(zhì)變，在化學(xué)中比比皆是。比如H2O與H2O2、NO與NO2、PCl3與PCl5等，在有機(jī)物中這一點(diǎn)表現(xiàn)得更加明顯，隨著原子組成數(shù)目和連接方式的變化，組成了種類繁多的有機(jī)系列化合物。不僅如此，門捷列夫元素周期表的編制也被認(rèn)為是質(zhì)量互變規(guī)律的應(yīng)用。元素周期表中的元素的化學(xué)性質(zhì)的質(zhì)是由其原子量的量決定的，因此，門捷列夫根據(jù)原子量排列的元素系列中，發(fā)現(xiàn)各種空白，表明有相應(yīng)的新元素尚待發(fā)現(xiàn)，并近似預(yù)言了它們的比重、原子量等性質(zhì)。無怪乎恩格斯稱化學(xué)為“研究物體由于量的構(gòu)成的變化而發(fā)生質(zhì)變的科學(xué)[4]”。

三、實(shí)驗(yàn)探究活動中的辯證唯物主義哲學(xué)觀念

與其他自然科學(xué)一樣，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)探究活動貫穿化學(xué)教育的始終，是學(xué)生通過親身體驗(yàn)，理解化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)，提升綜合能力和科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。在實(shí)驗(yàn)探究活動中應(yīng)幫助學(xué)生建立以下兩方面的哲學(xué)認(rèn)識。

首先，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過實(shí)驗(yàn)探究活動驗(yàn)證或得出科學(xué)結(jié)論，所得的科學(xué)結(jié)論又進(jìn)一步應(yīng)用于實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)探究過程中有時(shí)會出現(xiàn)與預(yù)計(jì)現(xiàn)象不符的情況，此時(shí)應(yīng)本著嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，實(shí)事求是地具體分析反應(yīng)過程中是否涉及影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的其他因素或副反應(yīng)，而不能隨意篡改實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。例如研究原電池原理時(shí)，鋅銅原電池中若鋅片不純，往往在鋅片表面也會產(chǎn)生氣泡，這一與預(yù)計(jì)現(xiàn)象不同的情況，若學(xué)生養(yǎng)成在實(shí)驗(yàn)中如實(shí)記錄并提問、研究的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)精神，將是提出金屬腐蝕形成微電池原理的很好時(shí)機(jī)。

其次，實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)實(shí)踐活動，在實(shí)驗(yàn)探究的過程中要遵循一定的探究程序，綜合運(yùn)用一系列的科學(xué)方法解決實(shí)際問題。實(shí)驗(yàn)過程中除簡單的觀察和記錄等實(shí)驗(yàn)方法外；往往用到復(fù)雜實(shí)驗(yàn)的條件控制、比較、分類、歸納、概括等邏輯思維方法，甚至要利用數(shù)學(xué)工具如圖像、公式等進(jìn)行研究。例如，測定反應(yīng)速率的影響因素，可以定性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過控制變量，分別討論濃度、溫度、催化劑對反應(yīng)速率的影響；也可以定量地測定具體反應(yīng)如硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)的沉淀生成時(shí)間，從而計(jì)算反應(yīng)速率數(shù)據(jù)；甚至可以測定具體反應(yīng)過程中的時(shí)間-速率圖，如用傳感器測定大理石與稀鹽酸的反應(yīng)過程中二氧化碳體積隨時(shí)間變化的曲線，從而分析濃度、溫度對該反應(yīng)同時(shí)作用時(shí)的情況。不同的層次的實(shí)驗(yàn)，使用到不同層次的科學(xué)方法。

中學(xué)生對哲學(xué)的接觸比較粗淺，他們大致了解哲學(xué)的基本原理，但卻沒有意識到要將哲學(xué)思想應(yīng)用于科學(xué)的學(xué)習(xí)過程中。因此，在中學(xué)化學(xué)教育中的哲學(xué)觀念應(yīng)用不能靠生硬地說教，而應(yīng)注重于將哲學(xué)教育與化學(xué)基礎(chǔ)教育的有機(jī)結(jié)合，如在化學(xué)史教育中注意呈現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的前因后果，避免簡單羅列理論發(fā)展的演化歷史，使學(xué)生學(xué)會質(zhì)疑，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究精神；化學(xué)理論教學(xué)中避免將知識教得過死，而應(yīng)當(dāng)從聯(lián)系、發(fā)展的觀點(diǎn)，既論證其科學(xué)性，又闡明科學(xué)知識的發(fā)展性，啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神；化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動的指導(dǎo)中注重學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、操作技能的養(yǎng)成，培養(yǎng)他們的鉆研能力和邏輯思維能力，從而潛移默化地形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng)。

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