導(dǎo)語：無機化學(xué)教學(xué)辯證思維分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:《無機化學(xué)》是高等師范院校化學(xué)類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)習(xí)這門課，不僅要學(xué)好相關(guān)化學(xué)理論和元素部分的知識，更要領(lǐng)會和研究其中蘊含的辯證思維，培養(yǎng)學(xué)生正確的自然觀、科學(xué)技術(shù)觀和科學(xué)技術(shù)方法論，培育學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新方法，為國家培養(yǎng)出講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的優(yōu)秀人才。

關(guān)鍵詞:無機化學(xué);辯證思維;教學(xué)

目前世界正處于“百年未有之大變局”，中華民族偉大復(fù)興之路面臨諸多挑戰(zhàn)。高等教育為誰培養(yǎng)人，培養(yǎng)什么樣的人這個重大命題更加受到國家關(guān)注。如何在無機化學(xué)專業(yè)課程中融入思政內(nèi)容，從而培養(yǎng)高素質(zhì)又紅又專型人才就成為時代要求。筆者常年擔(dān)任高師《無機化學(xué)》專任教師，深切感到無機化學(xué)課教學(xué)過程中融入馬克思主義自然辯證法教育對于培養(yǎng)優(yōu)秀的社會主義建設(shè)者可以大有作為。

1分析和綜合

學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)一章時，就用到了分析和綜合［1］。首先從歷史的角度進行分析，最早的古希臘原子論認(rèn)為，原子的數(shù)目是無窮的，它們之間沒有性質(zhì)的區(qū)別，只有形狀、體積和序列的不同。運動是原子固有的屬性。它們互相結(jié)合起來，就產(chǎn)生了各種不同的復(fù)合物。原子分離，物體便歸于消滅。當(dāng)然，這種對原子的認(rèn)識是原始的和初步的，是人類探索原子結(jié)構(gòu)的初始階段。19世紀(jì)初提出了道爾頓理論，這個理論認(rèn)為原子是組成化學(xué)元素的、非常微小的、不可再分割的物質(zhì)微粒。在化學(xué)反應(yīng)中原子保持其本來的性質(zhì)。道爾頓理論非常粗糙，但是也有其合理的地方，圓滿地解釋了當(dāng)時已知的化學(xué)反應(yīng)的定量關(guān)系，和古希臘的原子論相比，有了很大的進步。但是限于當(dāng)時的實驗條件，又存在很多問題，例如從“思維經(jīng)濟原則”出發(fā)，錯誤的給出許多元素原子量。也沒有涉及到原子的微觀結(jié)構(gòu)究竟是什么樣子的。20世紀(jì)初，盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說:在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著原子核旋轉(zhuǎn)。該理論合理的地方是提出原子由原子核和核外電子組成，按照這個學(xué)說，可很好地解釋α粒子的散射實驗結(jié)果，α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)還可以估計原子核的大小。盧瑟福原子模型也存在致命弱點，即正負(fù)電荷之間的電場力無法滿足穩(wěn)定性的要求，即無法解釋原子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1913年，年輕的丹麥物理學(xué)家玻爾在總結(jié)當(dāng)時在總結(jié)當(dāng)時最新的物理學(xué)發(fā)現(xiàn):普朗克黑體輻射和量子概念、愛因斯坦光子論、盧瑟福原子帶核模型的基礎(chǔ)上建立了氫原子核外電子運動模型，解釋了氫原子光譜，后人稱為玻爾理論。玻爾理論合理的內(nèi)容是:核外電子處于定態(tài)時有確定的能量;原子光譜源自核外電子的能量變化。這一真理為后來的量子力學(xué)所繼承。玻爾理論的基本科學(xué)思想方法是，承認(rèn)原子體系能夠穩(wěn)定而長期存在的客觀事實，大膽地假定光譜的來源是核外電子的能量變化，用類比的科學(xué)方法，形成核外電子的行星模型，提出量子化條件和躍遷規(guī)則等革命性的概念。然而新量子力學(xué)證明了電子在核外的所謂“行星軌道”是根本不存在的。用玻爾的方法計算比氫原子稍復(fù)雜的氦原子的光譜便有非常大的誤差。最終提出量子力學(xué)了理論來解釋原子結(jié)構(gòu)。按照量子力學(xué)理論，核外電子運動沒有固定的軌道，在任何區(qū)域都可能出現(xiàn)，只不過在有些區(qū)域出現(xiàn)的概率大，在有些區(qū)域出現(xiàn)的概率小，例如波爾理論中氫原子的波爾半徑就是基態(tài)氫原子中電子出現(xiàn)概率最大的區(qū)域。通過分析前面幾種理論的合理的地方和不足的地方，結(jié)合量子力學(xué)，綜合起來提出了最新的原子結(jié)構(gòu)模型，即用概率理論來解釋核外電子的運動規(guī)律。并用薛定諤方程來描述核外運動狀態(tài)。當(dāng)然，對于大學(xué)一年級同學(xué)來說，沒有必要掌握復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，只要掌握四個量子數(shù)，就能描述核外電子的運動狀態(tài)。這種通過人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)歷史性，以及逐漸完備過程的分析，最終采用綜合的方法，提出量子力學(xué)的原子結(jié)構(gòu)理論，既能夠理解原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的歷史，也能使同學(xué)們明白及早把握最新的科學(xué)成就對科學(xué)發(fā)展的重要意義。當(dāng)然也說明任何新理論都不是憑空產(chǎn)生的，需要站在前人的肩膀上，并要用實驗作為基礎(chǔ)。

2歸納和演繹

歸納是從個別到一般，尋求事物一般特征的認(rèn)識方法，也是一種邏輯推理形式，歸納推理不是必然性推理，其結(jié)論具有或然性［2］。例如在學(xué)習(xí)元素周期律時，可以利用歸納和演繹的方法。元素周期率，主要包括原子半徑、電離能、電子親和能和電負(fù)性的變化規(guī)律。根據(jù)周期表中某一主族或者某一周期中每個元素的原子半徑數(shù)值、電離能數(shù)值、電子親和能和電負(fù)性的數(shù)值進行歸納出變化規(guī)律，可以演繹出其它主族和其它周期這些數(shù)據(jù)的變化規(guī)律。當(dāng)然，元素性質(zhì)的周期性變化是大體上的趨勢，其中還有許多例外，所以演繹的結(jié)果還需要實驗進行驗證。這也是我們學(xué)習(xí)無機化學(xué)元素部分內(nèi)容要特別注意的方面。例如，通過歸納和演繹的方法，可以得出:同周期元素隨原子序數(shù)的增加，原子半徑表現(xiàn)出從左向右減小的趨勢。但是要注意，主族元素減小最快;過渡元素總體上表現(xiàn)為減小，但不規(guī)則且減小較慢;內(nèi)過渡元素減小最慢。各周期末尾稀有氣體的半徑較大，但是是范德華半徑。同族元素隨原子序數(shù)的增加，原子半徑自上而下增大，但是過渡元素的變化不明顯，特別是鑭系以后的個元素。所以在無機化學(xué)教學(xué)過程中，要特別注意采用演繹的方法得出性質(zhì)的變化規(guī)律是，要注意特例的存在。例如，在無機化學(xué)下冊鹵素一章學(xué)習(xí)過程中，鹵素單質(zhì)的氧化性變化規(guī)律是F2＞Cl2＞Br2＞I2，+1價含氧酸的氧化性變化規(guī)律是HClO＞HBrO＞HIO，但是+5價含氧酸的氧化性變化規(guī)律是HBrO3＞HClO3＞HIO3，所以在無機化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，要特別注意演繹出規(guī)律的局限性，當(dāng)然這也是客觀世界復(fù)雜性的必然結(jié)果。

3從抽象到具體

無機化學(xué)學(xué)習(xí)過程中，從抽象到具體的辯證思維過程非常普遍［3］。例如，我們要學(xué)習(xí)很多定律，這些定律是科學(xué)家通過具體的實驗結(jié)果和現(xiàn)象形成理論的過程，通過學(xué)習(xí)理論，還要應(yīng)用這些理論解決一些具體問題，這就是從抽象到具體的過程［4］。例如，化學(xué)熱力學(xué)一章中，學(xué)習(xí)的熱力學(xué)第一定律，實際上就是能量守恒定律，在本章就有很多具體的應(yīng)用。例如，對于具體的封閉體系，在只做體積功的條件下，要計算體系內(nèi)能的變化量，就需要利用熱力學(xué)第一定律。包括焓的概念的提出，指的是封閉體系在恒壓條件下，不做非體積功，體系所吸收的熱量全部用于體系的焓變，即特定條件下，熱力學(xué)第一定律的另一種表達形式。熱化學(xué)就是把熱力學(xué)第一定律具體應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)上，討論和計算化學(xué)反應(yīng)的熱量變化問題［5］。例如，在分子結(jié)構(gòu)一章，價電子層互斥理論可以預(yù)言一些小分子的空間幾何構(gòu)型，在一個共價分子中，中心原子周圍電子對排布的幾何形狀，主要決定于中心原子的價電子層中的電子對數(shù)目及(包括成鍵電子對和未成鍵的孤電子對)互相排斥作用，分子的幾何構(gòu)型總是采取電子對相互排斥最小的那種結(jié)構(gòu)。這是抽象的理論，遇到具體問題時，就要按照理論，首先確定出中心原子提供的價電子數(shù)目，然后確定配位原子提供的價電子數(shù)，如果是離子的話，還要加上或者減去相應(yīng)的電荷數(shù)，最后確定中心原子的價電子層中的電子對數(shù)目，然后找出最小的排斥作用的構(gòu)型就是該分子或者離子的構(gòu)型，當(dāng)然還要看一下有沒有孤對電子，以確定價電子對的構(gòu)型和分子的構(gòu)型是不是一致。通過具體問題的解決，能夠?qū)Τ橄蟮睦碚撚懈玫睦斫?，同時，能夠增強自己分析問題和解決問題的能力。

4歷史和邏輯的統(tǒng)一

恩格斯認(rèn)為，為了從歷史的偶然性中擺脫出來，盡管在研究經(jīng)濟學(xué)或其他領(lǐng)域的問題時，邏輯方法是唯一適用的。無機化學(xué)的發(fā)展和進步，亦遵循歷史和邏輯的統(tǒng)一。正如前面介紹的，在人類認(rèn)識原子的過程中，在歷史的不同階段，先后經(jīng)歷了古希臘原子論、道爾頓原子論，盧瑟福原子論，波爾原子論，以及現(xiàn)代的量子力學(xué)模型。實際上就是人類認(rèn)識事物從簡單到復(fù)雜，從表面現(xiàn)象到核外電子運動的本質(zhì)的邏輯關(guān)系，有經(jīng)驗上升到理論。單純的歷史分析，只注重感性實踐和演化特征，把握的是事物經(jīng)驗、知覺到的部分，把握的是事物與外部關(guān)系及其感性的歷史變化;單純的邏輯分析，則把事物抽空，注重的是事物內(nèi)部不變的特性、靜止的特性和形式的部分。只有堅持歷史和邏輯的統(tǒng)一，把對事物的歷史考察與對事物的邏輯分析有機結(jié)合起來，才能夠全面的，深入的掌握事物的本質(zhì)。在人類探索原子結(jié)構(gòu)的過程中，如果只強調(diào)歷史過程，不看到各種理論之間的邏輯關(guān)系，則不能從前人的理論上獲得發(fā)展的積極因素，勢必會減慢科學(xué)的發(fā)展速度。反過來，邏輯的發(fā)展需要歷史的例證，需要不斷接觸實際的科學(xué)發(fā)展。

5結(jié)語

無機化學(xué)的教學(xué)過程中，注意學(xué)結(jié)其中的辯證法思想，可以使師生在教學(xué)過程中站的更高，看的更遠，可以從橫向也可以從縱向把握無機化學(xué)學(xué)科的脈絡(luò)和發(fā)展前景;可以培養(yǎng)學(xué)生理性的、縝密的思維和科學(xué)修養(yǎng)。

參考文獻

［1］吳國慶.無機化學(xué):上冊.第4版［M］．北京:高等教育出版社，2002.

［2］殷杰，郭貴春.自然辯證法概論［M］．北京:高等教育出版社，2020.

［3］常新紅.高師無機化學(xué)教學(xué)的思考和實踐［J］．廣州化工，2014，42(1):162－163.

［4］常新紅.從教學(xué)內(nèi)容上思考高師無機化學(xué)教學(xué)范式改革［J］．廣州化工，2015，43(22):220－221.

［5］李波，范會濤，馮超強，等.應(yīng)用型本科院校制藥工程專業(yè)無機化學(xué)教學(xué)研究思考［J］．廣州化工，2015，43(10):211－212.

作者：常新紅 單位：洛陽師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院