辩证思维方法在物质结构教学中的应用初探

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1、辩证思维方法在高中化学物质结构教学中的应用顾晔1（江宁高级中学211100江苏南京，南京师范大学化学与材料科学学院210097）摘要尝试以高屮化学“物质结构与性质”选修模块（人教版《化学》选修3）的教学实践说明辩证思维方法（对立统一规律、质量互变规律、否定之否定规律）在解答疑难问题、提升思维层次、深化概念认识及培养科学态度等方面的多重作用。关键词物质结构辩证思维对立统一规律质量互变规律否定之否定规律在高中化学新课程体系中，“物质结构与性质”已作为单独模块进行授课，该模块是为具有较好的理科基础、对化学学科感兴趣、将来准备报考化学

2、相关专业的学牛开设的，旨在帮助他们进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力⑴。由于研究对象是微观物质世界，该模块具有理论性较强、概念较为抽彖等特点，教师的方法指导和思维引导就显得尤为重要。笔者在教学过程中发现哲学观念的渗透尤其是辩证思维方法的恰当应用可以帮助学生消除微观世界的“模糊感”和“神秘感”、厘清概念中的模糊区域，也有助于培养学生的科学态度。1应用对立统一规律解难答疑对立统一规律即孑盾规律，才盾是事物Z间或事物内部各要素Z间的对立统一，是唯物辩证法的核心［2］。世界上的一切事物都是对立统一体，化学世界亦不例

3、外，矛盾规律可以帮助学生消除物质结构学习中的一些模糊认识，进而提升他们的思维层次。1.1矛盾的普遍性和特殊性矛盾是普遍存在的，学生对矛盾普遍性的认识大多来源于“世界上没有两片相同的树叶”，事实上，物质结构选修模块的教学中亦不乏这样的事例。如泡利原理（Pauli'sexclusionprinciple）指出同一原子轨道中的2个电子自旋状态和反，这一规律正是对矛盾普遍性的绝佳阐释：原子核外没有两个状态完全相同的电子。2010年上海卷第23题第“铝元素的原子核外共有种不同运动状态的电子”曾让不少考生感到疑惑，若运用矛盾普遍性分析该问

4、题就不难作答了「'铝元素原子的核外共有13个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有13种”。元素周期律的教学中，我们可以利用元素性质随原子序数递增呈现的周期性变化推测一些物质的性质，可是有吋也会“碰壁”，此吋“特例”一词往往被用来“搪塞”，而太多的特例会让学生陷入迷惘：“化学怎么这么多特例？”、“化学中的一些规律似乎不够严密”……目前很多学生对待化学的消极态度与此不无关系。矛盾规律告诉我们，矛盾是有特殊性的，特殊矛盾不是“特例”，它是有规律可循的。例如，卤族元素中AgF在水中溶解性不同于其他3个元素，看似特例，实际上不违

5、反AgX水溶性随X元素原子序数递增而逐渐减小的总体趋势（AgF>AgCl>AgBr>Agl）,只不过AgF越过了“可溶/难溶”这道本不存在的界线而已。实际上仅用单调的增减来对同族元素性质的周期性进行描述本身就是片面的⑶，如Cl、Br>I的非金屈性逐渐增强，却有最高价含氧酸氧化能力“HBrCU>HCIO4>h5io6"的事实存在，难道乂是特例？这样的误解只能说我们的认识还不够到位（元素内层电子对元素性质的复杂影响未加考虑），早在上世纪40〜50年代化学家们就广泛认识到同族元素系列性质的交替变动性（二次周期性）。对才盾特殊性的正确

6、认识可以帮助解除学生学习“物质结构与性质”时易产生的“模糊感”、“神秘感”？长期“润物细无声”的渗透还能提高学生看问题的高度，提升他们的思维层次。1.2主要矛盾和次要矛盾在复杂事物发展中，同时又许多矛盾存在时，必有一•种矛盾的存在和发展不仅规定和影响着其他矛盾的存在和发展，而且其中主导、支配或决定其他矛盾的地位，这种矛盾就是主耍矛盾⑷。主要矛盾和次要矛盾不是固定不变的，二者在一定条件下也可以相互转化。高中阶段原子结构教学中常见的原子、离子等微粒半径的比较中就存在“核外电子层数”和“核电荷数”两个相互竞争的矛盾，二者谁是主要矛盾

7、？在解决“离子晶体NaH中阴阳离子半径大小比较”这一问题时就显得尤为重要，不少学生通过离子结构示意图得出这样的结论（默认了电子层数是主要矛盾人钠离子（Na虽是阳离子，但失去最外层电子后仍有2个电子层；而氢离子（HJ作为阴离子也只有1个电子层，故离子半径r（Na+）>r（H）o事实恰好相反，在NaH晶体中，r（Na+）=102pm；r（H'）=142pm（Na+>FT离子半径数据引自第25届全国高中化学竞赛江苏赛区初赛试题）。该解答错误的根源是用孤立静止的眼光看待主次矛盾了。“核外电子层数”和“核电荷数”谁是主耍矛盾要视情况而

8、定：对于主族元素而言，同周期元素随原子序数递增原子半径逐渐减小，此时核电荷数是主要矛盾（电子层数相同）；对于同主族元素，随原子序数递增，核电荷数和核外电子层数均增大（多），此吋核外电子层数是主要矛盾（图1）。图1人教版化学选修3中主族元素原子半径周期性变化示意图2应用质量互变