正文 第三章 中學化學教育的獨特視角(三)(3 / 3)

第六,對立統一規律。事物運動和發展的根本原因,在於事物內部的矛盾性,而矛盾的法則一對立統一規律是唯物辯證法最基本的規律。化學反應中的物質運動形式就是化學元素的運動,表現為化學元素之間的分離與組合過程。化學運動是物質運動的基本形態之一,在化學運動的層次上,表現為分解與化合。從微觀的層麵看,微粒間的排斥作用導致分解,微粒間的吸引作用導致化合,在微粒的吸引作用與排斥作用達到平衡時,就形成穩定的物質。化學運動中的辯證內容很豐富,像氧化與還原、溶解與結晶、中和與水解、吸熱與放熱、可逆反應中的正反應與逆反應等,都體現了既對立又統一的矛盾性。

第七,真理是相對的,又是絕對的。相對的真理指的是對真理的認識是逐漸深入、逐漸完善的;絕對的真理指的是人對客觀世界絕對、全麵而完整的認識。例如人們對周期律的認識,經曆了三元素組、八音律、門捷列夫周期表、現代長式周期表的曲折的曆程,人們的認識每深入一步,就逐漸接近周期律的本質,絕對真理的含量就逐漸增加。門捷列夫周期律的內容是元素的性質隨原子量的遞增呈周期性變化,由於當時人們尚未認識到原子的內部結構,因此,門捷列夫不可能提出核電荷數的概念。直到20世紀,人們才明確決定元素性質的不是原子量而是核電荷數。所有關於元素周期律的認識中都提出了周期性的觀點,這就是相對真理中的絕對真理。

第八,實踐是檢驗真理的惟一標準。19世紀末,瑞典化學家阿累尼烏斯提出了電離學說,遭到了他的導師和當時一些著名的化學家包括門捷列夫的反對,經過了10年,阿累尼烏斯不斷地通過實驗去證實自己的觀點,最終電離理論被人們廣泛地接受,他本人也因此成為第三位諾貝爾化學獎的獲得者。

1科學素養

隨著社會的發展,人們對科學素養的認識在不斷擴充。美國芝加哥科學院副院長米勒博士於1989年提出公眾科學素養的三個標準:①對科學技術術語和概念達到基本的了解;②對科學的研究過程和方法達到基本了解;③對科學的社會影響達到基本的了解。

可以說這三個標準也是三個層麵上的內涵:①對科學知識的掌握;②對科學方法的掌握;③對科學精神的掌握。

科學素養對於生活在現代社會中的普通公民來說,是十分重要的。公眾認識科學活動的本質,是對科學影響人類價值觀的理解,是對真理的探究和維護,因此,理解科學的本質,維護科學的純潔,把握科學的方向,不僅僅是科學家的責任,也是全體公眾的義務。在現代社會中,公眾的輿論影響到很多社會決策,具有較高的科學素養,雖然不一定能夠導致最佳決策,但至少得到的是比較成熟的。從這個意義上看,沒有具備一定科學素養的公民群體,就不可能有國家和社會的民主和進步。

3美育教育

印度科學家錢德拉塞卡在一次國際會議上做過一次題為41《科學中的美和對美的追求》的發言,他指出:科學家不是因為有用才研究自然的,他研究自然是因為他從中得到快樂;他從中得到快樂是因為它美。他舉了這樣一個例子:科學家韋爾曾提出引力度規論,韋爾確信這個理論作為一個引力理論是不真的,但是它是那樣美以至於他不願意放棄它,為了它的美而不讓它消亡。很久以後,度規不變性的形式係統被納人量子電動力學,證明了韋爾的本能直覺是完全正確的。錢德拉塞卡在他的發言中說:“一個科學家憑異常高超的審美直覺提出的理論即使起初看起來不對,終究能夠被證明是真的。”

盧瑟福說:我認為再也沒有比在幾乎是未經勘探的原子世界裏漫遊更令人神往的了。可見,審美能力不僅僅限於藝術,具有感受美的願望、感受美的能力,對於科學發現是同樣重要的。

每個人都有欣賞美和創造美的能力,作為一個現代的、具備一定文化素養的、人格健全的公民,通過學校的課堂教學,滲透一定的美學因素,提高學生的審美能力,是非常必要的,也是可行的。

化學中的美源於自然美,有許許多多的化學知識、化學物質、化學現象來自自然,自然中所蘊含的美通過化學教師的講解,展示在學生麵前。化學中所蘊含的美主要有以下幾方麵。

化學物質美。無論是自然界中存在的物質,還是用人工合成的方法得到的物質,都屬於化學物質。如璀璨奪目的金剛石、六方柱狀的紫色的水晶、深紅棕色的液溴、紫黑色的碘的晶體、晶榮剔透的硫磺晶體,還有菱形的膽礬晶體、方方正正的黃鐵礦和被稱為“愚人金”的黃銅礦,這都是大自然的傑作啊!42包含了這麼多形態、顏色各異的物質,當它們展現在你的麵前時,你能說它們不美嗎?這都是化學物質。

化學結構美。我們在中學階段會認識一些重要物質的結構,例如像金剛石的空間網狀結構,使得它成為自然界中最堅硬的物質,每個碳原子周圍結合4個碳原子,向空間伸展,形成四麵體型的空間網狀結構,多麼對稱,牢不可破;像石墨,一層一層的石墨片層以範德華力結合,所以層與層之間很容易滑動,這就使得石墨的硬度很小,而且有潤滑性,真不知人們當初是怎樣構思出這樣絕妙的結構;富勒烯是迄今為止發現的最圓的分子,具有高度的對稱性,60個碳原子結合在一起成為一個閉合的球,具有高度的穩定性,它的化合物具有很多優異的性能。立方烷,同樣是一種具有高度對稱性的分子,8個碳原子之間結合成了一個立方體型的分子,每個碳原子跟周圍的3個碳原子結合形成3條單鍵,再結合1個氫原子,它的結構的出現改寫了有機分子的二維結構,使有機分子進入三維結構的世界。

化學變化美。在我們的日常工作、生活中的化學變化無處不在,相信有不少奇特的化學反應現象給你留下了深刻的印象。剛開始學化學時,我們觀察過鎂條的燃燒。一根細細的鎂條,在酒精燈上點燃後,居然發出那樣耀眼的白光,你能說不美嗎?我們聯想到節日的焰火,五顏六色,千姿百態,令人心曠神怡,這不都是化學變化嗎?在實驗室裏,當我們把不同金屬離子的鹽的固體撒到酒精燈上時,麵對色彩繽紛的火焰,你不是也發出了一聲聲的驚呼嗎?當我們把氫氣和氯氣的混合氣體用點燃的鎂條光照後,聽到了巨大的爆鳴聲,你是不是感到很神奇?在我們把一小粒銀白色的鈉投人到水中時,你是不是滿懷著好奇心在觀察銀色小球的遊動。更奇妙的是那些物質相遇後而呈現的各種絢麗的顏色,三氯化鐵遇到硫氰化鉀變為血紅色,氫氧化銅遇到多羥基醇變為絳藍色,苯酚遇到三氯化鐵變為紫色等等,數都數不過來了,這就是化學變化美。

化學理論美。化學理論很抽象,但是很美麗。自然界中成千上萬種物質,它們之間的所有的差別和聯係都可以用一句話概括出來:元素的性質隨原子序數的遞增呈周期性變化。改變溫度、改變壓強、改變濃度,都可以使不同的化學反應向不同的方向進行,所有的這些情況也可以概括成一句話:在其他條件不變時,如果改變影響平衡的一個條件,平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。“減弱改變”,多麼精辟!既不是消除這種變化,也不是增強這種變化,而是減弱。平衡會發生移動,但是移動的程度又被限定在“減弱”上,簡單的一句話,成為判斷平衡移動的方向的出發點。