浅析“共性和个性统一”思想在的化学课程中的体现

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  【摘要】高中化学课程的内容设置,一方面要求体现学科的系统性、完整性,即自然科学的共性;另一方面也要体现学科的特殊性、独创性,即化学学科的个性。因此提升学科的视角和高度,从哲学范畴的层面上进行学科广延性、深层次、前瞻式的思考和探讨,尊重学科知识的共性,兼顾具体理论的个性,将更加有利于探索化学课程的普遍本质和一般规律。
  【关键词】高中化学;共性;个性
  
  化学是一门研究物质组成、结构、性质以及变化规律的基础自然科学[1]。可见物质是化学这门自然科学的客观基础和研究对象。一方面物质的存在、结构、性质和用途等,是高中化学课程的内容主体;另一方面,物质变化的实质也是区分物理变化和化学变化的标志——分子是保持物质化学性质的最小粒子,原子是化学变化过程中的最小粒子,物理变化和化学变化的区分标志在于是否有其他物质生成。同时物质是标志客观存在的哲学范畴,它不依赖与我们的感觉而存在,为我们的感觉、复写、摄影、反映[2]。如何正确地复写、客观地摄影、科学地反映化学的基本知识和基础理论,哲学为之提供了科学的世界观和方法论的指导。哲学的思想和化学的知识文理相通,相辅相成。一方面化学是研究哲学范畴中的具体物质的组成、结构、性质及其用途的科学,是以哲学作为重要理论基础的具体学科之一,高中化学课程以物质的存在形式、结构、物化性质、用途为知识基础,贯穿结构决定性质、性质决定用途的思维主线,是哲学思想体现和应用的重要阵地;另一方面从哲学一般性和特殊性的对立统一角度来看,主张从物质的共性和个性的对立统一关系中去把握物质、规定物质。认为物质的形态和物质的层次都是多种多样的,它们是物质的个性,而物质范畴都是在各种物质形态和物质层次的总和中抽象出来的物质共性[3],它体现了从个性中把握共性,从多样性中把握同一性的辨证思维过程,为我们有效的提高教学质量、深化课程改革提供有利的理论指导和智力保障。
  
  一、 化学基本概念、基本原理中共性和个性的统一
  
  1.离子反应中共性和个性的体现
  高中化学反应中按照是否有离子参加或生成,将化学反应划分为离子反应和非离子反应,有离子参加的化学反应统称为离子反应,离子反应的进行趋势是向离子浓度减小的方向进行[4]——即:能够发生化学反应的离子间不能大量共存。这是离子反应规律的共性体现,是离子反应能够发生的前提。因此只要能够进行的离子反应就必然伴随着溶液中离子浓度的减小。然而同样是离子浓度的降低,又有不同的化学反应形式,即:在遵循离子浓度降低的共性规律的同时离子反应也体现出不同类型的、具体的离子间发生反应的个性规律或现象。例如发生氧化还原、双水解、络合反应等类型的离子反应,体现离子反应原理共性中的个性。即使是同种类型离子反应也可能体现出不同的反应现象,但其实质都是降低离子浓度。如:复分解型离子反应将生成气体(或挥发性物质),H++HS-=H2S↑;生成沉淀(难溶性物质),Ag++Cl-=AgCl↓;或生成弱电解质(难电离物质),H++OH-=H2O;尽管个性存在差异但共性却贯彻始终,完美地诠释着共性的一般和个性的特殊,标志着化学理论中共性和个性的统一。
  2.氧化还原原理中共性和个性的体现
  高中化学课程中按照是否有电子转移将化学反应划分为氧化还原反应和非氧化还原反应,氧化还原反应的实质是该类反应内在的共性:电子转移;而电子转移中又包括电子得失和共用电子对的偏移两种外在的形式,是共性中的个性体现。如金属钠在氯气中燃烧发生氧化还原反应,该反应中钠失去最外层电子,被氯获得从而二者都达到稳定结构形成典型的离子化合物。在氧化还原反应的过程中钠的化合价升高,同时氯的化合价降低,通过电子的得失实现电子转移2Na+Cl2=2NaCl。而氢气在氯气中燃烧时发生氧化还原反应,H2+Cl2=2HCl,生成共价化合物,在共价化合物氯化氢中共用电子对偏向于氯而偏离于氢,使氢相对显正价而氯显负价,从而是氢化合价升高而氯化合价降低,通过共用电子对的偏移实现电子转移。因此氧化还原反应的实质也体现了共性和个性的辩证和同一,一方面共性通过不同的个性得到表现和提炼,另一方面,外在个性的形式中包含内在共性的本质,二者经纬同功,表里相成,处处彰显着氧化还原原理中共性和个性的统一。
  3.盐类水解反应中共性和个性的体现
  盐类水解反应是中和反应的逆反应,对盐类水解反应的考查历来是高考的热点和课程实施的重点。一般认为单一的水解反应由于进行程度较弱,不能够进行到底,应当用可逆符号连接,因此反应中不写沉淀和气体符号,并且强调多元弱酸跟离子分步水解,以第一步为主。即单一盐类的水解反应体现盐类水解反应的共性规律和实质:盐电离出来的离子和水电离的氢离子或氢氧根离子结合生成弱电解质的过程[5]。但双水解反应由于双向的促进作用使水解趋于完全,生成沉淀和气体应该在反应中体现,因此需要写沉淀和气体符号,是盐类水解反应共性中的个性事例体现。如:Al3+和S2-的反应将生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体、Al3+和CO32-或HCO3-会生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体。可见高中化学课程中的基本理论教学和学习要坚持共性和个性的统一思想,尊重规律的客观性和科学性的同时,避免理论的教条化、绝对化、和机械化。一边要善于通过不同的个性现象挖掘理论的共性本质,同时要利用共性规律来指导个性知识的学习,树立一种共性基础,多种个性准备的共性和个性统一、并进的思想。
  
  二、 元素化合物知识共性和个性的统一
  
  1.酸的通性和氧化性酸共性和个性的体现
  酸的通性为:可以使指示剂显色,如使紫色的石蕊试剂变红;与活泼金属反应放出氢气;与碱或碱性氧化物反应生成盐和水等,是酸的共性。但弱酸如果酸性过弱则不能使指示剂显色,而氧化性酸如HClO则会使指示剂褪色,体现酸中的个性;同时强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸和稀硝酸遇和金属反应却不生成氢气,反而产生二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等其他还原产物。又如常温下的金属铁和铝在盐酸中溶解放出氢气,但在浓硝酸和浓硫酸发生钝化生成致密的氧化膜,阻止了金属的溶解[6]。由此可见掌握酸的共性和个性的统一,能够防止知识固化,避免出现以偏盖全的错误论断。
  2.卤素单质、卤化物的共性及其个性的体现
  卤族元素是高中化学课程最先接触和学习的、最基础的、最具有代表性的金属元素,卤素的学习体现着非金属元素及其化合物学习方法的一般性,及时总结和概括卤族元素的共性和个性对卤族元素的学习乃至非金属元素及其化合物的学习尤为重要。通过学习我们了解除放射性元素砹以外,卤素单质的单质一般共性较为明显,例如:都是有色物质,其颜色逐渐加深;都有氧化性且氧化能力逐渐减弱;都具有毒性,但毒性渐弱;都是分子晶体,熔沸点依次升高;碘单质也有其明显个性体现:如遇淀粉变蓝,加热发生升华现象。此外,如卤化银中几乎都是难溶于水和酸的沉淀,如氯化银是白色沉淀、溴化银是淡黄色沉淀、碘化银是黄色沉淀,且溶解度依次减小,但氟化银却是可溶性盐;同时卤化钙中氟化钙是不溶的,但氯化钙等却是易溶盐。因而卤素化合物的学习要在把握单质及卤化物共性的同时,要注意其单质及化合物的个性,实现共性和个性的辨证统一。
  3.碳族元素、碱金属、非金属氢化物中的共性和个性的体现
  碳族元素是非金属向金属递变较为明显的主族元素,碳族元素中化合价的共性体现在C、Si、Ge、Sn均为+4价是稳定的,而Pb的稳定价态为+2[7],是共性中个性的外在体现,因此+4价的铅氧化性较强,与浓盐酸作用可以生成氯气,同时+2价的锡体现较强的还原性,容易被氧化剂氧化到+4价。碱金属是典型的金属元素,首先其化学性质体现金属的共性特征,自上而下随电子层数增多、原子半径增大、原子序数的递增金属性逐渐增强。其次碱金属都能与水反应生成氢氧化物,并放出氢气,但剧烈程度随着核电荷数的增加而增强,其中铷和铯遇水立即燃烧,甚至爆炸。再次碱金属物理性质也体现金属所共有的金属光泽,为银白色质地柔软的金属,但铯的个性体现在略带金色光泽。最后碱金属的熔沸点呈递减趋势而密度呈递增趋势,但钾的个性体现在密度小于钠,钾的密度是0.86 g/cm3,而钠的密度是[8]为0.97g/cm3;锂的个性体现在锂应保存在液体石蜡里,而钠和钾则保存于煤油当中。除此以外非金属氢化物作为分子晶体其物化性质也体现着共性和个性的统一:对于结构和组成类似的分子晶体,分子量越大熔沸点越高[9]。例如:沸点顺序由低到高为HCl〈 HBr〈 HI、CH4〈 SiH4、PH3〈 AsH3、CF4〈CCl4〈CBr4。是分子晶体沸点比较的一般规律,但由于氢键的存在使NH3、H2O、HF的沸点却出现异常高于同族氢化物[10],是一般性中的特殊性,也是共性中的个性体现。
  
  三、 化学实验中共性和个性的统一
  
  化学实验是高中化学课程的重要组成部分,是培养学生分析能力、操作能力、实践能力和综合解决实际问题能力的重要途径,化学实验始终坚持安全、有效、直观、优化的原则,是实验教学遵循的共性标尺。即使是看似矛盾的个性事实也往往体现着共性原则,因此可以说共性始终和个性密不可分,相辅相成。
  比如:一般实验室中取用试剂或药品,为避免试剂的污染,剩余的药品不应倒回试剂瓶中,而在取用钠、钾等碱金属后却必须将剩余的固体单质放回容器当中。前者剩余试剂单独回收是普遍要求,体现有效的原则,一旦试剂被污染或失效则实验的现象和效果将直接受到影响。而后者体现安全原则,因为碱金属的存放特点可以避免污染,而其化学性质较为活泼,放回试剂瓶中更能保证安全。看似矛盾的个性化实验处理,却体现着实验的共性要求。再如,进行溶液的配制或将浓溶液稀释时,一般是将水加到试剂当中,但在浓硫酸稀释时却将浓硫酸沿器壁注入水中,实质是浓硫酸的化学性质的特殊性要求在其稀释的过程中体现出固有的、具体的个性操作。以及为避免水的参与会影响现象或结果,演示实验一般要求仪器干燥无水。如收集氨、氯化氢的集气瓶或试管,喷泉实验的圆底烧瓶,铝热反应的氧化铁粉末等等。但在一定物质的量浓度溶液配制过程中,容量瓶底部有水却不影响所配溶液的浓度。此外中和滴定过程中,对盛装待测液的锥形瓶干燥与否没有特殊说明,甚至为避免待测液太少,影响结果观察而影响滴定终点的判定,一般需要加入一定的蒸馏水。最后在用试纸检测酸碱性或对气体进行验满时,都使用湿润的试制,粘于玻璃棒顶端,靠近集气瓶口。而在用广泛pH试纸测定溶液的pH时,却要使用干燥的pH试纸,以避免所测结果不准确。综上所述,高中化学实验的学习过程中要注意共性原则、规律和个性实施、操作的结合,实事求是、区别对待,坚持共性,尊重个性。
  总之,哲学是我们正确认识世界和改造世界的科学的世界观和方法论,它源于具体科学,又高于具体科学[11],是我们解决具体科学中基本问题的理论依据和操作指南,把哲学理论化、系统化的世界观和方法论的功能应用于化学教学中,将更加有利于揭示出化学课程的普遍本质和一般规律。化学课程中处处都贯穿着物质的一般性和特殊性的思想,它是哲学中共性和个性的对立和统一,尊重化学性质的共有属性或通性,同时也不能忽略物质物化性质的个别属性,注重共性和个性的结合,用辩证统一的思想客观全面地进行学习、教学和科研,才会使知识更加系统、全面、完整和深化。
  
  【参考文献】
  [1] 《九年义务教育三年制初中教科学·化学》人民教育出版社 北京 2002
  [2]、[3]、[11] 连成 主编《马克思主义哲学原理》 高等教育出版社 1999
  [4]、[7]、[8] 全日制普通高级中学教科书(必修)《化学》第一册 人民教育出版社 北京 2003
  [5]、[6] 全日制普通高级中学教科书 (必修加选修)《化学》第二册人民教育出版社 北京 2003
  [9]、[10] 全日制普通高级中学教科书(必修加选修)《化学》第三册人民教育出版社 北京 2003
  
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