劉云鶴
(承德石油高等專科學校 化工系,河北 承德 067000)
社會的發(fā)展和提高公民的文化素質(zhì)都需要普及化學知識?;瘜W作為一門重要的基礎學科,而有機化學作為化學這門學科的重要分支,是石油高等專科院校學生所必須掌握的專業(yè)知識。同時化學學科本身具有的哲學內(nèi)涵非常豐富,當我們用哲學的眼光來觀察、認識和分析化學,探究化學中的哲學價值,才能促使化學和哲學更好地共同發(fā)展。有機化學是專門研究有機化合物的一門科學,在有機化學的日常教學之中,如果能夠滲透哲學的觀點,學生的哲學素質(zhì)也將會大大提高。
化學研究的對象是物質(zhì),包括宏觀及微觀物質(zhì)的性質(zhì),對于有機化學涉及到的物質(zhì)及變化,雖然不能全面準確概述物質(zhì)的定義,但是這些也足夠使學生能夠較全面地理解我們生存的物質(zhì)世界,能夠較準確地理解物質(zhì)的含義,同時也能夠開發(fā)和培養(yǎng)他們認識問題的全面性。我們可以從以下幾個方面來理解有機化學教學中的哲學思想。
人的認知活動規(guī)律是實踐——認識——實踐——認識,無限循環(huán)、多次反復的辨證發(fā)展的過程。認識是在實踐的基礎上不斷的產(chǎn)生的,又在實踐的基礎上進一步發(fā)展,同時,認識又不斷地指導實踐向正確方向發(fā)展,認識和實踐是互相作用的,如果事物存在發(fā)展的本質(zhì)和規(guī)律要想正確反映出來,就必須經(jīng)過實踐——認識——實踐——認識的無數(shù)次反復才能完成,這一點在有機化學學科的發(fā)展中得到體現(xiàn)和印證。早在原始社會末期有機化學就應用在人們的生活中,古人用谷物釀酒、造醋;在3000 多年前已經(jīng)用糧食制糖;更早食用植物油和動物油;我國周朝已經(jīng)使用靛藍、茜草等天然染料染布。1828年,德國化學家維勒第一次人工合成有機物尿素,徹底動搖了“生命力論”NH4CNO 無機物CO(NH2)2有機物,歷史上曾經(jīng)有人認為,有機化合物只能由生物的細胞在一種特殊力量生命力的作用下產(chǎn)生,人工合成有機物是不可能的。而尿素的人工合成,揭開了人工合成有機物的序幕。這表明人類對化學概念的認識不是一步到位的。從南宋時的耕織圖——紡織之染布圖萌發(fā)和形成階段:到提出有機化學——“貝”的發(fā)展及走向輝煌時期,我們的衣、食、住、行無不與有機化學有關,我們生活在有機化學世界里。有機化學與洗滌用品早在遠古時代就已形成:草木灰水、天然堿以及皂莢等堿性物質(zhì)。20 世紀產(chǎn)生了肥皂;到20 世紀中期,合成了洗滌劑,洗滌按所用的溶劑不同,分干洗和水洗。有機合成材料情況隨著人類不斷的文明和進步,人對天然材料的利用已經(jīng)不能滿足日新月異的需要,于是就發(fā)生了一場材料的革命——人工合成材料;合成材料的原料豐富、制造加工簡單,性能千變?nèi)f化;塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料;粘合劑、涂料也屬于合成材料。高分子化合物、有機化學與合成纖維、天然纖維、紡織纖維的分類,植物性纖維(纖維素纖維)棉、麻動物性纖維(蛋白質(zhì)纖維)毛、蠶絲,化學纖維人造纖維合成纖維,特別到了20世紀的有機化學,基礎理論和試驗方法都取得了巨大的進展,顯現(xiàn)出蓬勃的活力和強勁的勢頭。據(jù)統(tǒng)計,世界上每年合成的近百萬個新化合物中,有機化合物約占70%以上。其中有些因為功能特殊應用于材料能源、農(nóng)業(yè)、石油化工、醫(yī)藥、交通、生命科學、環(huán)境科學等與人類生活相關緊密的行業(yè)中,為人類提供了大量的必需品。現(xiàn)在隨著科學技術的發(fā)展進步,在化學領域確定了分子的結構、化學鍵的本質(zhì)、化學反應機理論的建立,有利地證明了在有機化學這一學科,是要不斷經(jīng)過實踐——理論——實踐的無數(shù)次循環(huán)過程中向前發(fā)展的。
所謂有機合成方法學,簡單來說就是為傳統(tǒng)的有機合成反應探索新的有效可行的方法和途徑,或者是為有機合成尋找新的有意義的反應。在這個過程中,無疑前人的經(jīng)驗很重要,很多科研成果都是基于前人積累的經(jīng)驗上通過創(chuàng)新型的改進而做出來的。經(jīng)驗主義是指憑自己的經(jīng)驗來處事的世界觀,在有機合成方法學中有時候是存在“經(jīng)驗主義”的,比如說有些化學反應,我們一開始并沒有嘗試過是否能發(fā)生,往往就是通過經(jīng)驗來判斷的,根據(jù)以往積累的相關經(jīng)驗來判斷未知反應是否能發(fā)生和設計新的反應。關于“邏輯實證主義”,它是以經(jīng)驗為根據(jù),以邏輯為工具,進行推理,這在有機合成方法學乃至整個自然科學當中都是經(jīng)常體現(xiàn)的。有機合成方法學中的“偶然性”。既然有機合成方法學有為有機合成尋找探索新反應的任務,那么在這個過程中滲透著的“偶然性”是必不可少的。在進行科學探索的過程當中,存在必然的成果,偶然的發(fā)現(xiàn)和成果也不少。在人類進行科學探索的道路上,有不少的重大發(fā)現(xiàn)和科研成果都是偶然取得的。就本專業(yè)領域來講,從權威知名雜志發(fā)表的論文來看,很大部分創(chuàng)新性的重大成果都是在偶然的實驗過程中發(fā)現(xiàn)的。
世界是由物質(zhì)構成的,而在有機化學的研究過程中需要把物質(zhì)分類,每一種物質(zhì)都是由分子、原子構成,這是物質(zhì)的通性;但不同物質(zhì)分子和原子又有自己的特性,這就說明不同物質(zhì)都有自己的特性。這也揭示了矛盾的對立性和統(tǒng)一性。例如:負離子和正離子、正電子和負電子、核外電子和原子核、氧化反應和還原反應等等,在CHO 濃NaOH CH2OH HCOOH+HCHO+苯甲醛這個有機化學反應之中,被還原為甲醛和苯甲醇,同時又被氧化為甲酸。我們可以看出,在這個化學反應中,一方面,失去電子是被氧化,得到電子是被還原,這是矛盾對立性的體現(xiàn);另一方面,它們中的不同物質(zhì)之間互為存在和發(fā)展的前提,沒有還原就沒有氧化,沒有氧化就沒有還原,互相依存,誰也離不開誰,這是矛盾統(tǒng)一性的體現(xiàn)。通過這些,學生對知識點的掌握和理解被極大地提高了,課堂教學的有效性被極大地提高?;瘜W規(guī)律有其適用的特殊性和普遍性,如:在講解到同主族元素從上到下氣態(tài)氫化物的熔點沸點變化規(guī)律時,應告訴學生熔點和沸點隨著氫化物分子量的增大而升高這一般規(guī)律;同時還要讓學生知道NH3,H2O,HF等的溶點沸點不符合上面的規(guī)律,這是因為,這些分子間除了存在范德華力,還存在氫鍵,所以才會有這一反?,F(xiàn)象的出現(xiàn)。事實上矛盾普遍性和特殊性也體現(xiàn)在教材在有機基礎知識和元素化合物的編排上,我們可以選取一種典型物質(zhì)學習,總結歸納出某同一系列元素的共性,然后認識掌握某具體物質(zhì)的特性。也就是在課堂教學中,讓學生知道物質(zhì)性質(zhì)的認識要按照由一般到特殊、再由特殊到一般的規(guī)律。讓學生學會具體問題具體分析的哲學方法。
唯物辯證法認為事物發(fā)展的根本原因是內(nèi)部矛盾,也不否認在事物發(fā)展中外部矛盾的作用,也就是說變化的根據(jù)是內(nèi)因,變化的條件是外因,即外因是通過內(nèi)因起作用的。在有機化學的反應中,出現(xiàn)的在不同的條件下同一物質(zhì)會發(fā)生不同的反應,或條件相同不同物質(zhì)身上又會有不同的反應產(chǎn)物的事例。例如,在濃H2SO4的作用下乙醇加熱到140℃時生成乙醚,發(fā)生的反映是分子間脫水反應;但在濃H2SO4的作用下乙醇加熱到170℃生成乙烯,發(fā)生的是分子內(nèi)脫水反應。所以說外因是變化的條件,外因變了,反應的產(chǎn)物也就隨之發(fā)生變化。再如,1 -丙醇在Cu作為催化劑加熱的條件下被氧化成丙醛,而2 -丙醇在Cu作為催化劑加熱的條件下被氧化成丙酮,但2 -甲基-2 -丙醇在相同條件下不能氧化,于是說明外因是通過內(nèi)因起作用的。條件雖然相同,由于伯醇、仲醇、叔醇的結構不同所以得到的結果也就不同。再者,事物發(fā)展進程的快慢可以通過外部條件來改變,可以使事物發(fā)展的面貌發(fā)生局部的改變,甚至對事物的發(fā)展能否實現(xiàn)會起到?jīng)Q定性作用。如這一觀點就滲透在乙酸乙酯在酸性、堿性、中性介質(zhì)中水解的情況中,在有機化學教學中量變到質(zhì)變規(guī)律的運用,能幫助學生形象具體的分析認識的唯物辯證觀。
質(zhì)量互變規(guī)律在哲學上是把事物在數(shù)量和程度上的逐漸的,不顯著的變化叫做量變。把事物顯著的,根本性的變化叫質(zhì)變。一切事物的變化發(fā)展都是首先從量變開始的。沒有量變做準備,就不會有質(zhì)變發(fā)生。化學中的同素異形體,就是由于構成方式的變化而形成的質(zhì)的改變。如金剛石和石墨都是由碳元素構成的。但由于碳原子的排列不同。金剛石堅硬無比,可做切割玻璃的利刃;而石墨則比較松軟,能做鉛筆芯。再比如烴是最簡單的有機物,是一切有機物的母體,雖然烷烴和烯烴的結構和性質(zhì)相似,但隨著碳原子數(shù)的增多,引起了質(zhì)變。C≤4 時狀態(tài)為氣體,C >4 后為液體或固體,而且熔沸點和相對密度也規(guī)律性的變化。由上可以看出,在有機化學知識中,無時不貫穿著哲學思想,只要我們勤于思考,勇于探索,就能夠深刻的認識和領會到其中的聯(lián)系。
當我們的實驗數(shù)據(jù)獲取來后,接下來要做的工作就是對實驗數(shù)據(jù)進行篩選,因為有些數(shù)據(jù)是不可用的,這些數(shù)據(jù)如果不篩選掉就會影響實驗結論。篩選這些不可用數(shù)據(jù)的依據(jù)就要用到哲學里一般與個別、普遍與特殊的關系。有機合成方法學中普遍聯(lián)系的分析方法。在我們的實驗過程當中,各個實驗因素之間不是孤立存在而是彼此相互聯(lián)系,相互影響,相互作用的。所以在分析實驗結果的時候,要采取實驗因素普遍聯(lián)系的分析方法,既要看到它們的區(qū)別,也要捋清它們之間的聯(lián)系,這樣才有助于我們得出正確結論。
總之,在有機化學課堂中對學生哲學素質(zhì)培養(yǎng)不是能馬上立竿見影的,而是必須需要每位化學教師去不斷地堅持和努力,更需要教師在日常不斷學習、鉆研、總結,不斷改進教學方法和提高教學手段,把培養(yǎng)學生的哲學素質(zhì)融入到平時教學的每一個環(huán)節(jié),不僅使學生掌握人類科學文化知識,還要使學生學會學習、學會做人、學會創(chuàng)造,實現(xiàn)學生在成長過程中科學素質(zhì)和人文素質(zhì)共同提高。
[1]魏光,徐曉明,林敬東,等.研究盧嘉錫化學哲學思想再創(chuàng)化學教學新水平[J].高等理科教育,2002(3) :31 -34.
[2]吳振玉,謝安建,馮燕,等.例析化學教學中的哲學思維培養(yǎng)[J].安慶師范學院學報(自然科學版),2011(2) :110 -113.
[3]吳良根.中學化學教學應重視哲學思想的教育[J].教育科學論壇,2011(4) :49 -50.
[4]羅冬梅,闞偉,王海鯤.哲學思想指導下量子化學課的教學與改革[J].高師理科學刊,2012(4) :102 -104.