普通化学教学中的马克思主义哲学原理

哲学和化学之间存在必然、内在的联系.在普通化学教学过程中,应从哲学的角度来分析和认识化学的基本理论,并将哲学观点渗透、融合到普通化学教学中去,使学生更好地理解普通化学理论的本质,培养学生自觉掌握哲学方法论,提高获取知识和应用知识的能力,建立科学的思维方式.普通化学教学哲学原理实践真理普通化学是高等农业院校一门重要的基础课程,也是学生进入大学后较早接触的课程.作为高等学校化学教师,我们在授课过程中不仅要将普通化学经典的理论传授给学生,更应该向学生授之以“渔”,即向学生传授科学的方法论和世界观.哲学既是系统化、理论化的世界观,同时又是观察、分析、解决各种问题的方法.化学所研究的现象涉及到自然界的各个方面.“化学同时又是从自然哲学中独立分支出来,具有浓厚的哲学气息”.哲学和化学之间存在必然、内在的联系,几乎每一个哲学原理都能在化学中找到例证.从化学的定义、分类、化学概念和学说的演变、到化学方法论研究、化学科学的发展,都闪现着辩证的思维方法.虽然在普通化学教材中并未出现哲学术语,但普通化学知识体系中却渗透着丰富的哲学思想.在普通化学教学过程中有意识地培养大学生的哲学素养,引导学生学会用辩证唯物主义思想去分析问题、解决问题,不仅有助于其学习和掌握化学知识,更有助于学生建立科学的思维方式,形成正确的人生观、世界观,从而利于在今后的学习和工作中能够运用哲学思想,开拓创新.一、实践是检验真理的唯一标准一切科学的认知过程都是按照“实践、认识、再实践、再认识”的这一形式进行的,化学作为自然科学中的一个分支,当然符合这一规律.热力学第一和第二定律是化学热力学的主要基础,是人类经验的总结,无法从理论上来证明和推导.这两个定律的正确性只能通过实践来验证.在宏观世界,目前尚未发现与之相矛盾的经验,这也就证明了定律的正确性.在研究化学反应的自发性时,人们发现许多放热反应都是自发的,有人曾因此提出以化学过程中的焓变作为标准来判断化学反应自发性,认为朝着放热方向进行的过程都是自发的.事实上,虽然对多数反应的确如此,但也有不少相反的例子.日常生活中常见的冰的融化,食盐的溶解,都是吸热过程,但却都是自发进行的.因此,单纯从能量的角度出发把焓变作为判断反应自发性的普遍标准是不完善的,它虽然包含了相对真理的成分,但它是不完全的.后来,经过不断地实践,人们终于找到了判断化学反应自发性的正确依据：吉布斯自由能.对原子结构的认识同样也经历了“实践、认识、再实践、再认识”的过程.最初人们认为原子是不可分割的,在对阴极射线本性的研究中,发现了原子内部的复杂性,同时原子是不可再分的基本粒子这一传统观念被彻底否定.在新的认识上,科学家又设计出新的实验,证明原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成,提出了电子围绕原子核做圆周运动的行星式原子模型.由于经典物理学不能解释以上原子模型,普朗克于1900年提出了量子学说,在量子力学的基础上建立起了量子化学,建立了现在普遍接受的原子模型.这本身就是实践、认识、再实践、再认识的过程.克塞尔、刘易斯、朗缪尔等人也并不是直接依靠物理学理论创立化学键的电子理论,而是主要靠对化学实践经验的总结归纳,将从实践中得来的感性认识上升到理性认识,又从理性认识回到实践中并指导实践,成功的解释了一些分子结构.通过以上实例,我们可以看出,化学学科的发展过程正是通过实践来发现真理、又通过实践检验真理和发展真理的过程,认识的任务在于不断地排除谬误、获得真理,并通过实践使真理得到检验.二、真理的相对性和绝对性客观真理既具有绝对性,又具有相对性,二者是辩证统一的关系.任何真理都有其适用的条件,与此相类似,化学中的原理和定律也都是有其适用的条件.如热力学中的四个基本公式都具有一定的适用范围,即内部平衡的、只做体积功的封闭系统,而不能用于做非体积功的系统,也不能用于敞开系统.如在讲授水的相图时,需要向学生强调,气液平衡线上任意一点对应的温度和压力条件下,系统处于气液两相平衡状态.如果相应的升高温度或者降低压力,平衡就会被打破,系统会向气化方向移动；反之则会发生液化.但这一规律是有适用范围的,如果超过了临界点,无论怎样增大压力,水蒸气都不会液化,也就是说,气液平衡线是不能无限延伸的,在临界点以下的规律在超过临界点之后就不适用了.克劳修斯认为,宇宙中一切运动形式都必然会转变成热,熵将不断增加,因而整个宇宙的熵值必然将趋向达到最大值,最后宇宙内将不存在温度差异,一切过程都将停止,从而得出所谓的“宇宙热死论”,即热寂说.这是将漫无边际的宇宙,看作热力学上的隔离体系；将有限的空间及时间内总结的规律无限外推至宇宙,因而得出了荒谬的结论.这类事例说明,任何真理都是有其适用条件的,如果忽略或无视这些条件,真理将会变成谬误.通过这些实例可以使学生进一步明确,任何真理都是绝对真理和相对真理的辩证统一.三、主要矛盾和次要矛盾矛盾发展是不平衡的,因而存在着主要矛盾和次要矛盾.想要把握问题的实质进而解决问题,从复杂的矛盾体系中找到并解决其中的主要矛盾是非常重要的.例如,普通化学中“可逆过程”这一模型,则突出反映了系统的热力学状态变化,完全忽略了在实际过程中无法避免的摩擦作用,忽略了实际过程发生时必然存在的系统和环境之间的某些强度性质的差异（如在可逆膨胀过程中系统与环境间的压力差）,忽略了过程的速度等性质.“理想气体”的模型就是忽略了分子的体积以及分子之间的作用力,忽略了分子之间以及分子与器壁之间的碰撞带来的能量损失,突出体现气体分子的热运动.类似的,在研究溶液时,忽略了不同溶液混合后体积的微小变化和混合时热效应导致的温度变化,突出体现浓度变化对溶液性质的影响；在研究晶体时,忽略了晶体中粒子的运动,只考虑晶体的结构特征对其性质的影响；在研究酸碱溶液的酸碱度时,往往会忽略水或其他弱电解质的离解,等等.事实上,这些理想模型所描述的状态在现实中并不存在,但这些理想模型能够很好地排除各种复杂的次要矛盾的影响,突出体现了事物的主要矛盾,抓住这些主要矛盾,忽略次要矛盾,更有利于揭示问题的本质.在理想模型下,可以更容易研究蕴含其中的普遍规律,然后根据理想模型找出与实际的偏差,针对偏差进行适当的修正,经过这一过程,实际过程中的复杂问题就可以很好的得到解决.四、化学与物质的运动规律运动是物质的根本属性,物质是永恒运动的,不存在不运动的物质.著名的Brown运动实验充分说明了物质的运动属性.在生活中也有很多物质运动的例子,例如固体的升华、液体的蒸发、打开乙醇试剂瓶就会闻到气味,这些现象都是分子运动导致的；即使固体物质中的粒子也并不是静止的,而是在其平衡位置上不断地振动.因此,运动是绝对的.同时,物质又表现为静止的状态,静止是运动的一种特殊形式.如“化学平衡状态”,从宏观来看,处于平衡状态时反应看起来似乎停止了,但从微观角度来看,可逆反应仍然在不断地进行,只不过正逆反应的速率相同.因此,化学平衡是一种有条件的、相对的、动态的平衡,一旦维持平衡的条件被改变,已形成的化学平衡就会发生移动并在新的条件下建立新的平衡.因此,化学平衡体现了物质运动的绝对性和静止的相对性的统一.化学反应往往伴随着能量和质量的变化,这种变化符合能量守恒定律和质量守恒定律,这也是进行一切化学计算的基础.化学中涉及的守恒主要有粒子守恒、电荷守恒和能量守恒等.五、化学与质量互变规律量变和质变是事物运动中两种最基本的状态,事物的发展变化都是由量变到质变、再到新的量变的质与量的转变过程.在化学中,物质浓度的变化,相对分子量、原子数目、化合价、键能、压强、温度等物理量的变化,反应进行过程中反应程度的改变以及物质排列次序、排列方式空间取向、晶体类型等的变化等都属量变的范畴.而物质间的化学反应、同分异构体间的相互转化、分子组成和反应性能的改变等则属于质变.辩证唯物主义认为,量变是质变的基础,而质变是量变的必然.质量互变规律在化学中非常普遍.所以,恩格斯认为,化学可以称为研究物体由于量的构成的变化而发生的质变的科学.元素周期表中同周期元素原子随着核电荷数的递增,元素原子的最外层电子数依次增加,元素原子半径逐渐变小,得失电子能力改变,从而引起元素的金属性、对应最高价氧化物的水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性呈现递变性,同一周期中从左到右,由金属变为非金属.当元素原子最外层的电子数增到8个时,元素的性质发生质变,同时引起电子层数增加的质变,为新的量变提供了条件,开始新一周期元素结构与性质的递变.同一主族元素原子随着电子层数的增加,这种量的变化也引起一系列性质的变化.门捷列夫元素周期律完美的展示了科学哲学通用原理,具有重大的科学方法论意义.有些物质还常因浓度的量变而引起性质的质变,如稀硫酸具有酸的一切通性,但当硫酸的浓度增加时,引起了性质的变化.浓硫酸具有稀硫酸所不具有的很强的吸水性、脱水性和氧化性.有时外部条件的量变也会引起物质的质变,如相变过程其实就是从量变到质变的过程.当温度升高时,物质的平动能会随之不断的增大.当温度升高到一定值时,物质就会由固态转变为液态,若温度再继续升高,就可能由液态变成气态.在发生相变之前,温度的逐渐升高,平动能的不断增大,都是进行着量的积累,当达到一定的程度时,就会发生质的改变,这也是一种从量变到质变的表现形式.六、结语普通化学中蕴涵着丰富的马克思主义哲学原理,在教学过程中将哲学观点贯穿于普通化学教学始终,把蕴含于各种化学现象和化学原理之中的辩证关系阐述清楚,从哲学的角度来观察、分析和认识化学,探讨化学理论的哲学价值、化学研究中的思维与方法,可以帮助学生化抽象为形象,从广泛的联系上去深入理解化学变化中的一般规律,使同学们认识到哲学对自然科学的指导意义.这样不仅有利于学生掌握科学知识,训练科学思维,而且可以用哲学的科学方法去理解化学现象,正确把握其规律.更可以使学生在学习中逐步树立马克思主义哲学观点,有利于培养学生获取知识和应用知识的能力及科学的思维方式,对学生综合素质的提高有着重要意义,值得每位普通化学课程教师去探索和实践.