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物理化教学中的哲学思想探讨

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摘要:

为促使学生整体思维水平的发展,将物理化学课程内容和其中包含的哲学思想相结合,从哲学原理的角度出发,引导和帮助学生逐步建立起正确的方法论,从而促进学生学习物理化学的兴趣,提高学习效果。

关键词:

物理化学;哲学思想;教学实践

哲学是理论化、系统化的世界观,是自然知识、社会知识、思维知识的概括和总结,是世界观和方法论的统一[1]。化学研究的是自然界中具体的事物,并总结出具体的规律和本质。哲学研究的是自然科学的具体规律和本质之中所蕴涵的更加广泛和深刻的规律和本质,同时总结出理性思维的一般规律。所以哲学与化学之间存在必然的内在联系,化学中的许多实例无不体现了哲学原理[2-4]。物理化学是化学的一个重要分支,是化学类专业的一门基础课。通过多年的教学总结,笔者发现大量的哲学思想可以充分体现在物理化学的教学内容中[5-7],如果能够从建立在自然学科基础上的方法论体系,即哲学原理的角度出发,引导和帮助学生逐步建立起正确的方法论观点,不仅有益于学生知识的掌握,而且还能促使学生整体思维水平的发展,进而促进学生自主学习及自我意识的培养。

一、物理化学中哲学思想的体现

(一)物质是运动的辩证唯物论认为,运动是物质的根本属性。宇宙间的物质处于永恒不断的变化与运动之中,不存在没有运动的物质,例如,在物理化学中,假如系统与环境之间没有任何物质与能量的交换,系统的各个状态性质均不随时间而改变,则称系统处于热力学平衡状态。如果知道物质运动是绝对的,静止是相对的这一哲学规律,学生们就不难理解出此时的热力学平衡状态是一种动态平衡,这是因为从宏观上看,系统的各个状态性质,比如质量、温度和压强等不随时间变化,但从微观角度,组成系统的大量粒子仍处于永不停息的运动中,所以是一种动态平衡。

(二)普遍性和特殊性普遍性与特殊性的关系是共性和个性、一般和个别的关系。人们的认识总是从个别上升到一般,再用一般指导个别,所以,在认识过程中,把特殊性与普遍性辩证地统一起来是正确认识事物的根本方法。例如,在物理化学中,借助于气体在几种不同情况下的膨胀过程,引出了可逆过程与不可逆过程的概念,应当指出,可逆过程只是一个极限的理想过程,但任何一个实际过程在一定的条件下总可以无限接近于可逆过程。比如液体的蒸发过程,大多数都属于快速蒸发,是不可逆过程,但将液体置于带有无质量、无摩擦力的理想活塞的容器中,使液体与其平衡蒸汽共存。把此容器放入恒温槽中,当活塞上的外压与液体的饱和蒸汽压相比,只差无限小时,容器中的液体就会缓慢蒸发,最后全部变成了气体,这一过程的每时每刻,系统都处于平衡状态,属于热力学可逆过程。可逆过程虽然是实际过程的理想状态,但一些热力学函数的变化值,比如说熵的求算,只有通过可逆过程才能求算。而且通过可逆过程和实际过程的比较,可以明确提高实际过程效率的途径,比如在热力学第二定律中讲到的热机效率的提高。所以说普遍性和特殊性两者是相互联系的,有时就需要从特殊性着手,总结规律,然后将普遍性和特殊性建立起联系,来解决普遍存在的实际问题。

(三)主要矛盾和次要矛盾主要矛盾和次要矛盾二者相互依存,没有主要矛盾,无所谓次要矛盾,反过来也是一样,两者在一定的条件下互相转化。在实践中,我们应当学会区分主次矛盾,学会全面地看问题。在物理化学中,影响化学平衡的因素有温度、压力和惰性气体,在实际问题中要弄清哪个因素起决定作用。比如乙苯脱氢制苯乙烯,反应是吸热反应,温度越高,越有利于苯乙烯的生成,但温度过高,乙苯会发生裂解,反而加剧副反应,降低苯乙烯的选择性,所以应该从压力对化学平衡影响方面考虑,该反应是分子数增加的反应,工业上采用的方法是在进料中掺入大量高温水蒸气,这就好比减小了系统的总压力,使化学平衡向产物增加,反应物减少的方向移动。所以,主反应与副反应就好比是主要矛盾和次要矛盾,主反应占主导地位,副反应与其并存,影响和制约主反应,我们要分清哪些是影响主反应与副反应的主要因素,哪些是次要因素,然后发挥主观能动性,想办法遏制副反应的发生,使反应向着目的产物的方向进行。

(四)质变与量变量变与质变是对立统一的,量变是质变的前提,质变是量变的结果,当量变达到一定程度的时候就会引起质变,再比如,分子分散系统的分散粒子的半径小于10-9米,分散相与分散介质形成均匀的一相,属单相系统,而胶体分散系统的分散粒子的半径在10-9~10-7米,通过眼睛或普通显微镜观察时,这个系统是均匀的,但实际上分散相与分散介质已不是一相,属于高度分散的多相系统,具有特殊的光学性质,如丁达尔效应。虽然分散离子的半径发生了较小的量变,却引起了分散系统的质变。

二、培养学生哲学思维

(一)创造性思维培养学生创造性思维,就是使学生养成经由“实践-理论-实践”这一螺旋式循环上升的辩证认识过程。学生首先结合经典化学事例熟练掌握物理化学中的知识原理,然后教师引导他们用已掌握的知识去解释某些现象、某个问题。如学生学完了热力学第一定律,胶体化学和电化学的知识后,引导学生回答“在合成氨的工艺流程设计前,除了考虑物料平衡,为什么还要考虑能量平衡,怎么计算能量是否平衡”,“明矾为什么能起到净水的作用”,“海洋船舶怎么进行电化学防腐”。这些以教材内容为基础,做了延伸和扩展的实际问题,能引导学生进行创造性思维。这些问题调动了学生的学习积极性,对课程的学习会起到事半功倍的作用。

(二)逻辑推理任何逻辑推理方法,最重要的是前提,推理的结论正确与否,实际上已包含在前提之中。在物理化学中逻辑推理的前提就是基本原理、基本概念和基本假设。例如热力学中热力学能和熵作为一状态函数存在是由热力学第一定律和热力学第二定律这种基本原理推理而得的,然后导出第一定律和第二定律的数学表达式,由此得出诸多有用结论。在推理的过程中要注意思维的缜密性,在物理化学中,所得到的结论都有一定的使用条件。所以这也体现了任何真理都是绝对和相对的统一,都有自己特定的对象、范围和条件,如果超出这些规定,真理就会变成谬误。所以在物理化学的学习中,要有意识的培养学生的逻辑思维能力,这将使他们受益无穷。三、结论综上所述,将哲学思想运用在物理化学教学实践中,可以使学生结合实例掌握物理化学的本质,激发学生的学习兴趣,俗话说“兴趣是最好的老师”,这样可以充分发展学生的潜能,提高教学质量。更重要的是可以培养学生在有限事实之上建构思想的创造性的思维以及连贯每一章节知识点的严谨的逻辑思维。

参考文献:

[1]黄顺基.自然辩证法概论[M].北京:高等教育出版社,2004:5-20.

[2]丁泽辉,方秀苇.自然辩证法在化学学习、研究、教学中的应用[J].内江科技,2010(9):42,20.

[3]彭万华.20世纪中国化学哲学研究述评[J].化学通报,2001(3):183-190.

[4]王玉春,徐惠.哲学思想在物理化学教学中的应用[J].甘肃联合大学学报:自然科学版,2008,22(6):105-107.

[5]沈文霞.物理化学核心教程[M].北京:科学出版社,2009:1-450.

[6]傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学:第五版[M].北京:高等教育出版社,2006:1-428.

[7]印永嘉.物理化学简明教程:第四版[M].北京:高等教育出版社,2009:1-417.

作者:张丹 李君华 单位:辽宁工业大学 化学与环境工程学院

物理化教学中的哲学思想探讨责任编辑:杨雪    阅读:人次