化学自习室移动版

每门学科都有自己的学科思想方法，化学作为一门重要的基础自然科学亦然。学科思想方法又往往包括一般思想方法与特殊思想方法。辩证唯物主义思想是具有普适意义的一般思想方法，但这种思想方法在不同学科中的具体体现是不尽相同的。不仅如此，化学学科作为一门基础科学还有其特殊的思想方法。以往化学杂志与专著可以零散见到一点化学学科思想方法，但阐述既不系统，又不够深入。笔者根据自身长期的化学学习、化学教育实践和研究，尝试总结了一些较为典型的化学学科思想方法，现介绍给诸位，以期抛砖引玉。

1、元素观

世界是物质的，物质具有多样性和统一性。所谓多样性是指物质的品种繁多，到目前为止，已发现的存在于自然界或人工合成的纯物质超过3000万种。所谓统一性是指从宏观上讲，一切物质都是由元素组成的，到目前为止已发现的元素有110多种。从宏观上讲，化学就是从元素的视角来研究各种物质的组成。

2、实验观

化学是一门以实验为基础的自然科学，化学上的许多基本概念、原理、定律、规律、化学事实包括实验操作方法等都是建立在实验基础上的，并且化学理论或知识究竟是否具有真理性还得通过实验来验证。因此，实验是学习和研究化学的重要途径和基本手段。

3、结构观

化学是研究物质的组成、结构、性质、变化规律、制备以及用途等的一门科学。化学所研究的不同层面不是孤立的，而是相互联系的。物质的组成和结构（特别是结构）决定物质的性质，物质的变化则是物质性质的具体体现；物质的性质又决定了物质的存在、制法和用途。正因为如此，上述认知链（或称知识主线）在所有不同化学教材中都有不同程度的体现。以物质（晶体、分子或原子）的结构为基础研究化学是化学学科特有的思想方法。

4、能量观

化学反应常伴随着能量变化，大多数反应放出能量，少数反应吸收能量。化学反应伴随的能量通常表现为热能形式，但也有时是光能、电能等。化学反应放出的能量，不仅可以为人类服务，帮助我们解决能源危机和寻找新能源，而且也是物质相互作用的动力，甚至直接影响着化学反应本身的发生。化学热力学就是根据能量变化和熵变化研究化学反应的方向和程度的。能量（这是指广义的能量）最低是自然界最普遍、最基本的原理。所以要研究化学必须研究能量的变化。我们在讲原电池形成条件时就强调必须有一个能够自发进行的氧化还原反应。

5、守恒观

在化学学习和研究中经常涉及守恒的思想。化学中常见的守恒有质量守恒、

电荷守恒、电子得失守恒和原子（数目）守恒等等。质量守恒又包括化学反应前后物质质量守恒与同种元素质量守恒等等。

6、分类法

化学物质浩如烟海，对它们进行逐个研究显然是不现实的。因此，化学科学与其它不少学科一样，常采用分类的方法学习和研究。初中教材中的氧化物、酸、碱和盐，高中教材中的氧化剂、还原剂、元素的分族研究、有机物的分类研究等就是常见的例子。由于同类物质性质的相似性，研究和学习化学常采用典型（代表物）引路法和联想类比法。

7、模型法

物质的结构决定物质的性质。物质的结构包括原子结构、分子结构和晶体结构。虽然物质的结构可以通过实验测出或间接推出，但由于分子、原子和离子非常微小，肉眼无法看见，因此，化学上在实验测知其结构的基础上常采用模型表示分子或晶体的结构，再借助模型进行研究，就比较直观和方便。例如，我们可以根据水分子和二氧化碳分子的模型（构型），判断分子的极性情况；根据甲烷分子的模型，理解其二氯代物只有一种；根据乙醇分子的模型，认识其与金属钠反应、催化氧化、酯化、脱水等反应时的断键与成键情况等等。

8、相互作用观

事物之间是普遍联系、相互影响、相互作用的，这种相互作用的思想是化学思想的精髓。学生掌握了这一思想后，就会自觉地从物质结构微粒（或基团）间的排斥与吸引、断键与成键等相互作用入手，总结归纳元素及其化合物的熔沸点、溶解度等物理性质和稳定性、酸碱性、氧化性、还原性等化学性质的变化规律。如乙醇跟钠反应比水跟钠反应的速度慢，甲苯比苯更易硝化，苯酚显弱酸性等，均是原子团之间相互影响的结果。相互作用的思想可以看作是上述“结构观”的丰富和发展。

9、对立统一观

对立统一规律是唯物辩证法的实质和核心，它揭示了事物普遍联系的本质和永恒发展的根本动力。它的主要内容是，事物内部包含着既互相对立、互相排斥，又互相依赖、互相联系的两个方面，且矛盾着的双方同时并存，若一方消失，另一方也不复存在。化学中的事物处处可见对立统一的关系，如氧化与还原就是既对立又统一的一对矛盾的两个方面。在氧化还原反应中，元素的原子失去电子，化合价升高，该元素被氧化，为还原剂；元素的原子得到电子，化合价降低，该元素被还原，为氧化剂。由此可见，氧化与还原，失电子与得电子同时发生，不可能只有失电子、被氧化的元素而没有得电子、被还原的元素。同样的道理，溶液中的溶解与结晶、化合与分解、酸碱中和与盐的水解、化学平衡中的正反应与逆反应，离子化合物中的阴离子与阳离子，有机化学中的消去与加成等都是处于同一统一体中的互相依存的矛盾着的两个方面。物质的变化就是充满着矛盾的运动，矛盾的双方既统一，又斗争，这才是运动发展的源泉。

10、量变质变观

化学中量变引起质变的事例很多，质子数增加1，就会变成另一种元素；元素周期律和元素周期表，体现了原子的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化；在烷烃、烯烃、炔烃中，同一系列物质相连两个在组成上都相差一个“-CH2-”原子团，分子式的这种量的变化，每一次都引起一个质上不同的物质的形成，也引起相应物质熔沸点等性质的量的变化，而熔、沸点逐渐变化的“量的积累”又会引起“物质状态”的新的“质的变化”。

11、内因外因关系观

唯物辩证法认为内因是变化的根据。运用在化学上，不同物质性质不同。如常温下，氯化钠、硝酸钾易溶于水，而硫酸钡、氯化银则难溶于水；油脂、碘难溶于水，但它们在苯、汽油等有机溶剂中就易于溶解；氟气与氢气冷暗处就猛烈化合发生爆炸，而氯气与氢气在此条件下则不能反应等等。

唯物辩证法同时承认外因对内因有影响，有时甚至可以起着十分重要的作用。如随着温度的升高，硝酸钾在水中的溶解度增加很快；氢气与氯气在冷暗处不发生反应，但在点燃或光照的条件下能够燃烧或爆炸化合成氯化氢；在浓硫酸的存在下，乙醇在140℃的温度下发生分子间脱水生成乙醚，而在170℃的条件下则发生分子内脱水生成乙烯等等。

12、普遍性与特殊性相结合的观点

化学上普适性规律不是很多，绝大多数规律为经验规律。例如，同类物质，由于它们的结构相似，因而他们的性质相似，但往往又不尽相同。以卤素单质为例，氯气、溴、碘都能与水发生歧化反应，但氟气与水发生的反应却是置换反应。因此，学习化学在重视通性学习的同时，还要注意个性（特殊性）的把握，方能全面把握物质的性质。

13、理论为指导的观点

化学科学发展到今天，不仅积累了大量的感性材料或直接经验，也形成了不少理论，这些理论又对化学研究有巨大的指导作用。例如有关分子的设计就是利用化学理论的巨大指导作用进行的。

14、研（学）以致用观

研究和学习化学的目的不仅在于认识世界，更是为了改造世界。因此研究和学习化学时，要关注物质的应用，要多联系社会、生产、生活和现代科技，培养学生从化学的视角看问题的意识和能力。

15、可持续发展观（绿色化学思想）

化学是一门极为有用的科学，化学使世界变得更加绚丽多彩，化学科学的发展大大提高了人们的生活质量，被誉为“人类进步的阶梯”，这些是不争的事实。但也应看到，化学工业的发展客观上也带来了一些环境与资源问题，尽管环境问题远不全是化学惹的祸，并且许多环境问题还要靠化学来解决。要通过化学教学帮助学生树立可持续发展的思想，建立绿色化学的观点，增强环保意识、节能意识和节约资源、保护资源、合理地开发利用资源的意识，包括进行化学实验时，在不影响效果的情况下力求微型化和无污染化。