浅谈化学中的文化与智慧
时间:2019-06-03 15:05 来源:未知 作者:唐艳玲 点击:次 所属专题: 化学素养
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每一门学科除了它的具体知识外,都还蕴含着独特的文化智慧,化学也不例外。而发现和感悟这些学科的文化内涵与智慧之美不仅能增进学习兴趣,更有利于学生形成独特的学科视角与思维观念,这也是学生在若干年后忘记具体知识后头脑中会“剩下的东西”。
一,结构决定性质,这是化学中最核心的观念之一。木炭,钻石都是碳原子构成,其贵贱为何有天壤之别?氯气和食盐都含氯元素,为何前者为剧毒气体,而后者却可每天被人大量食用?结构决定性质。现实生活中也处处充满结构,从建筑到家庭,到单位社会.为什么欧盟可以独当一面?为什么西安成都重庆要酝酿“西三角”经济圈?还是结构决定性质。全部由将军元帅组成的部队不一定能打胜仗,一个群体,个体强是远远不够的,结构合理很关键。从这个角度看,一个领导者最重要的才干就是能为团队组建出一个最佳结构。
二,动态平衡原理。为什么有所谓“转化率,溶解度,电离度”等概念?因为其相关过程存在动态平衡。平衡原理不仅用于一般化学平衡,而且对电离平衡,水解平衡,沉淀溶解平衡等同样有效,显示出该理论的包容博大。仔细想想,其实现实生活中就存在许多动态平衡现象:为什么成人每天进食,但体重几乎不变?为什么燃烧和呼吸过程都大量耗氧,但空气的氧含量始终保持不变?为什么有“温室效应”?为什么要大力倡导“和谐社会”?都和动态平衡有关。动态平衡之伟大普遍,是因其既有一定稳定性又不丧失活力。另外,万物都有力图维持原状的惰性,只有适时采取措施打破原有平衡才能建立新平衡,进而呈现新气象,包括一切励志成功学都是教人如何改变和坚持的。
三,催化剂。氢氧直接混合,不点燃或不加催化剂几年也不会变成水,但用铂等作催化剂后却可顺利反应。氯酸钾单独加热,380度以上才分解成高氯酸钾及氯化钾和氧气,而有二氧化锰催化时不到200度就分解为氯酸钾和氧气了。这启示我们,很多看似很难的事情,只要巧妙地找准了“催化剂”,就可以迎迎刃而解.古时男女成婚,只要找到顶用的媒人,事基本上就成了,这里的媒人就像催化剂,所以催化剂又叫触媒。公司员工最近状态差效率低,老板立即出台诱人的月末奖励机制,员工又积极了,这里的奖励机制也是催化剂。
四,化学反应中的“变与不变”。化学反应虽然变幻无穷复杂多样,但其背后隐藏着不变的东西:原子守恒,能量守恒,电荷守恒等,这些知识的学习,让我们充分领略到事物千变万化的表象后隐藏着不变的法则,这种发现有一种惊人的美。这个世界的物质绚丽多彩种类超过千万,其反应更是不计其数,但不变的是周期表中的百十号元素;苹果下落,上楼出汗,这好像完全不相干的现象背后却隐藏着同一个东西:地球对物体的重力;经济领域价格忽涨忽落千变万化,但变化的表象背后有不变的东西,即“供求关系”。多样性和复杂性的背后隐藏着统一性,简单性和规律性。
五,化学中的条件敏感与竞争反应。如铜与硝酸在不同浓度时发生不同反应,乙醇与浓硫酸在不同温度下发生不同反应,碳酸钠与硫酸铜溶液混合存在多个竞争反应,电解时溶液中阴阳离子存在放电竞争反应等。这些化学事实可以让我们对事物所处的环境条件有较敏感的意识,同时认识到事物的发展具有多种可能性,改善条件可以改善结果。为何打开窗户就能减少煤气中毒?为何夏季食物容易腐烂?为什么我们经常说用“酸性高锰酸钾”而不直接用“高锰酸钾”作氧化剂?为何古代有“孟母三迁”?条件与环境太重要了,境变可促生命之变。
六,语言即力量。从元素符号到化学方程式,化学语言的形式简洁内涵丰富和国际通用给我们留下了深刻印象。以氢气燃烧的热化学方程式“ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),△H=-571.6KJ/moL”这一化学语言为例,看看它所传递的化学信息有多丰富:
七,分类法。化学中分类思想随处可见,如对纯净物的层层分类,对混合物中分散系的分类,对物质性质的分类(物理性质和化学性质等,化学性质又可再分为酸碱性,氧还性,络合性,热稳定性等),再到对化学反应分类(氧化还原角度,离子反应角度,能量变化角度,可逆与否,自发与否,有机角度)。当研究对象太多时,分类进行可明显提高效率。分类法的应用在现实生活随处可见,从超市到图书馆,从人类文化知识的发展传承到国家机构的运行,无不分类进行。
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