例谈辩证思维在化学解题中的渗透,本文主要内容关键词为:思维论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
辩证思维,就是用运动的和寻求联系的观点来思考,用辩证法来揭示事物的本质。化学中充满矛盾,也处处渗透着辩证法。因此,在化学解题教学中,引导学生用辩证思维方法来科学思考问题,从而制定解题策略,把握解题规律,不仅有利于提高化学教学质量,也有利于对学生进行辩证唯物主义教育,提高辩证思维能力。
一、已知与未知
波利亚在怎样解题中指出:“有一个与你现在的题目有关,且你已解过的题目,你能利用它吗?”在解题时,我们首先要认真、细致、深入地观察和联想,尽可能找出已知或熟悉的东西,对其进行转变,使之变为我们熟悉的问题来处理。
二、主与客
一切矛盾着的东西,都相互联系着,不但在一定条件下共处于一个统一之中,而且在一定条件下可以互相转化。对于有些化学问题,一味强攻所求目标,有时会陷入繁琐的推理和计算之中,在此情况下,反客为主,常能收到出人意料的效果。
A.9种B.10种C.11种D.12种
解析:此题在作答时,我们往往受心理定势影响,把“目标”集中在苯环上移动四个溴原子来确定同分异构体的数目,这样不仅麻烦也易出错,若能转移“目标”,由分析四个溴原子的排列方式,变为分析苯环上仅有的两个氢原子的排列方式,反客为主,结论不推自明,故应选A。
三、割与补
在解题时,通过纵横联想,对一些化学问题进行分割或延伸补形,促使矛盾转化,从而使问题得到解决。
例3.某物质的晶体中含A,B和C三种元素,其排列方式如图1所示(其中前后两面心上的B原子不能画出),晶体中A,B和C的原子个数之比依次为()。
A.1: 3B.2: 3: 1
C.2: 2: 1D.1: 3: 3
解析:图1是晶体中的一个晶胞,其中A和B原子并非为一个晶胞所有。因此,需要将图形向空间延伸补形,如面心上的B原子补形后为图2。
四、分与合
一些复杂的化学问题,往往是几个问题的组合或多步反应的叠加,在求解时,即可将复杂问题分解为若干个简单问题分步求解,也可将要解决的问题综合起来思考,进行摄取、化合、求同、求近,“化零为整”或“化整为零”。
例4.某物质在水中的溶解度,10℃时为m g,60℃时为ng(n>m)。将10℃时Mg该物质的饱和溶液蒸去Ng水,并保持温度在60℃,若此时的溶液仍为饱和溶液,则需增加溶质的质量为xg。列出x的代数式,并讨论x的取值不同时所需溶质的质量变化。
解析:既要升高温度,又要蒸发溶剂,属双因素变化,欲直接求解,难度较大。若根据题意将其实际过程分离成两个阶段问题就容易多了。
(1)将Mg10℃的饱和溶液升温到60℃时,要维持溶液饱和,设需加入溶质的质量为a g,则(n+100):(n-m)=M:a,a=M/(n-m)/(n+100)(g)。
(2)在60℃的恒温条件下蒸发掉Ng水,维持溶液的饱和,设析出溶质为bg,则100:n=N:b,b=nN/100。可见,x=a-b=M(n-m)/(n+100)-nN/100。讨论:当x>0时,即为需加入的溶质质量;当x=0时,恰好饱和,不需外加溶质,也不析出溶质;当x<0时,其绝对值为析出的溶质的质量。
五、数与形
有些化学问题往往隐含着几何图形背景,构造有关图形来研究问题会变得十分直观。反之,几何图形中存在一定量的关系,以“形”助“数”,“数”“形”转换,相映成趣,相得益彰。
例5.称取金属钠、铝、铁各mg,在室温下分别与的盐酸充分反应,试推断:在下列三种情况下,V值的取值范围(用含m的表达式表示)。
(1)铝与盐酸反应放出氢气最多;
(2)钠与盐酸反应放出的氢气最多;
(3)铝、铁分别与VL盐酸反应产生的氢气一样多。
六、放与缩
运用放缩思维,就是要求我们在解题时,正确选取研究对象,根据题中所涉及的各种关系,将所给一些数值扩大或缩小一定的倍数,化繁、难、生的大问题为简、易、熟的问题,从而迅速求解。
例6.体积相同的三种溶液,分别将其中全部沉淀出来,用去等体积和等物质的量浓度的硝酸银溶液,则三种溶液的物质的量浓度之比为()。
A.1:1:1B.1:2:3
C.3:2:1D.6:3:2
解析:只有使三者的物质的量相等方可符合题意。故应选D。
七、定性与定量
在进行化学计算时,若能将定量问题定性化,不仅可以避免繁琐计算,而且可以加深对知识内在联系的研究和对知识的深层理解,并且对培养和提高学生思维的灵活性和深刻性有积极意义。
例7.向一个容积为6 L的密闭容器中通入3LX(气)和2LY(气),使其在一定条件下发生反应:4X(气)+3Y(气)2Q(气)+nR(气)。达到平衡后,容器内的温度不变,混合气体的压强比原来增加了5%,X的浓度减少了1/3。该方程式中的n值为()。
A.3B.4C.5D.6
解析:从表面看,此题提供的数据较多,求解时应该好好计算。实际上根据温度、体积不变的条件下,平衡后气体的压强增加,说明这是一个气体体积增大的反应,故其系数关系必须满足:4+3<2+n,即,n>5,选D。
可见,辩证思维在化学解题中,有着广泛的应用,除这七个方面外,还有生与熟、繁与简、虚与实、难与易、隐与显等,但这些辩证思维方法不是彼此孤立的,而是相互联系的。因此,在化学教学中,要注重应用辩证思维指导学生解题与学习,优化思维品质,提高学生的解题思维能力。