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摘要:辩证唯物主义是系统科学的逻辑理论思维形式,是马克思、恩格斯对自然科学、社会科学的抽象概括和总结。本文就辩证唯物主义的对立统一、质量互变和否定之否定的三大规律在物理化学教学中的应用进行了初步探讨,指出在物理化学知识教学中渗透辩证唯物主义观点的教育,有助于学生辩证唯物主义世界观的形成和辩证思维能力的培养。
关键词:辩证唯物主义;物理化学;教学
1对立统一规律在物理化学教学中的应用
对立统一规律即矛盾规律,是辩证唯物主义的基本规律和核心规律。矛盾具有同一性和斗争性、普遍性和特殊性。矛盾的同一性是指处于矛盾的双方相互依存、相互贯通,并可相互转化;矛盾的斗争性是指矛盾双方相互排斥、相互分离。在物理化学中学习温度对化学反应的影响时,放热反应△rHmθ<0,在热力学方面由van’tHoff公式,dlnKθ/dT<0,温度的升高使平衡转化率降低;动力学方面由Arrhenius公式,温度的升高能够使反应加快。温度对放热反应的影响是矛盾的,是相互对立的。但是在工业生产中,全面考虑影响,突出主要矛盾,选择一个最适宜的温度Tm。适当提高温度,虽然平衡转化率有所降低,但是速率的提高能够使其在短时间内获得需要的产品数量。例如工业合成氨的温度控制为773K。因此适当的温度将矛盾统一了起来。矛盾的普遍性是指在事物发展的过程中一直存在着矛盾运动,这种运动无处不在,无时不有,普遍性是事物的共性,是无条件的,绝对的;矛盾的特殊性又说明运动中的矛盾及任何一个矛盾的每个方面都有其特点,特殊性是事物的个性,是暂时的,有条件的。任何事物都是共性和个性的统一,共性寓于个性之中,个性体现共性。在物理化学中Clausius不等式的提出很好的利用了这一规律。Carnot定理提出可逆机的效率最大(ηI≤ηR),该定理最初讨论的是可逆机与不可逆机的热机效率问题,这是事物的个性,但个性能够体现共性。我们知道不可逆过程是互通的,任何不可逆过程都可以通过不同的方法推断到另一个过程的不可逆性,由于其不等号的引入,因此热功交换的不可逆对于其他过程仍然可以使用,这样就给所有的不可逆过程提供了一个普遍的判别方法,对立统一规律在物理化学教学中引入可以让学生更加了解同一性与斗争性、普遍性与特殊性的辩证关系,可以让学生加深对立统一规律的认识。
2量变与质变在物理化学教学中的应用
质量互变规律是辩证法的一大基本规律,量变与质变是相依相存、相互贯通,量变引起质变,在新质的基础上,事物又会发生新的量变,如此交替循环,形成了事物质量互变的规律性。在物理化学的统计热力学中,单个分子的运动符合经典动力学规律,但对于大量分子就符合统计的规律,说明了单个分子和大量分子的运动发生了质量互变,在大量分子集合体中找到了单个粒子所没有的统计规律性。在表面物理化学中,比表面的变化会使表面能发生较大变化,较大的表面能将导致微小粒子性质发生巨大的变化,例:1g水(25℃)若看为一个球体则表面积A=4.85×10-4m2,表面能γA=3.5×10-5J,其数值大小可忽略不计,但若将其分割为许多个r=10-9m的小球,A=3000m2,γA=220J,其值不可忽略,能够使1g水升温50K;面粉厂粉尘爆炸是由于粉尘与其固体状态比较具有特殊的可燃性,小粒径的颗粒粉尘越多,其总表面积越大,比表面将越大,分散度就越高,这就使多颗粒粉尘有较大的表面自由能,使其状态不稳定,因此与其固体状态相比具有了较小的自燃点。这些都是量变引起质变的事例,在物理化学教学中都可以穿插在课堂中。质量互变定律在贯穿于物理化学教学中能够启示学生明白事物有一个由量变到质变的过程,只有量的积累才会发生质的变化。在课堂教学中,穿插量变与质变的关系,让学生意识到量的积累的重要性,明白量变是永不停止的,它可能很小,但不是无形的,使学生进一步认识到只要不断的积累,单纯的量变不会永远持续下去,将来一定会有收获,量变达到一定程度必然会引起质变。
3否定之否定过程在物理化学教学中的应用
否定观是新事物对旧事物的“扬弃”,是螺旋式上升、前进性与曲折性的统一。在物理化学教学中,第一类永动机与第二类永动机都是不可能造成的,进而提出了热力学第一定律与热力学第二定律,这两个定律的提出都是对永动机的“否定”,只有经过了否定,旧事物才能向新事物转变。又如温度和热量的概念究竟何者先提出的?给温度下定义就需要先知道热量,而热量的提出又需要知道温度的高低,其争论已久。即使早期对温度和热量的初步界定比较模糊或可能是错误的认识,但是正由于有了最初的认识,之后不断的对旧认识的批判、否定与继承、取长补短,以螺旋上升的形式,尽管道路曲折,但不断的前进上升。否定之否定的规律在量子力学中原子的构型、经典牛顿力学理论的否定都有很好的体现。这些都可应用于物理化学教学中。
4结语
辩证唯物主义的三大规律:对立统一、质量互变、否定之否定规律广泛蕴藏和体现在物理化学教学内容中。在物理化学的教学中,贯穿马克思辩证唯物主义观点的教育是必要教学方法,不仅可以使学生加深对物理化学知识的理解掌握,而且可以使学生习得利用辩证唯物主义观点分析问题、解决问题,培养学生正确的世界观、人生观。
参考文献:
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作者:苗常青 赵二劳 单位:忻州师范学院化学系