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化學與物理之間互補的規(guī)律和思維
化學與物理之間互補的規(guī)律和思維 其實各門學科之間不僅有知識上的聯(lián)系與交*綜合,也有思維方法上的一致與統(tǒng)一。本文借此提出幾點認識,與廣大同仁商榷。
1. 自然科學一般方法的系統(tǒng)應用
物理、化學都屬自然學科范疇,這之間存在著許多共同的關鍵性概念,如質(zhì)量、能量、運動、作用力、氣體、電子、平衡、體系、環(huán)境等。在這些共同概念之間不僅有知識之間的互相滲透,也有方法上的互相融合。在共同知識的演繹下,出現(xiàn)了一些系統(tǒng)的公共思維摸式與基本方法,只不過是各門學科對這些結合點知識的研究方向不同。如守恒思想的應用在化學方面,主要表現(xiàn)有:質(zhì)量守恒、物質(zhì)的量守恒、原子守恒、電子守恒、電荷守恒;表現(xiàn)在物理方面有:質(zhì)量守恒、能量守恒、機械能守恒、動能守恒、動量守恒、電量守恒等。平衡的動態(tài)性在化學上最突出的是化學平衡、電離平衡、溶解平衡、水解平衡;物理學上則有力及力矩的平衡、理想氣體中的P、V、T變化的平衡;生物上的生態(tài)系統(tǒng)平衡等。
另外,數(shù)學作為自然科學之首,在其思想中所產(chǎn)生出的共同方法如歸納法、平均值法、等效法、整體法、極限法等都是不自覺地作為一般方法在化學、物理的具體知識中共同運用。
2、專門方法的嫁接應用
2.1 圖象的處理方法
如速率是物理運動學中所講的一個基本物理量,有關圖象的表示方法、圖象中點、線、面的含義等都可以完全轉(zhuǎn)移到化學反應速率中得到應用。
2.2實驗數(shù)據(jù)處理方法的嫁接
化學和物理不同,正如著名學者吳國慶在一篇文章中談及物質(zhì)的物理性質(zhì)時指出:“化學和物理不同的是,物理關心的是各種性能的理論和正確測量物質(zhì)性能的方法的原理和儀器,而化學卻關心具體物質(zhì)的具體性能(包括各種具體的數(shù)據(jù))�！� 因此中學物理學實驗大多都注重物質(zhì)運動規(guī)律研究,在實驗過程中為了減少誤差,往往要培養(yǎng)學生處理實驗數(shù)據(jù)的能力,包括數(shù)據(jù)的合理組合、數(shù)據(jù)的篩選評價、數(shù)據(jù)的遷移轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的歸納統(tǒng)攝等。而日常的化學實驗在這方面就存在不足,在平時的習題訓練中,如果能將這些方法嫁接來處理一些綜合性的化學應用實驗習題,見到新型化學題如1994全國高考卷37題,1999年上海卷26題和32題將會游刃有余,得心應手。
3、學科規(guī)律的對比理解
3.1 楞次定律與勒沙特列原理
表面看這兩個定律之間毫無關系,仔細推敲定律的內(nèi)涵,它們都是研究 “補給” 現(xiàn)象的規(guī)律。楞次定律作為判斷電磁感應現(xiàn)象中的感應電流方向的規(guī)律,通俗的理解為“感應電流的效果總是反抗產(chǎn)生感應電流的原因”; 勒沙特列原理作為判斷平衡移動方向的基本原理也可理解為“平衡的移動方向總是反抗給定因素的原因”。它們之間都可簡單的比喻為“來拒去留”,因此研究方法與思維形式都是一致的。如果在化學課上講完勒沙特列原理后能引導學生類比物理上的楞次定律,在物理課上講完楞次定律后能引導學生類比化學上勒沙特列原理,學生的整體思維肯定會產(chǎn)生一次飛躍。
3.2 氣體狀態(tài)方程與阿佛加德羅定律
物理學是基礎,化學是物理的發(fā)展,從史學角度看,氣體狀態(tài)方程、克拉珀龍方程與阿佛加德羅定律之間都是有聯(lián)系的,隨著學科分工的不同,容易讓人將兩者割裂,在化學課上巧妙地引入氣體狀態(tài)方程、克拉珀龍方程就有利于學生對阿佛加德羅定律及推論、氣體摩爾體積更深刻地理解應用。
總之,化學與物理之間沒有特別嚴格的區(qū)別,在不同的課堂從不同的角度對比講授,既可結合共性中的系統(tǒng)方法,又可嫁接個性中的專門方法。這將對培養(yǎng)學生的綜合應用能力是大有裨益,尤其在化學科中借用物理的方法往往能起到事半功倍的效果。
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