哲学“量变质变”规律与中学化学教学

王根运

摘要 量变引起质变，通过物质某些数量的变化认识物质性质的变化是化学教学难点突破的有效方法，是学生学会化学的有效方法，是培养学生循序渐进良好思维有效方法。

关键词 量变质变规律 化学教学 中学教育

中图分类号：G424 文献标识码：A

1 哲学中的“量变质变规律”

量变和质变是事物发展的两种状态。量变是一种逐渐的不显著的变化，是事物数量上的增加或减少，而不是根本性质的变化；质变是根本性质的变化，是事物从一种质的形态向另一种质的形态的突变和飞跃。事物的运动变化，总是从量开始，量的增加或减少，在一定范围内不会引起质的变化，但超过了一定范围，将引起质的变化。量变引起质变，质变又可以引起新的量变，量变和质变的相互转化是事物发展的普遍规律。量变是质变的准备，但绝不能代替质变。唯物辩证法的这个观点在化学中体现得特别明显。

2 量变与质变规律与学生思维发展

一切事物的变化发展，都是首先从量变开始的。没有量变的积累就没有质变的发生。量变是質变的前提和必要准备。事物的量变达到一定程度时，又必然会引起质变。质变是量变的必然结果。由量变到质变，是事物发展的普遍规律，是化学运动的基本形式。恩格斯曾经说过：“化学可以被称为研究物体由于量的构成的变化而发生质变的科学。”在化学运动中，这种量变到质变的规律表现非常明显，形式与内容也是多种多样的。在中学化学教学中，量变引起质变的内容，一种是由于物质组成上的变化而引起的物质性质的变化。例如，氧和臭氧、一氧化碳和二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫、有机化合物的同系物等。另一种是因物质结构形式在量上的改变，主要是指原子的结合或排列方式、空间取向等的改变引起质变。例如金刚石和石墨等。量变引起质变的例子在中学化学教学中的事例不胜枚举，通过物质变化的教学，可以生动地揭示由量变到质变这一法则的普遍意义。

量变引起质变使学生通过数量变化的认识进而发现引起物质性质的变化，量变质变规律使问题的认识趋于简单化。量变质变规律符合正向思维的特点，教师教学和学生学习中运用量变质变规律，无疑使学生的思维更加严谨。教学中通过量变引起质变这一哲学规律让学生掌握学会学习的一种方法。

3 化学中的量变质变实例

3.1 物质吸收或放出的能量不同引起物质性质的变化

物理变化：冰在吸收热量后逐渐转化为液态水，进一步吸收热量还可以转变为水蒸气，物质这三种状态的转变也反映了由能量变化到状态变化的过程。化学变化：碳和氧化铜的混合物吸收能量生成铜和水发生质的变化。量变引起质变。

3.2 氧气含量的量变引起燃烧的质变

空气中氧气的体积分数是21%，提高空气中氧气的含量可燃物的燃烧更旺。带火星的木条在空气中不能复燃而在氧气中能复燃。铁丝在空气中不能燃烧而在纯氧中可以燃烧。量变引起质变。氧气不足碳燃烧生成一氧化碳，氧气充足燃烧生成二氧化碳。氧气量的增加引起生成物质的改变。

3.3 可燃性气体达到爆炸极限燃烧引起爆炸

爆炸有的属于物理变化，有的是化学变化。由化学变化引起的爆炸中很多物质涉及到爆炸极限，如甲烷，氢气、一氧化碳等可燃性气体与氧气或空气的混合气体，当其中的成分达到一定量的比例就会达到爆炸极限而爆炸，从而引起质的飞跃。常常用于定向爆破，开山采矿、国防军事等。另一方面，也需要控制量的变化使其不发生质的变化或者质的变化的量很小，把有害影响降到很低。如煤矿开采中，控制瓦斯的含量，采用通风换气来避免发生不安全事故。

3.4 原子个数的变化引起物质的变化

过氧化氢和水同为氢氧两种元素组成。每两个氢原子和一个氧原子组成一个水分子，而每两个氢原子和两个氧原子组成一个过氧化氢分子。一个氧原子的变化使水成为过氧化氢。过氧化氢和水具有完全不同的化学性质。量变引起质变。

3.5 根据物质的微粒大小不同辨析概念溶液的教学中，正是物质的微粒直径的大小这个量的不同，才形成了浊液（颗粒直径的大）和溶液（微粒直径的小），理解了这个量的不同，就很容易理解其表现的宏观特征不同，就很容易认识溶液和浊液性质的异同。

纳米材料和普通材料颗粒的大小不同，纳米材料表现出普通材料所没有的性质。量变引起质变。

3.6 合金中元素含量的量变导致合金的性质变化

铁和碳可以形成合金。在铁碳合金中，碳的含量不同，直接导致铁碳合金的性质不同。当合金中碳的含量位于0.03%和2%之间时，此铁碳合金就是钢；当合金中碳的含量在2%和4.3%之间时，此铁碳合金就是生铁。钢和生铁的性质大不一样。钢的硬度很大，而且有很好的弹性，在工业上有着广泛的应用。而生铁的硬度大，性脆，只适宜铸造。所以，炼钢的关键就是要控制好碳及一些微量元素的含量。

3.7 元素周期表的发现证实了量变到质变

元素周期表中同周期元素原子随着核电荷数的递增，元素原子的最外层电子数由1递增到7，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，从而引起元素的金属性、非金属性呈现递变性。当元素原子最外层的电子数增到8个时，元素的性质发生质变，同时引起电子层数增加的质变，开始新一周期元素结构与性质的递变。同主族元素原子随着电子层数的增加，这种量的变化也引起一系列性质的变化。

3.8 浓度变化引起质变

稀硫酸具有酸的一切通性，但当改变硫酸的浓度时，随着硫酸浓度的改变，浓硫酸表现出和稀硫酸不同的性质。如浓硫酸具有强烈的吸水性、脱水性和氧化性。这些都是稀硫酸所没有的。

在一个烧杯中放入理论上恰好能反应的含硫酸98g的浓硫酸和32g铜，实际不能生成80gCuSO4。这是因为在整个反应过程中，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，“浓度”这种量的改变引起了质变，浓硫酸变成了稀硫酸，稀硫酸不能与铜反应，实际生成CuSO4少于80g。

3.9 反应物的量变导致产物的质变

把二氧化碳通入澄清石灰水中，开始时石灰水变浑；若继续通入过量的二氧化碳，则浑浊又变澄清。二氧化碳相对于石灰水的量变，直接导致产物的质变。反应为：CO2 + Ca（OH）2 = CaCO3↓ + H2O；CaCO3 + CO2 + H2O = Ca（HCO3）2

3.10 酸碱性的量变导致反应程度的质变

将含HCl和NaOH的溶液混合可发生如下反应：HCl + NaOH = NaCl + H2O，若反应是完全的。由于是强酸和强碱反应，溶液呈中性。若把HCl改为CH3COOH，则由于CH3COOH是弱酸，即使反应完全，溶液呈碱性。若把NaOH改为Al（OH）3，由于Al（OH）3是弱碱，即使反应完全，溶液呈酸性。

将含HCl和NaOH的溶液混合反应完全。溶液呈中性。若增加盐酸的量，因盐酸过量，溶液呈酸性。若增加氢氧化钠的量，因氢氧化钠过量，溶液呈碱性。

哲学源自自然科学，其规律又用于指导自然科学的学习和研究。中学化学教材中蕴涵很多哲学原理，有时体现明显，有时比较隐蔽。教师必须坚持用辩证唯物主义的立场、观点和方法去分析处理教材，并以辩证唯物主义的观点和方法为指导，通过化学教学向学生进行哲学思想的渗透和教育。量变质变规律只是其中之一。

参考文献

[1] 李秀林，王于，李淮春.辩证唯物主义和历史唯物主义原理（第三版）[M].北京：中国人民大学出版社，2001.

[2] 王文阁.利用辩证法思想，提高化学课堂教学质量[J].中学化学教学参考，2009（5）.