化学的空间思维及其教学

李梦雪 吴俊明

摘要：化学空间思维对了解物质的基本结构单元的空间关系及空间效应，包括基本结构单元间相互作用、基本结构单元对物质宏观性质的影响，以及宏观层面的晶体形状等问题有重要作用。界定了空间、空间思维、化学的空间思维，研究了化学空间思维发展的历史脉络，分析了化学教材中涉及化学空间的内容分布情况，讨论了化学空间思维的教学策略思路、化学空间思维的测量及训练方法。

关键词：空间思维;化学空间思维;化学空间思维教学

1 空间

1.1 作为科学名词的空间

作为科学名词的空间，是与时间相对的一種物质客观存在形式，两者密不可分。按照宇宙大爆炸理论，宇宙从奇点爆炸之后，宇宙的状态由初始的“一”分裂开来，从而有了不同的存在形式、运动状态等差异，物与物的位置差异度量称之为“空间”，位置的变化则由“时间”度量。空间由长度、宽度、高度、大小表现出来[1]。

空间是具体事物的组成部分，是具体事物具有的一般规定。眼睛可以看到、手可以触到的具体事物，都是处在一定空间位置中的具体事物，都具有空间的具体规定，没有空间规定的具体事物是根本不存在的[2]。

空间没有边界并且永远存在，即“空间无界永在”，被称为“空间公理”。

从经典物理学的角度看，物体存在运动的（有限或无限的）场所，即三维区域，称为（三维）空间。任何空间点都必然出现在当前时刻，是空间与时间的基本关系。根据狭义相对论中的四维时空概念，时空间隔是不变量，即时间和空间之间没有间隔，“空间永现于当前时刻”。……