摘要:化學作為一門現代科學具有學科美,吸引著千千萬萬的學子不停地追求與探索,而化學實驗美則是架構化學美育的主體,對認識和研究化學知識起著無可替代的作用。化學實驗教學在化學學科教育中有其不可代替的作用。化學實驗教學中的美育滲透包括向學生展示化學物質美、實驗裝置和諧美、化學變化美、實驗操作美、化學實驗史事美等方面。
關鍵詞:化學實驗教學;美育;學習興趣;創新;良好品質
中圖分類號:G642.423 文獻標志碼:A 文章編號:1002—2589(2009)16—0203—02
愛美之心人皆有之。化學作為一門現代科學具有學科美,吸引著千千萬萬的學子不停地追求與探索,而化學實驗美則是架構化學美育的主體,對認識和研究化學知識起著無可替代的作用。化學實驗教學中的美育滲透,包括向學生展示化學物質美、實驗裝置和諧美、化學變化美、實驗操作美、化學實驗史事美等。
一、化學物質美
化學物質美的外在表現,是它們的形態美。在講授化學物質美時,我們用幻燈、電視圖片等展示晶瑩華貴的金剛石、奪目光彩的紅藍綠寶石、無遐透明的水晶和大自然中的桂林蘆笛巖、肇慶七星巖、云浮龍宮、陽春龍洞等;巧奪天工、千奇百怪、令人嘆為觀止的鐘乳、石筍、石柱,實際上是下面兩個反應的結果:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2、Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O;而畫家描繪出色彩繽紛的至艷至美的畫圖,則是鐵紅、鋅鋇白等化學顏料合理搭配的結果;石膏頭像和石膏模型精美的藝術品,都是化學物質美的縮影。
化學結構美是化學物質美的內在反映和決定因素。如金剛石是正四面體結構的空間網狀原子晶體;C60是60個碳原子組成如足球形狀的大分子晶體。晶體都以內部的原子、離子、分子有規則的對稱排列為其最突出的特征,它們的萬千儀態取決于結構的和諧、秩序和多樣性。納米科學技術的應用令人驚異地顯示出物質的微觀結構,STM掃描隧道顯微鏡圖像已能使中學生從清晰的照片中領略到化學的結構美。
化學物質的社會功用價值,是它們的實用美。如五光十色的霓虹燈把現代都市的夜晚打扮得繁花似錦;高分子材料的發展加速著信息社會的到來;人類的吃、穿、住、用、行,都與化學化工產品有關。各種化學產品美化
著社會、美化著生活、美化著人類自身。
二、實驗裝置和諧美
化學實驗美是化學美育的主要內容,在調動學生學習積極性,激發學習興趣方面有不可替代的作用。化學實驗教學不僅要向學生展示化學物質美、化學儀器美,更重要的是實驗裝置要簡潔、對稱、和諧、新奇、美觀、安全。化學實驗教學是創造化學美的源泉。經常讓學生在實驗教學過程中欣賞感受化學美,就會消除對化學的誤解,激發探索化學的濃厚興趣,產生熱愛生活、愉悅和諧、樂觀向上等積極的情緒,有助于發展審美、賞美、創美能力。一位獲得國際中學生化學奧林匹克競賽金牌的學生說過,最先把他引入化學殿堂的,是神奇美妙的啟普發生器。它那優美的造型,給人以對稱、和諧的形式美的啟示;它那簡單的結構和巧妙的設計,給人以導真、求善、至美的創造美的啟迪;它那晶瑩的質地和便于觀察的特點,使他感受到化學反應的動感美。他感到化學的大門一下子打開了,他從此懷著極大的興趣,在化學世界里遨游,勤奮的鉆研。
三、化學變化美
從某種意義講,化學變化是化學美之源。化學物質美只是化學變化美的終極表現。鉆木取火、百煉成鋼、燒石成灰……形象地描述了化學變化美。蘇杭的湖光山色、桂林的如畫山水、石林的突兀奇峰……這些大自然的杰出創作,無不假手化學變化的鬼斧神工。化學變化美不僅表現出色態萬千的現象美,而且還蘊含著有規律可循的科學美。例如Cl2的制法和性質的連環實驗,由Cl2的發生裝置→盛濃H2SO4的干燥裝置→收集裝置→滴有石蕊試液的水的集氣瓶→盛KI溶液的裝置→滴有酚酞試液的NaOH溶液的裝置,一整套裝置錯落有致、和諧美觀,而其中的各個裝置中的實驗現象又各不相同,引起學生濃厚的認識興趣和探索興趣;又如AlCl3溶液與NaOH溶液的反應,先把NaOH溶液逐滴滴入AlCl3溶液中至過量,又反過來把AlCl3溶液逐滴滴入NaOH溶液中至過量,反應物相同,而操作不同導致實驗現象的不同,使同學們詫異之余,引起其思考和探索;又如做乙醛的還原性實驗時,先把NaOH溶液滴入CuSO4溶液中制得美麗的藍色絮狀物Cu(OH)2,然后與乙醛混合加熱后得到紅色的沉淀Cu2O。這一系列變化令人賞心悅目。同樣,化學實驗現象的描述也是美的。例如,描述新制出的Fe(OH)2的“形象”是:呈現出如黎明破曉前“魚肚白”顏色的絮狀固體,但它迅速變為灰綠色,最后變為紅褐色。學生對比鮮明生動的形象觀察的越細致,感受得越深入,則對Fe(OH)2的色態、溶解性等物理性質和易被氧化的化學性質識記的越牢固,理解的越深刻。可見化學變化美有著無窮的魅力,能激發起同學們創造美之欲望,培養其創新意識和創新精神。
四、實驗操作美
實驗能力的發展對培養學生獨立思考能力、自學能力和創造能力都有重要作用。培養實驗能力還要與培養學生實事求是、尊重實驗的科學態度、訓練學生規范操作和細心觀察的科學方法緊密結合起來。實驗中試劑量的多少及加入的順序,都可能影響到實驗結果。當實驗中出現異常現象時,不要輕易放棄重做,要認真分析原因,說不定會有新的發現。只有嚴肅認真,一絲不茍地對待每一個化學實驗,才能養成良好的實驗習慣,掌握正確的實驗方法,形成實驗能力,有可能有所作為。溴元素的發現就是一個很好的例子。1824年,法國一所藥學專科學校的22歲青年學生巴拉爾,在研究他家鄉蒙培利埃鹽湖水提取結晶鹽后的母液時,希望找到這些廢棄母液的用途,進行了許多實驗。當通入氯氣時,母液變成紅棕色,進行蒸餾后,得到一種黃色的液體,最初,巴拉爾認為這是一種氯的碘化物。但他嘗試了種種辦法也沒法將這種物質分解,所以他斷定這是和氯以及碘相似的新元素。因為它是液體,有臭味,所以命名為溴,前幾年,德國大化學家李比希接受了一家制鹽工廠的請求,考察母液中含有什么東西?在分析的過程中,他也得到相同的現象,但他沒有分析研究就判斷是氯化碘,并把裝液體的瓶子貼上氯化碘的標簽。后來他聽說發現了溴,十分懊喪,他將貼氯化碘標簽的瓶子放在實驗室顯眼的位置,以此來鞭策自己,同時也告誡自己的學生:不加分析研究、不進行論證,而以先人為主的觀念來對待科學,往往讓很大的發現在眼前錯過。李比希在自傳中寫道:“自此以后,除非有絕對實驗來贊助和證實,我再也不憑空編造理論了。”此事成為化學史上的一樁趣聞。培養學生的實驗能力是化學學科素質教育的核心問題,化學實驗能力是化學能力的綜合體現。化學實驗在化學科學實施素質教育,提高學生的化學能力中占有不可替代的地位。作為一名化學教師,只有在自己的教學實驗中確實重視化學實驗在培養能力中的作用,才能夠真正把化學科學實施素質教育落到實處,達到培養人才的目的。
五、化學實驗史事美
挫折教育是一種使學生終身受益的教育。現在的學生幾乎都是獨生子女,從小到大,可以說是一帆風順,一旦遇到挫折,往往就不知所措,甚至會灰心喪氣,做出一些不該做的事。因此,教育學生正確地認識挫折、對待挫折,是實施素質教育不可缺少的一項重要內容。化學可以給人以知識,化學史可以給人以智慧。在化學元素發現史上,持續時間最長、參加人數最多、過程最為悲壯的,莫過于氟的發現。大家都知道:氟是一種非常活潑的劇毒單質,它性格暴躁,難以駕馭。早在1768年,人們就知道了氟的化合物的存在,但是,卻沒有制得單質氟。隨時,世界各國的化學家都在探索提取氟單質的方法,但由于氟單質具有劇毒性,許多化學家遭受毒害,甚至死亡。1831年,著名化學家戴維在電解氫氟酸時遭受傷害,幾個月臥床不起,被迫停止研究;1836年,愛爾蘭科學家諾克斯倆兄弟以氟化汞為原料制取氟失敗,R·諾克斯中毒身亡,G·諾克斯病倒被迫修養;1846年,比利時化學家路耶特和法國化學家尼克雷也同樣遭受毒害而獻身;1869年,英國化學家高爾用電解法分解氟化氫時,因氟氣和氫氣爆炸實驗也遭失敗;就是制得氟的化學家莫瓦桑也在實驗中病倒過幾次,但是,他沒有屈服,沒有放棄,而是憑著那種愈挫愈奮的執著精神,勇往直前,終于在1886年6月26日獲得了成功。并由于在研究氟、制備氟單質和氟的化合物上卓有成效,在1906年榮獲了諾貝爾化學獎,但因制取氟四次中毒,身體受到極大損害,54歲就與世長辭。
在進行講鹵族元素性質的實驗時,給學生介紹氟元素的發現過程,可以使學生認識到:在人生道路上,一帆風順固然可喜,但挫折是在所難免的,失敗未必是壞事。只要能夠正確等待,從中不斷汲取經驗教訓,就會獲得成功。進而引導學生能夠勇敢地面對暫時遇到的困難和挫折,學會冷靜思考,分析原因,找到解決問題的方法,培養學生愈挫愈奮的良好品質。
總之,化學實驗教學要經常地、不斷地營造美的氛圍,利用實驗掛圖、模型、幻燈、投影、錄像、電視、電腦等媒體,展示化學實驗的整體美,使之耳濡目染,欣賞感受并熔化在化學美的氛圍中,逐步激發學生探索化學的濃厚興趣,消除其對化學的偏見和誤解,提高其對化學審美、賞美、創美能力,為培養學生的創新意識和創新精神提供條件。
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