陳丹丹
【摘 要】在化學教學中不同環節會呈現出化學特有的“美”,我們應該用語言提升化學“美”,用實驗展示化學“美”,用規律升華化學“美”。
【關鍵詞】化學教學 實驗 美
美是什么?教師為什么要在教學中體現美、展示美,訓練學生感受美、表達美的能力?在五彩繽紛的世界中,美往往與真、善緊密聯系在一起,是人對自己的需求被滿足時所產生的愉悅反應的反應,即美感的反應,是主觀與客觀結合的產物。化學美學是用美的眼光來審視化學問題,從而為化學提供沒得價值尺度和人的情感指向,給化學理性插上詩意和靈性的翅膀。法國數學家彭加勒說“科學家研究自然并非因為這樣做有用處,他所以研究他是因為他從中得到樂趣那是因為它美”
化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然學科。作為課堂教學的組織者、引導者,教師如何凸顯教學內容的美,使學生領略自然之美、規律之美,是課堂教學取得良好效果的關鍵。作為一名青年教師我現從下面幾個方面淺談化學教學中的美。
一、化學實驗中的現象美
化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗之所以能引人入勝是因為實驗現象有獨特的美。
金屬的顏色反應五光十色,鎂條在空氣中燃燒發出耀眼的白光,單質硫在空氣中燃燒發出明亮的藍紫色火焰,膠體實驗中美麗的光束,酸堿指示劑遇酸遇堿漂亮的顏色轉換,鐵與硫酸銅反應形成“銅樹”的實驗,鋁熱反應形成劇烈的“火山噴發”,鈉在水中華麗的“變身”,濃硫酸遇到蔗糖“黑面包”實驗,在做鈉與硫酸銅反應的實驗中老師邊做實驗邊讓學生思考為什么沒有紅色的物質析出?藍色沉淀是什么?黑色物質是什么?為什么會有這樣的變化?
這一系列變化讓人賞心悅目,令人驚嘆不已,可見化學實驗獨特的美不但激起了學生的求知欲望,更培養了學生的創新思維能力。
二、化學思維的邏輯美
思維方法是科學家研究和解決科學問題的重要手段,思維方法也是學生在學習新知識時必然要學到的技能和技巧。中學化學學習中思維方法的研究的目的是為了使學生掌握科學的思維方法,以改善思維素質,增強思維能力,提高思維效率。在化學思維培養的過程中體現了特有的邏輯美。
化學中邏輯性較強的部分是化學反應速率與化學反應進行的程度(化學平衡),在這部分知識中充分的展示了化學思維的邏輯美。
1、增大反應物的量,平衡不一定移動
已達平衡的反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),C為固體,增大C的物質的量,不影響平衡移動,水為氣態,增大水的物質的量,水的濃度增大,平衡向降低水濃度的正反應移動,故增加反應物物質的量時,則平衡不一定移動。
2、反應向正反應方向進行,反應物的轉化率不一定增大
比如:恒溫恒壓下, 若反應物只有一種,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,A的濃度增大,平衡正向移動;考慮轉化率時,此種情況等效于加壓,A的轉化率與氣態物質的化學計量數有關:(1)a=b+c,A的轉化率不變(2)a>b+c,A的轉化率增大(3)a
若反應物不只一種,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。
(1)若只增加A的量,平衡向正反應方向移動,則A的轉化率減小,B的轉化率增大。若只減少A的量,平衡向逆反應方向移動,則B的轉化率減小。
(2)若反應物A、B的物質的量同倍數的增加,平衡向正反應方向移動,考慮轉化率時,此種情況等效于加壓,反應物的轉化率與氣態物質化學計量數有關。
①a+b=c+d,轉化率不變 ②a+b>c+d,轉化率增大③a+b 三、化學計算中的算數美 化學計算是高考考察學生的能力之一,能選用最合適的方法解題不但可以縮短解題時間,還可以提高準確率,經過前人的努力總結出化學計算的解題技巧,體現了化學計算中的算數美。 高中化學常用的解題技巧: 守恒法:化學上常用的守恒方法有以下幾種:電荷守恒、電子守恒、原子守恒、質量守恒例如:一包由Cu、CuO、Cu2O組成的混合物分成兩等份,一份和足量的H2反應,發現充分反應后固體質量減少了3.2g,另一份與500ml的硝酸恰好完全反應(還原產物為NO)生成NO標準狀況下4.48L,問硝酸的物質的量濃度是多少? 差量法:遇到反應前后的固體或者液體的質量、物質的量、體積發生變化時,可以嘗試用“差量法”解題。例如:總壓強為3.0×107Pa時,N2、H2混合氣體(體積之比為1:3)通入合成塔中,反應達平衡時,壓強降為2.5×107Pa,則平衡時混合氣體中NH3的體積分數為? 關系式法:關系式法是化學方程式計算的諸法中較為重要的一種,它可以是多不計算化為一步完成。在O2中燃燒0.22g硫和鐵組成的化合物,使其中的硫全部轉化為SO2,將這些SO2全部轉化為SO3,生成的SO3完全被H2O吸收。所得H2SO4可用10.0ml0.50mol.L-1的NaOH溶液完全中和,則原化合物中硫元素的質量分數為? 十字交叉法:十字交叉法是經行二組分混合物平均量與組分量計算的一種簡便方法。 溴有兩種同位素,在自然界中這兩種同位素大約各占一半,已知溴的原子序數是35,原子量是80,則溴的兩種同位素的中子數分別等于( ) A.79、81B.45、46 C.44、45D.44、46 極限法:極限法就是假設所研究的問題無限接近于極端情況,已達到簡化解決問題過程的目的。 0.03mol銅完全溶于某硝酸溶液,反應共產生NO、NO2和N2O4的混合氣體0.05mol。該混合氣體的平均相對分子質量可能是( ?) A.30 ? ? ?B.46 ? ? ?C.50 ? ? ? D.66 除了上述方法還有分析討論法、和量法、估算法、賦值法、奇偶數法等,有了這些解題技巧,使枯燥無味的計算變得津津有味,學生對計算不在害怕,因為他們發現了化學計算中的“美”。 四、化學原理中的樸素美 化學反應基本原理包括:化學反應與能量變化、化學反應速率與化學平衡、物質結構元素周期律、電解質溶液等。這些原理從本質上體現了自然界的本質“樸素”(真),自然界中的內在規律是化學真、善、美的統一,例如守恒定律其思想樸實無華,門捷列夫在趨美并求真中創造了元素周期律與元素周期表,成為了人類探索自然界的金鑰匙。 化學中的美豈是三言兩語就能描繪的完整的,我們作為人類靈魂的工程師應該在教學中逐漸發現并不斷創造化學中的美,喚起學生的求知欲望,培養他們的審美觀!