化學藝術晶體制作實踐活動研究

譚文生

摘要：不斷喚醒和激勵學生主動參與到學習和實踐之中是教師的職責。指導學生開展化學藝術晶體制作活動，能適應中學生好動的天性，發揮學生合作探究的作用，讓學生探究化學之奇，體驗化學之趣，感受化學之美，同時能培養學生的動手能力和創新能力。

關鍵詞：晶體制作；實踐活動；能力培養

文章編號：1005–6629（2017）3–0029–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

蘇霍姆林斯基說：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者。”對剛剛踏入中學校門的高中生來說，希望獲得他人認可、建立自我強烈成就感的情結在其精神世界里顯得更加突出。如何在理論和實踐之間打造一個平臺，既能使學生在“經歷-體驗-感悟”中收獲學習的方法，又能讓學生獲得強烈成就感呢？化學是以一門實驗科學，實驗是化學學習中最主要的探究手段。而化學藝術晶體制作與一般實驗相比，更能夠起到激發興趣、吸引學生、調動積極性的作用。當然，學生更喜歡自己動手進行晶體制作。開展學生趣味化學晶體制作活動，不僅讓學生體驗化學之趣，感受化學之美，更是發揮學生的主觀能動性，培養學生探究、合作能力，展示學生創造性的很好的方法[1]。

1 活動開展的背景

1.1 落實實驗教學，發揮實驗的育人功能

教育部《中小學實驗室規程》指出實驗室應成為學校進行素質教育、開展實驗教學、綜合實踐活動、培養學生實踐創新能力的重要場所和科學啟蒙園地。應探索高中創新實驗室建設和創新活動平臺建設，改變評價方式，促進創新人才的培養。省教育廳《關于進一步加強和改進中小學實驗教學工作的意見》要求中小學要把實驗教學與科技教育密切結合起來，在充分發揮課堂教學主渠道作用的同時，因地制宜開展豐富多彩、富于創造性的科技教育活動。在學校開展學生化學藝術晶體制作活動，不僅可以讓學生更好地掌握國家課程標準規定的實驗內容，更能很好地利用實驗室，充分發揮實驗室的育人功能[2]。

1.2 適應青少年好動的天性，開發學生的潛能

好動是青少年學生的天性，但在中學平日的化學課堂教學中，教師往往因受高考因素的影響和課時緊張的限制，重分數重理論，輕實踐輕活動的情況比較突出，學生親自動手實驗的機會經常被擠占。即使有課堂實驗也大部分由教師操作一手包辦，學生只能看實驗，無法獲得親身體驗，這嚴重制約了學生各項能力的培養。為了改變這種狀態，豐富學生對科學探究等活動的感受和體驗，開發學生的潛能，發展學生個性，開展學生化學藝術晶體制作活動正當其時，學生對此類活動具有濃厚的興趣，只要學校組織得當，學生參與活動的積極性將空前高漲。

2 活動實施方案

此活動在高一年級開展，學生以自愿為原則，以個人或2-3人組成制作小組；各小組自己購買制作晶體所需的化學試劑（如膽礬、明礬、綠礬等），學校化學實驗室可提供場地和部分儀器藥品；在教師指導下，研究小組探究制作不同形態大晶體的方法，做好實驗記錄、書寫實驗報告；每一個小組可研究制作出一種大晶體，各小組將自己制作的大晶體做藝術化處理，形成作品，并給自己的作品命名，同時拍攝成照片（用多張照片或視頻記錄晶體的成長過程）；最后是成果展示和評獎，展示的內容包括：作品實物、晶體制作實驗報告和作品照片。

3 活動的結果與展示

在我校開展的化學藝術晶體的制作活動中，學生興趣濃厚，行動積極。所有各式晶體的制作均由學生查資料、實驗探究、動手操作并完成視頻拍攝。在晶體緩慢的生長過程中，他們每天都要去實驗室細心照看晶體的生長，生怕它出一點事。當看到自己制作的晶體通過多次結晶慢慢長大，變得跟真的寶石似的時，個個興奮不已。當把玩著自己親手制作的“人造寶石”、藍色晶花時，每個人的臉上都洋溢著收獲的喜悅，并把作品當成了藝術欣賞品珍藏了起來。

學生作品一：美麗的單晶（如圖1）。培養單晶是晶體制作最基本但條件控制要求卻更高的方式，學生嘗試選用各種藥品培養單晶，選出了適合制作晶體的藥品有五水合硫酸銅（分子式CuSO4·5H2O）、氯化鈉（分子式NaCl）、十二水硫酸鋁鉀[分子式KAl（SO4）2·12H2O]、鉻酸鉀（分子式K2CrO4）等。學生選好藥品，首先根據溶解度曲線表，查找出需要的溶解度；然后根據查到的結果進行稱量，配制出過飽和溶液，再進行過濾，得到了飽和的溶液；最后倒入培養皿中靜置（防止震動），耐心等待晶核的出現（因各季節天氣、溫度、濕度不同而導致析晶時間長短不同）。當獲得了滿意的晶核后，再配制一杯干凈的飽和溶液把晶核放入即可進行單晶的培養。

4 總結與反思

4.1 教師組織指導得力，學生參與踴躍

學生對活動的開展表現出極大的熱情，積極投入并樂在其中。化學教研組部分教師結合選修課或社團活動把化學藝術晶體制作作為學生趣味實驗進行探究。學生除了在課外利用學校的化學實驗室制作外，還利用周末和節假日在家里自行制作。學校結合科技節活動對學生的作品進行展示并評獎，這就極大提高了學生對實驗的積極性和參與度，取得良好效果。

學生作品二：珍貴的禮物。有些小組的學生別具匠心地設計制作了“晶體項鏈”和“晶體玫瑰”（如圖2所示，其中紅色為重鉻酸鉀，藍色為硫酸銅），這些作品既可以自己賞玩，也可作為禮品送給親朋好友。其制作過程也比較簡單，如“硫酸銅玫瑰”的制作：首先用濾紙疊成紙玫瑰，再配制一杯近飽和的硫酸銅溶液并倒入培養皿中，待溶液自然冷卻到比室溫高2～3℃時，將紙玫瑰泡進溶液中，靜置，一段時間后就可看到析出的硫酸銅晶體會附著在花上，待紙玫瑰上均勻附著了硫酸銅晶體后，把花取出晾干即可。

4.2 充分發揮小組合作、探究實驗的作用

制作化學藝術晶體，都是由1～3名學生成立制作小組共同實施的。學生既有合作，又有分工，有的負責查資料，有的負責采購藥品，共同設計實驗方案，尋找實驗成功的最佳條件，充分調動了學生的積極性，激發了學生化學實驗探究的熱情，使學生體驗了科學研究的一般過程，學習了必要的實驗技能，在增強實踐能力的同時，培養科學精神、科學態度和創新能力[3]。

學生作品三：藍色晶花。學生用特制的實驗裝置固定硫酸銅晶種，然后將該晶種浸沒在硫酸銅過飽和溶液中，浸沒在硫酸銅過飽和溶液中的晶種破壞了過飽和溶液的介穩定狀態，并開始析出細小的晶體，以晶種為核心生長成晶簇，晶簇朝杯底方向生長，晶簇繼續生長為一朵小花，再通過多次結晶的方法，就生長為一朵盛開的藍色花朵[4]。藍色晶花的制作耗時較長，需經過多次結晶和細心照料，但同學們克服困難，辛苦并快樂著，辛勤的勞動終于換來了美的藝術作品（如圖3）。

4.3 化學藝術晶體制作是課堂實驗教學的深化與提高

學生制作晶體時，采用的實驗方法與實驗操作都是教學過程中所需掌握和應用的，是對課堂教學內容進一步的理解與深化，在制作晶體的過程中，學生不再為做實驗而實驗，而是在一種科學的氛圍中感受物質世界的奧妙，他們都自然而然地把實驗當作探索未知的手段，取得了良好效果。

學生作品四：點水成冰（如圖4）。該組學生在250毫升燒杯中放入醋酸鈉晶體60克并注入蒸餾水40毫升，然后在水浴上加熱至晶體全部溶解，再續數分鐘，得到熱的飽和醋酸鈉溶液；取出盛有溶液的燒杯，靜置冷卻到室溫（隨著溫度的降低，醋酸鈉溶液處于過飽和狀態，溶液穩定但沒有固體析出）。用玻棒伸入溶液內輕輕摩擦一下杯壁或攪動一下溶液或向溶液內投入一粒醋酸鈉晶體作為“籽晶”，頓時溶液內會析出針狀結晶，綻放出一朵朵美麗的晶瑩剔透的白色花朵，直至該溶液全部結晶完全，美妙異常。該實驗是對教材內容“溶解與結晶”的很好補充。

4.4 相互交流，共同提高

學生制作的各式各樣的化學藝術晶體，統一發布在自己創立的QQ群中，學生利用電腦上網或通過手機上網可隨時隨地進行觀賞。同時，學生之間可以進行很好的交流，相互的學習，并為學校的科技節、選修課、社團等提供實驗素材，極大地提高了學生學習化學的興趣，吸引了越來越多的學生參與到該制作活動中來，師生共同得到提高。

參考文獻：

[1][2][3]李雪純.學生化學趣味實驗大賽的實踐與啟示[J].化學教學，2015，（10）：32～34.

[4]夏年利，李權等.奇彩化學[M].北京：科學技術出版社，2016：29～37.