以美育人
——分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的美育教育探索與研究

趙玥

唐山學(xué)院新材料與化學(xué)工程學(xué)院 河北唐山 063000；唐山市化工環(huán)保與新型薄膜涂層材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河北唐山 063000

分析化學(xué)課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)大學(xué)教育中重要的基礎(chǔ)課，課程中講授的關(guān)于有機(jī)、無機(jī)等各類物質(zhì)的各種分析方法，有助于學(xué)生了解化工專業(yè)的基礎(chǔ)知識，拓寬學(xué)生的專業(yè)視角及就業(yè)領(lǐng)域；分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的各種物質(zhì)反應(yīng)、顏色形態(tài)的變化，不僅能夠?qū)碚撨M(jìn)行生動(dòng)形象展示，豐富學(xué)生的專業(yè)知識，同時(shí)還能陶冶情操，促進(jìn)學(xué)習(xí)者健全人格與個(gè)性的發(fā)展，對于學(xué)習(xí)者的美育的發(fā)展非常重要。

一、開展分析化學(xué)美育教育的意義

大學(xué)時(shí)期是人生中思維最為活躍、精力最為充沛的一個(gè)階段，同時(shí)，也是人生觀、價(jià)值觀養(yǎng)成的重要時(shí)期。在繁重的課業(yè)壓力以及瞬息萬變的社會(huì)環(huán)境中，大學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提升尤為重要。美育教育是全面素質(zhì)教育的重要組成部分，通過將美育教育貫穿于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程中，可以突破傳統(tǒng)教學(xué)中的靜態(tài)理論的局限，以生動(dòng)、活潑的形式，直觀化地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生科學(xué)思維的直覺能力和審美能力，從而促進(jìn)學(xué)生對于科研探索精神的增長，使學(xué)生初步具備科研工作者應(yīng)有的基本素質(zhì)。

二、開展分析化學(xué)美育教育的原則

(一)以化工專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)為出發(fā)點(diǎn)

分析化學(xué)是在大學(xué)第四學(xué)期開展的教學(xué)活動(dòng)，在化工專業(yè)教育過程中，屬于基礎(chǔ)理論課，其內(nèi)容與前期所學(xué)的有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)等有重要的理論聯(lián)系。同時(shí)，分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于涉及各種物質(zhì)的檢測原理及檢測方法的學(xué)習(xí)，比如，針對病毒檢測相關(guān)的儀器分析法、對于污水中特定含量分析的重量分析法等，其內(nèi)容又與社會(huì)需求及日常生活緊密相關(guān)。在分析化學(xué)美育教學(xué)過程中，以學(xué)習(xí)者具有的基礎(chǔ)理論為基礎(chǔ)，清晰了解現(xiàn)階段大學(xué)生的理論知識結(jié)構(gòu)能力，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景與社會(huì)、工業(yè)實(shí)際緊密相連，同時(shí)兼顧學(xué)生的自主想法及需求，以滲透為方式，對實(shí)驗(yàn)過程中的各種情景分析引導(dǎo)為主，推動(dòng)為輔，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中逐漸形成正確的價(jià)值觀。同時(shí)，教師在教學(xué)過程中要循序漸進(jìn)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情及基礎(chǔ)差異對美育教育策略進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確保分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)美育教學(xué)的高質(zhì)量完成。

(二)將分析化學(xué)教學(xué)過程的美育與科學(xué)本質(zhì)緊密結(jié)合

“所謂美的回答，是針對復(fù)雜問題的簡單回答”[1]，分析化學(xué)教學(xué)過程中，就是運(yùn)用簡潔的共識或者精練的話語揭示科學(xué)的本質(zhì)，闡述復(fù)雜的自然規(guī)律。化學(xué)反應(yīng)是紛繁復(fù)雜的，中間過程往往涉及主反應(yīng)以及若干副反應(yīng)，任何一個(gè)因素的調(diào)整都將導(dǎo)致整個(gè)反應(yīng)體系發(fā)生變化，最終影響產(chǎn)物的組成。因此，在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，教師不僅僅要抓住化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，用簡明的語言進(jìn)行闡述，同時(shí)還要根據(jù)事物的主要矛盾，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出針對復(fù)雜問題的最便捷的實(shí)驗(yàn)路徑，解決復(fù)雜問題，形成對于科學(xué)本質(zhì)的高效研究方法，同時(shí)使學(xué)生體會(huì)到科學(xué)學(xué)習(xí)過程中的簡明之美、哲學(xué)之美。

(三)將分析化學(xué)教學(xué)手段的美育與先進(jìn)科技相結(jié)合

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)代化先進(jìn)科技為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了豐富的資源和便利的條件。在教學(xué)活動(dòng)中，由于課時(shí)有限，教學(xué)任務(wù)重，很難將分析化學(xué)中的前沿技術(shù)或先進(jìn)成果逐一展示，而信息化教學(xué)手段可以在較大程度上彌補(bǔ)這一空白，成為教學(xué)輔助的有效手段[2]。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)課堂、在線平臺或者公眾號來觀看分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)最新的內(nèi)容，開拓知識領(lǐng)域，加深對于教材理論知識的進(jìn)一步理解。同時(shí)，由于在線教學(xué)多采用視頻、動(dòng)畫等手段，化學(xué)反應(yīng)過程的可視化、直接化，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有直接的視覺體驗(yàn)，可以讓學(xué)生充分體會(huì)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)與檢測的動(dòng)態(tài)與美感。

三、以分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為中心開展美育的創(chuàng)新策略

(一)突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的探索之美

分析化學(xué)是一門應(yīng)用型的課程，具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，是技術(shù)、管理、檢測等部門和行業(yè)不可替代的工具。分析化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分析化學(xué)的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本方法，并通過方案的設(shè)計(jì)，解決工程中的實(shí)際問題。在分析化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的方法，并應(yīng)用該方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)，利用所學(xué)的操作技術(shù)，逐漸增強(qiáng)分析化學(xué)的操作技能和能力，完成復(fù)雜檢測設(shè)計(jì)與實(shí)施。在分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程中，通過將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與美學(xué)原理相結(jié)合，將單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)理論內(nèi)容轉(zhuǎn)變成與美育相結(jié)合的審美對象[3]，通過教師對實(shí)驗(yàn)過程的講解和示范，不僅使同學(xué)初步了解實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，同時(shí)，通過教師講解過程中溫和的語氣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z言以及規(guī)范的動(dòng)作，了解到實(shí)驗(yàn)操作的莊重之美；同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中一步步仔細(xì)觀察，不僅僅可以看到反應(yīng)過程中物質(zhì)顏色、形態(tài)的變化，了解物質(zhì)的產(chǎn)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)化、終點(diǎn)等各個(gè)步驟內(nèi)容，明晰實(shí)驗(yàn)操作的過程與規(guī)則，還能加強(qiáng)對于腦海中理論知識的記憶，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提升學(xué)生素質(zhì)。伴隨著實(shí)驗(yàn)過程中分析化學(xué)的理論知識的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生在設(shè)計(jì)、操作、思考、轉(zhuǎn)化過程中還能親身體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境之美、儀器之美、現(xiàn)象之美，全面陶冶學(xué)生情操，強(qiáng)化教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

(二)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的理性之美

自然界運(yùn)動(dòng)有其自身獨(dú)特的美，對于自然規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，往往需要去冗除繁，經(jīng)由簡單直接的方式，抓住其內(nèi)在規(guī)律，通過簡潔理性之美，凸顯科學(xué)的純粹與精練。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室寬敞明亮，地面、臺面整潔有序，各種儀器都刷洗干凈、擺放整齊，在如此整潔的實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生能充分體會(huì)到美的感受。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的滴定分析過程中，學(xué)生需要用到各種玻璃儀器，如錐形瓶、滴定管、燒杯等，各種玻璃儀器造型優(yōu)美，曲線流暢，整潔有序。在試驗(yàn)的過程中，儀器組裝順序“從左到右、自上而下”，所有儀器在組裝完畢后都會(huì)呈現(xiàn)協(xié)調(diào)均勻之美。

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的滴定過程所涉及的復(fù)雜的化學(xué)平衡問題，比如，酸堿反應(yīng)強(qiáng)堿滴定弱酸的過程中，出于溶液體系的弱酸，由于水解反應(yīng)的發(fā)生，會(huì)有不同的型體存在，并且，不同型體存在的濃度會(huì)使溶液產(chǎn)生不同的pH值。因此，在滴定過程中，強(qiáng)堿溶液加入量的輕微變化，都可能會(huì)引發(fā)pH值的巨大變化，使溶液由酸性轉(zhuǎn)變成堿性，產(chǎn)生量變導(dǎo)致質(zhì)變的結(jié)果，對于該過程的圖形描述，我們稱之為滴定曲線(見下圖)。仔細(xì)觀察滴定曲線，發(fā)現(xiàn)在此反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量點(diǎn)正是該圖形的對稱中心，以此中心為基準(zhǔn)，可以觀測到一條順滑完美的反向?qū)ΨQ圖形，同時(shí)，由于化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的出現(xiàn)，溶液的pH值發(fā)生變化，選擇的指示劑也不同，滴定后的溶液會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色變化。通過滴定曲線的繪制，我們在酸堿滴定反應(yīng)的繁雜影響因素中，緊緊抓住了問題的本質(zhì)——主反應(yīng)，并利用簡單的圖形表述了復(fù)雜的溶液體系反應(yīng)過程。該過程的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生在解決問題的過程中，抓住主要矛盾解決問題，加快攻克技術(shù)難題，為培養(yǎng)優(yōu)秀的化工工程師打下良好的基礎(chǔ)。

強(qiáng)堿滴定弱酸曲線圖

(三)展示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的想象之美

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上是理性思維的物化過程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程之美，不僅僅是對于理論知識的簡單重復(fù)，而是經(jīng)過學(xué)生的動(dòng)手操作和觀察，透過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)事物深刻的內(nèi)在聯(lián)系規(guī)律。在這個(gè)過程中，學(xué)生想象力的培養(yǎng)更加突出。比如，在陽離子混合溶液定性分析過程中，教師鼓勵(lì)學(xué)生在試驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，標(biāo)新立異，發(fā)散性思維，并將想象在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行印證。在該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，首先將稀HCl溶液滴加到陽離子混合溶液中，得到了白色的沉淀物；去除該沉淀物后，又加入硫代乙酰胺并加熱，又得到第二組沉淀物；之后，陽離子混合溶液調(diào)節(jié)pH值后，再次加入硫代乙酰胺，又得到第三組沉淀物。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的過程會(huì)發(fā)現(xiàn)，每組沉淀物的溶解性不一樣，而本實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)就是硫化物溶解度的差異。教師在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)提出問題：為什么第三組實(shí)驗(yàn)前，我們需要調(diào)節(jié)溶液的pH值呢？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論進(jìn)行思維推理，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的觀察，學(xué)生們會(huì)得出結(jié)論，即由于第二組沉淀硫化物的溶解度比較小，所以在酸性溶液中就可以形成沉淀，而第三組陽離子形成的沉淀溶解度比較大，因此，必須經(jīng)過pH值的調(diào)節(jié)，在堿性溶液中才能得到沉淀。通過實(shí)驗(yàn)過程的觀察和學(xué)習(xí)，學(xué)生們可以理解到，為了得到陽離子的完全沉淀，我們必須按照離子生成相應(yīng)化合物的溶解度，對操作過程進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。通過引導(dǎo)學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的觀察與思考，學(xué)生們會(huì)深刻體會(huì)到思維的火花照亮理論與實(shí)踐之間的結(jié)合之美。

(四)明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的科技之美

隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的迅猛發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的現(xiàn)代化程度日趨提高。在分析化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師盡量選用多媒體手段和先進(jìn)的分析儀器，使學(xué)生在分析檢測的同時(shí)，體會(huì)到化學(xué)檢測的直觀、形象和效率，體會(huì)到科學(xué)技術(shù)之美。比如，在鄰二氮菲測定二價(jià)鐵的實(shí)驗(yàn)過程中，我們采用波長范圍涵蓋全光譜的全自動(dòng)分光光度計(jì)，學(xué)生可以在觸屏界面上設(shè)置測試波長范圍等參數(shù)，波長精度高，設(shè)置完成后，儀器可自動(dòng)進(jìn)行檢測并出具數(shù)據(jù)。學(xué)生在進(jìn)行該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的過程中，充分體會(huì)到了科技帶來的便捷與效率，同時(shí)，教師對于先進(jìn)檢測技術(shù)的進(jìn)一步說明，也可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析的過程中，教師也可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力，引導(dǎo)學(xué)生對于理論知識進(jìn)行更多的思考，培育分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中的畫面之美，因此，此時(shí)教師可以采用一些輔助手段，比如，利用多媒體技術(shù)展示分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作過程，更多地理解化學(xué)中的原理與特點(diǎn)。同時(shí)，豐富的多媒體實(shí)驗(yàn)資源，也可以給學(xué)生更多思想方法上的啟迪，從而在以后的學(xué)習(xí)過程中，取得巨大的進(jìn)步。

(五)突出實(shí)驗(yàn)過程評價(jià)的和諧之美

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程評價(jià)中，會(huì)涉及教師對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評價(jià)，以及學(xué)生對于教師的教學(xué)評價(jià)。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)過程的全程記錄和歸納。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，學(xué)生需要把實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)藥品和儀器、實(shí)驗(yàn)過程以及數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析一一呈現(xiàn)，從一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以看出實(shí)驗(yàn)的全過程，以及學(xué)生對于這部分知識的掌握情況和實(shí)際應(yīng)用的情況。教師對于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評閱，主要涉及實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)事求是的記錄與描述，繪制表格及畫圖，以及在記錄過程中是否按照要求進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，對于數(shù)據(jù)的處理是否符合要求，以及數(shù)字書寫是否符合原理，繪圖是否比例得當(dāng)。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，我們鼓勵(lì)學(xué)生利用“創(chuàng)造性”去表達(dá)，用工整的書寫、美觀的線條、簡明的符號表達(dá)化學(xué)過程之美，從一個(gè)成功的化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程體會(huì)到創(chuàng)造過程的快樂與美感。

學(xué)生對于教師的教學(xué)評價(jià)，應(yīng)該采用多樣化、審美化的方式。學(xué)生要真實(shí)理解到實(shí)驗(yàn)教師在教學(xué)過程中，是知識的媒介與橋梁，教師從形象到言辭都要給學(xué)生作為典范，同時(shí)利用精湛的教學(xué)方式方法使學(xué)生在上課時(shí)體會(huì)到知識的審美。同時(shí)，作為知識的傳遞者，教師應(yīng)時(shí)時(shí)刻刻保持著心靈之美、價(jià)值觀念的正義之美，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中體會(huì)到一種學(xué)習(xí)過程中流動(dòng)的知識之美、和諧之美。教學(xué)評價(jià)過程使教師與學(xué)生之間互相促進(jìn)，互相激勵(lì)，共同進(jìn)步與成功。

結(jié)語

在高等教育大眾化的時(shí)代，不僅要求學(xué)生掌握專業(yè)知識與能力，同時(shí)還要求大學(xué)生提高綜合素質(zhì)，學(xué)會(huì)做人、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)[4]。因此，素質(zhì)教育在高等教育中就呈現(xiàn)出了重要的地位和作用。在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，堅(jiān)持美育教育，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的道德品質(zhì)，塑造學(xué)生健康心理和正確的世界觀，培養(yǎng)學(xué)生對于美好事物的欣賞能力，增強(qiáng)合作意識，使學(xué)生成為全面發(fā)展的工科人才。