用詩歌給化學課做總結

胡天雪

(長沙市明德中學)

筆者是一位熱愛傳統文化,熱衷古典文學的化學教師兼班主任。在進行教育教學工作之外,最大的愛好就是研讀儒家經典和古典詩詞。這樣的個人習慣讓筆者長期受益——既能在化學的海洋里感受邏輯思維與科學素養,又能在古典文學中陶冶美德情操與人文素養。

筆者在某次班會課上提出了一個問題供同學們討論——既然一個人可以文理兼修、全面發展,具備多種能力素養,那么我們能否在理科課上融合人文素養或是在文科課上運用理科思維呢?學生們討論很熱烈,有的說可以在文科課上利用思維導圖來總結知識點,有的說理科老師們可以在課上講講學科史,還有的說可以把科學原理升華成哲學原理在社會生活中應用。化學課代表提出問題:“我們用口訣、編歌等方式來幫助記憶化學知識,這算不算理科融合人文素養?”

筆者將這個問題繼續交由學生們討論——以口訣來總結、記憶化學知識是不是一種很好的理科課上融合人文素養的方法。經過討論,學生們認為:以口訣記憶知識確實很方便,但口訣缺少藝術價值與文化內涵,重在知識串聯而沒有思想、哲理的升華,似乎還達不到“人文素養”這個級別,而且口訣的數量非常有限,與化學學科的全部內容相比覆蓋度非常有限。

筆者引導學生們:“我們能不能不用口訣,而是系統地把化學知識體系用一首首詩詞總結、串聯、建構起來呢?”語文課代表馬上反應過來說:“我們可以用詩詞!”話音未落,教室里便炸開了鍋——化學知識可以用來寫詩嗎?我們能做到嗎?筆者示意大家安靜下來,在一體機上展示筆者最近寫的一首化學總結詩及其對應的學科知識背景闡釋:

《物質的分類》

物華雖萬億,
各有干枝依。
莫道平無奇,
俯仰生新意。

釋文:這世界的物質種類何其多,然而根據樹狀分類法,如此多的物質卻能一一歸到物質分類的譜系中。對于任何一種物質,如果換多個角度去分類觀察,便能掌握更多關于此物質的性質。

在同學們讀這首詩的時候,筆者便說:“看來以化學知識為背景作詩是可行的。那么,相信同學們也可以進行嘗試。”由此,筆者便在這個學期開啟了全新的化學課總結模式——用詩歌(絕句)的形式來概括一堂課的內容。由課代表收集大家的作品,再由筆者審閱評定,選出奪魁、優秀、良好三個級別的作品,并將奪魁作品在全班面前展示,由創作該作品的學生對詩歌(絕句)進行講解。截至目前,筆者已完成化學必修一第一章的教學,學生們也撰寫了許多總結詩,下面是部分奪魁詩及其解釋的摘選:

《分散系》

糖落水中如雪融,
煙入蒼穹便無蹤。
待得日上三竿后,
飴湯晶瑩劍穿空。

釋文:蔗糖加入水中可以逐漸溶解形成均一穩定的溶液,炊煙升空后也一樣難以觀察。然而當太陽升起后,便能利用丁達爾效應找出它們的區別——溶液在光的照耀下依然澄清透明,而布滿煙塵的天空則出現了一條條“光劍”直插云霄。

《物質的轉化》

一門眾弟兄,
功夫自同宗。
機緣各有異,
化作龍虎蟲。

釋文:同種類型的不同物質,往往具有一些通性,其原因是含有相同的微粒(如酸都含有氫離子),然而因為組成中的其他部分不盡相同,與之反應的物質也不盡相同,可以發生許許多多不同的反應,轉化成許許多多不同的產物。

《電解質的電離》

離子困晶房,
恨難入電場。
盼火破桎梏,
得水亦脫韁。

釋文:由離子組成的電解質固體難以導電,因為這些離子被困在晶胞中不能自由移動。通過加熱熔融或加水溶解便可以突破束縛,產生能夠自由移動的離子。

《離子反應》

硫鋇一相見,澄液化濁漿;
問君何能爾,離子結合忙。
反應如煙海,規律此中藏;
氣體沉淀水,烈馬再上韁。

釋文:硫酸鈉與氯化鋇溶液反應的宏觀現象是產生白色沉淀使得澄清的溶液變渾濁。而其微觀實質是硫酸根離子與鋇離子的結合。復分解型的離子反應數目很多,判斷依據是生成氣體、沉淀或水,而背后的微觀實質則是原反應體系中自由移動的離子在減少的過程。

《氧化還原反應》

元素何變價?
電子又遷家。
氧還本一體,
得失皆昵洽。

釋文:在氧化還原反應中元素的化合價改變的本質是電子的轉移。氧化反應和還原反應是一體的,發生氧化反應的同時也在發生還原反應。而原子經過得失電子(或形成共用電子對)后,各自形成穩定結構,并(在化學鍵的作用下)相互靠近。

《氧化劑與還原劑》

氧劑恨不足,
還劑子盈戶。
何妨相受授,
稍解彼此苦。

釋文:氧化劑需要更多電子以達到穩定結構,還原劑想要失去最外層電子以達到穩定結構。當兩者反應時,通過電子轉移既可以緩解不能達到穩定的痛苦,也因為氧化劑發生還原反應后生成還原產物便有了還原性,還原劑發生氧化反應后生成了氧化產物便有了氧化性,因而便稍稍了解了對方反應前的“痛苦”。

經過半個多月的教學,學生們對于用詩歌總結化學內容由初時的參與面窄、不適應、質量較低,再到后來的熱情高漲、努力思考、提煉、升華,優質的作品越來越多。而最近,如果某堂課開始時筆者忘記了詩歌總結環節,學生們一定會嚷嚷著提醒筆者,等不及要揭示本輪的奪魁詩,詩歌(絕句)已經儼然成了化學課不可分割的一部分。

被學生們的積極參與所感動,筆者的文學熱情也再次被點燃了起來,開始了關于高考化學復習專題總結詩的創作。經過一段時間的思考沉淀,又得拙作數首,特藉此機會忝列于學生的作品之后。

其一,化學計量專題:

《物質的量》

物質可稱量,
粒子暗自傷。
宏微得轉站,
兩界起巨梁。

釋文:宏觀物質可以稱量質量,而微觀粒子則只能計量數目而難以稱量。有了物質的量這一物理量作為中間橋梁,便能通過四個基本公式將宏觀世界與微觀世界之間聯系起來。

《NA陷阱》

氣體看標況,
溶劑有氫氧。
粒鍵思結構,
可逆需提防。

釋文:對于阿伏加德羅常數陷阱題,要注意題中描述的物質是不是在標準狀況下,在標準狀況下是否為氣態。討論溶液體系中的氫氧原子數目時,要注意溶劑中也有氫氧原子。判斷構成粒子數目時,要注意物質的構成微粒是原子、分子還是離子,判斷化學鍵數目時要思考物質的晶體構型。在判斷電子轉移的數目等情況時,要注意是否為可逆反應。

其二,元素及其化合物:

《堿金屬》

莫道熔點低,
還原性難敵。
浮水賽快艇,
臨風著薄衣。

釋文:堿金屬熔點較低(鈉鉀合金可作核反應堆的導熱劑),但還原性均很強,遇水能劇烈反應產生氫氣和強堿(“浮熔游響紅”),在空氣中能迅速與氧氣反應在表面生成氧化物而失去金屬光澤。

《氯氣》

舍勒黃綠氣,
奪電不余力。
鮮花黯失色,
毒菌皆披靡。

釋文:由舍勒最先發現的黃綠色氣體——氯氣(舍勒法制氯氣即其當年用二氧化錳與濃鹽酸共熱制氯氣的方法),具有極強的得電子能力(氧化性),在有水的環境中能使色素被漂白(實際為氯水中的次氯酸在起作用),還能作為自來水的消毒殺菌劑。

《鐵三角》

位列氫氣前,難存土石間,
偶得天外仙,始作犁與劍。
入酸失二電,遇水需熬煎,
高位總思退,山腰常慕巔。

釋文:鐵在金屬活動性順序表中位于氫前,化學性質比較活潑,因此難以在地殼中以游離態穩定存在。先民們最初是在偶然獲得的隕石中發現和利用了單質形態的鐵,后逐漸掌握其冶煉技術,開始用鐵制作農具和兵器。0價鐵遇到非氧化性酸只失去兩個電子變成+2價鐵,在高溫的條件下能與水蒸氣反應得到四氧化三鐵。當鐵處于高價(+3價)時,具有較強氧化性從而在反應中被還原,而當鐵處于中間價態(+2價)時,雖然同時具備氧化性和還原性,但以還原性為主。同時,最后兩句也蘊含雙關,具有一定的人生哲理。

《鋁和鋁合金》

白盔配密甲,
耐火抗氧化。
輕盈堅勝鐵,
酸堿乃克它。

釋文:鋁及其合金之所以長年能保持外觀銀白色金屬光澤,是因為表面有一層致密的氧化鋁薄膜,既能耐高溫(酒精燈加熱鋁箔,鋁熔化而不滴落)又能防止內部的鋁與氧氣繼續接觸而反應。鋁及其合金具有密度小、機械強度高的優點,但由于鋁和氧化鋁的兩性,使得鋁和鋁合金材料易被酸堿腐蝕。

其三,元素周期表與元素周期律:

《元素周期表》

元素次第被發現,排列且看門半仙;
質子數少靠前面,層數相等站成線。
縱行外層皆一致,八族三軍位中間;
主族副族依次現,零族落在最右邊。

釋文:隨著新發現的元素種類逐漸增多,便需要將元素們按照一定的順序排列整理,而門捷列夫便是這樣的天才(歸類已有元素,預測尚未發現的元素)。現行的元素周期表是按核電荷數(質子數)由小到大排列而成的,電子層數相同的元素位于同一橫排(周期),最外層電子數相等的元素位于同一縱行(族)。其中族又分為主族、副族(Ⅷ族屬于副族)和 0族,要記清楚它們在周期表中從左到右分布的位置。

《元素周期律》

得失安可知?
且看價電子。
山高皇帝遠,
才滿必自恃。

釋文:元素的金屬性與非金屬性由什么決定?首要的是看它的最外層電子數(與非金屬性正相關,金屬性負相關)。而對于同主族元素(最外層電子數一致),應當看其原子半徑(與電子層數正相關),原子半徑越大,距核越遠,受到的引力就越小,金屬性越強、非金屬性越弱。而對于最外層電子排滿的0族元素,由于其已經達到穩定結構,便體現出“惰性”,很難與其他物質發生化學反應。

對于用詩歌給化學課做總結這一學習方法,學生們由開始的欣賞和感受轉變為自行嘗試,再到師生互相感染、互相學習、互相成長,到最后達成文學與化學、傳統文化與理科思維的真正融合。筆者相信,五育并舉、全面發展的種子便會藉由化學的土壤在學生們心中真正開花了。