品中学化学实验之美
王晶 倪刚
[摘要]科学探究的过程是美丽的,化学实验亦如此。在中学化学实验教学中,应引导学生感受人文关、物质美、装置美、变化关,培养学生对美的感知能力,落实课标中“培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”的要求,同时激发学生的好奇心和求知欲,从而提高化学课堂教学的效率。
[关键词]化学实验;人文美;物质美;装置关;变化美
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A [文章编号]1674-6058(2020)08-0060-03
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验是进行化学教学的重要方式,是培养学生化学学科核心素养的重要手段。党的十九大报告中提出:“培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。”报告中提到的“美”即美育,而美育是素质教育的重要内容。“培养人们发现美、理解美、鉴赏美、创造美的能力,在知识的传授环节是不可缺少的。”在化学实验教学过程中,教师要促进学生感受人文美、物质美、装置美和变化美,让学生感受化学的独特魅力,激发学生的好奇心和求知欲,使学生更加积极、自主地参与化学教学活动,提高化学课堂教学效率。
一、人文美
在学科划分中,化学被认定为理工学科。但众所周知,化学有着极其深厚的人文底蕴。从刀耕火种到化学技术的广泛应用,人类的生活与化学密不可分。化学是一门科学性与人文性相统一的学科。《普通高中化学课程标准(2017年版)》的教材编写指导原则中强调要体现基础性、时代性、人文性,在化学教材内容的选择中也强调要体现科学与人文的结合。可见,在向学生讲授化学学科知识时,融合人文思想,既符合课标要求,又有利于提高学生的人文素养。
化学的人文美来源于源远流长的化学史,它美得独一无二。如历史上获得诺贝尔奖次数最多的家族——“居里家族”,一家四口三次获得诺贝尔奖。在1903年,居里夫人与其丈夫,在简陋的实验条件下,发现了新元素“钋”,共同获得诺贝尔物理学奖;1911年,她因分离金属“镭”和研究“镭”的性质做出卓越贡献而获得诺贝尔化学奖。在此期间,她开创了放射性理论,发明了分离放射性同位素的技术,最后因长期接触放射性元素去世;1935年,居里夫人的女婿与大女儿因发现人工放射性元素磷30,实现了人工核反应的又一大突破,获得了诺贝尔化学奖。居里家族在物理和化学方面做出的卓越贡献源于他们坚持不懈、不怕艰难的科学精神。
在化学实验教学中,教师应将人文历史适当地融入其中,让学生置身于化学家科学探究的情境當中,感受化学家所经历的挫折、成败以及化学家勇于质疑、百折不挠等的精神,培养学生科学的研究方法与思想观念,进而激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,提高学生的学习效率。
二、物质美
化学物质绝大多数是来自于自然中的物质,从它的外观形态到它的内在结构,处处彰显着化学的独特魅力。如金黄色的金单质、红色的铜单质、黑色的四氧化三铁晶体、浅绿色的氯化亚铁溶液、蓝色的硫酸铜溶液等,都以多彩靓丽的颜色给人们带来视觉上的冲击,彰显着化学物质特有的外观魅力。自然界中,碳元素存在四种同素异形体,有金刚石、石墨、碳60(富勒烯)、无定形碳(木炭、焦炭、活性炭等),通过观察它们的内在结构,发现由于碳元素构成了各种不同的结构,导致它们的物理性质千差万别,也进一步证明了“结构决定性质”这一观点。同样,元素的组成,由于内在结构的不同,呈现出不同的性质,让学生体会化学的结构美和内在美。
通过让学生感受自然界中物质的外观美和内在美,拉近学生与化学的距离,让学生真切感受化学的美,激起学生对于化学的学习兴趣。
三、装置美
化学的理论知识,来源于无数次化学实验的实践,可以说化学知识离不开化学实验的支撑。一个完整的化学实验由很多要素构成,搭建实验装置是其中必不可少的环节。现以初中的“氧气的制取”实验为例。人教版九年级化学教材中提及三种实验室制取氧气的方法,实验原理分别是:
第①②种制取氧气的方法采用固固加热法,装置如图1中的A所示。第③种制取氧气的方法采用固液反应法,装置如图1中的B所示。无论采用哪一种实验装置制取氧气,都必须遵循先上后下、先左后右的搭建原则,将无序的化学仪器组合成有序的实验装置,最终的制取装置要美观、匀称。在组装实验仪器的过程中,激发了学生亲自动手操作的欲望,培养了学生严谨的科学态度和团队协作的能力。在组装完实验装置后,学生内心充满自豪感,更容易体会到实验仪器及装置组装的有序、匀称、和谐之美。
四、变化美
化学实验中的美,最突出的是化学变化之美。每一个化学变化都有特定的反应原理,有属于自己特有的实验现象,每一种实验现象都会给学生带来美的享受、视觉上的冲击,让学生领略到化学变化的神奇与美丽。现以“铁及其化合物的性质”实验为例,展现化学变化之美(如表1所示)。
化学理论知识来源于无数次实验的实践,可以说没有化学实验,就没有不断更新的先进理论。可见,化学实验极其重要。但是由于升学考试的压力,许多教师将做实验改为讲实验,学生接触实验的次数少之又少,很难体会到化学实验的人文美、物质美、装置美和变化美。长此以往,化学实验乃至化学学科,便会成为学生眼中极其枯燥的一门学科,大大降低学生学习化学的兴趣。因此,在对学生进行化学实验教学时,要让学生领略到化学实验的美,以此激发学生学习化学的好奇心和求知欲,促使学生能够积极地、主动地投入到化学知识的学习中,在提高学生学习效率的同时,培养学生的人文素养。