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感悟化学之美二

 AiChemi 2020-05-07

"AiChemi(爱化学)"公众号专注于中学生学化学、考化学、用化学,这里有他山之石,可助您一臂之力,李老师欢迎您的到来。

化学从封面开始就一页页的用精致的图画尽显化学之美。玻璃仪器的晶莹剔透,溶液的姹紫嫣红,半坡陶盆的悠远、勾践铜剑的冷峻,马踏飞燕的飘逸,金刚石的璀璨,孔雀石的斑斓,合成材料的神异无不透露出化学物质的静态之美。

化学之美不仅美在其外,更深藏于内。化学原理、定律看似单调、抽象、枯燥,实际上包含着丰富的审美内容。化学原理与定律用高度简练、概括、准确的语言,揭示了大自然中纷繁复杂的物质变化。化学符号的规整,元素周期的整齐,化学规律的严谨,化学式的丰富,仔细品味我们的化学,无处不透出美的元素。

科学本身就是真、善、美的有机统一。真美合一的审美理想,一直指引、激励着化学家们进行科学发现。例如:1867年,伟大的俄国化学家门捷列夫(1834~1907年)教授开始编写《化学原理》一书时,他面对的情景是何等的不美:浩如烟海的化学资料急需系统整理,60多种已发现的化学元素杂乱无章地组成化学迷宫,化学研究好像是在茂密的丛林中摸树。门捷列夫决心向大学生们描绘出一幅统一的和谐的化学图景,找出一切化学元素都服从的化学秩序。他冲破经验性研究的束缚,采取比较法,终于在1869年发现了自然科学的一条基本定律——元素周期律,为科学与化学的发展做出了巨大的贡献。后来,科学家们根据实验对元素周期律进行了修订,英国化学家莫斯莱指出周期律应当按原子序数排列而成;英国化学家索弟提出同位素假说、阿斯顿发现多种同位素。他们的修订使元素周期律更揭示了真实,使得门捷列夫周期表,显得更美。

化学无处不含美。中学化学美有哪些内容(或表现)?探讨这个问题有助于我们发现、感受、鉴赏、表现和创造化学美。 

我们可以将中学化学美分为八类:化学物质美、化学结构美、化学变化美、化学实验美、化学理论美、化学用语美、化学史美、化学教学艺术美。

1.化学物质美化学物质美的外在表现,是它们的形态美。如胆矾晶体蓝色的纯净、食盐颗粒的规整、结晶硝酸钾的奇异,钻石的晶莹华贵,红蓝绿宝石的夺目光彩,无色水晶的无遐透明……无不表现着化学物质的形态美。

化学物质的社会功用价值,是它们的实用美。如五光十色的霓虹灯把现代都市的夜晚打扮得繁花似锦,高分子材料的发展加速着信息社会的到来。人类的吃、穿、住、用、农、轻重,都与化学化工产品有关。各种化学产品美化着社会、美化着生活、美化着人类自身。

2.化学结构美

化学结构美是化学物质美的内在反映和决定因素。如金刚石是正四面体结构的空间网状结构。石墨是层状的结构,C60是60个碳原子组成如足球形状的奇妙结构。晶体都是以内部的原子、离子、分子有规则的对称排列为其最突出的特征,它们的万千仪态取决于结构的和谐、秩序和多样性。电子技术的发展和应用令人惊异地显示出物质的微观结构,STM扫描隧道显微镜图像已能使我们从清晰的照片中领略到化学的结构美。 

3.化学变化美

从某种意义讲,化学变化是化学美之源。化学物质美只是化学变化美的终极表现。钻木取火、百炼成钢、蜡炬成灰……形象地描述了化学变化美。桂林的如画山水、石林的突兀奇峰、地下溶洞的千姿百态……这些大自然的杰出创作,无不假手化学变化的鬼斧神工。

化学变化美不仅表现出色态万千的形象美,而且还蕴含着有规律可循的科学美。

4.化学实验美

化学实验是化学之母。也是化学美的大观园:装置美、操作美、现象美、设计美……真可以说集自然美、社会美、艺术美于一身。化学家们还在化学实验中表现出真、善、美。

学生们往往被课堂上化学实验所吸引,镁条燃烧夺目的强光,他们见所未见;酸中冒着气泡的金属令他们匪夷所思;刀片上演绎的曾青得铁而化为铜令他们感到奇妙,指示剂的变化令他们欢欣鼓舞。他们在课堂上“看、闻、听、触”,“观、思、悟、记”,其实也是最美的化学美景之一。

5.化学理论美

化学理论美是一种科学美。它不是美的自然现象的客观形式,而是美的自然现象的客观内容。它又被人称为“化学内在美”。中学化学理论美主要表现在:质量守恒定律之美、物质结构理论之美、元素周期律与元素周期表理论之美、物质电离理论之美等。以上理论的美的特征是:形式简洁、包容博大;从多样中寻求统一,从统一中演绎出多样;秩序、和谐和统一。

6.化学用语美

化学用语是通用的化学学科的专业用语,包括元素符号、化学式、化学方程式以及结构示意图、结构式等化学符号。化学用语美是化学美最典型的表现之一。例如“H2O”表示水;表示1个水分子;还表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子所构成;还能表示出水中有氢、氧元素,通过计算还可以知道氢氧元素的质量比是1∶8。如此丰富的含义足够我们玩味再三。

化学用语形式简明、内涵丰富、书写方便。这就是一种美。

7.化学史美

化学给人以知识,化学史给人以智慧。除化学实验外,学生特别感兴趣的,就是听化学史故事了。化学史中有举不胜举的真善美事例。化学史美不仅包括社会发展与化学发展呈波进关系的社会美,中国瓷器的辉煌,火药的发明和西传,点石成金的神奇,秦始皇、唐太宗祈求长生不老的悲喜剧,拉瓦锡的开拓,道尔顿阿伏伽德罗的伟大,卢瑟福的传奇,门捷列夫的天才,李比希自以为是的可惜,氟的发现前仆后继的悲壮。所有这些成就给人的成就美,化学成功发现的喜剧美,丧失发现机会的悲剧美以及科学家们表现出的崇高美。美的六种基本形态,即自然美、社会美、艺术美、崇高、悲剧、喜剧,几乎都在化学史美中存在着。正是许多杰出的科学家付出千辛万苦,才会给人类留下了不朽的物质和精神财富;也正是他们实事求是的科学态度,才会给人类带来永恒的美。从他们人格、心灵折射出的美,无时无刻不在激励着后来者的情怀。

8.化学教学艺术美

包括板书美、语言美、仪表美、教态美、节奏美等。教学艺术美表现着教师的素质,反映着教学水平,给学生们以很大的影响。 一堂好的化学课,宛如一篇令人回味的好文章,又如一首动人的乐章,总是令人轻松愉悦。课堂上教师厚积博学的知识功底、自然大方的教学仪态、端庄整洁的仪容打扮、自信轻松的面部表情、果断利索的举手投足、层次分明的教学设计、独具匠心的工整板书、真挚感人的教学情感、机智敏捷的思维引导,无时无刻不把学生带入知识的殿堂,让学生的思维放飞,在学生由衷的钦佩和赞叹声中,体现教师的人格魅力和教学艺术之美。这种润物无声的力量会深深地感染着学生,激励着学生。

物质变化的美,是化学美产生的基础。化学美是化学内容的“真”与化学形式的“美”的有机结合。

罗丹说,生活中不缺乏美,缺乏的是发现美的眼睛。化学本身蕴涵着极其丰富的科学美。作为一名化学教师,在向学生传道、授业、解惑的同时,还要发掘化学中美的因素,感受化学学科中的物质美、仪器美、装置美、现象美、规律美,并有机地融入教学之中,让学生在心里产生美的感受,在情感上产生美的共鸣,在学习上受到美的熏陶。使学生在审美的愉悦中掌握化学基本知识和基本技能,从而使美育和智育达成和谐的统一,最终达到提高化学教学质量的目的并使他们终生受益。

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