化学与美

化学与美

在一般人眼中，化学总是与“有毒”、“有害”、“危险”等不美的词相连；在中学生心里，化学是分子、原子和做不完的习题。显然，化学的美没有得到充分体现。化学这门研究分子、创造分子的科学，体现为化学物质和谐之美、化学实验新奇之美、化学理论简洁之美和化学家创造之美。化学的美是内容的美、抽象的美、理性的美，学生需要在教师创设的化学审美情境中，学习、体验、感受化学的美，从而形成化学审美意识。所谓化学审美意识，就是人们感受、鉴赏乃至创造化学美的一种自觉的心理状态。一个人的审美意识越强，其审美能力越高，则其创造力也就越高。审美在科学创造中发挥着重要的动力作用，因此教师在教学中如何创造化学审美情境，培养学生化学审美意识，激发学生的创造力是一个值得研究的课题。本文拟从以下几方面进行探讨：一、发现化学物质结构之美，激发学生的探究兴趣学生是通过氧气、氢气、铁等物质的学习，逐渐走入化学世界的。教师在教学中应有意识地引导学生发现化学物质结构之美，欣赏化学物质的和谐之美。许多化学物质如湛蓝的明矾、洁白

的皓矾、五颜六色的铁的化合物等有着多样的颜色之美。化学物质之美不在于感性的外观，而在于其结构的和谐秩序，“正是这种美使物体也可以说使结构具有让感官满意的彩虹一般的外表”(彭加烈)。教师要以自己深厚的专业知识、审美的心灵、画家的慧眼、理性的分析，引导学生发现化学物质的内在之美，激发学生探索化学美的兴趣。例如显微镜下立方体的食盐晶体、八面体的明矾、棱柱状的硝石晶体，以其规则的形状使学生惊讶不已；金刚石中每个碳原子金字塔般的结构成键，优美牢固，缔造了金刚石的坚硬；而石墨由六边形构成的网状碳原子平面，以o．335纳米的问距一层一层地叠在一起，和谐稳定；由60个碳原子构成的现代足球状的球体结构的C。分子，拥有完美的对称性。同样由碳原子构成的物质，却因其结构的不同，而性格各异。教师引导学生透过表象，体会物质多样性中的统一之美、物质结构的层次之美，感受晶体、分子、原子结构中无所不在的对称、稳定、均衡之美，用美的愉悦激发学生对和谐的追求和创造。

二、感受化学实验之美，激活学生

的创造动力化学实验是最吸引学生的活动，学生在实验中观察变化，认识物质，发现规律，更是体验化学家发现真理的愉悦、感受化学探索之美的过程。教师在教学中要充分挖掘化学实验之美，创设审美情境，激活学生的创造动力。线条流畅、晶莹剔透的化学仪器，错落有致、设计巧妙的实验装置和设计严谨的实验步骤给人以直观的美。化学实验中瞬息多变、色彩斑斓的变化使学生最能感受化学之美。例如镁在空气中燃烧发出“耀眼的白光”；酸碱指示剂的颜色变化；细铁丝放在空气中灼烧时只是红热，而在氧气中“剧烈燃烧、火星四射”的美丽景象总是会激起学生的一片惊叹之声。在“魔棒点灯”，“小猫捉迷藏”、彩色喷泉实验等趣味实验创设的审美情境中，学生会被实验的变幻之美所吸引、所陶醉，会激发学生探求这美产生的原因。正是这种对美的好奇、对真的渴求，会激发学生创造的欲望和创造的动力，激活学生的创造性思维和创造性想象。教师在教学过程中，要不断挖掘化学实验中美的因素，同时改进实验，创设赏心悦目的化学审美情境。如氨水使滴有酚酞的滤纸变红的实验常会使空

气中弥散难闻的气味，若把白色滤纸做成白花，再滴上酚酞试液，用翠绿的叶子为衬托，使反应在密闭的玻璃罩中发生，在绿叶中的“白花”由边缘开始一点点地由粉红到深红，非常美。实验既减少了试剂的用量，又避免了空气污染，体现了绿色化学的观念。化学实验的变幻之美还能激发学生创造美的热情。例如在准备化学趣味实验竞赛的过程中，“烧不坏的手帕”、“冰棒点灯”、“水变

茶”等许多充满趣味的小实验吸引着学生，促使他们只要有时间就跑到图书馆或上网查找资料，到实验室

一次次地尝试，寻求实验原理和实验方法，在失败和成功之中学习科学研究的方法和过程，体验创造化学

美的乐趣。

三、体验化学理论之美，培养学生的创造精神

在教学中，我们常常侧重于对理论的准确描述和熟练应用，而忽略在其知识和技能的训练中，引导学生体验化学理论的简洁新奇之美和应用时思维的流畅新颖之美。例如，元素周期表是体现化学理论美的典范。门捷列夫把当时已知的化学元素按原子量和化系列，使周期表在整体上呈现出美妙的循环和节奏，留下的空位预言了未知元素的化学性质，显示了理论良好的简洁性和预见性。从德谟克利特提出原子论，经过牛顿、道尔顿、汤姆生、卢瑟福以及普朗克到玻尔原子模型的提出，一步一步地展示着基本粒子内部的无限层次性和秩序性，都给人以一种理智的满足和精神的欢愉。勒沙特列平衡移动原理以其逻辑的简单性和应用的广泛性，给人以简洁明快之美；酸碱中和、氧化还原、溶解结晶的对立统一之美；质量守恒、能量守恒的变化永恒之美⋯⋯化学理论是化学体系中最美的华章。教师要善于体会和发现理论之美，把美的信息通过教学审美情境给学生以潜移默化的影响，就会使理论教学不陷入生涩枯燥之中。学生对化学理论的理解和掌握，表现在应用化学理论创造性地解决问题的过程。如CO和C0：混合气体含碳元素36％，取此混合气体59，通过

足量的灼热CuO后，将气体通入足量澄清石灰水中，得到白色沉淀质量为多少克?一般的解题思路是根据混合气体中碳元素的质量分数，分别求出59混合气体中CO和C0：的质量，再根据化学方程式计算求出CaCO，的质量。这种思路求解，过程复杂，计算烦琐，不易得到正确答案。但有的学生变换思路，发现解题关键在于碳元素的质量反应前后不改变，若运用守恒法解题，过程会十分简单，其思维流畅灵活，善于变通，给人以新颖独特之美，学生的创造性得以激发和展现。四、挖掘化学史的创造之美，培养学生的科学精神化学史是一部不断探索创造的历史，更是一个引人人胜的追求美、创造美的历史。如玻义耳为记念因长期用舌头鉴别土壤的酸碱性而不幸患病早逝的恋人，发明了石蕊试纸，给整个人类带来生命的保障和科学的进步；启普发生器的巧妙设计，钒因其有多种颜色美丽的化合物而拥有了美丽女神的名字等都能使学生体会人类创造之美。化学史中科学家的创造历程同样能激发学生的学习兴趣和创造热情。如德国科学家凯库勒发现苯分子结构，充分体现了科学审美想象的独创性和新颖性；居里夫妇经过艰苦的4年，在进行了5677次实验和458次分离实验的失败后，才从8吨沥青中分离出0．129氯化镭的过程，尤其是“居里夫妇雨夜走进实验室时，黑暗中镭淡淡的幽光使他们无比幸福”的视频资料营造的审美情境非常感人，学生无疑会为居里夫妇的科学精神而折服。“学化学可以给人以知识，化学史可以给人以智慧”(傅鹰)。德国物理化学家弗立茨·哈伯，靠自己的勤奋发现了大规模合成氨的原理，并由此获得1918

年诺贝尔化学奖。氨是合成肥料的主要原料之一，化肥的应用，使有限的耕地为剧烈膨胀的人口供给足够的粮食具备了可能，使数百万人摆脱了饥饿。这是真与善的和谐统一，是化学创造美的充分体现，也是化学家最大的自豪。而在第一次世界大战中，这位天才的化学家却将全部智慧和创造投入到残忍的军事武器毒气的研制中，结果助纣为虐，屠杀了自己百万同胞。真和善的背道而驰，给人类带来了灾难。化学家的人生经历给学生以启迪，科学是一把“双刃剑”，只有按照科学规律去实践，遵循美的规律来创造，真和善才会和谐统一，人和社会才能和谐发展。化学审美情境的创设需要教师不断提高自身教学艺术水平，才能将化学的美传达给学生。教师优美流畅的板书、生动风趣的语言、行云流水般的实验操作、深厚广博的专业功底、有张有弛的教学节奏、宽容积极的心态、独具个性的教学都会给学生以美的熏陶和享受。教师要善于不断地发掘美育因素，巧妙创设审美情境。如巧用古诗词“粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间”引出碳酸钙的性质；用“卖炭翁，伐薪烧炭南山中⋯⋯”了解炭的制造。多媒体CAI课件展现微观分子运动、模拟化学变化过程和奇妙的分子艺术都能创设出满意的审美情境，激发学生学习化学的兴趣；而丰富的视频资料揭示的空气污染、水的污染等触目惊心的极其不美的画面能促使学生不断地追求美、创造美的激情。化学审美情境的创设需要教师不断地提高自身的专业素养，同时不断学习美学美育理论，发掘体会化学之美，使自己拥有敏锐的审美感受力和准确的审美鉴赏力，才能在化学教学中创造教学艺术之美，表现化学科学之美，使学生在化学审美情境中，燃起内心创造的烈焰。