探尋化學之美 感受化學魅力

楊相君

[摘? ?要]化學在人類的生產生活中發揮著重要作用，閃耀著魅力之光。文章立足理論研究與高中化學教學實踐，概述化學之美的特征與意義，提出探尋化學之美（即顏色之美、形態之美、邏輯之美、平衡之美、科學之美以及現實之美）的路徑，以期能讓學生體會到化學的絢爛多姿，感悟化學的無窮魅力，全面促進學生化學學科核心素養的提升。

[關鍵詞]化學美;顏色;形態;平衡;邏輯

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2022）09-0037-03

在人類歷史發展的長河中，遠到烘烤食物、照明取暖，近到火箭升天、疫苗研發，化學伴隨著社會的進步，經歷了漫長且曲折的探索過程，猶如天空中的繁星，放射出美麗的光芒。然而，在化學高考的壓力和化學教學活動形式不夠多元化的情況下，導致化學學習機械枯燥、重復煩瑣，部分學生很難感受到化學之美。本文結合高中化學教學現狀，在化學課堂中探尋化學之美，以期能讓學生體會到化學的絢爛多姿，感受化學的無窮魅力，全面促進學生化學學科核心素養的提升。

一、化學之美的概述

（一）化學之美的特征

1.化學之美的簡單性。化學中的元素符號、化學式、結構式、反應方程式等內容基本上都比較簡單明了，這不僅有利于學生突破語言文字的障礙進行學習和交流，而且有利于師生走進奇妙的化學世界，感受到化學符號的簡單之美。

2.化學之美的和諧性。盡管自然界中的事物豐富多彩，姿態萬千，但其基本構成的化學元素不會很多，看似矛盾的背后實際上體現了化學規律的和諧性。化學家從混亂無序的化學元素中發現秩序和規律，并將它們進行分類和排列，總結出兼具真與美的化學理論。其中的化學元素周期表就集中體現了化學的規律之美，能夠使人體會到格律詩般的和諧之美。

3.化學之美的對稱性。研究表明，從無機化學到有機化學，從微觀到宏觀，化學世界充滿了各種各樣的對稱性。對稱性通常表現在物質的形狀和結構方面，如璀璨的鉆石、美麗的雪花能給人以別樣的美感。從微觀的視角來看，金剛石晶體是正八面體形，水分子是角形（V形）結構。這些均體現了分子內部的對稱性和協調性。

4.化學之美的多樣性和統一性。多樣性和統一性也是化學之美表現出的特征。只有多樣性的美顯得雜亂，只有統一性的美未免單調。多樣性與統一性并存，才是真正的和諧之美。化學世界豐富多彩，但都統一于化學理論之中，無論是微觀粒子還是宏觀物質，都能夠納入化學概念的范疇，都統一于化學運動之中。

（二）探尋化學之美的意義

科學與藝術實質是一個硬幣的兩面，密不可分。化學是一門研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的學科。從具體維度上看，化學之美可以分為顏色之美、形態之美、邏輯之美、平衡之美、科學之美以及現實之美等。教師將化學之美融入化學教學過程當中，使得化學教學既是理性的認知過程，又是感性的審美過程，既符合教育規律，又契合審美規律，從而將化學教學過程轉變為具有審美趣味的、求真創美的教育活動，讓化學教學充滿魅力，浸潤于美的氛圍之中。

二、探尋化學之美，感受化學魅力

（一）顏色之美，在實驗中贊嘆化學的五彩繽紛

當學生走進化學的世界，眼前便呈現出一條五彩繽紛的路，好似踏上了一段奇妙的旅行。化學之美包含顏色之美，藍色的硫酸銅晶體、紫色的高錳酸鉀溶液、橙紅色的溴水、紅褐色的氫氧化鐵膠體、淺綠色的硫酸亞鐵……多種顏色和物質讓人目不暇接。這是化學中的財富，教師可利用學生對顏色的喜愛，順勢展開對化學原理的分析，讓學生透過現象看本質，撥開迷霧見真理。

例如，在學習“焰色反應”時，教師可以利用五顏六色的煙花來吸引學生的注意力，帶領學生進行深層學習。

[生活情境]除夕夜，絢麗多彩的煙花為節日增添了無限樂趣，你們知道煙花為什么會呈現出不同的顏色嗎？

[課堂實驗]用鉑絲分別蘸取碳酸鈉溶液、硝酸鉀溶液和硫酸銅溶液，放在酒精燈上灼燒，并觀察火焰的顏色。每次蘸取完之后都要用鹽酸將鉑絲洗滌干凈，以避免火焰顏色相互干擾。

學生通過實驗觀察到不同的火焰顏色，主動對不同的現象進行對比，討論焰色反應的原理，討論這些變化是否屬于化學反應，并通過查閱資料解開自己心中的疑惑，活躍課堂氣氛。這樣學生不僅掌握了化學反應的原理，還培養了一定的探究意識，主動對實驗進行改進創新，不斷驗證自己心中的猜想和推理，找到了新的科學探究方法，形成正確的情感態度和價值觀。

（二）形態之美，在結構中分析化學的樣貌各異

從宏觀上看，不同的化學物質在形態、作用上各有不同。從微觀上看，不同的化學物質內部結構也各不相同，如金剛石的立體網狀結構、C60的足球狀結構……結構迥異的化學物質有的如一首首對仗的詩歌，讓人心靈神往。化學之美在于形態之美，借用形態之美，教師可以帶領學生從宏觀到微觀，仔細觀察化學物質的內部結構，領略其排列之美。

例如，在教學“晶體的結構與性質”時，教師可以先讓學生觀察一些物質的宏觀存在，再給學生展示這些物質的微觀結構，讓學生發現化學物質內部結構的排列之美，進而學習晶體的結構和性質。

[課堂展示]展示金剛石和金剛石的結構，如圖1、圖2所示。

在圖片的展示過程中，學生從宏觀觀察進入微觀探索之中。在對金剛石結構的研究中，學生清晰地看到金剛石結構中，碳原子與碳原子之間以共價鍵的形式相連，每個碳原子與相鄰的四個碳原子形成正四面體，鍵角是109.5°，每個碳原子的雜化方式都是sp3，碳碳鍵的鍵能大，故金剛石的硬度和熔沸點都很高。在學習的過程中，學生還發現硅、鍺等物質也具有金剛石的結構，他們對化學的形態之美有了透徹的理解，對化學學習更感興趣了。B4B6656C-43DA-4857-90DE-D69074C024F7

（三）邏輯之美，在推導中領悟化學的環環相扣

學習化學不能依靠機械地死記硬背，這樣會讓化學失去靈魂，邏輯推導才是化學的生命。只有將知識之間的內在聯系進行串聯和并聯，才能實現化學學習的融會貫通、舉一反三。化學之美在于邏輯之美，根據學生對物質性質的掌握情況，教師可以以問題的形式來激活學生的思維，幫助學生掌握物質性質之間的邏輯關系，領悟化學知識的邏輯之美。

例如，在探究“碳與濃硫酸反應的產物”時，教師可以引導學生對反應產物的性質進行回顧，然后在驗證實驗設計的討論中找到問題的核心。

[課堂問題]碳與濃硫酸反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，如何鑒別它們呢？鑒別順序又是怎樣的呢？

在鑒別二氧化硫、二氧化碳和水時，學生選擇的物質差不多，最終都能達成一致，但在三者的鑒別順序上卻出現了意見分歧。此時，教師不急于給出解釋或答案，而是讓學生以小組的形式自己梳理其中的邏輯，在思維的拓展中領略化學邏輯之美。思想碰撞引發了激烈的討論，討論之后是冷靜的思考。學生很快得出了“水→二氧化硫→二氧化碳”這個正確的鑒別順序，在探索中領悟化學的環環相扣，深深被化學邏輯之美所吸引，學習化學的興趣更濃厚了。

（四）平衡之美，在移動中體會化學的哲學意味

化學中的平衡不是靜止的，而是動態的。化學之美在于動態平衡之美，借助平衡移動原理，教師可以讓學生在平衡移動的條件中領悟學習的真諦。這種平衡移動的變化令人遐想，其中的哲學意味令人回味。

例如，在學習“影響化學平衡移動的因素”時，教師可以讓學生對化學平衡移動原理（也稱勒夏特列原理）進行分析，以引導學生進行更深層次的理解。

[原理展示]對于一個已達平衡的可逆反應來說，如果改變影響平衡的其中一個因素（濃度、溫度或壓強），平衡就會向著減小這種改變的方向偏移。

在對原理的分析中，學生明白一旦打破平衡的本質，正反應速率將不再等于逆反應速率，反應必然會向著某一方向偏移。學生還明白了增加其中一個影響因素（濃度或壓強），平衡雖然會向著減小這種改變的方向偏移，但重新平衡時的濃度或壓強仍然會比原來大。在對知識的分析中，學生通過遷移反思也明白了影響學習平衡的因素主要有學習的動力和偷懶的思想，只要增強學習的動力，即使動力在學習平衡的移動中有所減弱，也使學習上升到一個新的臺階。將這個道理放在人生中同樣受用，學生要能學會用平衡的思想來對待得失，進而樹立正確的人生觀，在努力進步中找到平衡。

（五）科學之美，在嚴謹中構建化學的認知模型

化學作為一門自然科學，揭示的是客觀存在的事實，需要反復被論證、推敲和驗證。化學之美在于科學之美，借助科學之美，教師可以引導學生掌握學習的方法和技巧，幫助學生獲取正確的化學知識，使學生構建出認知模型，為今后的化學學習奠定基礎。

例如，在教學“鹽溶液中離子的三大守恒關系”這一知識點時，教師就可以采用問題的形式，讓學生認識溶液中離子之間的三大守恒關系，并通過自主學習來掌握規律、構建模型。

[課堂問題]碳酸鈉溶液中存在的三大守恒關系有哪些？

電荷守恒關系：c（Na+）+c（H+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+c（OH-）

物料守恒關系：c（Na+）=2[c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）]

質子守恒關系：c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）

在分析電荷守恒關系時，學生明白了陽離子所帶的正電荷總數等于陰離子所帶的負電荷總數，所以碳酸根的濃度要乘以2;在分析物料守恒關系時，學生學會了利用鈉元素與碳元素的元素比;在分析質子守恒關系時，學生認清了水電離出的氫離子濃度與水電離出的氫氧根濃度相等這一本質。進行這樣的分析和學習，學生對三大守恒關系有了清晰的認識，理解了化學的科學性和嚴謹性，構建了認知模型，找到了正確的化學學習方法，對化學學習更有興趣了。

（六）現實之美，在創新中見識化學的廣泛應用

化學的作用是為社會服務，因此化學知識在生產生活中有著廣泛的應用，化學素材隨處可見，化學對人類的發展發揮著積極的作用。化學之美在于服務現實生活之美，借助化學知識在現實中的應用，教師可以引導學生從不同的角度了解化學知識的用途，從而體會化學的價值，明白學習化學的意義。

例如，在學生對化學知識有了一定的學習和了解之后，教師就可以讓學生在生活中尋找化學之美，找出化學知識在生活中的應用，以此拉近學生與化學之間的距離，讓學生發現化學的現實之美。如探討化學物質在生產生活中的用途：（1）飛機場的鈉光源燈，能夠穿透大霧，為飛機的正常飛行服務;（2）航天科技的機體材料和助燃材料，確保了航天事業的順利發展;（3）農業生產中的化肥與農藥，保障了農民的豐收;（4）紡織印染所用到的合成纖維和染料，為人們提供了五顏六色的衣服和紡織品。

總之，化學在人類的生產生活中無處不在，在現實中閃耀著特有的光芒。在日常生活中，學生只要擁有一雙發現美的眼睛，就可以在身邊尋找到化學之美。在教學活動中，教師要幫助學生練就一雙慧眼，鼓勵學生主動地探索、發現化學之美，感悟化學魅力，最終實現在化學學習上的飛躍。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

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（責任編輯? ? 李琪琦）B4B6656C-43DA-4857-90DE-D69074C024F7