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化学实验中蕴含的人文精神初探

2014-10-21黄双滢郑柳萍

化学教与学 2014年10期
关键词:烧杯仪器气体

黄双滢 郑柳萍

摘要:化学实验不仅是培养学生观察能力、思维能力、创新能力和科学素养的重要措施,化学实验中更是蕴含着丰富的人文精神。

关键词:化学实验;人文精神

文章编号:1008-0546(2014)10-0025-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

化学是一门以实验为基础的学科,而化学实验是化学教与学的主要探究方式[1]。《普通高中化学课程标准(实验)》也指出化学学科应设计以化学实验为主的多种探究活动,让学生在科学研究中逐渐培养创新精神和实践能力。并且认为化学课堂体系的构建应该以人类文化背景为前提,挖掘化学课程中蕴含的人文内涵,发挥化学课程对培养学生人文精神的重要作用[2]。为此,我们应该不断挖掘化学实验中蕴含的丰富的文化内涵,在潜移默化中教会学生做人、做事、做学问,不断提高学生的文化素养。

一、个体的独特性

在实验室我们可以见到许许多多各式各样的化学仪器,比如量筒、移液管都可用于量取液体,但移液管的精确度高;烧杯和容量瓶都可用于配制溶液,但容量瓶属于精密仪器,适用于配制相对准确浓度的溶液等。可我们不能因此就说量筒、烧杯没有存在的意义,很多时候使用量筒、烧杯反而比较便利,比如需要溶解或稀释化学药品时,我们选用烧杯。就像浓硫酸的稀释,我们只需将浓硫酸沿玻璃棒慢慢注入到水中,并用玻璃棒不断搅拌即可。试想一下,我们人生活在芸芸众生中,每个人的生活状态可能不一样,有的人平凡的如一粒尘埃,有的人伟岸如高山,但他们都有自己的独特性。正所谓,“天生我材必有用”,我们没有必要为自己的平凡而自怨自怜,没有平凡哪里能凸显伟大呢,再说世上平凡之人何其多,正是平凡之人才构筑我们的大千世界,更何况“三人行必有我师”焉。所以不要介怀你的平凡,在平凡的位置上寻找你人生的奋斗目标,坚定勇敢的朝自己的目标迈进,你可能平凡但却独一无二。

二、个体的灵活性

化学实验相当奇妙,不但可以观察美妙绝伦的实验现象还可以领略化学仪器的精妙使用。比如,在收集气体时,长进短出收集密度比空气大的气体,短进长出收集密度比空气小的气体,仅是改变了导管的长度;或者,在长进短出的集气瓶中加满水可用于排水收集气体或洗气;加热固体试管口要稍微向下倾斜,加热液体试管口却要稍微向上倾斜。可见,仪器灵活使用其妙用无穷也。而人作为有思想有灵魂的使者,更是应该学会灵活沉着的应对各种难题或挫折。“世上无难事,只要肯登攀”,遇到挫折磨难,拐个弯或许又是条条大道通罗马,正所谓“车到山前必有路,柳暗花明又一村”。人的一生不可能一帆风顺,当我们遇到困难挫折时不可气馁,亦不可墨守成规,要发散思维随机应变,灵活运用现有条件渡过难关。溪流遇岩石阻挡都尚且懂得绕道而行,何况是鲜明灵活的个体。

三、团队的协调性

要完成一个实验很多时候并不是单靠一两个实验仪器就能完成的,而是需要借助多个仪器间的协调组合。比如,我们在制取气体时,就需要气体发生装置-气体净化装置-气体收集装置-尾气处理装置组成一套完整的气体制备系统,由蒸馏瓶、集气瓶、导管、烧杯等一系列仪器搭建组成实验装置。俗话说,单丝不成线,独木不成林。我国目前社会经济处于蓬勃发展的时期,社会的分工越来越精细,无论个体有多大的才能,没有与人合作精神,仍旧难以成就一番大事。换句话说,要取得事业的圆满成功往往是众人精诚合作的结果。曾今看见过这样一个故事:一个瞎子和一个跛子被大火困在大楼里,眼看只能身陷火海,但四肢健全的瞎子和眼睛明亮的跛子,他们相扶相持组合成一个完整的“身体”,最终从大火中死里逃生。可见,人难免存在不足,学会与他人合作,扬长避短,发挥团队精神可以提供更大的发展平台,让我们更好地施展才华,并收到事半功倍的效果。正所谓,“二人合力,其力断金”。在学习生活中互帮互助,团结协作可以让我们的学习更上一层楼,让我们收获学习之外更多的精神财富。

四、把握好“度”

所谓度,就是控制事物“质”与“量”的界限。在化学实验过程中,我们常需要控制一定的实验条件,条件改变将会影响实验结果。比如,金属钠与氧气在常温下反应生成氧化钠,在加热条件下生成过氧化钠;乙醇在浓硫酸催化条件下,控制170摄氏度生成乙烯,140摄氏度生成乙醚;金属铜与稀硝酸反应生成一氧化氮,与浓硝酸反应生成二氧化氮;氢氧化钠与少量二氧化碳反应生成碳酸钠,与过量二氧化碳生成碳酸氢钠等等,在实验中诸如此类的例子数不胜数,有时候实验条件的控制可能直接影响到实验的成败。这就告诉我们,其实很多事情都存在一个度的把握问题。我们做任何事情都要合理把握一个“度”,只有适度才能恰到好处。古代圣人就道出“月盈则亏”、“水满则溢”。哲人说得好:“真理再往前一步,便成为谬误。”孔子亦告诫我们在待人处事上要把握适度,对待领导,“所谓大臣者,以道事君,不可则止”,对待朋友,“忠告而善导之,不可则止,勿自辱焉”[3]。为人处世可谓是一门大学问,为人不可太圆滑,工于心计,忙于算计,见风使舵,或是做个没有原则的墙头草,让人不敢轻易接近;亦不可太棱角分明,浑身是刺,对他人漠不关心,言语刻薄,固守己见,自私自利,没有站在他人的立场换位思考问题,结果也只能形单影只没有朋友[4]。人是最复杂的情感动物,俗话说“人心叵测,害人之心不可有,防人之心不可无”,人与人的交往,要处之有道,方圆有度恰到好处。

五、尊重不完美

化学实验过程,我们没有办法保证实验现象或结果完全遵循我们预测的路线发展,它可能会由于操作过程中的一点偏差,偏离既定轨道出现意料之外的现象。比如氯水能使pH试纸先变红后变白,但实验过程我们发现pH试纸中心有时候呈黄色啊,这是为什么?或者我们常因为仪器的精密度问题或人为操作不当引起误差,比如我们在配置一定浓度溶液或酸碱滴定过程中总会有误差。这种现象会被认为是实验的不完美,是实验的败笔,其实不然,我们不要刻意忽略这种不完美,尊重实验的不完美,倘若好好正视这种细微的不完美,我们或许能有意想不到的收获。英国科学家雷利,发现用氨气通过灼热的氧化铜制得的氮气比从空气中分离制得的氮气每升轻0.00649,尽管这一差值微小常被各种权威言论忽略,但雷利没有轻信某些化学家的关于存在“轻氮”和“重氮”的假设,更没有认为这是实验本身的“误差”而加以“修正”,他正视这个微小差距并认真深入琢磨研究。对“为什么用不同的方法制备出来的氮气的密度会有差别呢?”这一问题抓住不放,并制定了周密的研究计划,终于发现了一种新元素——氩[5]。19世纪,法国科学家库瓦特正在实验室专心致志地做从海藻中提取硝石的实验时被一只淘气的猫撞倒了两个玻璃瓶,一个盛有海藻灰和酒精的溶液,另一个里面盛有浓H2SO4,使这两种溶液混在一起,随即升起一缕刺鼻的紫色气体,这种气体冷凝后又变成紫灰色的晶体,且有金属光泽。库瓦特并没有因为这偶然意外造成的实验失败而大发雷霆,反而正视这个偶得之的实验产物,将紫灰色的晶体收集起来研究,通过一系列实验,于1813年宣布发现新元素“碘”[5]。雷利和瓦特正是正确看待实验中的不完美,从而在化学发展上做出突出贡献。endprint

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