化學(xué)藝術(shù)晶體制作實(shí)踐活動(dòng)研究

譚文生

摘要：不斷喚醒和激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)和實(shí)踐之中是教師的職責(zé)。指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展化學(xué)藝術(shù)晶體制作活動(dòng)，能適應(yīng)中學(xué)生好動(dòng)的天性，發(fā)揮學(xué)生合作探究的作用，讓學(xué)生探究化學(xué)之奇，體驗(yàn)化學(xué)之趣，感受化學(xué)之美，同時(shí)能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：晶體制作；實(shí)踐活動(dòng)；能力培養(yǎng)

文章編號(hào)：1005–6629（2017）3–0029–03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

蘇霍姆林斯基說(shuō)：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。”對(duì)剛剛踏入中學(xué)校門的高中生來(lái)說(shuō)，希望獲得他人認(rèn)可、建立自我強(qiáng)烈成就感的情結(jié)在其精神世界里顯得更加突出。如何在理論和實(shí)踐之間打造一個(gè)平臺(tái)，既能使學(xué)生在“經(jīng)歷-體驗(yàn)-感悟”中收獲學(xué)習(xí)的方法，又能讓學(xué)生獲得強(qiáng)烈成就感呢？化學(xué)是以一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)習(xí)中最主要的探究手段。而化學(xué)藝術(shù)晶體制作與一般實(shí)驗(yàn)相比，更能夠起到激發(fā)興趣、吸引學(xué)生、調(diào)動(dòng)積極性的作用。當(dāng)然，學(xué)生更喜歡自己動(dòng)手進(jìn)行晶體制作。開(kāi)展學(xué)生趣味化學(xué)晶體制作活動(dòng)，不僅讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)之趣，感受化學(xué)之美，更是發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生探究、合作能力，展示學(xué)生創(chuàng)造性的很好的方法[1]。

1 活動(dòng)開(kāi)展的背景

1.1 落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的育人功能

教育部《中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室規(guī)程》指出實(shí)驗(yàn)室應(yīng)成為學(xué)校進(jìn)行素質(zhì)教育、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所和科學(xué)啟蒙園地。應(yīng)探索高中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和創(chuàng)新活動(dòng)平臺(tái)建設(shè)，改變?cè)u(píng)價(jià)方式，促進(jìn)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。省教育廳《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的意見(jiàn)》要求中小學(xué)要把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科技教育密切結(jié)合起來(lái)，在充分發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道作用的同時(shí)，因地制宜開(kāi)展豐富多彩、富于創(chuàng)造性的科技教育活動(dòng)。在學(xué)校開(kāi)展學(xué)生化學(xué)藝術(shù)晶體制作活動(dòng)，不僅可以讓學(xué)生更好地掌握國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，更能很好地利用實(shí)驗(yàn)室，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的育人功能[2]。

1.2 適應(yīng)青少年好動(dòng)的天性，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能

好動(dòng)是青少年學(xué)生的天性，但在中學(xué)平日的化學(xué)課堂教學(xué)中，教師往往因受高考因素的影響和課時(shí)緊張的限制，重分?jǐn)?shù)重理論，輕實(shí)踐輕活動(dòng)的情況比較突出，學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)經(jīng)常被擠占。即使有課堂實(shí)驗(yàn)也大部分由教師操作一手包辦，學(xué)生只能看實(shí)驗(yàn)，無(wú)法獲得親身體驗(yàn)，這嚴(yán)重制約了學(xué)生各項(xiàng)能力的培養(yǎng)。為了改變這種狀態(tài)，豐富學(xué)生對(duì)科學(xué)探究等活動(dòng)的感受和體驗(yàn)，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，發(fā)展學(xué)生個(gè)性，開(kāi)展學(xué)生化學(xué)藝術(shù)晶體制作活動(dòng)正當(dāng)其時(shí)，學(xué)生對(duì)此類活動(dòng)具有濃厚的興趣，只要學(xué)校組織得當(dāng)，學(xué)生參與活動(dòng)的積極性將空前高漲。

2 活動(dòng)實(shí)施方案

此活動(dòng)在高一年級(jí)開(kāi)展，學(xué)生以自愿為原則，以個(gè)人或2-3人組成制作小組；各小組自己購(gòu)買制作晶體所需的化學(xué)試劑（如膽礬、明礬、綠礬等），學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室可提供場(chǎng)地和部分儀器藥品；在教師指導(dǎo)下，研究小組探究制作不同形態(tài)大晶體的方法，做好實(shí)驗(yàn)記錄、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；每一個(gè)小組可研究制作出一種大晶體，各小組將自己制作的大晶體做藝術(shù)化處理，形成作品，并給自己的作品命名，同時(shí)拍攝成照片（用多張照片或視頻記錄晶體的成長(zhǎng)過(guò)程）；最后是成果展示和評(píng)獎(jiǎng)，展示的內(nèi)容包括：作品實(shí)物、晶體制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告和作品照片。

3 活動(dòng)的結(jié)果與展示

在我校開(kāi)展的化學(xué)藝術(shù)晶體的制作活動(dòng)中，學(xué)生興趣濃厚，行動(dòng)積極。所有各式晶體的制作均由學(xué)生查資料、實(shí)驗(yàn)探究、動(dòng)手操作并完成視頻拍攝。在晶體緩慢的生長(zhǎng)過(guò)程中，他們每天都要去實(shí)驗(yàn)室細(xì)心照看晶體的生長(zhǎng)，生怕它出一點(diǎn)事。當(dāng)看到自己制作的晶體通過(guò)多次結(jié)晶慢慢長(zhǎng)大，變得跟真的寶石似的時(shí)，個(gè)個(gè)興奮不已。當(dāng)把玩著自己親手制作的“人造寶石”、藍(lán)色晶花時(shí)，每個(gè)人的臉上都洋溢著收獲的喜悅，并把作品當(dāng)成了藝術(shù)欣賞品珍藏了起來(lái)。

學(xué)生作品一：美麗的單晶（如圖1）。培養(yǎng)單晶是晶體制作最基本但條件控制要求卻更高的方式，學(xué)生嘗試選用各種藥品培養(yǎng)單晶，選出了適合制作晶體的藥品有五水合硫酸銅（分子式CuSO4·5H2O）、氯化鈉（分子式NaCl）、十二水硫酸鋁鉀[分子式KAl（SO4）2·12H2O]、鉻酸鉀（分子式K2CrO4）等。學(xué)生選好藥品，首先根據(jù)溶解度曲線表，查找出需要的溶解度；然后根據(jù)查到的結(jié)果進(jìn)行稱量，配制出過(guò)飽和溶液，再進(jìn)行過(guò)濾，得到了飽和的溶液；最后倒入培養(yǎng)皿中靜置（防止震動(dòng)），耐心等待晶核的出現(xiàn)（因各季節(jié)天氣、溫度、濕度不同而導(dǎo)致析晶時(shí)間長(zhǎng)短不同）。當(dāng)獲得了滿意的晶核后，再配制一杯干凈的飽和溶液把晶核放入即可進(jìn)行單晶的培養(yǎng)。

4 總結(jié)與反思

4.1 教師組織指導(dǎo)得力，學(xué)生參與踴躍

學(xué)生對(duì)活動(dòng)的開(kāi)展表現(xiàn)出極大的熱情，積極投入并樂(lè)在其中?；瘜W(xué)教研組部分教師結(jié)合選修課或社團(tuán)活動(dòng)把化學(xué)藝術(shù)晶體制作作為學(xué)生趣味實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。學(xué)生除了在課外利用學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制作外，還利用周末和節(jié)假日在家里自行制作。學(xué)校結(jié)合科技節(jié)活動(dòng)對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行展示并評(píng)獎(jiǎng)，這就極大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性和參與度，取得良好效果。

學(xué)生作品二：珍貴的禮物。有些小組的學(xué)生別具匠心地設(shè)計(jì)制作了“晶體項(xiàng)鏈”和“晶體玫瑰”（如圖2所示，其中紅色為重鉻酸鉀，藍(lán)色為硫酸銅），這些作品既可以自己賞玩，也可作為禮品送給親朋好友。其制作過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，如“硫酸銅玫瑰”的制作：首先用濾紙疊成紙玫瑰，再配制一杯近飽和的硫酸銅溶液并倒入培養(yǎng)皿中，待溶液自然冷卻到比室溫高2～3℃時(shí)，將紙玫瑰泡進(jìn)溶液中，靜置，一段時(shí)間后就可看到析出的硫酸銅晶體會(huì)附著在花上，待紙玫瑰上均勻附著了硫酸銅晶體后，把花取出晾干即可。

4.2 充分發(fā)揮小組合作、探究實(shí)驗(yàn)的作用

制作化學(xué)藝術(shù)晶體，都是由1～3名學(xué)生成立制作小組共同實(shí)施的。學(xué)生既有合作，又有分工，有的負(fù)責(zé)查資料，有的負(fù)責(zé)采購(gòu)藥品，共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋找實(shí)驗(yàn)成功的最佳條件，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，激發(fā)了學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的熱情，使學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)研究的一般過(guò)程，學(xué)習(xí)了必要的實(shí)驗(yàn)技能，在增強(qiáng)實(shí)踐能力的同時(shí)，培養(yǎng)科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新能力[3]。

學(xué)生作品三：藍(lán)色晶花。學(xué)生用特制的實(shí)驗(yàn)裝置固定硫酸銅晶種，然后將該晶種浸沒(méi)在硫酸銅過(guò)飽和溶液中，浸沒(méi)在硫酸銅過(guò)飽和溶液中的晶種破壞了過(guò)飽和溶液的介穩(wěn)定狀態(tài)，并開(kāi)始析出細(xì)小的晶體，以晶種為核心生長(zhǎng)成晶簇，晶簇朝杯底方向生長(zhǎng)，晶簇繼續(xù)生長(zhǎng)為一朵小花，再通過(guò)多次結(jié)晶的方法，就生長(zhǎng)為一朵盛開(kāi)的藍(lán)色花朵[4]。藍(lán)色晶花的制作耗時(shí)較長(zhǎng)，需經(jīng)過(guò)多次結(jié)晶和細(xì)心照料，但同學(xué)們克服困難，辛苦并快樂(lè)著，辛勤的勞動(dòng)終于換來(lái)了美的藝術(shù)作品（如圖3）。

4.3 化學(xué)藝術(shù)晶體制作是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深化與提高

學(xué)生制作晶體時(shí)，采用的實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)操作都是教學(xué)過(guò)程中所需掌握和應(yīng)用的，是對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步的理解與深化，在制作晶體的過(guò)程中，學(xué)生不再為做實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，而是在一種科學(xué)的氛圍中感受物質(zhì)世界的奧妙，他們都自然而然地把實(shí)驗(yàn)當(dāng)作探索未知的手段，取得了良好效果。

學(xué)生作品四：點(diǎn)水成冰（如圖4）。該組學(xué)生在250毫升燒杯中放入醋酸鈉晶體60克并注入蒸餾水40毫升，然后在水浴上加熱至晶體全部溶解，再續(xù)數(shù)分鐘，得到熱的飽和醋酸鈉溶液；取出盛有溶液的燒杯，靜置冷卻到室溫（隨著溫度的降低，醋酸鈉溶液處于過(guò)飽和狀態(tài)，溶液穩(wěn)定但沒(méi)有固體析出）。用玻棒伸入溶液內(nèi)輕輕摩擦一下杯壁或攪動(dòng)一下溶液或向溶液內(nèi)投入一粒醋酸鈉晶體作為“籽晶”，頓時(shí)溶液內(nèi)會(huì)析出針狀結(jié)晶，綻放出一朵朵美麗的晶瑩剔透的白色花朵，直至該溶液全部結(jié)晶完全，美妙異常。該實(shí)驗(yàn)是對(duì)教材內(nèi)容“溶解與結(jié)晶”的很好補(bǔ)充。

4.4 相互交流，共同提高

學(xué)生制作的各式各樣的化學(xué)藝術(shù)晶體，統(tǒng)一發(fā)布在自己創(chuàng)立的QQ群中，學(xué)生利用電腦上網(wǎng)或通過(guò)手機(jī)上網(wǎng)可隨時(shí)隨地進(jìn)行觀賞。同時(shí)，學(xué)生之間可以進(jìn)行很好的交流，相互的學(xué)習(xí)，并為學(xué)校的科技節(jié)、選修課、社團(tuán)等提供實(shí)驗(yàn)素材，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，吸引了越來(lái)越多的學(xué)生參與到該制作活動(dòng)中來(lái)，師生共同得到提高。

參考文獻(xiàn)：

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