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化学读本:《钨舅舅》

来源:未知作者:程波 点击:所属专题: 化学读本 金属材料

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作者的一位舅舅名字叫戴维,经营着伦敦市郊一家制造钨的工厂,所以作者就给他起了个外号叫“钨舅舅”。每次小萨克斯去工厂玩,钨舅舅就会带着他看这看那,钨、铅、汞、锇、钽、铼、铂、铱,给小萨克斯的心中种下了好奇的种子。(在全书开篇之处,作者就讲道:“我儿时的

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化学读本:《钨舅舅》

作者的一位舅舅名字叫戴维,经营着伦敦市郊一家制造钨的工厂,所以作者就给他起了个外号叫“钨舅舅”。每次小萨克斯去工厂玩,钨舅舅就会带着他看这看那,钨、铅、汞、锇、钽、铼、铂、铱,给小萨克斯的心中种下了好奇的种子。(在全书开篇之处,作者就讲道:“我儿时的许多回忆都和金属有关,从一开始这些金属就赋予我一种无形的力量。”)在他的引导下,萨克斯深深地爱上了五彩缤纷的物质,爱上了物质的学科——化学。这本奇书就是作者回忆自己幼年的化学往事,也带动读者一起感受物质之美。

少年和化学史

若不是作者亲笔写下,你绝难相信,一个仅仅十四五岁的少年就已经对化学有如此深刻的认知。全书有两条主线,一条是少年萨克斯的成长,一条是从舍勒制氧气始到量子力学确立止的化学史。两条线交叉贯穿,小萨克斯在自己的探索和大人的指点下,竟然凭自己的头脑闯出来一条化学史之路(167页,“从某种意义上说,我也曾亲自体验化学史,重新发现它走过的每一个阶段”)!他自己动手做各种实验,阅读化学家的原著,一个少年人的潜力让我们这些成人无比汗颜(若是今天的中国有这样的学生,想必也足够北大清华保送录取了)。

戴维舅舅带萨克斯认识了各种金属,见到了五颜六色的矿石,走入了化学的大门。在父母的默许下,萨克斯利用家里的洗衣间建立了自己的化学实验室,从简单的小魔术开始,逐渐做起越来越复杂的实验——甚至制出硫化氢、硒化氢、碲化氢,把全家都熏成恶魔般的臭味。我们化学老师总是爱纸上谈兵地说“氯化银可以用作感光剂”,可少年萨克斯却实实在在的真正用氯化银做了相纸,还与市面上的相纸做了番比较,又自己尝试利用各种试剂对相片调色。学了周期表以后,萨克斯把所有见到过的元素都贯穿成一条线索了。讲到光谱时,萨克斯还能自己去观察血液、尿液的光谱。说起放射性时,研究化学的亚伯舅舅更是能给他展示镭的实物样品。

当然不可否认的是,作者能够如此深入探索化学领域,与他优越的家庭条件是分不开的。小萨克斯有条件学钢琴,学习解剖尸体,在家搞一间实验室,父母都是有地位的医师,戴维舅舅掌管着钨工厂,组织个文学社团竟然能得到萧伯纳的回信,这种种事迹绝非一般家庭能够办到。可我们除了艳羡小萨克斯之外,也值得问一问——如今的中国,优越的家庭条件就一定能够培养出小萨克斯这样热爱自然、好奇心强、情操高尚的优秀人才吗?

让我们看看作者讲他热爱化学的一个小片段吧(316页):

那是在1947年的夏天,我和父母开着刚买的新车,游览法国南部。我坐在车的后排,一直在谈论铊,喋喋不休:在19世纪60年代,它是如何跟铟一起通过光谱上的闪亮的绿色分界线被发现的;铊到底是怎样一种奇怪的元素,因其难以捉摸的性质在元素周期表中没有固定的合适位置——柔软,又重,像铅一样易熔,在化学性质上类似镓和铟,但是它的氧化物黑黑的,就像锰和铁的氧化物,其硫酸盐又像无色的硫酸钠和硫酸钾。铊盐像银盐一样,很容易感光——用铊盐能够做感光材料,冲洗出一张相片。……我陶醉于自己盲目的喋喋不休,没有注意到坐在前排的父母已经完全陷入了沉默。20分钟后,他们再也忍受不了了,最后我父亲气愤地喊道:‘够了,别再说铊了!’”

教育和兴趣

《钨舅舅》这本书,启发了我这样的化学教育从业者去思考不少的问题。比如,小萨克斯对化学的一腔热情自然会让我们考虑学习和兴趣之间的关系。

 回想起来,严宣申老教授曾经在座谈时告诫我们这些化学老师:其实老师最重要的作用往往不是传授知识,而是帮助学生激发兴趣、增强自信。成绩好的同学需要兴趣,成绩不好的同学需要信心。知识只能受用一时,而兴趣和自信则受用无尽。

严老八十多岁对我们的这句谆谆告诫,细想起来真是正中要害。由于中国高考指挥棒的长期存在,使得有些老师也对自己最重要的使命犯了糊涂,觉得自己的工作任务就是把课本上的知识传达给学生,让学生会做各种各样的习题,考出好成绩,考上一本线,考上好大学,走上人生巅峰。对于普通的学生,这样的教学手段可能是行之有效的。可是对于优秀的学生,老师的作用真的只体现在传授知识方面吗?很多老师恐怕都会有一些同感,真正优秀的学生并不是老师教出来的,而是有着强烈的自我驱动的。他们或是对学习有着非常强烈的兴趣,或是能够从优秀的成绩中获得受人肯定的自信,从而推动着自己去深入探索,老师只是从旁点拨而已。

我们总说,学习的过程是双向的,老师要积极地教,学生也要积极地学。真正做到积极的学生又有几个呢?学生凭什么积极地学呢?还不是凭的兴趣和自信?我们也都可以回忆自己的亲身经历——那些依然留在脑海中挥之不去的学科和知识不都是自己最有兴趣的吗?而那些忘得一干二净的不正是自己兴趣不大的科目吗?老师到底是怎样把知识教给我们的不就更是丢到爪哇国去了吗?喜欢一个老师,往往直接就意味着对一个学科感兴趣。促使我们学习的最大动力不正是兴趣吗!在我们人生中影响时间最久远的不也正是兴趣吗?

回想起我之前也引过黄建滨教授在《魅力化学》中的话:“也许我们走进某个科研领域,是由于相关学科自身的魅力,而很多人告诉我其实他们最初接触到的相关学科的人(主要是启蒙老师)的个人魅力对他们影响颇深,这更加让我们认真考虑教师全面素养对教育本身的意义。”

我们看小萨克斯对化学如此一腔热血,终身受益,哪一个老师遇到这样的学生不会感到幸福和自豪呢?可是我们老师又是否能够像“钨舅舅”那样给小萨克斯以启蒙、引导他们爱上科学呢?我们真的有能力像“钨舅舅”那样给几个学生以一辈子难以忘怀的回忆吗?“激发兴趣”这四个字说来简单,精神易领会,具体操作起来就无比困惑了。到底怎样做才能激发学生的兴趣?什么样的做法不利于学生的兴趣?怎样考察学生是否具有兴趣?对有兴趣的学生应当怎样引导?没有兴趣的学生有应当怎样引导?怎样权衡学习兴趣与扎实掌握之间的关系?这些问题恐怕没有一个容易回答。

尴尬的“物质”科学

我们总是强调,化学是关于物质的学科。若是脱离开物质,只空谈抽象的理论,化学就成了无源之水无本之木。可是读过《钨舅舅》这本书,再回过头看中学化学教学,不禁让人感到有些难过——我们现在的学生对“现实物质”的感知真的是太缺乏了。

回想起我当年读初三的时候,新开化学课一上来就教给大家一个复杂的分子式——碱式碳酸铜,不由分说就要死记硬背。我的确感到一头雾水:教氢气、氧气、二氧化碳还好,至少鼎鼎大名耳熟能详,为什么一开始就要教这个“碱式碳酸铜”?我们平时会接触到“铜绿”这种物质吗?叫“铜绿”是因为它跟青铜器有关系吗?回忆下那时的化学课程,老师先做的事情并不是让学生熟悉种种物质,而是强调记忆各种分子式、方程式,高锰酸钾、氯酸钾、碱式碳酸铜等等,难免使得学生把化学当作一门死记硬背的课程。

等到了高中,其实情况也未必有多少好转。能够接触到的实验都是教科书充分设计好的实验,无法越雷池一步。学习元素化学,体会元素周期的渐变,其实也只是讲了第三周期的元素而已,大多也都是以理论理,看到的物质真的是太少太少了。问问高中毕业生,第三周期哪个元素最熟悉,十个有八个要答铝——性质最特别,考试特别要留心嘛!学过晶体之后,我们又熟悉了哪些实际的晶体呢?我猜恐怕就只有氯化钠和冰了。再问问高中毕业生,第三周期以后的元素你还了解谁,答案更是想得到了——除了溴就是银嘛!可是我们为什么要花大力气学溴呢?难道是因为溴这种元素很常见吗?这问题恐怕就鲜有人能答上来了吧(花这么多力气学这种元素竟然不知道是为了什么)!

 难怪现今喜欢化学的学生不如喜欢物理的学生多!物理本身的特点就在于抽象化程度高,逻辑缜密,多以理论推导为主,不见得非要接触特别多的现实物质,只要记住基本原理就能推导一切结论了。可化学美其名曰是“物质”的科学,教法却完全成了物理的教法。可是实际物质是复杂的,化学根本不能像物理那样用大一统的理论来解释一切现象。其结果就是,物质的洋洋大观没有感受到,方程式的繁多琐碎却让人背得心烦了。

所以这么看来,作为“物质科学”的化学,在教育过程中,离“物质”这个词,偏离得还真是很远啊!当然应当承认,基础教育能够达到这样的水平已经相当成功了,毕竟还有很多的地区连基本的化学实验都不见得保障得了。况且我也只是个基础教育领域的新兵,有此感慨的专家肯定有很多,具体怎样进步还得靠更多人的智慧一起思考、一起探索。

(责任编辑:化学自习室)
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