以美育人——分析化学实验教学中的美育教育探索与研究

赵玥

唐山学院新材料与化学工程学院 河北唐山 063000；唐山市化工环保与新型薄膜涂层材料重点实验室 河北唐山 063000

分析化学课程是化学工程与工艺专业大学教育中重要的基础课，课程中讲授的关于有机、无机等各类物质的各种分析方法，有助于学生了解化工专业的基础知识，拓宽学生的专业视角及就业领域；分析化学实验教学过程中的各种物质反应、颜色形态的变化，不仅能够对理论进行生动形象展示，丰富学生的专业知识，同时还能陶冶情操，促进学习者健全人格与个性的发展，对于学习者的美育的发展非常重要。

一、开展分析化学美育教育的意义

大学时期是人生中思维最为活跃、精力最为充沛的一个阶段，同时，也是人生观、价值观养成的重要时期。在繁重的课业压力以及瞬息万变的社会环境中，大学生综合素质能力的提升尤为重要。美育教育是全面素质教育的重要组成部分，通过将美育教育贯穿于分析化学实验课程的教学过程中，可以突破传统教学中的静态理论的局限，以生动、活泼的形式，直观化地展现教学内容，激发学生的学习热情，提升学生科学思维的直觉能力和审美能力，从而促进学生对于科研探索精神的增长，使学生初步具备科研工作者应有的基本素质。

二、开展分析化学美育教育的原则

(一)以化工专业学生的理论基础为出发点

分析化学是在大学第四学期开展的教学活动，在化工专业教育过程中，属于基础理论课，其内容与前期所学的有机化学、无机化学、物理化学等有重要的理论联系。同时，分析化学实验内容由于涉及各种物质的检测原理及检测方法的学习，比如，针对病毒检测相关的仪器分析法、对于污水中特定含量分析的重量分析法等，其内容又与社会需求及日常生活紧密相关。在分析化学美育教学过程中，以学习者具有的基础理论为基础，清晰了解现阶段大学生的理论知识结构能力，创设学习情景与社会、工业实际紧密相连，同时兼顾学生的自主想法及需求，以渗透为方式，对实验过程中的各种情景分析引导为主，推动为辅，使学生在实验教学的过程中逐渐形成正确的价值观。同时，教师在教学过程中要循序渐进，根据学生的学情及基础差异对美育教育策略进行及时调整，确保分析化学实验美育教学的高质量完成。

(二)将分析化学教学过程的美育与科学本质紧密结合

“所谓美的回答，是针对复杂问题的简单回答”[1]，分析化学教学过程中，就是运用简洁的共识或者精练的话语揭示科学的本质，阐述复杂的自然规律。化学反应是纷繁复杂的，中间过程往往涉及主反应以及若干副反应，任何一个因素的调整都将导致整个反应体系发生变化，最终影响产物的组成。因此，在分析化学实验的教学过程中，教师不仅仅要抓住化学反应的本质，用简明的语言进行阐述，同时还要根据事物的主要矛盾，引导学生设计出针对复杂问题的最便捷的实验路径，解决复杂问题，形成对于科学本质的高效研究方法，同时使学生体会到科学学习过程中的简明之美、哲学之美。

(三)将分析化学教学手段的美育与先进科技相结合

随着互联网技术的高速发展，现代化先进科技为分析化学实验教学提供了丰富的资源和便利的条件。在教学活动中，由于课时有限，教学任务重，很难将分析化学中的前沿技术或先进成果逐一展示，而信息化教学手段可以在较大程度上弥补这一空白，成为教学辅助的有效手段[2]。学生可以通过网络课堂、在线平台或者公众号来观看分析化学实验最新的内容，开拓知识领域，加深对于教材理论知识的进一步理解。同时，由于在线教学多采用视频、动画等手段，化学反应过程的可视化、直接化，使学生在学习过程中有直接的视觉体验，可以让学生充分体会到化学实验与检测的动态与美感。

三、以分析化学实验教学为中心开展美育的创新策略

(一)突出实验教学目标的探索之美

分析化学是一门应用型的课程，具有实践性强、应用范围广的特点，是技术、管理、检测等部门和行业不可替代的工具。分析化学的教学目标是通过学习，使学生掌握分析化学的基础知识、基本理论和基本方法，并通过方案的设计，解决工程中的实际问题。在分析化学的学习过程中，学生需要学会数据统计处理的方法，并应用该方法对实验数据进行统计分析。同时，利用所学的操作技术，逐渐增强分析化学的操作技能和能力，完成复杂检测设计与实施。在分析化学的实验过程中，通过将实验教学内容与美学原理相结合，将单纯的验证性实验理论内容转变成与美育相结合的审美对象[3]，通过教师对实验过程的讲解和示范，不仅使同学初步了解实验的原理和步骤，同时，通过教师讲解过程中温和的语气、严谨的语言以及规范的动作，了解到实验操作的庄重之美；同时，学生在实验过程中一步步仔细观察，不仅仅可以看到反应过程中物质颜色、形态的变化，了解物质的产生、发展、转化、终点等各个步骤内容，明晰实验操作的过程与规则，还能加强对于脑海中理论知识的记忆，增强学习效果，提升学生素质。伴随着实验过程中分析化学的理论知识的学习过程，学生在设计、操作、思考、转化过程中还能亲身体验到实验室的环境之美、仪器之美、现象之美，全面陶冶学生情操，强化教学效果，促进学生综合素质的提高。

(二)实现实验教学内容的理性之美

自然界运动有其自身独特的美，对于自然规律的发现，往往需要去冗除繁，经由简单直接的方式，抓住其内在规律，通过简洁理性之美，凸显科学的纯粹与精练。分析化学实验室宽敞明亮，地面、台面整洁有序，各种仪器都刷洗干净、摆放整齐，在如此整洁的实验室中，学生能充分体会到美的感受。在分析化学实验的滴定分析过程中，学生需要用到各种玻璃仪器，如锥形瓶、滴定管、烧杯等，各种玻璃仪器造型优美，曲线流畅，整洁有序。在试验的过程中，仪器组装顺序“从左到右、自上而下”，所有仪器在组装完毕后都会呈现协调均匀之美。

分析化学实验的滴定过程所涉及的复杂的化学平衡问题，比如，酸碱反应强碱滴定弱酸的过程中，出于溶液体系的弱酸，由于水解反应的发生，会有不同的型体存在，并且，不同型体存在的浓度会使溶液产生不同的pH值。因此，在滴定过程中，强碱溶液加入量的轻微变化，都可能会引发pH值的巨大变化，使溶液由酸性转变成碱性，产生量变导致质变的结果，对于该过程的图形描述，我们称之为滴定曲线(见下图)。仔细观察滴定曲线，发现在此反应的化学计量点正是该图形的对称中心，以此中心为基准，可以观测到一条顺滑完美的反向对称图形，同时，由于化学计量点的出现，溶液的pH值发生变化，选择的指示剂也不同，滴定后的溶液会呈现不同的颜色变化。通过滴定曲线的绘制，我们在酸碱滴定反应的繁杂影响因素中，紧紧抓住了问题的本质——主反应，并利用简单的图形表述了复杂的溶液体系反应过程。该过程的学习，有利于学生在解决问题的过程中，抓住主要矛盾解决问题，加快攻克技术难题，为培养优秀的化工工程师打下良好的基础。

强碱滴定弱酸曲线图

(三)展示实验教学过程的想象之美

分析化学实验本质上是理性思维的物化过程。实验教学过程之美，不仅仅是对于理论知识的简单重复，而是经过学生的动手操作和观察，透过实验现象的本质，发现事物深刻的内在联系规律。在这个过程中，学生想象力的培养更加突出。比如，在阳离子混合溶液定性分析过程中，教师鼓励学生在试验设计环节，标新立异，发散性思维，并将想象在实验环节进行印证。在该项实验进行中，首先将稀HCl溶液滴加到阳离子混合溶液中，得到了白色的沉淀物；去除该沉淀物后，又加入硫代乙酰胺并加热，又得到第二组沉淀物；之后，阳离子混合溶液调节pH值后，再次加入硫代乙酰胺，又得到第三组沉淀物。学生通过实验的过程会发现，每组沉淀物的溶解性不一样，而本实验的本质就是硫化物溶解度的差异。教师在实验过程中会提出问题：为什么第三组实验前，我们需要调节溶液的pH值呢？引导学生根据所学理论进行思维推理，经过实验的观察，学生们会得出结论，即由于第二组沉淀硫化物的溶解度比较小，所以在酸性溶液中就可以形成沉淀，而第三组阳离子形成的沉淀溶解度比较大，因此，必须经过pH值的调节，在碱性溶液中才能得到沉淀。通过实验过程的观察和学习，学生们可以理解到，为了得到阳离子的完全沉淀，我们必须按照离子生成相应化合物的溶解度，对操作过程进行适当的调节。通过引导学生对于实验的观察与思考，学生们会深刻体会到思维的火花照亮理论与实践之间的结合之美。

(四)明确实验教学手段的科技之美

随着现代分析技术的迅猛发展，实验教学过程中的现代化程度日趋提高。在分析化学的实验教学过程中，教师尽量选用多媒体手段和先进的分析仪器，使学生在分析检测的同时，体会到化学检测的直观、形象和效率，体会到科学技术之美。比如，在邻二氮菲测定二价铁的实验过程中，我们采用波长范围涵盖全光谱的全自动分光光度计，学生可以在触屏界面上设置测试波长范围等参数，波长精度高，设置完成后，仪器可自动进行检测并出具数据。学生在进行该项实验的过程中，充分体会到了科技带来的便捷与效率，同时，教师对于先进检测技术的进一步说明，也可以更好地激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

在分析化学实验教学分析的过程中，教师也可以调动学生的想象力，引导学生对于理论知识进行更多的思考，培育分析化学实验过程中的画面之美，因此，此时教师可以采用一些辅助手段，比如，利用多媒体技术展示分析化学实验的操作过程，更多地理解化学中的原理与特点。同时，丰富的多媒体实验资源，也可以给学生更多思想方法上的启迪，从而在以后的学习过程中，取得巨大的进步。

(五)突出实验过程评价的和谐之美

在实验教学的过程评价中，会涉及教师对于学生实验过程与实验报告的评价，以及学生对于教师的教学评价。

实验报告是学生对于实验过程的全程记录和归纳。在实验报告中，学生需要把实验目的、实验原理、实验药品和仪器、实验过程以及数据处理和结果分析一一呈现，从一份实验报告可以看出实验的全过程，以及学生对于这部分知识的掌握情况和实际应用的情况。教师对于实验报告的评阅，主要涉及实验报告实事求是的记录与描述，绘制表格及画图，以及在记录过程中是否按照要求进行平行实验，对于数据的处理是否符合要求，以及数字书写是否符合原理，绘图是否比例得当。在实验报告中，我们鼓励学生利用“创造性”去表达，用工整的书写、美观的线条、简明的符号表达化学过程之美，从一个成功的化学实验过程体会到创造过程的快乐与美感。

学生对于教师的教学评价，应该采用多样化、审美化的方式。学生要真实理解到实验教师在教学过程中，是知识的媒介与桥梁，教师从形象到言辞都要给学生作为典范，同时利用精湛的教学方式方法使学生在上课时体会到知识的审美。同时，作为知识的传递者，教师应时时刻刻保持着心灵之美、价值观念的正义之美，使学生在学习的过程中体会到一种学习过程中流动的知识之美、和谐之美。教学评价过程使教师与学生之间互相促进，互相激励，共同进步与成功。

结语

在高等教育大众化的时代，不仅要求学生掌握专业知识与能力，同时还要求大学生提高综合素质，学会做人、学会做事、学会合作、学会学习[4]。因此，素质教育在高等教育中就呈现出了重要的地位和作用。在分析化学实验过程中，坚持美育教育，有助于培养学生良好的道德品质，塑造学生健康心理和正确的世界观，培养学生对于美好事物的欣赏能力，增强合作意识，使学生成为全面发展的工科人才。