作为一名化学老师,有责任把一些化学知识、化学思维方法介绍出来,为大家提供用化学的视角看世界。
不过目前化学的现状有些尴尬,具体表现有两种:
一是有人认为我们生存环境被严重破坏,化学要承担责任。似乎没有化学的世界更美好,食品没有了添加剂,庄稼不用施肥,吃的、用的全部取自纯天然。“纯天然”这个词也成为某些商家的噱头,所以才会出现“我们恨化学”这样的极端愚蠢的话语。
第二,我们下一代孩子们的化学教育严重缺乏。在高考指挥棒下,中学生在科目的选择上自然要避开难啃的化学,去选择更加轻松的小科目。化学作为一门基础的、核心科目遭到前所未有的冷落。
不想去说如何解决这些尴尬,还是回到化学学科本身,化学到底在研究什么?
化学核心素养有5个方面的内容,现在只从微观和宏观的角度加以说明。化学既研究宏观的物质世界,更要探讨物质微观世界结构特点和组成方式。她架起了宏观物质与微观世界的桥梁,也打通了化学与其他学科从理论到实践的物质基础。没有化学,什么科技、技术,比如5G、航天,只能是科学家的幻想而已。
化学还要通过观察宏观现象,通过思考、推论,建立微观模型。比如现代化学奠基人道尔顿,通过对宏观物质的观察,得出三条结论:同一物质的原子不能创造,且不可再分;二,每种元素的原子形状性质相同,不同物质的原子不同;三,反应时元素原子按一定比例结合而成。后来的化学家都沿着这条路,发现了周期表中每种元素,新的化合物也不断被制造。
研究进行化学研究呢?
研究化学的主要手段是实验。蜡烛、木炭、酒精、汽油都能燃烧。这样说你也会相信,但是具有化学思维的人才去真正取样品,用合适的仪器,去点燃激情。也只有亲自做过,你才认识到各自火焰的神奇,热量的传播。才能真正观察到不同物质在燃烧时各自的独特的现象。观察涌动的人流可能会让你烦躁和压抑;而观察实验现象则会让你沉静和思索。
学习化学真的能指导我们的生活吗?
没有化学知识和能力,生活的琐事我们也都能处理。洗衣服,加洗衣剂;清洁厕所,用洁厕剂。就算喝酒、喝茶,也能说出其中的成分。生活常识多与化学有关。不过这些生活细节专业化学家可能还不如家庭主妇了解搞清楚。然而就像玩手机,不是每个人都了解手机各种硬件、软解才开始买。这些日用品只能由化学家努力,通过产业化把化学品走向每个家人。
化学除了能解决眼前的苟且,还有自身的诗和远方。这些诗和远方就是化学理论在生活中不断被延伸,用于拓展我们的视野,启迪我们的思想。
比如空气中的氮元素、氧元素、碳元素各自参与地球生命系统的循环。例如,氮气转变为化肥,化肥转变为农作物的蛋白质,再转变为动物蛋白,但最终还要重新回到大气。这时候氮元素作为微小不变的原子起到核心作用。另外,光合作用和呼吸作用使得氧气与二氧化碳中的氧元素和碳元素进行循环。这些循环既证实了原子的存在,也说明化学中一个重要原理,熵增原理,也就是混乱度。这些原子乐此不疲的参与周而复始的循环,目的是为了使宇宙达到熵增的效果,也就是为了加速宇宙的死亡。这个熵增原理适合所有化学过程。不过这些原子也不用伤心,每一种经历会达到留下痕迹、达到刷存在感的目的。假如宇宙的能量被消耗殆尽,就会导致未来的世界没有任何能量,整个宇宙留下的全是过往信息。
化学视角看问题还有更多的与众不同,期待下一次和你继续分享。
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