中心教學(xué)法在大學(xué)化學(xué)通識教學(xué)中的運用

徐偉明+李萬梅+邱化玉

（杭州師范大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院，浙江 杭州 311121）

摘要：本文以美術(shù)中的化學(xué)教學(xué)為例，采取中心教學(xué)法，提出繪畫工具中的化學(xué)、繽紛色彩來源中的化學(xué)以及動漫的元素周期表為線索，依次進行詮釋。讓教案變得更加豐富和生動，使學(xué)生學(xué)得更加有趣。

關(guān)鍵詞：筆刷；基本色；量子點效應(yīng)；動漫元素周期表

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）24-0130-02

世界是多姿多彩的，充滿著各種色彩。色彩是繪畫藝術(shù)創(chuàng)作與欣賞中重要的元素，它的魅力是無限的，可以讓本身平淡無味的東西變得有情調(diào)、更有感染力。但不論是哪一個畫種，哪一個畫派的繪畫作品都離不開化學(xué)。而化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、以及變化規(guī)律的科學(xué)，是人類用以認識和改造物質(zhì)世界的主要方法和手段之一，它是一門歷史悠久而又富有活力的學(xué)科，它的成就是社會文明的重要標志。

一、畫筆中的化學(xué)成分

1.鉛筆中的化學(xué)成分。說起繪畫中的化學(xué)，我們就從最基本常見的鉛筆說起。鉛筆在畫圖中起著至關(guān)重要的作用。幾乎所有的紙質(zhì)繪畫，在繪圖的初期都會用鉛筆進行草圖的繪畫。鉛筆內(nèi)芯的主要成分是石墨和粘土。石墨為著色劑，利用其滑膩性和可塑性，制成鉛芯能劃出黑色痕跡，粘土有一定的粘結(jié)力，將石墨粘附在紙面上，但能用橡皮擦掉。

鉛筆型號根據(jù)軟硬和黑色程度劃分：“H”即英文中的“hard”，“H”前的數(shù)字越大就表示鉛筆芯中粘土比例越高，筆芯越硬，字跡越不明顯；“B”表示“black”—石墨，其之前的數(shù)字越大，字跡越黑，芯質(zhì)越軟。目前，“6B”最為最軟最黑的一種內(nèi)芯，便常用于繪畫。

2.筆墨中的化學(xué)成分。中國古代的繪畫藝術(shù)是水墨畫，所用的就是筆墨，我們都知道古墨的種類按照制墨的原料劃分，可分為松煙墨、桐煙墨、漆煙墨等。古墨自身化學(xué)性質(zhì)的差異，決定了他們用處的不同。墨汁的主要原料包括炭煙、膠料、添加劑和溶液等。炭煙的種類繁多，包括各種礦物及動植物原料經(jīng)煅燒或高溫熱解而成；膠料多采植物膠（阿拉伯膠）或各種合成膠如壓克力膠、聚醇樹脂等；添加劑則包含各類穩(wěn)定劑、滲透劑、濕潤劑、防腐劑、芳香劑等。

3.油畫中的化學(xué)成分。而西方古典繪畫則主要是以油畫為主，所用的顏料自然是油畫顏料。據(jù)傳，西方諸多油畫大師多短命長壽者晚年指甲嚴重變形，是有毒油畫顏料侵害的結(jié)果。那么油畫顏料的主要成分是什么呢？首先是打底的白膠聚醋酸乙烯脂膠，一般情況下是低毒的；然后是松節(jié)油等溶劑，多數(shù)會嚴重損傷腎臟。在美術(shù)課上，聽老師提到凡高在作畫過程中會經(jīng)常地吞食油畫顏料。凡高的精神狀態(tài)一直很低迷，并且時常出現(xiàn)幻想，這大概就是過量食入油畫顏料，導(dǎo)致了鉛中毒，所以才使思維混亂，最終導(dǎo)致自殺的悲劇。

二、色彩的來源

在感受繪畫藝術(shù)帶給我們美的享受的同時，不可忽略化學(xué)在其中的重要影響，如果沒有這些化學(xué)材料的參與，我們也就不會欣賞到古今中外那么多優(yōu)秀的作品。各種各樣的化學(xué)物質(zhì)早就了色彩的千變?nèi)f化。不同色系，以及同種色系中的不同色彩都由于所含物質(zhì)的不同，呈現(xiàn)出了其各自的特色。

1.色彩最基本的紅黃藍三原色。紅色的顏料中主要含有的元素和物質(zhì)是喹吖啶酮、金屬鎘、茜素、鐵等物質(zhì)。首先是喹吖啶酮紅它有著色力強、避免容易滲色、耐光性和褪色的優(yōu)點；茜素最早從茜草的根中提取，色彩明亮鮮艷但容易褪色，在在化學(xué)合成茜素后，這個問題便得到了很好解決；鎘紅的主要化學(xué)成分是硫化鎘和硒花鎘，其色彩飽和純正，且有著極強的著色力和遮蓋力，使得該類顏料具有多種標準色相；鐵紅是所有顏料中最穩(wěn)定的一種，能抵抗高溫煅燒，陶瓷中紅色多為鐵離子存在，但與硫化物相遇容易引起色彩變化。黃色顏料似乎是三原色中分類最為復(fù)雜的一項。同樣的鎘和鐵也存在于黃色顏料中，鎘黃有著與鎘紅相類似的性質(zhì)，但是它有一定的毒性；另外，鉻黃的毒性更加超過了鎘黃，并且色澤不穩(wěn)定，容易發(fā)生化學(xué)變化；與鉻黃和鎘黃相比，鉍黃可謂是一種十分健康安全的顏料，可從根本上解決生產(chǎn)和使用時的毒害；偶氮類顏料是一類黃色有機顏料，大多色澤鮮艷，著色力和耐光性強。色譜范圍廣，通過改變?nèi)〈伾械S、中黃和橘黃等，具有比較多的黃色色相，用途廣泛。所以多數(shù)偶氮類的黃色油畫顏料還有一些別名：如永固黃、耐曬黃、漢莎黃等。藍色的組成相對就比較簡單。鈷藍的主要成分為鋁酸鈷，色相亮麗，既耐堿，又耐酸，還有較好的耐侯性，能與其他各類顏料相混合。另外酞青藍是也優(yōu)質(zhì)的有機銅酞青顏料，有極佳的耐光力，并且能耐高溫和酸堿，是藍色顏料中性能最優(yōu)越的。其色調(diào)深而透明，接近普藍，并與普藍具有相似的著色力。其他顏料在這三原色的調(diào)配之下便會一一呈現(xiàn)。

2.量子點效應(yīng)。日常生活中顏色源自于太陽光的反射，通?？梢姽獾牟ㄩL范圍在400—760nm之間，這主要可由光的粒子性來解釋。由于光是具有波粒二相性的，所以當物體的顆粒小到一定程度時，光的波動性就不可以忽略了，不需要講解太多的原理，可以直觀讓學(xué)生了解改變量子點的尺寸可以使同一物質(zhì)發(fā)射光譜發(fā)生改變。同一物質(zhì)不同尺寸可以發(fā)不同的光（圖1）：以CdTe為例，當它的粒徑從2.5nm增加到4.0nm時，它的發(fā)射波長可以從510nm（綠色）移到660nm（紅色）。

而且由于量子點具有很好的光穩(wěn)定性，目前已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)光標記以及半導(dǎo)體器件的制備等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。

三、化學(xué)中的美學(xué)-動漫的元素周期表

化學(xué)研究和教學(xué)的核心都是元素周期表，所有化學(xué)家的研究都是在給元素周期表增添新的內(nèi)容。一直以來，不斷涌現(xiàn)出各種各樣的元素周期表，最近，日本33位一流漫畫家，打破化學(xué)書從未上過排行榜的歷史記錄，將118個元素完全擬人化，嘔心泣血描繪了一份動漫版的元素周期表，蘿莉、女仆、少女戰(zhàn)士、天使、精靈、女巫……為你詳細解說不可不知的化學(xué)基礎(chǔ)知識。美術(shù)化后的元素周期表，每一個元素的英文都會對應(yīng)一個動漫角色或者作品名，比如H（氫）就是涼宮春日（Haruhi）、Na（鈉）就是長門有希（Nagato）、硼（B）就是貝露丹迪（Belldandy）、氮（N）就是奈葉（Nanoha）、鈦（Ti）就是逢坂大河（人稱掌中老虎tiger）等，這樣對于美術(shù)專業(yè)的同學(xué)，元素周期表自然就容易記憶了，更體現(xiàn)化學(xué)與美術(shù)的完美結(jié)合

四、結(jié)束

根據(jù)核能的上述三根主線，中心教學(xué)方法能更快的將內(nèi)容聯(lián)系在一起形成一個整體，幫助學(xué)者更快地建立自己的知識體系，達到事倍功半的效果。同時以點帶面的教學(xué)方法，更加有助于內(nèi)容的擴展，拓寬學(xué)習(xí)者的知識面，讓教材變得更加豐富，使學(xué)生學(xué)得更加生動和有趣。