南開化學教授楊光明:青出于藍是化學反應

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)

在南開大學教授楊光明的化學課上,沒有實驗室的白大褂,也沒有復雜精密的化學儀器。

分子式偶爾才會出現(xiàn)。比如,當介紹自己研究組完成的一篇無機化學論文,他把分子結構圖畫了出來、涂上顏色,讓學生們判斷它像什么。同學們欣喜地發(fā)現(xiàn),那是一只栩栩如生的蜻蜓。另一個分子像極了正在騎車走鋼絲的雜技演員。國外一個研究組做出的納米小人系列,讓人聯(lián)想起亞當和夏娃的故事。

“翻開任何一本化學雜志,藝術家能想象出很多東西。”楊光明對中國青年報記者說。他在課上展示的就包括分子結構像小狗的一種烯、“企鵝酮”,還有嬉皮士分子、章魚分子、青蛙分子,甚至釋迦牟尼分子。

他提醒學生們,無論學習什么專業(yè),都要自己給自己找樂,想盡一切辦法去發(fā)現(xiàn)學習中好玩的地方。他31年前畢業(yè)于南開化學系,跟化學打了半輩子交道。

常?梢娪嘘P化學的不當說法,比如“化學品危害人體”

這些學生來自不同的專業(yè),金融、外語、物理、數(shù)學、醫(yī)學……唯獨沒有化學。4年前,當這位化學系教授、博士生導師決定在南開大學開設《化學與社會》公共選修課時,就設定了一個條件:化學專業(yè)學生不要選修。對他們來說,這門課不夠深。而且,他的這門課,更多是向“外人”說明化學。

第一堂課上,楊光明就聲明沒有需要背誦的東西,也沒有固定的教材。每個學生期末要交一篇專題閱讀報告,圍繞化學與自己的本專業(yè)內容,寫出個人體會。他的想法很簡單,只要能讓學生們感到化學是好玩的,而且跟自己有密切的關系,就可以了。

這位“理工男”還花了很大力氣用化學知識去解讀古典詩詞。他指出,明代名臣于謙的《石灰吟》,“千錘萬鑿出深山,烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕,要留清白在人間”,就是把石灰石中的碳酸鈣煅燒成氧化鈣的化學反應過程。

在他看來,唐代詩人杜甫寫珍珠“開視化為血”的《客從》,也“描述了一個典型的化學反應”——珍珠的主要成分是碳酸鈣,長期吸收空氣中的水蒸汽和二氧化碳,變成可溶于水的碳酸氫鈣,年深日久成為一灘液體,跟“水滴石穿”的原理一樣。

在南開大學舉辦的一個“傳統(tǒng)文化與大學教育”高層論壇上,他用這些例子來說明“文化和化學的血緣關系”。聽眾中的一位文學教授感慨:“如果當初是您教我,我就不會學不好化學了!”

跟許多化學界同行一樣,楊光明感到遺憾的是,很多人對化學缺乏認知,甚至帶有偏見。2008年,三聚氰胺因毒奶粉事件臭名遠揚,有人調侃,從蘇丹紅到三聚氰胺,我們從食物中學會了很多化學名詞。媒體上也常?梢娪嘘P化學的不當用語,比如“化學品危害人體”。

楊光明說,化學物質是個很大的范疇,而有害物質只占其中的很小部分。離開化學,今天的人們就將無法生存,正如“空氣污染危害健康”,但我們不能說是“空氣危害健康”。

兩年前,中國游泳選手葉詩文以奇跡般的表現(xiàn)摘取倫敦奧運會金牌,一些外國人懷疑她服用了興奮劑。為了表達對懷疑者的嘲諷,中國網(wǎng)民在社交網(wǎng)站上編了個段子:“教練終于承認,曾給葉詩文服用一種叫做一氧化二氫的液體,來為葉詩文補充能量。”對此,一位高校環(huán)境科學的教授信以為真,公開表示“此事若真,許多中國人該認真反思了……”

結果是,這位不懂“一氧化二氫”為何物的教授上了鉤,鬧了笑話。

青出于藍是化學現(xiàn)象,鈣是端著金飯碗的乞討者

居里夫人獲得諾貝爾化學獎100年后的被聯(lián)合國大會確定為“國際化學年”,以紀念化學對人類文明的貢獻。當時,各國都舉行了慶祝和科普活動。在國內為此舉辦的科普報告會上,中國科學院院士陳懿指出,人們通常認為原子能是物理學的貢獻,其實這一領域先后被授予的6個諾貝爾獎中,有4個化學獎、兩個物理獎。

令化學家們感到自豪的一句名言出自1965年諾貝爾化學獎得主、哈佛大學教授伍德沃德:“在上帝創(chuàng)造的自然界的旁邊,化學家又創(chuàng)造了另一個世界”。但在2001年,《自然》雜志發(fā)表過一篇有關化學的評論,題為《一個被成功所埋沒的學科》。

這篇評論指出,化學與其他學科的交叉產生了巨大的成功,但化學自身缺乏世人足夠的認可。“對公眾而言,化學科學和與它同名的化學工業(yè)常常意味著同一概念。因此,對他們而言化學就是冒煙的煙囪和污染的河流,而不是救命的靈藥和太空時代的新材料。”

楊光明覺得,有時化學家專注于微觀研究,而忽略了向大眾的宏觀說明。通過《化學與社會》課,他沒打算傳授高深的知識,更多是希望為消除誤會盡一點力量。

他此前負責南開的化學實驗中心,發(fā)現(xiàn)即使是化學學院的學生,對這門學科也缺乏整體的概念,不太清楚化學在整個社會里的作用。

在籌備開課時,這位化學教授想給化學列一個坐標,找到它跟其他學科的交叉點。他找到了各種以前沒想過的與化學有關的領域,比如司法化學、法醫(yī)化學等。“這個給我的鼓勵很大,我沒想到化學的功能這么強大。”他對中國青年報記者說。

他一直在梳理化學與文史哲經(jīng)等學科的關系,并且把一些有趣的說法搬到了課堂上。比如,水乳交融、點石成金、青出于藍、死灰復燃等成語都是化學現(xiàn)象。

他借用謎語和小魔術來加深學生對化學元素的認識。鈣是“端著金飯碗的乞討者”,而“金先生的夫人”自然是鈦。 “敢怒不敢言”的謎底是空氣,“國君的飲料”叫王水。把“鎵銪金銀钚鍶鎂銫”8種元素連起來念,像是在說“富貴不能淫”的道理。

“元素周期表每個元素背后都有動人的故事。”他對學生們說。

盡管外界對北京大學原校長、化學家周其鳳為2011國際化學年創(chuàng)作的歌詞《化學是你,化學是我》褒貶不一,稱其為新一代“神曲”,但楊光明冒著被“拍磚”的風險向學生推薦了這首歌。他認為,周其鳳的詞寫得很通俗,真正寫出了化學的真諦。

“父母生下的你我,是化學過程的結果。你我的消化系統(tǒng),是化學過程的場所……”這首歌在網(wǎng)上被惡搞時,楊光明專門與周其鳳交流。他理解這位大名鼎鼎的化學家就是要用最通俗的語言,讓老百姓了解化學。

他對開好這門課的興趣,比做科研還大

他鼓勵學生們去尋找有關化學的方方面面知識,每次用半堂課的時間,讓學生自己來講,全班同學打分。第一批登臺的學生,本科目成績可加5分,第二批加4分。

一個名叫高琪的文科生說,這門快樂的選修課,讓她覺得自己每周三晚上在兩個校區(qū)之間騎著自行車來回奔波是值得的。

南開醫(yī)學院學生崔冰的專業(yè)是口腔醫(yī)學。他試著在課堂報告中闡釋了牙齒變成齲齒的過程——那是牙齒的主要組成成分羥基磷酸鈣受到了酸性物質的腐蝕,是簡單的酸堿反應。

在天津大學化工學院學生張忠堯看來,這是一門絕對有必要開設、為化學“正名”的課程。他希望老師繼續(xù)擔任一個“化學布道者”的角色,讓更多人了解化學。

南開物理學院學生楊仲祥將物理與化學稱為“好哥兒們”。在他看來,“在向真理的高峰攀登的路途中,總是可以看見一對互相扶持,互相勉勵,同甘共苦的兄弟,他們一個叫物理,一個叫化學。”

有時,一堂課上完,學生們會自發(fā)為老師鼓掌。與此同時,也有學生直言,這門課“有些無趣”。一些理工科學生建議,老師可以多介紹化學的最新進展。而不少文科學生表示,就目前的程度,已有一些內容聽不大懂了。

總體而言,在南開的眾多公共選修課中,楊光明的《化學與社會》并不算熱門。他設定的選課人數(shù)為100人,每次選課在50人左右。

他對這門課的效果還不太滿意。每次結課,他都給學生發(fā)問卷,根據(jù)大家的意見加以改進。

有六七位化學學院的實驗員和輔導員參加了這個課程小組。南開是國內化學研究重鎮(zhèn),但楊光明沒去找其他教授,他覺得人家都太忙,不會對這樣一門課感興趣。對于教授們來說,這門公選課不會深化他們的研究。

這位56歲的無機化學教授說,現(xiàn)在他對開好這門課的興趣,比做科研還大。他覺得,越來越多的人理解了化學之后,化學專業(yè)的從業(yè)者也會增加自豪感。

有一年,他應邀以院領導身份寫給化學學院畢業(yè)生的寄語里,充滿了自豪。

“同學們,今天,我們復習總結一下學過的部分化學基本概念。”他對畢業(yè)生們說:“你們溶解到南開這個優(yōu)質品牌的大反應器中,在不斷攪拌、加熱、混合的過程中,進行有效碰撞,并經(jīng)過老師和同學們的催化活化和自身的能量聚集,擁有了量子化的能級躍遷,成為激發(fā)態(tài)的活化分子,蓄勢待發(fā)。”

“你們將轉移到社會這個巨大的復雜反應體系中,沿著社會發(fā)展的軌道,遵循著平衡移動的規(guī)則,與更多處在各種能級狀態(tài)的、組成和性質各異的、種類浩瀚的分子,進行不同條件的、更為激烈的碰撞、氧化、還原、雜化和PK;將會發(fā)生形式多樣、內容豐富、現(xiàn)象奇特、機理復雜、副產物少、不可逆的人生競爭反應;選擇性成鍵,巧妙構筑成結構新穎、功能特殊、環(huán)境友好、社會價值高的新型分子。經(jīng)社會的精餾或重結晶,升華成影響世界的精品分子。”

盡管講過那么多化學反應,有一種反應是他難以用語言解釋清楚的——愛情。在他看來,化學的英文“Chemistry”是個奇妙的單詞,需要形容人與人之間擦出火花、產生默契時,往往會用到這個詞。

聽了這位化學教授的課,很多人喜歡用化學的表達方式描述這種反應:看到你跟別人在一起,我心中不禁泛起了“PH值小于7”的感覺。


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