追尋化學教學中的“鹽堿地”

陳仕功

摘要：本文由《青年文摘》中的一篇《鹽堿地里的羊》文章，而引發的深度思考，并聯系化學教學從“立足教材‘本原，追尋學科本質”;“開展‘有趣閱讀，延伸探究觸角”;“駐足‘實驗異常，誘發思維碰撞”3個維度，闡述了如何使化學課堂教學變為“鹽堿地”，讓學生成為一群啃食鹽堿地黃而稀少草的“羊”。

關鍵詞：學科本原;有趣閱讀;實驗探究;實驗異常

文章編號：1008-0546（2019）06-0008-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/i.issn.1008-0546.2019.06.002

《青年文摘》2017年第24期刊登了題為《鹽堿地里的羊》的文章，其主要內容是：“如果給你兩塊牧場放牧，一塊是牧草稀少的鹽堿地，一塊是水草豐美的綠洲，為了養出肉質優良的羊，你會選擇哪一塊？有經驗的西北牧民選擇的是：鹽堿地。因為在鹽堿地上啃食草根長大的羊，比在水草豐美的綠洲上吃鮮嫩青草長大的羊肉質更好，市場銷售價格也更高。”拜讀了這篇文章后，讓筆者感慨頗多，查閱了相關資料后才得知，原來鹽堿地中的植物不僅稀稀落落，而且為了能應對烈日下的蒸騰以及吸收鹽堿地土壤中的一些特殊元素和少量的水分，地面上的草葉總是稀少而發黃，根系卻深而發達。這種情況下的羊群為了獲得足夠的食物，總是一天到晚不停地走動，啃食發黃的青草，飲用苦澀的鹽水，運動時間充足，體格健壯，同時吸收了鹽堿地土壤中含有的特殊元素，雖然生長緩慢，但肉質特別細嫩，味道鮮美且毫無膻味，因而普受膳食者的喜愛。

美好的東西常常產生于極端惡劣的環境之中。生活如此，學生的能力發展又何嘗不是如此，不經過一番“認知沖突”的較量，學生難以深度領會知識的本質與內涵;不經過一番思維碰撞與“搏擊”，學生的思維品質依然稚嫩。若將知識點分解得“支離破碎”、“事無巨細”地為學生排憂解難，讓學生輕而易舉就能得到結論，必然是弊大于利，學生的靈性終將被磨滅。在實際教學中，很多時候學生碰到的難題，并非是缺乏具體知識，而是缺乏比知識更重要、更寶貴的某些思維品質與方法。要深知“圈養”與“放養”不僅是形式上的差異，更是內涵本質上的截然不同，行走在“牧草稀少的鹽堿地”與“水草豐美的綠洲”，其結果有著天壤之別。若將有效引領學生探索求真，注重學生發現問題、解決問題能力的錘煉，在探究過程中基于證據進行邏輯推理的課堂比喻成“鹽堿地”，那我們的學生就是一群“在鹽堿地啃食發黃青草、飲用苦澀鹽水的羊”。那么，化學教學中的“鹽堿地”在哪兒，如何帶領學生在“鹽堿地”中奔走呢？

一、立足教材“本原”，追尋學科本質

“‘1+1=2，是世界上最偉大的數學公式之一，為什么？因為它是本原，是數學邁出的第一步，所有的加減乘除、開乘方、微積分都從此起源。本原的東西往往最具文化內涵，最能啟迪思維品質，卻最容易被視而不見，因為它們太司空見慣而顯得微不足道。”初中化學是起始學科，教材中本原性知識的例子舉不勝舉，關鍵看教師是否具有一雙發現的“眼睛”，能否洞悉其內涵與價值。例如：元素符號的教學，常常被誤認為是“識字”型的字母教學，甚至當成英文字母的教學，教學方法則往往是簡單地死記硬背，對于其形成的發展過程與文化背景視而不見。倘若從古代的水、氣、土、火的“四元素說”到金、木、水、火、土的“五行說”，到波義爾的“元素是指某種原始的、簡單的、一點也沒有摻雜的物體”，再到拉瓦錫的“氣態簡單物質”、“簡單的非金屬物質”、“簡單的金屬物質”、“簡單土質”的元素概念，引領學生沿著一條自古而今的研究思路軌跡向前推進，用發展的眼光學化學，用批判的視角求真理，深度了解元素符號所形成的不斷變化、不斷完善的發展歷程，課堂教學內容的豐富性、深刻性就不言其說。作為化學學科的啟蒙教學，以元素符號為基礎的一系列化學用語的教學也許就是“本原”所在。跳出課本教化學，追溯歷史尋本原，“元素周期表中共有100多種元素，它們名稱的來歷五花八門。最早發現的一些元素的命名大多根據它本身的特性，如氧（O，成酸的）、氫（H，制造水的）;有一些則表明了它的出處，如鈉（Na，來自蘇打），氦（He，來自太陽），還有一部分則取自希臘神話，如Tantalus和Niobe，分別用于命名元素周期表中第73號元素鉭（Ta）和41號元素鈮（Nb），而且鉭位于鈮的正下方（鈮是在富含Ta的礦石發現的）。”

又如：O2和CO2的實驗室制取，優秀的教師并不是直接將相關的化學方程式“奉送”給學生，而是從性質實驗的原理和有關的化學概念分別加以介紹，再把它們整合起來，從元素的轉化、守恒，加之內在性質和外部條件的分析，逐步引導學生從起因、過程、差異的角度進行理解、內化。氧氣的實驗室制取是一個利用化學方法從含氧化合物KMnO4、KCIO3、H2O2中分離出氧元素并制取單質氧的實驗，這是元素轉化論的有力證明。用加熱或同時加入某種催化劑的方法，對于其它含氧化合物并非都可以行之有效，如加熱H2O，只能發生蒸騰卻不會產生O2;在整個實驗過程中用于加熱的含有SiO2的玻璃儀器，雖然含氧自身卻安然無恙，這說明“在不同的含氧化合物中，氧所處化學環境不同;物質性質取決于它的組成與結構;物質的變化可以用外界條件來控制。”所以，僅僅關注反應原理及排水法或向上排空氣法收集的實驗裝置是不夠的，還要關注物質中原子問的排列方式和化學鍵的改變;實驗體系中所包含的眾多化學本身的思考與探究等等。實驗室制取CO2，應重在與O2制取的比較，從以下3方面引導學生“啃食鹽堿草”，汲取特殊的養料：（1）氣體的性質不同。因此收集方法不同，發現和利用物質之間的差異，是對化學物質進行制取、分離、提純或鑒別的基礎。（2）原料的來源不同。所用的大理石或石灰石均來自大自然，屬于非化學試劑，故而組成比較復雜，除了含鈣、碳、氧元素外，還含硅、鋁等其它元素。（3）反應條件的不同。一種方法是常溫下與酸反應，另一種方法是高溫煅燒。這說明在實現物質轉化時，化學可以為之提供更多的選擇性，雖然方法不同，但元素通過轉移、交換、重新組合而轉化為新物質是不會改變的，石灰石的煅燒分解或與酸的復分解反應，都可視為組成中CO2的整體遷移、分離與結合。從宏觀現象的觀察到深入微觀層面的分析，幫助學生初步建立物質及其變化的微觀視角，內涵之豐富，在宏觀與微觀中“穿行”，在元素的“轉化”與“守恒”中“飛越”，難道不是教學的“本原”？又何嘗不可稱為化學教學的“鹽堿地”呢？

二、開展“有趣閱讀”，延伸探究觸角

教授化學，可以是一件痛苦的事，也可以是一件愉快的事。僅僅為了應對考試，離不開手中的“三件套”（即教材、教參、教輔），盡管教了幾十年，最終只不過教給學生一堆終身無用的習題。若是為了提升學生素質，為學生將來的可持續發展打好基礎，那么學生的眼界、境界以及閱讀能力、捕捉信息的能力尤為關鍵，閱讀面廣、視野開闊的學生，比起那些整天在做習題、“游題海”的，理解能力將有天差地別。我們的教學應該為學生制定好近期目標與遠期規劃，并且使得兩者盡可能有機統一，對于學生的發展而言，滿足當下仍以應試為主的評價方式，固然是一種現實的需求，但這僅是一種短期的發展需要與行為方式，從長遠的發展看，學生的綜合素質與“后勁”才至關重要。不過，現實一點說，當下完全著眼于長遠而規避應試是不現實的，必然陷入“四面楚歌”的境地。既不放棄素養養成的理想，又不無視直接涉及學生發展的現實約束，維護知識的“生態平衡”，這無論是對于教師還是學生，都是極大的挑戰。

隨著新課程實施的不斷深入，化學教育越來越注重學科與人文的結合，注重科學與社會發展的關系，關注科學探究的方法，關心科學前沿的進展。然而，課堂教學的時間畢竟有限，憑此要達到所有應該達到的教學目標是不可能的，課本也是有限的，不可能面面俱到，加之任何一位教師也不大可能完全熟悉和充分了解擴展的所有知識，這就要有課外學習的補充，在課本知識與內容的基礎上，向外適度地延伸與拓展，引領學生在輕松、愉悅的閱讀中有所收獲，在有趣、有味的閱讀中不斷前行。閱讀可以在學校，也可以在家庭，可以在課外，也可以在課內。閱讀可以是毫無功利的泛讀，也可以是取代紙筆作業的任務型精讀。閱讀的材料不只是具體知識內容的擴展，還應該是不游離于課程標準和教材要求的知識點之外的適度延伸與擴展，在有趣閱讀中引發深度思考。如清華大學劉兵教授主編的初中科學拓展閱讀叢書《課本上學不到的化學》就非常適合九年級學生閱讀，書中涉及到的“三位化學家同時發現了氧氣，為什么卻稱拉瓦錫為氧氣發現者”“門捷列夫發現元素周期表后，為什么要在元素周期表中預留下一些空位”“為什么說TNT是‘炸藥之王，C-4炸藥最受恐怖分子青睞”等等，這些課本上學不到的有趣化學知識與問題，可以作為“一片牧草稀少的鹽堿地”，延伸學生探究的觸角，讓學生自由開啃，從中吸收一些特有且極其稀少的微量元素。

三、駐足“實驗異常”，誘發思維碰撞

在化學實驗的教學中，有少數教師往往只注重一些簡單儀器的基本操作，培養學生的動手能力，以及掌握將儀器組合成能夠完成某個化學過程裝置時的要點等幾方面，迫于應試與升學的壓力，實驗現象的觀察改為多媒體演示，儀器裝置改為黑板圖示，實驗過程簡化為書寫相關的化學方程式的情景與案例時有發生。其實在實驗過程中，“科學實驗的結論一定存在著不確定性，這是不言而喻的，我們不僅要承認科學實驗所得出的結論存在著不同程度的不確定性，而且要把這種認識視為學科素養最重要的內涵，引領學生有批判的眼光，不惟教材，敢于向權威挑戰。尤其實驗異常現象的出現，要抓住契機，這或許為我們的實驗探究教學留下了一片空間，為教師在“鹽堿地上放羊”創造了良機。

例如：在做Fe絲與O2性質實驗時，Fe絲燃燒火星四射，在沒有燒完的一小段Fe絲末端，形成一個小鐵圓球，這“圓球”是什么？說明什么問題？又如：向滴有酚酞的NaOH溶液中，滴加稀HCI，剛開始溶液的顏色不僅沒有褪色，反而變深，一段時間后，顏色才慢慢變淺，最終變成無色，這又是什么原因造成的？都有待學生去深度探究。

化學遠非一門高度成熟的學科，其中很多結論只是現階段、局限性的認識。善于尊重實驗事實，發現異常、認識異常、解剖異常，不僅是實驗探究活動的核心內容之一，也是化學的魅力所在。實驗時常常遇到“砸鍋”的現象，特別是開設公開課或參加優質課比賽時，是教師們非常懊惱的事情，往往會影響一節課師生的情緒，擾亂整節課的教學預設與節奏，甚至“砸”了本節課。其實實驗不成功屬于正常現象，實驗技能再高的名教師也有實驗“砸鍋”的時候，因為，物質的性質不僅取決于它固有的組成與結構，還要受到物理環境、化學環境等多方面的影響，同一種試劑產地不同，實驗現象可能有所區別;同一種藥品分析純失之毫厘，實驗現象會謬以千里;同一種藥品實驗時的空氣濕度、環境溫度不同，實驗現象有可能大相徑庭;同一種藥品存放的時間長短差異，實驗現象都有可能出乎預料。總之，“物質體系的性質是多因素的函數”，倘若我們及時捕捉并與課本對話、與大師們對話，抓住思維碰撞與“認知沖突”的時機，認識、尋找“砸鍋”的原因，那將是一次完整的化學實驗教學活動，有助于激發學生對科學的興趣，有助于提升學生的探究性學習能力和化學思維，有助于學生對化學的理解與升華。雖然驗證某些化學原理或化學現象的實驗活動是初等化學實驗的重點，但關注實驗探究中的異常現象，解剖實驗探究中的異常現象，遠遠勝過結論的再次被證明或相關知識點記憶程度的進一步加深。教師唯有打開視野，關注學科新進展，并懷有一份超越當下、不迷信書本和權威的精神，在教學中下結論時常常能留有余地，才能培養出有獨立思想和開拓創新精神的一代新人。

真正的課堂教學是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。思維品質是一個人未來競爭力的核心所在，思維能力在人的一切綜合能力中永遠占有主導地位，以學科知識為載體，培養學生良好的發現問題、運用所學知識解決問題的思維能力是學科教育的核心任務之一，無言之教、“無用”之教也是教學的最高境界，也是“超越化學教化學”的重要內涵所在。