再谈科学教学中的“有趣”

“好看的皮囊千篇一律，有趣的灵魂万里挑一。”这句话的流行反映了人们对“有趣”的追求。课堂上有趣的内容能引发学生良好的情绪体验，长此以往，能培养学生积极、深刻、稳定的情感。而这样的情感对于学生的全面发展至关重要。

目前，中学科学学科的课堂中，情感培养目标的落实还存在一些问题：一是只重视知识目标，这与作为终端评价的中、高考采用纸笔测试的形式有关——纸笔测试的题目要有一个“标准答案”，因此考查显性、确定的知识点成为必然，而对隐性、多元的价值观的评价目前还只能是奢望。二是生硬地添加，把课堂处理成类似“碎片式知识点+小组讨论探究+情感类口号”等的拼盘，而其源头还是前一个问题——只关注结论性的知识点，不思考知识内在的认识过程和价值意义，必然造成各个维度的教学目标的割裂。

其实，课堂中的情感培养是融合在学习内容中的，是促使学生在学习、理解、运用学科知识和技能时慢慢形成的价值标准、思维方式和行为表现。指向学生核心素养的科学学科教学还是在于研究科学本身，体现科学本身的趣味性，原汁原味地呈现“科学味”，而不是人为贴上标签。下面以“碳酸钠与碳酸氢钠”这一内容的课堂教学为例，阐述如何体现科学本身的趣味性。

一、科学中的有趣是讲求理性的趣味

在“碳酸钠与碳酸氢钠”的教学中，常常会提到“侯氏制碱法”。有教师会将之处理成爱国主义情感板块：介绍侯德榜的生平以及名言“黄头发、蓝眼睛的外国人能办到的事咱们黑头发、黑眼睛的中国人也能办到”，甚至带领学生齐声朗读。其实，传销式的口号是科学课堂的大忌。科学需要的是“怀疑的态度和对教条主义的厌恶”，也就是科学理性。如果确实需要引用上述信息，标明信息的出处是不是更好？至少，通过这一行为，可以表明查阅资料的“科学态度”。

在化学课堂上介绍“侯氏制碱法”，重点不是“侯德榜”，而是“制碱”。因此，先介绍“索尔维制碱法（氨碱法）”，才是遵循历史脉络的做法。20世纪20年代，“索尔维制碱法”在全球范围内迅速地推广和发展，欧内斯特·索尔维（E.Ernest Solvay，1838～1922）也因此获得了巨大的经济利益。这在提醒国人：不搞自己的纯碱工业，必然受制于人。这才有了侯德榜的改进研究工作。况且，“索尔维制碱法”还存在食盐利用率低、废渣难以处理等问题。那么，侯德榜又是如何改进“索尔维制碱法”的呢？我们“黑头发、黑眼睛的中国人”做得更好的证据在哪儿呢？

教师可以提问：“索尔维制碱法”（NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl）过滤掉NaHCO3后的滤液中主要有什么？学生不难回答出：有NH4Cl、NaCl等。接着，教师可以提供不同温度下两者的溶解度（如表1），引导学生思考。学生会发现，NaCl 的溶解度随温度的变化不大，而NH4Cl则不同：它在低温下的溶解度较小，0℃ 时已经明显小于NaCl，因此，加入食盐（NaCl，增大Cl-的浓度）和降温便易于析出NH4Cl。那么，析出NH4Cl之后呢？溶液中是Na+、Cl-、NH4+、HCO-3这些微粒，怎样让NaHCO3析出？只需增大Na+和HCO-3的浓度。加食盐的过程已经增大了Na+的浓度，增大HCO-3的浓度可以通过通入CO2实现。这样，析出NaHCO3和析出NH4Cl便成为两个连续的生产过程，这就是“侯氏制碱法”（如图1）。

“侯氏制碱法”的优势在哪里？显然，通过上述分析过程，学生很容易理解：NaHCO3和NH4Cl（作为化肥）可以联合生产，循环进行。最重要的是，这一过程中没有产生废弃物，实现了零排放，符合原子节约，即“绿色化学”理念。

在这样的学习过程中，无需强调爱国主义，不用高喊侯德榜的名言，学生自然会从心底佩服“侯氏制碱法”的精妙，当然也理解了“侯氏制碱法”是在“索尔维制碱法”的基础上改进得到的，两者的基本化学原理相同。

这时，将有关侯德榜生平的素材提供给学生，以让他们明白兼收并蓄的重要性：“侯德榜的成就也与他的学习经历有关。1911年，侯德榜考入北平清华留美预备学堂。1913年，学堂公布第一批赴美留学名单，侯德榜榜上有名，被保送到美国麻省理工学院化工科学习。1921年，侯德榜在美国哥伦比亚大学获得博士学位，并在永利制碱公司任工程师。1933年，侯德榜用英文撰写的《纯碱制造》（Manufacture of Soda）一书在纽约出版，这对学术界和工业界都产生了深远的影响。”

这样的教学是不是比喊口号更符合科学理性，更能够激发情感？口号可以随便喊，但科学课堂上学科角度的理解才是独特而充满趣味的。

二、减少“伪科学”的问题和“假探究”的活动

课堂上有一些问题其实是“伪科学”的问题。比如，“为什么碳酸氢钠叫‘小’苏打，而碳酸钠就叫苏打”这类无中生有的问题——教师预设的答案是碳酸氢钠的分子量84比碳酸钠的分子量106小。这类问题似乎直接来自某些教辅图书，而教师也未用批判的态度加以审视。

还有一些活动是“假探究”的活动。比如，让学生分别向5mL碳酸钠和5mL碳酸氢钠溶液中滴加1mL稀盐酸，观察现象。学生完成后汇报：都产生气泡，碳酸氢钠反应较快。于是，探究活动结束。

“探究”应该这么整齐划一吗？我们能不能制造一点“混乱”？

比如，只让学生向碳酸钠溶液中加盐酸并观察现象，并不说明“怎么加”“加多少”。学生自然会出现“混乱”：有人“倒”，有人“滴”；有人加的多，有人加的少。只要加了盐酸，就会看到气泡，知道有反应发生。可是，不同的加法，现象有细微的不同：“滴”盐酸时，先看不到什么气泡，过一会才有大量的气泡；而“倒”盐酸时，一下子就能看到大量的气泡。为什么会这样？这就自然地产生了一个有“化学味”的问题，学生也自然而然地想要一探究竟。

如果事先在碳酸钠溶液中滴加酚酞，就更有意思了：缓慢“滴”盐酸的时候，虽然看不到明显的气泡，但是酚酞的颜色却在逐渐变浅，说明碳酸钠在逐渐减少。按照一般的逻辑，随着盐酸的继续滴入，酚酞的颜色会越来越浅，碳酸钠会越来越少，反应会越来越慢，直到完全消失——可以引导学生做出这样的推理。但是，实验过了一会儿，反而产生了大量的气泡。这种矛盾要如何解释？消失了的碳酸钠没有变成二氧化碳气体的话，又变成什么了呢？这样，又一个有“化学味”的问题在“混乱”的实验过程中产生了，探究也就顺水推舟地发生了。

这样的过程可以使学生认识到碳酸钠与盐酸反应是分两步进行的：少量、缓慢地滴加盐酸时，碳酸钠也会发生反应，但是没有变成二氧化碳“逃逸”出溶液，而是“变身”为其他形式“隐藏”于溶液中。“变身”为什么形式呢？只能是碳酸氢钠。当盐酸加到足够多时，碳酸氢钠也“隐藏”不住了，这才变成二氧化碳“逃逸”出溶液。

上述对反应微观本质的认识是通过对宏观现象的观察和思考得来的，这正是充满化学学科魅力的地方。那么，接下来的教学环节应该继续加强这种认识，并着眼于培养学生的怀疑态度。在先前“混乱”的实验过程中“倒”盐酸的学生正后悔没有“滴”盐酸而错过了分步反应的现象。这时，再请他们“滴”盐酸并观察现象。无疑，他们会很珍惜这一机会，因而看得特别仔细。于是，在仔细观察之下，新的惊奇产生了：“滴”盐酸时，一开始并不是一点气泡都没有，只是气泡比较少而已。更特别的是，这些气泡在上升的过程中变小了，所以不太容易从溶液中逸出（如果给试管套上气球，会观察到有气泡在溶液中而气球并不变大）。不是才得到第一步没有气泡产生的结论吗？现在明明有气泡产生！如何解释有少量气泡产生？如何解释气泡在上升过程的变小、消失？气泡消失后变成了什么？能否通过实验验证自己的猜测？在这里，逻辑与想象的融合、宏观与微观的联系得到了充分的体现，这就是化学课堂上的“化学味”。这些问题对于学生来说，是有一定的难度。可是，学生抓耳挠腮、食不甘味，不正是真正的学习开始发生的前奏吗？

每门学科都以自己独特的魅力承载着育人的功能。人类追求真善美的普适价值观是和科学本身融为一体的。因此，认真研究学科内涵、尊重学科特色和学生认知特点的教学才是真正有趣的教学，那些有着强烈学科特色的问题和实验才是润物细无声的“情感态度与价值观”教育——它们教育学生尊重事实，引导学生理性思维，激发学生探索未知世界的热情。