追寻化学教学中的“盐碱地”

陈仕功

摘要：本文由《青年文摘》中的一篇《盐碱地里的羊》文章，而引发的深度思考，并联系化学教学从“立足教材‘本原，追寻学科本质”;“开展‘有趣阅读，延伸探究触角”;“驻足‘实验异常，诱发思维碰撞”3个维度，阐述了如何使化学课堂教学变为“盐碱地”，让学生成为一群啃食盐碱地黄而稀少草的“羊”。

关键词：学科本原;有趣阅读;实验探究;实验异常

文章编号：1008-0546（2019）06-0008-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/i.issn.1008-0546.2019.06.002

《青年文摘》2017年第24期刊登了题为《盐碱地里的羊》的文章，其主要内容是：“如果给你两块牧场放牧，一块是牧草稀少的盐碱地，一块是水草丰美的绿洲，为了养出肉质优良的羊，你会选择哪一块？有经验的西北牧民选择的是：盐碱地。因为在盐碱地上啃食草根长大的羊，比在水草丰美的绿洲上吃鲜嫩青草长大的羊肉质更好，市场销售价格也更高。”拜读了这篇文章后，让笔者感慨颇多，查阅了相关资料后才得知，原来盐碱地中的植物不仅稀稀落落，而且为了能应对烈日下的蒸腾以及吸收盐碱地土壤中的一些特殊元素和少量的水分，地面上的草叶总是稀少而发黄，根系却深而发达。这种情况下的羊群为了获得足够的食物，总是一天到晚不停地走动，啃食发黄的青草，饮用苦涩的盐水，运动时间充足，体格健壮，同时吸收了盐碱地土壤中含有的特殊元素，虽然生长缓慢，但肉质特别细嫩，味道鲜美且毫无膻味，因而普受膳食者的喜爱。

美好的东西常常产生于极端恶劣的环境之中。生活如此，学生的能力发展又何尝不是如此，不经过一番“认知冲突”的较量，学生难以深度领会知识的本质与内涵;不经过一番思维碰撞与“搏击”，学生的思维品质依然稚嫩。若将知识点分解得“支离破碎”、“事无巨细”地为学生排忧解难，让学生轻而易举就能得到结论，必然是弊大于利，学生的灵性终将被磨灭。在实际教学中，很多时候学生碰到的难题，并非是缺乏具体知识，而是缺乏比知识更重要、更宝贵的某些思维品质与方法。要深知“圈养”与“放养”不仅是形式上的差异，更是内涵本质上的截然不同，行走在“牧草稀少的盐碱地”与“水草丰美的绿洲”，其结果有着天壤之别。若将有效引领学生探索求真，注重学生发现问题、解决问题能力的锤炼，在探究过程中基于证据进行逻辑推理的课堂比喻成“盐碱地”，那我们的学生就是一群“在盐碱地啃食发黄青草、饮用苦涩盐水的羊”。那么，化学教学中的“盐碱地”在哪儿，如何带领学生在“盐碱地”中奔走呢？

一、立足教材“本原”，追寻学科本质

“‘1+1=2，是世界上最伟大的数学公式之一，为什么？因为它是本原，是数学迈出的第一步，所有的加减乘除、开乘方、微积分都从此起源。本原的东西往往最具文化内涵，最能启迪思维品质，却最容易被视而不见，因为它们太司空见惯而显得微不足道。”初中化学是起始学科，教材中本原性知识的例子举不胜举，关键看教师是否具有一双发现的“眼睛”，能否洞悉其内涵与价值。例如：元素符号的教学，常常被误认为是“识字”型的字母教学，甚至当成英文字母的教学，教学方法则往往是简单地死记硬背，对于其形成的发展过程与文化背景视而不见。倘若从古代的水、气、土、火的“四元素说”到金、木、水、火、土的“五行说”，到波义尔的“元素是指某种原始的、简单的、一点也没有掺杂的物体”，再到拉瓦锡的“气态简单物质”、“简单的非金属物质”、“简单的金属物质”、“简单土质”的元素概念，引领学生沿着一条自古而今的研究思路轨迹向前推进，用发展的眼光学化学，用批判的视角求真理，深度了解元素符号所形成的不断变化、不断完善的发展历程，课堂教学内容的丰富性、深刻性就不言其说。作为化学学科的启蒙教学，以元素符号为基础的一系列化学用语的教学也许就是“本原”所在。跳出课本教化学，追溯历史寻本原，“元素周期表中共有100多种元素，它们名称的来历五花八门。最早发现的一些元素的命名大多根据它本身的特性，如氧（O，成酸的）、氢（H，制造水的）;有一些则表明了它的出处，如钠（Na，来自苏打），氦（He，来自太阳），还有一部分则取自希腊神话，如Tantalus和Niobe，分别用于命名元素周期表中第73号元素钽（Ta）和41号元素铌（Nb），而且钽位于铌的正下方（铌是在富含Ta的矿石发现的）。”

又如：O2和CO2的实验室制取，优秀的教师并不是直接将相關的化学方程式“奉送”给学生，而是从性质实验的原理和有关的化学概念分别加以介绍，再把它们整合起来，从元素的转化、守恒，加之内在性质和外部条件的分析，逐步引导学生从起因、过程、差异的角度进行理解、内化。氧气的实验室制取是一个利用化学方法从含氧化合物KMnO4、KCIO3、H2O2中分离出氧元素并制取单质氧的实验，这是元素转化论的有力证明。用加热或同时加入某种催化剂的方法，对于其它含氧化合物并非都可以行之有效，如加热H2O，只能发生蒸腾却不会产生O2;在整个实验过程中用于加热的含有SiO2的玻璃仪器，虽然含氧自身却安然无恙，这说明“在不同的含氧化合物中，氧所处化学环境不同;物质性质取决于它的组成与结构;物质的变化可以用外界条件来控制。”所以，仅仅关注反应原理及排水法或向上排空气法收集的实验装置是不够的，还要关注物质中原子问的排列方式和化学键的改变;实验体系中所包含的众多化学本身的思考与探究等等。实验室制取CO2，应重在与O2制取的比较，从以下3方面引导学生“啃食盐碱草”，汲取特殊的养料：（1）气体的性质不同。因此收集方法不同，发现和利用物质之间的差异，是对化学物质进行制取、分离、提纯或鉴别的基础。（2）原料的来源不同。所用的大理石或石灰石均来自大自然，属于非化学试剂，故而组成比较复杂，除了含钙、碳、氧元素外，还含硅、铝等其它元素。（3）反应条件的不同。一种方法是常温下与酸反应，另一种方法是高温煅烧。这说明在实现物质转化时，化学可以为之提供更多的选择性，虽然方法不同，但元素通过转移、交换、重新组合而转化为新物质是不会改变的，石灰石的煅烧分解或与酸的复分解反应，都可视为组成中CO2的整体迁移、分离与结合。从宏观现象的观察到深入微观层面的分析，帮助学生初步建立物质及其变化的微观视角，内涵之丰富，在宏观与微观中“穿行”，在元素的“转化”与“守恒”中“飞越”，难道不是教学的“本原”？又何尝不可称为化学教学的“盐碱地”呢？

二、开展“有趣阅读”，延伸探究触角

教授化学，可以是一件痛苦的事，也可以是一件愉快的事。仅仅为了应对考试，离不开手中的“三件套”（即教材、教参、教辅），尽管教了几十年，最终只不过教给学生一堆终身无用的习题。若是为了提升学生素质，为学生将来的可持續发展打好基础，那么学生的眼界、境界以及阅读能力、捕捉信息的能力尤为关键，阅读面广、视野开阔的学生，比起那些整天在做习题、“游题海”的，理解能力将有天差地别。我们的教学应该为学生制定好近期目标与远期规划，并且使得两者尽可能有机统一，对于学生的发展而言，满足当下仍以应试为主的评价方式，固然是一种现实的需求，但这仅是一种短期的发展需要与行为方式，从长远的发展看，学生的综合素质与“后劲”才至关重要。不过，现实一点说，当下完全着眼于长远而规避应试是不现实的，必然陷入“四面楚歌”的境地。既不放弃素养养成的理想，又不无视直接涉及学生发展的现实约束，维护知识的“生态平衡”，这无论是对于教师还是学生，都是极大的挑战。

随着新课程实施的不断深入，化学教育越来越注重学科与人文的结合，注重科学与社会发展的关系，关注科学探究的方法，关心科学前沿的进展。然而，课堂教学的时间毕竟有限，凭此要达到所有应该达到的教学目标是不可能的，课本也是有限的，不可能面面俱到，加之任何一位教师也不大可能完全熟悉和充分了解扩展的所有知识，这就要有课外学习的补充，在课本知识与内容的基础上，向外适度地延伸与拓展，引领学生在轻松、愉悦的阅读中有所收获，在有趣、有味的阅读中不断前行。阅读可以在学校，也可以在家庭，可以在课外，也可以在课内。阅读可以是毫无功利的泛读，也可以是取代纸笔作业的任务型精读。阅读的材料不只是具体知识内容的扩展，还应该是不游离于课程标准和教材要求的知识点之外的适度延伸与扩展，在有趣阅读中引发深度思考。如清华大学刘兵教授主编的初中科学拓展阅读丛书《课本上学不到的化学》就非常适合九年级学生阅读，书中涉及到的“三位化学家同时发现了氧气，为什么却称拉瓦锡为氧气发现者”“门捷列夫发现元素周期表后，为什么要在元素周期表中预留下一些空位”“为什么说TNT是‘炸药之王，C-4炸药最受恐怖分子青睐”等等，这些课本上学不到的有趣化学知识与问题，可以作为“一片牧草稀少的盐碱地”，延伸学生探究的触角，让学生自由开啃，从中吸收一些特有且极其稀少的微量元素。

三、驻足“实验异常”，诱发思维碰撞

在化学实验的教学中，有少数教师往往只注重一些简单仪器的基本操作，培养学生的动手能力，以及掌握将仪器组合成能够完成某个化学过程装置时的要点等几方面，迫于应试与升学的压力，实验现象的观察改为多媒体演示，仪器装置改为黑板图示，实验过程简化为书写相关的化学方程式的情景与案例时有发生。其实在实验过程中，“科学实验的结论一定存在着不确定性，这是不言而喻的，我们不仅要承认科学实验所得出的结论存在着不同程度的不确定性，而且要把这种认识视为学科素养最重要的内涵，引领学生有批判的眼光，不惟教材，敢于向权威挑战。尤其实验异常现象的出现，要抓住契机，这或许为我们的实验探究教学留下了一片空间，为教师在“盐碱地上放羊”创造了良机。

例如：在做Fe丝与O2性质实验时，Fe丝燃烧火星四射，在没有烧完的一小段Fe丝末端，形成一个小铁圆球，这“圆球”是什么？说明什么问题？又如：向滴有酚酞的NaOH溶液中，滴加稀HCI，刚开始溶液的颜色不仅没有褪色，反而变深，一段时间后，颜色才慢慢变浅，最终变成无色，这又是什么原因造成的？都有待学生去深度探究。

化学远非一门高度成熟的学科，其中很多结论只是现阶段、局限性的认识。善于尊重实验事实，发现异常、认识异常、解剖异常，不仅是实验探究活动的核心内容之一，也是化学的魅力所在。实验时常常遇到“砸锅”的现象，特别是开设公开课或参加优质课比赛时，是教师们非常懊恼的事情，往往会影响一节课师生的情绪，扰乱整节课的教学预设与节奏，甚至“砸”了本节课。其实实验不成功属于正常现象，实验技能再高的名教师也有实验“砸锅”的时候，因为，物质的性质不仅取决于它固有的组成与结构，还要受到物理环境、化学环境等多方面的影响，同一种试剂产地不同，实验现象可能有所区别;同一种药品分析纯失之毫厘，实验现象会谬以千里;同一种药品实验时的空气湿度、环境温度不同，实验现象有可能大相径庭;同一种药品存放的时间长短差异，实验现象都有可能出乎预料。总之，“物质体系的性质是多因素的函数”，倘若我们及时捕捉并与课本对话、与大师们对话，抓住思维碰撞与“认知冲突”的时机，认识、寻找“砸锅”的原因，那将是一次完整的化学实验教学活动，有助于激发学生对科学的兴趣，有助于提升学生的探究性学习能力和化学思维，有助于学生对化学的理解与升华。虽然验证某些化学原理或化学现象的实验活动是初等化学实验的重点，但关注实验探究中的异常现象，解剖实验探究中的异常现象，远远胜过结论的再次被证明或相关知识点记忆程度的进一步加深。教师唯有打开视野，关注学科新进展，并怀有一份超越当下、不迷信书本和权威的精神，在教学中下结论时常常能留有余地，才能培养出有独立思想和开拓创新精神的一代新人。

真正的课堂教学是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。思维品质是一个人未来竞争力的核心所在，思维能力在人的一切综合能力中永远占有主导地位，以学科知识为载体，培养学生良好的发现问题、运用所学知识解决问题的思维能力是学科教育的核心任务之一，无言之教、“无用”之教也是教学的最高境界，也是“超越化学教化学”的重要内涵所在。