罗明奎：将抽象的化学直观化

“同学们，弄清物质组成元素的质量比，其实很简单。请看：水果盘中的这个红苹果的质量是160克，两个大青枣的质量都是10克。请同学们算一算，大青枣与红苹果的质量比是多少？” “非常正确，的确是1比8。如果我们把红苹果当成水（H2O）中的氧元素，把大青枣看成水中的氢元素，那么，请同学们列出水（H2O）中氢（H）、氧（O）元素质量比的等式。” “很好，的确是（1×2）∶16=1∶8。”“从氢（H）、氧（O）元素的质量比等式中，我们可以直观地看出——物质组成元素的质量比就是物质化学式中各元素的相对原子质量与其原子个数的乘积之比。”

上述教学片段是记者在襄阳市保康县歇马镇中心学校采访第三届湖北教育“教研名师”罗明奎时，随堂听课所节录的一段教学实录。这个教学片段集中体现了罗明奎老师倡导的“直观化学”教学思想。

教学是一门艺术，仅有专业知识和满腔热情是不够的

1998年7月，罗明奎以优异的成绩从当时的襄樊市教育学院毕业，被分配到保康县欧店中学担任化学教师。

踏上讲台之前，罗明奎结合化学学科特点确定了自己的教学思路：初中化学无非是引导学生正确认识、理解和运用化学基本概念，这些概念贯穿于初中化学的始终，指导着元素化合物等知识的学习，不仅是化学实验的基础，而且是化学推理的依据，只要让学生理解化学基本概念，再通过一定的实验来验证概念，化学教学就达到了目的。走上讲台之后，他把自己的教学思路与教师教学用书提供的教学目标、教学重难点等结合起来设计教学，并按照教学设计进行课堂教学。因为刚刚接触化学，所以学生感到很新奇，他们的学习热情和积极性很高，课堂互动也很顺畅，并且教材前两章内容只是化学学科的入门知识，学生学得很轻松。从作业和平时的化学检测情况来看，罗明奎感到很欣慰，也觉得很有成就感。

就在他陶醉其中的时候，教学实践却给他浇了一盆冷水。在教学第四单元“物质构成的奥秘”时，教材知识开始由浅入深，学生的学习热情开始下降，主动举手回答问题的学生越来越少，师生互动的频率逐渐降低，教学效果大打折扣，连续两次周测，学生的化学成绩急速下降。罗明奎百思不得其解，学生没变，教学方法没变，学生对前几章的内容掌握得挺好，为什么进入第四单元，学生就遇到困难了呢？

困惑之余，罗明奎开始对照化学教学理论反思自己的教学，虚心向有经验的化学老师请教，并经常到别的化学老师的课堂上听课、做笔记。一个月过去了，罗明奎在同事的帮助下，终于找到了自己教学效率低下的症结：初中生正处于由形象思维向抽象思维过渡的时期，思维能力正处于从具体运算到形式运算的关键发展阶段，他们对化学的认识和理解总是与自己直接的生活体验相连接的，一旦进入抽象的理论、概念学习时，他们就会感到力不从心，而且化学学科本身也有着感性认识和理性认识兼具的特点，经常要借助宏观把握与微观认知来实现对某一概念意义的融通，从而达到感性认识和理性认识的和谐统一，学生对这样的学科体系逻辑还不能完全适应。另外，自己在教学时往往从教材本身出发，把教学目标定位于对教材内容的掌握上，忽视了引导学生探索知识之间的联系，很少考虑将学情、教材和教法有机統一。

经过这样的反思和分析，罗明奎决定纠正前期的教学方法，从化学学科特点及学情入手，寻找一种科学、合理的化学教学模式。

找出问题不易，找到解决问题的方法更难。从哪里入手呢？罗明奎陷入了沉思。从第四单元开始，化学学习就进入了微观认知阶段，构成物质的原子、分子、元素、离子等概念既看不见，又摸不着，远离学生生活，学生只能通过教师的文字描述去理解，由于语言文字的局限性，学生无法在头脑中形成微观粒子及其运动的形象，导致他们对这些概念的内涵和外延模糊不清，越学越糊涂。

一个偶然的机会，让罗明奎如拨云见日。一次，学校举办秋季运动会，体育教师将篮球、排球和乒乓球装在一个大纸盒里。罗明奎眼前一亮，纸盒里的篮球、排球和乒乓球不正是“分子、原子和粒子”的模型吗？如果在教学中，从学生的思维特点出发，不过分强调概念、定义的严密性，而运用直观形象的教学形式进行课堂教学，不就可以突破语言文字的局限性了吗？这个意外收获，让罗明奎的心中开始有了“直观化学”的初步构想。

站在学生的立场上，总能找到契合学生认知实际的教法

罗明奎开始在教学中进行“直观化学”教学的探索和实践。他通过调研学情发现，学生已有的认知结构还不足以让所有学生完全脱离具体的事物去理解抽象的化学知识，学科本位的教学思想还不能完全适用于初学化学的初中生。要教好化学，必须站在学生的立场，结合学生的认知实际和思维特点，渐进式地引导学生由形象思维向抽象思维过渡，从而调动学生的学习积极性和主动性，进而提高课堂教学效率。

通过对教材的深入分析，罗明奎将初中化学内容大致分为基本概念、元素化合物、化学实验、化学计算四个方面。在这四个方面中，化学概念包括定义、原理、反应规律等，是所有化学知识的基础，学生真正理解了化学概念，就可以运用概念解决其他化学问题。

牵住了化学学习的“牛鼻子”，罗明奎结合初中生的思维特点和认知实际，开始了“直观化学”教学的探索，并取得了一定的成绩。学生的化学成绩逐渐提高，“直观化学”教学的构想也在附近乡镇中学的化学教师中传播开来。

2003年9月，罗明奎被调往保康县歇马镇中心学校任教。环境变了，但罗明奎“直观化学”教学的探索之旅没有停止。为了让学生直观形象地理解化学概念，罗明奎运用了实物直观教学法。比如，在教学物质的状态时，罗明奎给每名学生发了一粒绿豆大小的冰块，让学生放在手心观察，一会儿，冰块融化成水;再一会儿，水被空气蒸发。罗明奎才提问：“物质的存在有哪几种状态？”学生亲身感受了冰块化成水又被蒸发的变化过程，自然理解了物质的三种状态——固态、液态和气态。

在教学《分子和原子》时，为让学生直观形象地掌握微观世界里的物质，罗明奎利用红、蓝两色磁扣分别表示氢原子和氧原子，模拟过氧化氢分解制取氧气这一变化过程。当红蓝磁扣相吸时，就形成了过氧化氢分子，过氧化氢的化学性质不变。然后，他又指导学生把两色磁扣分开，分别表示单个的氢原子和氧原子，再重新组合，这样，两色磁扣就形成了水分子和氧分子。同样地，他又通过两色磁扣的组合让学生演示氢分子与氯分子反应生成氯化氢分子。通过磁扣模拟，学生直观体验到化学变化实际上是分子分成原子、原子重新组合成新物质分子的过程。这样教学，枯燥、抽象的化学知识形象生动起来，也激发了学生的学习兴趣。

除了运用实物进行直观教学，罗明奎还巧妙利用多媒体帮助学生想象微观世界。在教学《离子》前，罗明奎深研教材，确定了本节课的教学重点“离子的形成”和教学难点“核外电子运动特点”，为此，他制作了一个多媒体动画来模拟电子运动特点和离子的形成过程：先展示钠原子和氯原子的原子结构示意图和计算机模拟的核外电子运动动画，接着引导学生从动画中分析原子最外层电子的特点和原子在化学变化中得失电子的能力，并提示“物质单独存在时有得到或失去电子的可能，当两种物质的原子碰到一起并且条件合适，将会发生什么呢？”学生说出自己的猜想后，他又用动画模拟出物质得失电子的过程。借助多媒体模拟，学生很形象地看出离子的形成过程，并发现了离子和原子的区别。最后，罗明奎用动画模拟出氯离子和钠离子由于静电作用而形成氯化钠的过程，并用原子结构示意图展示离子的形成过程。这样的课堂模拟，前后所花的时间不过五六分钟，却给学生留下了直观而深刻的印象。

化学的魅力不应该由教师讲出来，而应该由学生体验出来

如果说运用实物和多媒体模拟教学能让学生直观理解抽象的化学知识，那么，利用实验操作和化学实践则能让学生亲身体验化学的巨大魅力。

在执教《二氧化碳和一氧化碳》时，罗明奎认为，二氧化碳与水的反应不易观察，反应实质也很难用语言揭示出来。于是，他设计了分组实验：甲小组将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察证明二氧化碳能与水反应（此方法无法证明二氧化碳能与水反应，因为也可能是二氧化碳使紫色石蕊试液变红，需进一步验证），然后加热该试管，溶液又变回紫色。乙小组用紫色石蕊试液将白色滤纸染成紫色，干燥后做成四朵纸花，依次向小花上喷稀醋酸、水。学生发现，向小花上喷稀醋酸，小花变红，这说明醋酸能使紫色石蕊变红;向小花上喷水，小花不变色，说明水不能使紫色石蕊变红。罗明奎让学生将小花放入盛有二氧化碳气体的集气瓶中，学生发现，小花并不变色，这说明二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红。他又让学生用水润湿小花，然后放入盛有二氧化碳的集气瓶中，小花又变红了，这说明二氧化碳与水反应生成的酸能使石蕊变红。丙小组用一个塑料瓶收集了二氧化碳，再向瓶中加水，盖上瓶蓋震荡，结果瓶子变瘪。学生猜想：可能是二氧化碳没收集满，可能是气密性不太好，也可能是倒入的水太多，把绝大部分二氧化碳排到了空气中，等等。丁小组收集了一试管二氧化碳气体，然后倒扣在水槽中，观察到试管内的液面上升。他们分析的结果是：二氧化碳与水反应，使试管内的压强小于外界大气压，水槽中的水在大气压的作用下进入试管中。

通过四组实验，学生发现最能体现二氧化碳性质的只有乙小组的实验。这样的比较实验既打破了教材的束缚，开阔了学生的视野，又让学生亲身体验到化学的巨大魅力，感受到严谨的科学态度对学习化学的重要性。

除了在课堂上进行直观教学，罗明奎还根据教学进度组织学生参与社会实践，在社会实践中进行直观教学，让学生在体验中学习化学、运用化学。在讲完化学平衡原理后，罗明奎组织学生清理学校附近街道上的落叶和杂草，清理之后，他问学生如何处理这些垃圾，有的学生提出焚烧方案，有的学生提出粉碎方案，有的学生提出填埋方案。罗明奎结合碳中和、碳达峰理念和化学平衡原理，指导学生现场演示三种方案。学生演示后，直观地认识到：焚烧是将落叶和杂草直接转换成了二氧化碳;粉碎落叶和杂草需要其他动力支撑，仍然会排放二氧化碳;填埋方案最优，不仅不会排放二氧化碳，还能给土地增加钾肥。

在“直观化学”教学思想的引领下，罗明奎收获颇丰： 2011年，他被评为襄阳市初中化学“学科带头人”; 2014年，被襄阳市教育局评为“教育科研先进个人”;2017年，被湖北省人力资源厅授予“贫困山区专业技术人才奉献奖”;2018年，被中国教师研修网评为“优秀学科指导专家”;2020年11月，在襄阳市举办的第三届湖北教育“教研名师”评选中，他被评为“教研名师（金奖）”。

“所谓‘直观化学’教学，就是教师在教学中采用直观形象的教具和实物模型、具体可感的图像和动画，运用形象生动的语言，借助亲身体验式的实验和化学实践来进行化学教学的教学模式。这种模式贴近学生生活，符合学生思维特点，能化抽象为形象，拉近学生与化学知识的心理距离，提高学生学习化学的兴趣和效果。”

采访结束，记者请罗明奎给他所倡导的“直观化学”教学主张下一个精准定义，罗老师略加思考，说出了上面的话。

责任编辑  吴锋