追尋化學(xué)教學(xué)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(fā)的深度思考，并聯(lián)系化學(xué)教學(xué)從“立足教材‘本原，追尋學(xué)科本質(zhì)”;“開展‘有趣閱讀，延伸探究觸角”;“駐足‘實(shí)驗(yàn)異常，誘發(fā)思維碰撞”3個(gè)維度，闡述了如何使化學(xué)課堂教學(xué)變?yōu)椤胞}堿地”，讓學(xué)生成為一群啃食鹽堿地黃而稀少草的“羊”。

關(guān)鍵詞：學(xué)科本原;有趣閱讀;實(shí)驗(yàn)探究;實(shí)驗(yàn)異常

文章編號：1008-0546（2019）06-0008-03 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(nèi)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(yǎng)出肉質(zhì)優(yōu)良的羊，你會(huì)選擇哪一塊？有經(jīng)驗(yàn)的西北牧民選擇的是：鹽堿地。因?yàn)樵邴}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(zhì)更好，市場銷售價(jià)格也更高?！卑葑x了這篇文章后，讓筆者感慨頗多，查閱了相關(guān)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(yīng)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(fā)黃，根系卻深而發(fā)達(dá)。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(dòng)，啃食發(fā)黃的青草，飲用苦澀的鹽水，運(yùn)動(dòng)時(shí)間充足，體格健壯，同時(shí)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(zhì)特別細(xì)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(chǎn)生于極端惡劣的環(huán)境之中。生活如此，學(xué)生的能力發(fā)展又何嘗不是如此，不經(jīng)過一番“認(rèn)知沖突”的較量，學(xué)生難以深度領(lǐng)會(huì)知識(shí)的本質(zhì)與內(nèi)涵;不經(jīng)過一番思維碰撞與“搏擊”，學(xué)生的思維品質(zhì)依然稚嫩。若將知識(shí)點(diǎn)分解得“支離破碎”、“事無巨細(xì)”地為學(xué)生排憂解難，讓學(xué)生輕而易舉就能得到結(jié)論，必然是弊大于利，學(xué)生的靈性終將被磨滅。在實(shí)際教學(xué)中，很多時(shí)候?qū)W生碰到的難題，并非是缺乏具體知識(shí)，而是缺乏比知識(shí)更重要、更寶貴的某些思維品質(zhì)與方法。要深知“圈養(yǎng)”與“放養(yǎng)”不僅是形式上的差異，更是內(nèi)涵本質(zhì)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(jié)果有著天壤之別。若將有效引領(lǐng)學(xué)生探索求真，注重學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的錘煉，在探究過程中基于證據(jù)進(jìn)行邏輯推理的課堂比喻成“鹽堿地”，那我們的學(xué)生就是一群“在鹽堿地啃食發(fā)黃青草、飲用苦澀鹽水的羊”。那么，化學(xué)教學(xué)中的“鹽堿地”在哪兒，如何帶領(lǐng)學(xué)生在“鹽堿地”中奔走呢？

一、立足教材“本原”，追尋學(xué)科本質(zhì)

“‘1+1=2，是世界上最偉大的數(shù)學(xué)公式之一，為什么？因?yàn)樗潜驹?，是?shù)學(xué)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(nèi)涵，最能啟迪思維品質(zhì)，卻最容易被視而不見，因?yàn)樗鼈兲究找姂T而顯得微不足道?！背踔谢瘜W(xué)是起始學(xué)科，教材中本原性知識(shí)的例子舉不勝舉，關(guān)鍵看教師是否具有一雙發(fā)現(xiàn)的“眼睛”，能否洞悉其內(nèi)涵與價(jià)值。例如：元素符號的教學(xué)，常常被誤認(rèn)為是“識(shí)字”型的字母教學(xué)，甚至當(dāng)成英文字母的教學(xué)，教學(xué)方法則往往是簡單地死記硬背，對于其形成的發(fā)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(diǎn)也沒有摻雜的物體”，再到拉瓦錫的“氣態(tài)簡單物質(zhì)”、“簡單的非金屬物質(zhì)”、“簡單的金屬物質(zhì)”、“簡單土質(zhì)”的元素概念，引領(lǐng)學(xué)生沿著一條自古而今的研究思路軌跡向前推進(jìn)，用發(fā)展的眼光學(xué)化學(xué)，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(fā)展歷程，課堂教學(xué)內(nèi)容的豐富性、深刻性就不言其說。作為化學(xué)學(xué)科的啟蒙教學(xué)，以元素符號為基礎(chǔ)的一系列化學(xué)用語的教學(xué)也許就是“本原”所在。跳出課本教化學(xué)，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(fā)現(xiàn)的一些元素的命名大多根據(jù)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(fā)現(xiàn)的）?！?/p>

又如：O2和CO2的實(shí)驗(yàn)室制取，優(yōu)秀的教師并不是直接將相關(guān)的化學(xué)方程式“奉送”給學(xué)生，而是從性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的原理和有關(guān)的化學(xué)概念分別加以介紹，再把它們整合起來，從元素的轉(zhuǎn)化、守恒，加之內(nèi)在性質(zhì)和外部條件的分析，逐步引導(dǎo)學(xué)生從起因、過程、差異的角度進(jìn)行理解、內(nèi)化。氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取是一個(gè)利用化學(xué)方法從含氧化合物KMnO4、KCIO3、H2O2中分離出氧元素并制取單質(zhì)氧的實(shí)驗(yàn)，這是元素轉(zhuǎn)化論的有力證明。用加熱或同時(shí)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(fā)生蒸騰卻不會(huì)產(chǎn)生O2;在整個(gè)實(shí)驗(yàn)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(xué)環(huán)境不同;物質(zhì)性質(zhì)取決于它的組成與結(jié)構(gòu);物質(zhì)的變化可以用外界條件來控制?！彼裕瑑H僅關(guān)注反應(yīng)原理及排水法或向上排空氣法收集的實(shí)驗(yàn)裝置是不夠的，還要關(guān)注物質(zhì)中原子問的排列方式和化學(xué)鍵的改變;實(shí)驗(yàn)體系中所包含的眾多化學(xué)本身的思考與探究等等。實(shí)驗(yàn)室制取CO2，應(yīng)重在與O2制取的比較，從以下3方面引導(dǎo)學(xué)生“啃食鹽堿草”，汲取特殊的養(yǎng)料：（1）氣體的性質(zhì)不同。因此收集方法不同，發(fā)現(xiàn)和利用物質(zhì)之間的差異，是對化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行制取、分離、提純或鑒別的基礎(chǔ)。（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(xué)試劑，故而組成比較復(fù)雜，除了含鈣、碳、氧元素外，還含硅、鋁等其它元素。（3）反應(yīng)條件的不同。一種方法是常溫下與酸反應(yīng)，另一種方法是高溫煅燒。這說明在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化時(shí)，化學(xué)可以為之提供更多的選擇性，雖然方法不同，但元素通過轉(zhuǎn)移、交換、重新組合而轉(zhuǎn)化為新物質(zhì)是不會(huì)改變的，石灰石的煅燒分解或與酸的復(fù)分解反應(yīng)，都可視為組成中CO2的整體遷移、分離與結(jié)合。從宏觀現(xiàn)象的觀察到深入微觀層面的分析，幫助學(xué)生初步建立物質(zhì)及其變化的微觀視角，內(nèi)涵之豐富，在宏觀與微觀中“穿行”，在元素的“轉(zhuǎn)化”與“守恒”中“飛越”，難道不是教學(xué)的“本原”？又何嘗不可稱為化學(xué)教學(xué)的“鹽堿地”呢？

二、開展“有趣閱讀”，延伸探究觸角

教授化學(xué)，可以是一件痛苦的事，也可以是一件愉快的事。僅僅為了應(yīng)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(xué)生一堆終身無用的習(xí)題。若是為了提升學(xué)生素質(zhì)，為學(xué)生將來的可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)，那么學(xué)生的眼界、境界以及閱讀能力、捕捉信息的能力尤為關(guān)鍵，閱讀面廣、視野開闊的學(xué)生，比起那些整天在做習(xí)題、“游題?！钡模斫饽芰⒂刑觳畹貏e。我們的教學(xué)應(yīng)該為學(xué)生制定好近期目標(biāo)與遠(yuǎn)期規(guī)劃，并且使得兩者盡可能有機(jī)統(tǒng)一，對于學(xué)生的發(fā)展而言，滿足當(dāng)下仍以應(yīng)試為主的評價(jià)方式，固然是一種現(xiàn)實(shí)的需求，但這僅是一種短期的發(fā)展需要與行為方式，從長遠(yuǎn)的發(fā)展看，學(xué)生的綜合素質(zhì)與“后勁”才至關(guān)重要。不過，現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)說，當(dāng)下完全著眼于長遠(yuǎn)而規(guī)避應(yīng)試是不現(xiàn)實(shí)的，必然陷入“四面楚歌”的境地。既不放棄素養(yǎng)養(yǎng)成的理想，又不無視直接涉及學(xué)生發(fā)展的現(xiàn)實(shí)約束，維護(hù)知識(shí)的“生態(tài)平衡”，這無論是對于教師還是學(xué)生，都是極大的挑戰(zhàn)。

隨著新課程實(shí)施的不斷深入，化學(xué)教育越來越注重學(xué)科與人文的結(jié)合，注重科學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，關(guān)注科學(xué)探究的方法，關(guān)心科學(xué)前沿的進(jìn)展。然而，課堂教學(xué)的時(shí)間畢竟有限，憑此要達(dá)到所有應(yīng)該達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)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(kuò)展的所有知識(shí)，這就要有課外學(xué)習(xí)的補(bǔ)充，在課本知識(shí)與內(nèi)容的基礎(chǔ)上，向外適度地延伸與拓展，引領(lǐng)學(xué)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(xué)校，也可以在家庭，可以在課外，也可以在課內(nèi)。閱讀可以是毫無功利的泛讀，也可以是取代紙筆作業(yè)的任務(wù)型精讀。閱讀的材料不只是具體知識(shí)內(nèi)容的擴(kuò)展，還應(yīng)該是不游離于課程標(biāo)準(zhǔn)和教材要求的知識(shí)點(diǎn)之外的適度延伸與擴(kuò)展，在有趣閱讀中引發(fā)深度思考。如清華大學(xué)劉兵教授主編的初中科學(xué)拓展閱讀叢書《課本上學(xué)不到的化學(xué)》就非常適合九年級學(xué)生閱讀，書中涉及到的“三位化學(xué)家同時(shí)發(fā)現(xiàn)了氧氣，為什么卻稱拉瓦錫為氧氣發(fā)現(xiàn)者”“門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表后，為什么要在元素周期表中預(yù)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(xué)不到的有趣化學(xué)知識(shí)與問題，可以作為“一片牧草稀少的鹽堿地”，延伸學(xué)生探究的觸角，讓學(xué)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(shí)驗(yàn)異?！保T發(fā)思維碰撞

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，有少數(shù)教師往往只注重一些簡單儀器的基本操作，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，以及掌握將儀器組合成能夠完成某個(gè)化學(xué)過程裝置時(shí)的要點(diǎn)等幾方面，迫于應(yīng)試與升學(xué)的壓力，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察改為多媒體演示，儀器裝置改為黑板圖示，實(shí)驗(yàn)過程簡化為書寫相關(guān)的化學(xué)方程式的情景與案例時(shí)有發(fā)生。其實(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中，“科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論一定存在著不確定性，這是不言而喻的，我們不僅要承認(rèn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論存在著不同程度的不確定性，而且要把這種認(rèn)識(shí)視為學(xué)科素養(yǎng)最重要的內(nèi)涵，引領(lǐng)學(xué)生有批判的眼光，不惟教材，敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)。尤其實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，要抓住契機(jī)，這或許為我們的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)留下了一片空間，為教師在“鹽堿地上放羊”創(chuàng)造了良機(jī)。

例如：在做Fe絲與O2性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，F(xiàn)e絲燃燒火星四射，在沒有燒完的一小段Fe絲末端，形成一個(gè)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(shí)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(xué)生去深度探究。

化學(xué)遠(yuǎn)非一門高度成熟的學(xué)科，其中很多結(jié)論只是現(xiàn)階段、局限性的認(rèn)識(shí)。善于尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，發(fā)現(xiàn)異常、認(rèn)識(shí)異常、解剖異常，不僅是實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的核心內(nèi)容之一，也是化學(xué)的魅力所在。實(shí)驗(yàn)時(shí)常常遇到“砸鍋”的現(xiàn)象，特別是開設(shè)公開課或參加優(yōu)質(zhì)課比賽時(shí)，是教師們非常懊惱的事情，往往會(huì)影響一節(jié)課師生的情緒，擾亂整節(jié)課的教學(xué)預(yù)設(shè)與節(jié)奏，甚至“砸”了本節(jié)課。其實(shí)實(shí)驗(yàn)不成功屬于正?，F(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)技能再高的名教師也有實(shí)驗(yàn)“砸鍋”的時(shí)候，因?yàn)?，物質(zhì)的性質(zhì)不僅取決于它固有的組成與結(jié)構(gòu)，還要受到物理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境等多方面的影響，同一種試劑產(chǎn)地不同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能有所區(qū)別;同一種藥品分析純失之毫厘，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)謬以千里;同一種藥品實(shí)驗(yàn)時(shí)的空氣濕度、環(huán)境溫度不同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有可能大相徑庭;同一種藥品存放的時(shí)間長短差異，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都有可能出乎預(yù)料?？傊?，“物質(zhì)體系的性質(zhì)是多因素的函數(shù)”，倘若我們及時(shí)捕捉并與課本對話、與大師們對話，抓住思維碰撞與“認(rèn)知沖突”的時(shí)機(jī)，認(rèn)識(shí)、尋找“砸鍋”的原因，那將是一次完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，有助于激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，有助于提升學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)能力和化學(xué)思維，有助于學(xué)生對化學(xué)的理解與升華。雖然驗(yàn)證某些化學(xué)原理或化學(xué)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是初等化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，但關(guān)注實(shí)驗(yàn)探究中的異?，F(xiàn)象，解剖實(shí)驗(yàn)探究中的異?，F(xiàn)象，遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過結(jié)論的再次被證明或相關(guān)知識(shí)點(diǎn)記憶程度的進(jìn)一步加深。教師唯有打開視野，關(guān)注學(xué)科新進(jìn)展，并懷有一份超越當(dāng)下、不迷信書本和權(quán)威的精神，在教學(xué)中下結(jié)論時(shí)常常能留有余地，才能培養(yǎng)出有獨(dú)立思想和開拓創(chuàng)新精神的一代新人。

真正的課堂教學(xué)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。思維品質(zhì)是一個(gè)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(yuǎn)占有主導(dǎo)地位，以學(xué)科知識(shí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生良好的發(fā)現(xiàn)問題、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的思維能力是學(xué)科教育的核心任務(wù)之一，無言之教、“無用”之教也是教學(xué)的最高境界，也是“超越化學(xué)教化學(xué)”的重要內(nèi)涵所在。