金京生
在目前初中化學(xué)教學(xué)中,有部分教師由于工作對象是初中學(xué)生、長期面對用的是初中教科書、聚焦于中考試題和中考模擬練習(xí)等原因,將自已學(xué)習(xí)和思考的范圍壓縮在“初中化學(xué)”的小范圍之內(nèi),使自己對學(xué)科知識理解的空間被嚴(yán)重壓縮,對學(xué)科知識的理解廣度和深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到教學(xué)的要求,成為一位“永遠(yuǎn)的初中生”,從而導(dǎo)致課堂教學(xué)過于局限,簡單教學(xué)絕對化,不利于學(xué)生長遠(yuǎn)的發(fā)展。如何使初中教師既能重視開拓專業(yè)視野,從較高、較廣、較深的專業(yè)領(lǐng)域理解初中化學(xué)教科書中知識,保持教師自身專業(yè)學(xué)習(xí)能力不因長久在初中任教而減弱,又能帶著課標(biāo)意識、初中學(xué)生意識去理解初中化學(xué)教科書中知識,進(jìn)行基于初中學(xué)生素養(yǎng)的教學(xué),是初中教師面臨的巨大挑戰(zhàn)。
一、初中教師對學(xué)科知識理解必須要有“專家視野”
做任何事情,先要理解到什么程度,才可能做到什么程度。對初中教師來說,對學(xué)科知識理解的程度越深,在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)發(fā)揮的空間就越大,就越利于促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和長遠(yuǎn)發(fā)展。初中教師的“專家視野”,是指在對學(xué)科知識理解時(shí),教師要重視開拓專業(yè)視野,從物理專業(yè)領(lǐng)域理解初中教學(xué)中的物理知識,從化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域理解初中化學(xué)中的化學(xué)知識,從生物專業(yè)領(lǐng)域理解初中生物中的生物知識等等,對學(xué)科知識要達(dá)到較高、較廣、較深的專業(yè)水平。要保持教師自身的專業(yè)學(xué)習(xí)能力不因長久在初中任教師而減弱,要避免、要防止自己的思維方式的“簡單化”和分析視角的“籠統(tǒng)化”。針對具體的學(xué)科知識內(nèi)容,初中教師要學(xué)會閱讀相關(guān)專業(yè)的大學(xué)教材(最好是較新的版本),要學(xué)會查閱專業(yè)文獻(xiàn)(包括工業(yè)生產(chǎn)方面的文獻(xiàn)),要熟悉相關(guān)學(xué)科史料,經(jīng)常瀏覽相關(guān)學(xué)科前沿的研究進(jìn)展,豐富自身學(xué)科知識的背景信息素材。
當(dāng)然,初中教師有了“專家視野”后,并不是要在課堂上無視初中學(xué)生的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)水平和初中課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,將高中內(nèi)容甚至大學(xué)的專業(yè)知識不作處理原本原樣地介紹給學(xué)生,或者無限制地增大知識量、增加知識難度,而是要求教師開拓自身的學(xué)科專業(yè)視野、加深對學(xué)科思維方式和方法的理解。初中教師對學(xué)科知識的理解要有“專家視野”,是為了保證初中教學(xué)的科學(xué)性,是為了拓展初中教學(xué)的轉(zhuǎn)化空間,是為了豐富初中教學(xué)的表達(dá)方式。
如,初中化學(xué)中有關(guān)于“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容,限于初中學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和水平,初中化學(xué)的教學(xué)要求比較低,教科書里只能作簡約化處理(基礎(chǔ)教育的初中化學(xué)、高中化學(xué)教科書編寫中,絕大部分內(nèi)容都作過簡約化處理的),但初中化學(xué)教師必須要對“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”相關(guān)內(nèi)容有一定程度的理解,不能只是停留在初中教科書中的短短幾段文字所作的泛泛介紹水平上。至少要在以下幾方面對“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”有基本認(rèn)識:
(1)從聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際角度理解:工業(yè)上用海水制鹽(沿海地區(qū))、用鹽湖水制鹽(西北地區(qū))的基本流程是什么?不同產(chǎn)地生產(chǎn)的粗鹽、精鹽的化學(xué)成分的差異是什么?制取粗鹽、制取精鹽有哪些不同的要求?制取食用鹽、制取實(shí)驗(yàn)用的化學(xué)純氯化鈉、制取純度更高的分析純氯化鈉有哪些不同的要求,要經(jīng)過對應(yīng)的哪些實(shí)驗(yàn)操作過程才能達(dá)到這些要求?為什么粗鹽容易潮解而精鹽一般不易潮解?
(2)從化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作角度理解:蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、晶體洗滌的具體操作是什么?實(shí)驗(yàn)時(shí)只有“蒸發(fā)結(jié)晶”和“冷卻結(jié)晶”兩種方法嗎?實(shí)驗(yàn)操作時(shí)只有蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶兩種典型的結(jié)晶操作方法嗎?蒸發(fā)結(jié)晶操作時(shí)為什么一般不宜完全蒸干?所謂的“余熱蒸干”的可行性如何?什么是重結(jié)晶、什么是一次重結(jié)晶、二次重結(jié)晶?等等。
(3)從實(shí)驗(yàn)原理角度理解:粗鹽中的Ca2+、Mg2+、K+、SO2-4分別通過什么途徑除去?除去Ca2+、Mg2+、SO2-4的實(shí)驗(yàn)思路與除去K+的實(shí)驗(yàn)思路有何不同?實(shí)驗(yàn)室用粗鹽制取精鹽時(shí)試劑添加的先后順序?yàn)槭裁从袊?yán)格的要求?除雜過程中生成的硫酸鋇、碳酸鈣等難溶物質(zhì)沉淀后要分步過濾除去,還是可以一次性過濾除去?(要考慮同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)等多種因素),除去另些雜質(zhì)離子時(shí)要嚴(yán)格控制溶液的pH嗎?(除去Mg2+需要控制溶液pH=12左右,除CO2-3時(shí)pH需要控制在2~3),不能轉(zhuǎn)化為難溶物質(zhì)的雜質(zhì)離子如何除去?(結(jié)晶時(shí)不能蒸干,使雜質(zhì)離子留在母液中,過濾出氯化鈉晶體),等等。
還需要從學(xué)科思維方式和方法等角度理解。只有當(dāng)初中教師對上述多個(gè)角度作了深刻理解后,才能在初中化學(xué)有關(guān)“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)中把握住科學(xué)性,才不會為了應(yīng)試、為了所謂的“高效課堂”違背科學(xué)性地給學(xué)生總結(jié)錯誤的“規(guī)律、訣竅”。而有一些與“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”相關(guān)的練習(xí)題中有科學(xué)性錯誤,往往是編制試題的教師自已對這一內(nèi)容理解的不深刻所造成的。如下題:
例題 為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO2-4等離子,可將粗鹽溶于水后進(jìn)行如下操作:①加入適量鹽酸;②加過量NaOH溶液;③加過量Na2CO3溶液;④加過量BaCl2溶液;⑤過濾。下列操作順序合理的是(? )。
A.②③④⑤①? B.②④③⑤①
C.④②③①⑤D.④③②①⑤
例題編制者提供的答案是B。
這道題從操作步驟設(shè)計(jì)到答案都有科學(xué)性錯誤。第一,“①加入適量鹽酸”是為了除去過量的碳酸鈉溶液,但要比較完全地除去過量的CO2-3必須是“①加過量的鹽酸”使溶液的pH控制在2~3,只有當(dāng)pH=2~3時(shí)CO2-3才可以轉(zhuǎn)化為CO2、H2CO3,若是加鹽酸到pH=7左右,CO2-3轉(zhuǎn)化為NaHCO3,后續(xù)蒸發(fā)時(shí)NaHCO3會分解為Na2CO3。第二,為了防止同離子效應(yīng)等,應(yīng)該先加稍過量的氯化鋇溶液并將生成的硫酸鋇過濾除去,再加稍過量的氫氧化鈉、碳酸鈉溶液……比較理想的實(shí)驗(yàn)操作步驟應(yīng)該是:“④→⑤→②、③→⑤→①(加過量的鹽酸)→蒸發(fā)結(jié)晶→……”
筆者認(rèn)為,初中化學(xué)考查“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”不宜直接考查實(shí)驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì),因?yàn)橛嘘P(guān)實(shí)驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素較多,且明顯超出初中階段的要求。當(dāng)然,初中階段可以從其他角度切入設(shè)計(jì)問題考查“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”。
通過“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”這一例子可以充分說明初中教師對學(xué)科知識要有“專家視野”的必要性,實(shí)際上初中化學(xué)教科書有許多學(xué)科知識需要教師開拓專業(yè)視野進(jìn)行深刻理解??傊?,初中教師對學(xué)科知識的理解不應(yīng)停留在初中科學(xué)教科書上,必須要有一定專業(yè)視野,若初中教師自己對學(xué)科知識的理解停留在初中教科書給出的文字?jǐn)⑹鏊缴?,很難避免對學(xué)科知識理解的不完整、不到位現(xiàn)象,很難保證在初中教學(xué)中不犯錯誤。
二、初中教師對學(xué)科知識理解要有“初中落點(diǎn)”
也有部分初中教師,他們的大學(xué)專業(yè)知識掌握得比較好,但對初中化學(xué)教科書不熟悉,對初中學(xué)生的特點(diǎn)理解不透,課堂教學(xué)中也會遇到很多困難。筆者認(rèn)為,要增進(jìn)初中學(xué)科知識的理解,初中教師的學(xué)習(xí)和思考不僅要有“專家視野”也要有“初中落點(diǎn)”。
這里的“初中落點(diǎn)”,是指初中教師要帶著初中教科書意識、課標(biāo)意識和初中學(xué)生意識去學(xué)習(xí),要懷著初中教學(xué)基本理念、圍繞初中學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)去理解,要對照課程內(nèi)容中的“內(nèi)容要求、教學(xué)提示和學(xué)業(yè)要求”去反思和實(shí)踐。初中教師對學(xué)科知識的理解有了“初中落點(diǎn)”,可以提高初中教學(xué)表達(dá)的針對性,使課堂教學(xué)更帖近學(xué)生實(shí)際,更受初中學(xué)生喜歡,讓教學(xué)更有效。
再以初中化學(xué)中有關(guān)“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”為例來說明。
(1)從初中化學(xué)的基礎(chǔ)性要求層面理解:浙教版初中科學(xué)(八上)中有“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”,高中化學(xué)(必修1)中也有“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”,大學(xué)普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)中還有“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”,很明顯,該實(shí)驗(yàn)在不同階段中涉及知識內(nèi)容范圍有差異、實(shí)驗(yàn)操作方法和目的要求不同、能力要求不同,但要特別注意不能因?yàn)槌踔谢瘜W(xué)的要求比較低就不顧知識的科學(xué)性。
(2)從初中化學(xué)教學(xué)的連續(xù)性和階段性角度考慮:“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”是在浙教版初中科學(xué)(八上)出現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)學(xué)生只具備物質(zhì)溶解性等非常有限的基礎(chǔ)知識,還無法討論粗鹽提純實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作過程中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),也無法對該實(shí)驗(yàn)的操作步驟作完整的介紹,所以在浙教版初中科學(xué)(八上)中限定在“氯化鈉+泥沙”這種“完全理想化”范圍內(nèi)作了極其簡單的介紹。但等學(xué)生到初三年級時(shí),他們所掌握知識豐富了,包括物質(zhì)的溶解性、物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作等,作為教師就有必要在初三復(fù)習(xí)階段對“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行再討論,讓學(xué)生對粗鹽提純有相對深刻的認(rèn)識。
(3)從浙教版初中科學(xué)(八上)教科書中的內(nèi)容理解:初中科學(xué)(八上)第一章的第5節(jié)“物質(zhì)的溶解性”、第6節(jié)“物質(zhì)的分離”以及章節(jié)練習(xí)和本章回顧中,都有與“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”相關(guān)的內(nèi)容。以下羅列幾處。
“人們把海水引入鹽田,經(jīng)過風(fēng)吹日曬,水逐漸蒸發(fā)后,食鹽就會結(jié)晶析出。結(jié)晶是溶液中無法再溶解的固體溶質(zhì)以晶體的形式從溶液中析出的過程。冷卻熱飽和溶液的方法也可得到晶體”——這部分內(nèi)容要求學(xué)生理解蒸發(fā)和兩種典型結(jié)晶方法。
“把上述已經(jīng)處理過的水通過過濾器,不溶于水的固體物質(zhì)跟水就會分離開來,這種方法就是過濾”——這部分內(nèi)容要求學(xué)生掌握“過濾”的功能,要特別注意這里的“不溶于水的固體物質(zhì)”是有條件的,是因?yàn)閷?yīng)實(shí)驗(yàn)所用懸濁液中不存在可溶性物質(zhì)的晶體,不能說過濾方法是分離難溶物質(zhì)與水,應(yīng)該說過濾是一種分離固體和液體的實(shí)驗(yàn)方法。
“人們從鹽田里得到的是含許多雜質(zhì)的粗鹽,而我們食用的鹽是從粗鹽中提取得來的”——這部分內(nèi)容要求學(xué)生了解粗鹽的工業(yè)來源、工業(yè)制取粗鹽的簡單方法、以粗鹽為原料生產(chǎn)食鹽的簡單過程。
“活動:研究粗鹽中可能含有哪些雜質(zhì)……設(shè)計(jì)粗鹽提純制精鹽的方案……討論所得晶體是不是純凈物……”——這部分內(nèi)容要求要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對粗鹽、精鹽有進(jìn)一步的了解,其包括含不同雜質(zhì)的粗鹽如何制成精鹽,制得的精鹽中還可能存在什么樣的雜質(zhì)等。
“練習(xí)4、練習(xí)5(查閱有關(guān)書籍和雜志,了解我國生產(chǎn)食鹽以及提純粗鹽的主要成分)、練習(xí)6(查找鹽場地理位置信息……)”——這部分內(nèi)容要學(xué)生了解工業(yè)生產(chǎn)食鹽相關(guān)情況。
“本章回顧9……”——這部分內(nèi)容要學(xué)生比較兩種典型的結(jié)晶方法、四種物質(zhì)分離的方法,也就是對物質(zhì)分離的方法有了較高的要求。
很明顯,從浙教版初中科學(xué)教科書跟“粗鹽提純實(shí)驗(yàn)”相關(guān)的內(nèi)容來看,對初中化學(xué)教師的學(xué)科知識理解要求是比較高的,不能只是停留在零散的、分割的某一段文字描述之上,要有整體性、連續(xù)性逐步提升的要求。
(4)從育人價(jià)值層面理解:要讓學(xué)生通過食鹽制備等內(nèi)容學(xué)習(xí),了解我國古代有優(yōu)秀的鹽業(yè)生產(chǎn)技術(shù),為世界文明的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。以范旭東、陳調(diào)甫、侯德榜、李燭塵和吳鹿萍等為代表的一大批實(shí)業(yè)家、化學(xué)家、化工專家,抱著實(shí)業(yè)救國和科學(xué)救國的理想, 在中國一窮二白的情況下,從零起步,艱苦創(chuàng)業(yè),百折不撓,建立我國的鹽化工企業(yè),造福人民,毛澤東曾評價(jià)“講化學(xué)工業(yè),不能忘記范旭東”,以此激勵學(xué)生學(xué)好化學(xué)、為國效力。
增進(jìn)初中教師對學(xué)科知識的理解要“專家視野”和“初中落點(diǎn)”兼顧,就是要求初中教師有更高的專業(yè)站位、更廣的專業(yè)視野,又能夠站在初中學(xué)生的立場、用易于初中學(xué)生理解的方式進(jìn)行基礎(chǔ)性的教學(xué)轉(zhuǎn)化和教學(xué)表達(dá)。當(dāng)教學(xué)中遇到學(xué)生提出的疑難問題時(shí),教師絕不能以“教科書為準(zhǔn)意識”“初中教學(xué)中就是這樣要求的、初中教學(xué)不用太嚴(yán)密”“某某教輔資料中這樣介紹的”“某次考試中曾這樣考的”等等作為借口來應(yīng)付了事,這樣做會打擊學(xué)生的質(zhì)疑精神、扼殺學(xué)生的創(chuàng)新火花。初中教師要堅(jiān)持深入各專業(yè)領(lǐng)域中增加教師自身的知識面,了解一些本原性問題,積累一些原汁原味的生產(chǎn)和生活實(shí)踐性知識,少一些應(yīng)試意識,少用劣質(zhì)教輔資料,不要迷信權(quán)威,特別不要迷信教科書,多一點(diǎn)查文獻(xiàn)意識,多聽不同觀點(diǎn),要形成一切知識都是可切磋、可質(zhì)疑、可討論、可發(fā)展的知識觀。
從某種意義看,教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施是教師對學(xué)科知識理解的產(chǎn)物,初中教師的視野決定其對學(xué)科知識理解的程度,對學(xué)科知識理解的程度決定其教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施的水平。教師要挖掘?qū)W科知識的意義,將教科書中提供的材料和呈現(xiàn)的觀點(diǎn)轉(zhuǎn)化成與學(xué)生相適應(yīng)的活動和表征,教師要站在學(xué)生發(fā)展的層面理解和處理具體的學(xué)科知識,挖掘?qū)W科知識內(nèi)蘊(yùn)的特有的科學(xué)價(jià)值、文化意義、社會功能,探求學(xué)科知識與學(xué)生發(fā)展的關(guān)系和實(shí)現(xiàn)途徑。
(收稿日期:2021-08-15)