基于“奇趣”思想的初中化學教學策略*

摘要：針對化學學科地位下滑和學生學習興趣下降的現狀，提出了“奇趣化學”的教學主張。以初中化學“水的組成”課題為例，從奇異的化學物質、傳奇的化學史實、奇妙的探究體驗、神奇的微觀世界、奇特的表征方式和新奇的課外研究等方面，論述了開展“奇趣化學”教學的策略。

關鍵詞：奇趣化學；初中化學；教學策略

文章編號：1005–6629（2016）11–0048–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

化學是一門基礎自然科學，在人類認識自然、利用自然和改造自然的過程中發揮著極其重要的作用。但是，近年來受一系列負面事件的影響，化學的學科形象受到極大傷害，學科地位受到一定沖擊。初中化學作為化學學科的啟蒙，卻在短短九個月的時間里，既要完成新課教學，又要應付中考的檢驗。為了騰出更多的復習備考時間，現實中較為普遍地存在著壓縮教學過程、忽視探究體驗、直奔學習結論的現象，從而導致化學成為枯燥的應試學科，學生的化學學習興趣呈下降趨勢。因此，發掘化學的內在價值，重塑化學的良好形象，是每一位化學教育工作者應盡的責任。

近年，筆者在參加廣州市基礎教育系統新一輪“百千萬人才培養工程”“中學名教師”和“教育專家”培訓期間，在理論導師和實踐導師的指導下，嘗試著對所學的理論知識與多年的教育實踐進行整理、反思和凝練，提出了“奇趣化學”的教育主張。

2 “奇趣化學”的內涵

2.1 “奇趣”與“奇趣教學”

在《現代漢語詞典》中，“奇”意為“罕見的，特殊的，非常的”、“出人意料的”、“驚異”；“趣”意為“趣味，興味，志趣”、“意向，趨向”。

在“奇趣教學”中，“奇”側重于教師的教學行為，即教師通過教學素材的優選、教學方式的優化和教學環節的重組，突出教學內容和過程的奇妙；“趣”側重于學生的學習效果，即學生通過妙趣橫生的學習活動，引發學習心理的趨向、學習動力的內化和目標指向的形成，并產生恒久的學科興趣。

2.2 “奇趣化學”

在化學學科中，傳奇般的發展歷程、豐富多彩的化學物質、奇妙的探究過程、神秘的微觀世界以及學科成果在能源、材料、環境等方面的奇特應用，都是開展奇趣教學的絕佳素材。

“奇趣化學”就是化學教師在情境創設、素材選擇、過程組織、媒介使用、效果評價以及課外活動等教學環節中，有意識地突出化學學科的內在奇妙，使課堂充滿懸念、妙趣橫生，從而激發學生學習化學的興趣，讓學生產生持久的熱愛化學、學習化學、應用化學、服務化學的心理趨向，進而發展基礎學力、提升核心素養、形成健全人格。

初中化學是化學學科的啟蒙，理應突出化學學科的奇趣特征。奇趣，應該成為初中化學教學的最基本追求。

3 “奇趣化學”的教學策略

如何開展“奇趣化學”教學？下面試以人教版初中化學“水的組成”課題為例加以說明。

3.1 “水的組成”課題的內容分析與教學框架

“水的組成”課題位于《化學》（九年級上冊）第四單元，是初三年級上學期學習內容。該課題無論從知識架構、內容編排還是從教學時間上看，都處于承上啟下的核心地位。課題內容涉及化學物質、化學史實、實驗探究、微觀分析以及化學概念等多個方面，是一個知識類型較為全面的典型課題。

教材中“水的組成”課題由“探究水的組成”、“水電解的微觀解釋”和“純凈物的分類”三部分組成。教學中，筆者將“微觀解釋”處理成“微觀分析”和“微觀假設”兩個環節，提前放在“水的生成”和“水的分解”兩組實驗之間，以突出微觀建構在化學學習中的核心地位；同時，將“氫氣驗純”實驗后移，與“純凈物的分類”一起學習，以突出可燃性氣體驗純的重要性，并為物質分類學習提供具體物質的情境素材。整個課題用兩課時完成，第1課時以“微觀建構”為核心，通過兩組實驗探究水的組成；第2課時以“氫氣驗純”為基礎，通過“三重表征”構筑物質分類的概念；課外活動設計為課堂學習內容的延伸、拓展和深化。教學框架如圖1所示。

3.2 基于“奇趣化學”思想的“水的組成”教學策略

3.2.1 在情境創設中渲染物質世界的奇異

我們生活在形形色色的物質世界里，目前已經發現的物質達3000余萬種，而且每年還有大量的新物質、新材料合成出來。顯然，中學化學學習無法窮盡所有物質，典型的物質及其變化是學習化學知識、培養學科觀念的基本載體。課堂教學中，教師應對這些承載著化學教育功能的物質進行創造性處理，要突出其奇異的一面，以吸引學生的注意力。

在“水的組成”課題中，雖然水本是學生非常熟悉的一種物質，水的組成知識本身也并無多大難度，但是探究“水的組成”的實驗過程和邏輯線索，遠比“水是由氫、氧兩種元素組成”的結論更為重要。教學中，為了激起學生的思維沖突，教師先投影過濾、蒸餾的實驗圖片，幫助學生回憶將自然界的水轉化成蒸餾水的過程，然后展示一瓶蒸餾水，吸取幾滴，問：“水是由哪些元素組成的？”（學生很容易答出氫和氧）；教師追問：“你判斷的依據是什么？”（學生回答根據水的化學式）；教師接著再問：“如何用實驗加以證明？”（學生支支吾吾，答不上來）。教師板書課題，進入新課。

以上，通過教師有意識地追問和反問，將學生的關注點由“水是由哪些元素組成”轉移到“如何通過實驗證明水的組成”上來，消除了學生因所學物質太過普通、知識本身貌似淺顯而產生的懈怠與厭倦情緒，起到了良好的渲染導入效果。

3.2.2 在史實再現中凸顯化學歷史的傳奇

人類認識化學并使之成為一門獨立學科的歷史，經歷了漫長的過程，蘊含著豐富而寶貴的知識和方法，是人類智慧的結晶。期間發生的許多故事，彰顯了化學家敏捷的思維、堅強的毅力和甘于奉獻的精神，有的還極具傳奇色彩，教師應根據教學需要加以發掘利用。

人類對水的組成的認識歷史極具傳奇性。在“水的組成”教學中，教師將這段化學史實制作成微課視頻，時長約3分鐘，解說內容突出兩點：一是中國古代的五行說（即金、木、水、火、土）和古希臘人的四元素說（即土、氣、水、火），都將水看作是一種“元素”，而該認識持續了兩千余年之久。二是18世紀末普里斯特利、卡文迪許都在氫氣燃燒實驗中觀察到了水的生成，本可由此得出“水不是一種元素”的結論，但卻由于受當時仍屬主流的燃素論的影響，他們自圓其說而錯過了偉大的發現。拉瓦錫則注意到普、卡的實驗事實，他敢于質疑，積極開展深入研究，從而證明水不是一種元素，最終推翻燃素論，創立了氧化學說。

這樣的史實處理，既可讓學生體會到人類對自然的認識發展的歷史長期性和共通性，還可認識到科學發現偶然性中的必然性，提升科學素養，體驗化學發展的傳奇。

3.2.3 在實驗求證中突出探究過程的奇妙

化學是以實驗為基礎的學科，實驗是學習和研究化學的基本工具。實驗教學中，教師應對實驗內容進行補充、拓展，通過精心設計的探究過程和穿插其中的啟發提問，讓學生獲得奇妙的探究體驗。

“水的組成”課題包括“水的生成”、“水的分解”和“氫氣驗純”三組實驗。前兩組實驗目的在于從水的生成和分解兩個角度探究水的組成。在“水的生成”實驗中，教師先用氫氣流吹肥皂泡，讓學生觀察肥皂泡的運動情況，認識“輕（氫）氣”；再用燃燒的木條引燃肥皂泡，說明氫氣具有可燃性；然后提出問題：氫氣燃燒的產物可能是什么？怎樣用實驗加以證明？在“水的分解”實驗中，首先，學生利用微觀模型對水分解的條件和產物做出假設，然后，教師介紹電解水的裝置，接通電源，指導學生觀察和描述現象：兩電極上產生大量氣泡……負極端產生氣泡多……氣體在刻度管頂端聚集，水面逐漸下降……正負兩極收集的氣體體積比約為1：2；進而提出問題：正負極產生的氣體可能是什么？怎樣用實驗加以證明？提出問題以后，教師先組織學生進行充分的思考和討論，然后師生一起用實驗檢驗生成物，從而從正反兩個角度得出“水是由氫、氧兩種元素組成”的結論。

“氫氣驗純”實驗目的是認識氫氣驗純的方法和原理，并為物質分類的學習提供認知素材。首先，教師分別點燃純凈的氫氣和不純的氫氣，讓學生觀察純凈氫氣在空氣中安靜地燃燒，而不純氫氣（混有空氣）則發生了爆炸。然后，師生一起分析氣體的成分，討論產生不同現象的原因，突出引燃不純氫氣的危險性以及氫氣驗純的必要性，進而提出問題：怎樣檢驗氫氣的純度？在組織學生充分思考、討論的基礎上，教師用試管分別收集純凈的氫氣和不純的氫氣，移近酒精燈點火，讓學生認識氫氣驗純的方法和原理。

以上實驗處理，不再是根據教材的照方抓藥和照本演示，實驗內容更充實，前后邏輯性更強，較好地體現了“問題與假設→設計與求證→分析與結論”的奇妙探究思路。

3.2.4 在模型動畫中展現微觀視角的神奇

化學是在原子、分子水平上研究物質的科學，用微觀視角分析和理解物質及其變化的本質，是學生必備的基本能力和核心素養。對于初中學生來說，模型和動畫是幫助學生建立微觀想象的常用形式。

在教材中，“水的組成”課題僅以“水分子分解示意圖”和簡要的文字敘述，要求學生建立水電解過程的微觀想象，這對于剛剛接觸原子、分子的學生來說確實存在一定難度。教學中，筆者將“微觀建構”調整到“水的生成”和“水的分解”兩個實驗之間，以突出微觀分析和假設的核心作用。在“微觀分析”環節，首先組織學生討論氫氣燃燒時導管口主要存在哪些分子，其中哪些分子參加了反應；然后讓學生從所提供的模型（含H2、O2、N2、H2O分子）中選擇氫分子和氧分子，通過模型拆裝模擬和描述氫氣燃燒的微觀過程。在“微觀假設”環節，學生先將拼裝好的水分子模型拆分，再嘗試將拆解所得的氫原子和氧原子重新組合，對可能的產物和反應條件做出假設。

通過親自拆裝微觀模型，抽象的微觀過程變得具體而直觀，學生對“選擇（選擇參加反應的分子）→拆解（將分子拆分成原子）→重組（將原子重組成新分子）”的化學變化微觀本質有了較為清楚的認識，體現了從直觀到抽象、從宏觀到微觀、從感性到理性的認知過程，體驗了用微觀視角考察和分析宏觀事實的神奇。

3.2.5 在概念構筑中體驗“三重表征”的奇特

從宏觀、微觀和符號三種表征水平上認識和理解化學知識，共同構筑起相互聯系、完整的認知系統，這是化學學科特有的“三重表征”思維方式。學生“三重表征”思維方式的形成，有賴于教師在課堂教學中有意識地加以培養。

物質的分類屬于概念性知識。在“水的組成”課題中，單質與化合物的概念建立在純凈物概念的基礎上，屬于物質分類的第二層次；而氧化物的概念則建立在化合物概念的基礎上，屬于物質分類的第三層次。為了夯實第二層次分類的基礎，在“微觀建構”和“氫氣驗純”等教學環節中，教師引導學生從宏觀、微觀和符號三個維度分析物質的成分。為了培養學生建構類別概念的能力，教師提供了一系列物質（純凈物，標注化學式），組織學生分析這些物質的組成特點，總結提煉出單質、化合物和氧化物等概念，構筑起物質分類的三層關系圖。最后，教師命制從宏觀、微觀和符號三個角度判斷物質類別的形成性練習，對學生運用“三重表征”方式理解物質類別概念的效果進行診斷，必要時加以強化。

通過“三重表征”思維方式學習和認識化學，能增進學生對化學知識的全方位理解，提高學生分析和解決化學問題的能力，幫助學生系統地把握化學學科內在的邏輯結構，體驗“三重表征”認知方法的奇特。

3.2.6 在課外活動中品味深入研究的新奇

課外活動是利用課余時間開展的學習、研究等綜合性實踐活動，實驗研究是化學課外活動的常見形式。與課堂實驗相比，課外實驗研究的主題更為開放、內容更加靈活、時間更為充裕、思維更加集中，所獲得的研究體驗也更加新奇。

在學習“水的組成”課題后，A組學生開展了“電解水微型實驗”活動，他們自行購買干電池，在眼藥水瓶中裝入氫氧化鈉溶液，瓶口連接一段橡皮管。在塑料瓶的兩側各插入一根大頭針，再用導線分別與電池兩極連接起來（圖2）。接通電源，可觀察到大頭針表面產生氣泡，負極氣泡比正極多。再將橡皮管伸入溶有洗潔精的水中，可觀察到不斷有氣泡從管口冒出，在水面形成一層泡沫。當溶液表面布滿氣泡后，小心地用木條引燃，可聽到輕微的爆鳴聲。小組學生非常興奮，很有成就感。

B組學生開展了“電解水實驗再探究”活動，他們好奇霍夫曼水電解器的復雜結構，課后纏著教師研究了它的構造，然后利用生活中簡單易得的材料，設計對比實驗，探究在水中加入某些增強導電性的物質和用石墨碳棒作為電極材料的原因。在得到一系列科學結論的同時，他們還發現如果加入食鹽增強溶液的導電性，以及直接使用銅線作為電極材料，都將出現一些意想不到的現象，而其背后的深層原因，則是高中化學的學習內容。最后，小組學生迫不及待地自學了高中化學相關內容，并在活動報告進行了初步分析。

課外活動是課堂學習的有益補充。通過課外實驗研究活動，學生對學習內容有了更為清晰的認識，問題意識和求證意識得到提升，實踐了科學探究的基本方法。實驗研究過程中的某些發現，還將為后續學習埋下深入探究的種子，這是“奇趣化學”的終極體驗。

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