初中化學課程位處小學科學課程和高中化學課程之間,肩負著課程銜接的使命。對于小學科學而言,初中化學應體現出一定的提升性;對于高中化學而言,初中化學又要體現出必要的基礎性。“兩重性”的課程定位提醒我們,在初中化學課堂教學內容的掌控上,應處理好“寬與窄”“深與淺”“對與錯”等三個方面的關系。
初中化學不僅與公民的日常生活相關,也是材料科學、生命科學、信息科學、環境科學和能源科學等現代科學技術的重要基礎[1],可見,初中化學與其他科學的聯系是廣泛的,課堂教學理應呈現出一定的寬度。然而,當前的初中化學教學卻因為升學考試等多種因素的影響,出現了“考什么教什么”的現象,教學內容有著向狹窄方向轉化的傾向。
適當放寬教學內容,并不意味著教學要面面俱到、平均用力,而是要求我們把平時教學中易淡化、易忽略卻擁有教學價值的內容(如化學史、物質用途、物質物理性質、化學與社會發展的聯系等)與教學情境的創設、教學主線的確立、教學活動的設計、思想方法的滲透有機融合起來。
以化學史的教學素材為例。法國科學家拉瓦錫用定量的實驗方法測定空氣組成的這段化學史實,教學中通常是一帶而過。如果我們能夠從以下幾個角度有選擇地去加以使用,課堂教學就會呈現出一定的寬度。
1.創設教學情境。學習“空氣中氧氣含量的測定”時,可以這樣把學生引入學習情境:“他是一位十分富有的法國人,他可以用當時最先進的實驗儀器進行最前沿的研究,他用定量的實驗方法揭開了空氣組成的面紗,他是誰呢?請同學打開化學教材……”
2.確立教學主線。拉瓦錫測定空氣組成的實驗→教材中用紅磷測定空氣組成的實驗→學術期刊中用鐵生銹的原理測定空氣組成的實驗(該實驗中可以用普通鐵粉也可以使用納米鐵粉),彼此構成了一條認識主線,沿著這條線,學生可以看清這個重點實驗的“前世今生”以及其中的科學原理。
3.設計探究活動。教師可以向學生詳細介紹200多年前拉瓦錫用汞、曲頸瓶、火爐做的經典實驗,并提出“汞的光輝為何迷人”的探究性話題,引導學生找出汞“迷人”的理由:①易氣化,氣相反應充分,有助于耗盡氧氣;②生成的氧化汞密度小于汞的密度,彼此容易分離;③氧化汞受熱分解后又能釋放出氧氣。
4.滲透思想方法。教師向學生介紹化學家舍勒和普利斯特里在1774年之前就分別制得了氧氣,然而,他們卻沒能夠發現空氣的組成,原因在哪里?在于他們沒能沖破當時“燃素說”的束縛,迷信權威使得他們都與真理擦肩而過。拉瓦錫之所以能抓住機遇,最主要的原因在于他“敢破敢立不盲從”。通過對拉瓦錫求真精神的介紹,讓學生形成求真品質以及創新精神。
初中化學教學內容過深,會違背學生的認知規律,增加學生的學習負擔;過淺,又會導致化學課堂教學的“科普化”,學生學不到應有的知識,學不到應有的方法,學科核心素養的提升自然也就成了空中樓閣。
筆者以為,教學內容深度的把握,要弄清兩個問題:有沒有必要深究?用什么方法深究?如果有必要、有方法,我們就可以對教學內容進行適當的加深。
例如,原子核外電子排布與離子的形成、離子所帶的電荷數、元素的化合價、元素的化學性質這四者間存在著內在的聯系,了解原子核外電子排布的情況,有助于其他相關知識的教學,因此,教學時教師對原子核外電子排布的知識適當加以介紹是有必要的。具體的教學路徑是:要求學生記住1-20號元素的核電荷數(可以以化學“絕句”的形式呈現給學生)→幫助學生了解這些原子核外電子排布的情況(不介紹核外電子排布的規律)→指導學生根據原子核外電子的排布情況推測離子的結構、帶電情況以及元素化合價的數值(限于1-18號元素中的常見離子和常見元素)。
再如,能使帶火星的木條復燃的氧氣一定是純氧嗎?如果不是,純度至少要達到多少?過量的紅磷在盛有空氣的集氣瓶中燃燒,火焰熄滅時,集氣瓶中的氧氣真的耗盡了嗎?如果沒有,殘留氣體中的含氧量又是多少?這些很有探究價值的問題,以前往往因為儀器不夠先進而探究不了。隨著數字傳感器的普及,如今完全可以探出一個究竟。實驗表明:即使是過量的紅磷在集氣瓶中充分燃燒,也會留下7%左右的氧氣。蘇州市立達中學有老師還借助數字傳感器,探測到了木炭、蠟燭、硫粉、白磷等可燃物在集氣瓶中燃燒后所留氧氣的含量分別為8.4%、15.3%、10.1%、3.1%。[2]上述探究活動的出現,加深了學生對燃燒的認識,是初中化學“深度學習”的典型案例。
還有,教材中對復分解反應的梳理,主要是從氧化物、酸、堿、鹽等物質層面去進行的,可不可以引領學生從離子反應關系的角度去歸納呢?(不要求學生寫離子反應方程式)多年的教學嘗試表明,這一設想是可行的。具體的路徑是:從中和反應的微觀實質引出“H+-OH-”,然后“左右開弓”——順著H+向左拓展,引出CO32-,再引出 Ca2+、Ba2+、Ag+等離子;沿著 OH-向右延伸,可以引出 NH4+、Cu2+、Fe3+、Mg2+等離子。由此,建立起初中階段常見離子的反應關系圖(見圖 1)。

圖1 常見離子的反應關系圖
這種關系圖思路清晰,學生全程參與了整個建構過程,因此,即使他們對某些關系遺忘掉了,也能按照一定的思路回憶出來。更重要的是,這一建構過程,加深了學生對復分解反應實質的認識,加強了復分解反應“宏觀-微觀-符號”三種表征形式的融通和對接。[3]
在初中化學教師學科素養專題培訓活動中,經常會聽到一些專家對教材內容科學性的質疑。質疑的聲音聽多了,一線教師的疑惑也隨之增多。上述現象從一個側面反映了一線教師對教學內容“對與錯”的無奈,更反映了他們在處理相關教學內容時的無措。
其實,教材中有些教學內容的“錯”是有原因的:限于初中生的知識經驗和認知能力,在描述某些比較復雜的化學知識時往往采取模糊性表達,而不苛求知識的精確性。實際上這也是教材編寫的一種策略。但作為教師,此時不應將認識停留在教材顯淺的表觀水平,不能僅滿足于理解上的模糊性,應對知識的來龍去脈做到心中有數,在準確、深刻地理解知識基礎上恰當的把握教學過程。[4]
例如,對于“水的通電分解”,人教版和滬教版初中教材里出現的模型是:水分子分解成氫原子和氧原子,氫原子重新組合成氫分子,氧原子重新組合成氧分子。如此描述的目的,是幫助學生從微觀的角度認識化學變化的實質,初步建立化學變化中分子和原子之間的轉化關系。事實上,電解水中氫分子和氧分子產生的微觀過程并非如此:陰極上產生的氫分子是氫離子得到電子形成的(4H++4e=2H2);陽極上的氧分子是氫氧根離子失去電子形成的(4OH--4e=2H2O+O2)。對于上述的“錯”,教師自己有準確的認識就可以了,沒有必要去和學生講明。如果情況許可(假如學生知道水在高溫下也能發生分解),教師也可以做這樣的變通處理:把“水通電分解”改成“水受熱分解”。這樣,就實現了知識學習的階段性和科學性的統一。
類似上述“對與錯”的問題,初中化學教學內容中還有不少。比如,金屬活動性是熱力學問題,金屬與稀酸反應的快慢屬于動力學問題,人教版、滬教版的教材中都沒有對此進行嚴格的區分,依然在用金屬與酸溶液反應速率的快慢去判斷金屬活動性的強弱。又如,初中化學將物質的狀態變化列為物理變化,事實上,硫的熔化、三氧化硫的熔化甚至石蠟熔化的過程中都包含了化學變化。再如,教材中強調,金屬活動性順序中排在氫后面的金屬不能置換出酸中的氫,事實上銅就能和濃鹽酸反應放出氫氣,銀也能和氫碘酸反應放出氫氣。面對這些模糊甚至是錯誤的描述,教師要做好兩個方面的工作。一方面,自身對教學內容作深度研究,直至搞清探明。另一方面,尋求處理的策略,能做到階段性和科學性相統一固然好,實在尋求不到好的處理策略,可以給學生的認識加上一個前提:在初中階段,我們暫且可以這樣認為。
必須指出的是,初中化學課堂教學內容的掌控,離不開具體的校情、班情、學情以及教師自身的“教情”(學科素養和教學能力等)。將上述三個維度的掌控建議和具體情況結合起來,我們就有可能找到適切的內容定位,尋得相應的教學策略,達成預期的教學目標。