讓生活成為化學(xué)學(xué)習(xí)之源張

陳燕 姜坤林 曹坤

關(guān)鍵詞：生活;實驗探究;證據(jù)推理;創(chuàng)新能力

陶行知先生說過：“生活即教育”。意在強調(diào)教育要以生活為中心，教育或?qū)W習(xí)均是為了更好適應(yīng)生活，或是創(chuàng)造更好的生活”。化學(xué)學(xué)科就是一門與生活關(guān)系密切的學(xué)科，如果孤立的從學(xué)科角度為應(yīng)試而學(xué)，學(xué)生將會缺乏興趣，被動學(xué)習(xí)，不利于學(xué)生理解、記憶和知識體系的建構(gòu)。一方面，高中化學(xué)需要學(xué)習(xí)抽象的化學(xué)原理、化學(xué)概念、復(fù)雜的實驗操作等，在學(xué)生眼中看似很遙不可及，讓學(xué)生畏懼。另一方面，不少老師似乎常常認為學(xué)生就是一張白紙，可以任意地在上面寫字，所謂的學(xué)習(xí)就是被動的接受。這種被動學(xué)習(xí)只能是暫時的、低效的、孤立無援的、應(yīng)試的、無趣的、缺乏生命力的學(xué)習(xí)活動。學(xué)過就忘，為學(xué)而學(xué)，皆因?qū)W(xué)習(xí)當(dāng)成無源之水，無本之木。建構(gòu)主義強調(diào)學(xué)習(xí)者是以自己的經(jīng)驗為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實的。即學(xué)習(xí)者以原有的知識經(jīng)驗作為新知識的生長點，生長新的知識經(jīng)驗。在筆者長期的教學(xué)實踐中，領(lǐng)悟到學(xué)生學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵是——從學(xué)生的生活體驗出發(fā)，從感性到理性，從應(yīng)用到原理，讓生活體驗成為化學(xué)新知的生長點，讓學(xué)生學(xué)以致用，讓學(xué)生學(xué)會從化學(xué)的視角思考生活現(xiàn)象和問題，那么化學(xué)將真正成為學(xué)生生活的一部分，將真正地造福于學(xué)生的生活，學(xué)生必然樂意而學(xué)之。故將生活體驗，作為化學(xué)學(xué)習(xí)的源頭，何愁不得“問渠那得清如許，為有源頭活水來”的境地呢？下面結(jié)合自己的教學(xué)實踐，談一談各種生活體驗對學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的幫助。

一、巧用日常生活用品，培養(yǎng)實驗探究能力

日常生活中的許多物品都與化學(xué)密切相關(guān)，其中有不少物品在使用過程中需要依賴化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)，如自熱盒飯、自熱火鍋。它們最早是為了用于搶險救災(zāi)、部隊保障和野外探險等特殊環(huán)境，近些年逐步走向民用，是新型的方便物品。自熱盒飯是夾層結(jié)構(gòu)，其中上層飯盒用來裝食材和水，下層用來放發(fā)熱包。先將食材放在上層并加水，然后將發(fā)熱包從密封的塑料袋中取出，放在下層并加些水。隨后迅速將上層飯盒放好并蓋上蓋，打開透氣孔，等下層的發(fā)熱包作用10-15min就可以吃了。

那么，它自熱的原理是什么呢？學(xué)生頭腦中必然會蹦出這樣的疑問，在好奇心驅(qū)使下，讓學(xué)生閱讀使用說明并打開自熱包，會發(fā)現(xiàn)大體上包括四類成分：（1）生石灰;（2）硅藻土、活性炭等;（3）通常還有碳酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂等鹽分;（4）鐵粉和鋁粉。學(xué)生根據(jù)已有知識，不難想到原因之一：氧化鈣和水接觸之后會釋放大量熱量，利用這一放熱反應(yīng)作為發(fā)熱包主要的熱量來源并感受到通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)化學(xué)能和熱能的轉(zhuǎn)化。但是，這一反應(yīng)能持續(xù)15min嗎？發(fā)熱包如何能持續(xù)15min呢？必然還應(yīng)該存在其他放熱過程，根據(jù)對物質(zhì)性質(zhì)的了解和發(fā)熱包的需要，不難得出：（1）硅藻土、活性炭，它們是典型的吸附劑，其疏松多孔的結(jié)構(gòu)有利于各種有效成分附著，充分接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（2）碳酸鈉、氯化鈣、硫酸鎂等鹽分主要是用來吸收滲入包裝內(nèi)的微量水分，防止氧化鈣逐漸失效，同時在化學(xué)反應(yīng)中起到輔助作用。還剩下鐵粉和鋁粉了，生活經(jīng)驗豐富的同學(xué)，立刻會想到暖寶寶的成分（鐵粉、活性炭、水、食鹽、吸水性樹脂），于是答案浮出水面——鐵粉、活性炭、水分、鹽分形成“原電池”效應(yīng)，通過氧化還原反應(yīng)持續(xù)釋放熱量。對于這一應(yīng)用的化學(xué)原理，同學(xué)們大多還比較模糊。這正是探究學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時機，老師可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計如下三組實驗：第一組，試管中放鐵粉和食鹽水;第二組，試管中放活性炭、鐵粉和食鹽水;第三組，純鐵釘、碳棒和食鹽水、電流表導(dǎo)線等形成回路。學(xué)生在強烈的求知欲驅(qū)動下，展開分組實驗，主動觀察、積極思考。通過對比實驗可以明白：首先，第三組，構(gòu)成原電池，電路中有電流流過。起初主要實現(xiàn)化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化，電池反應(yīng)為2Fe+02+2H20=2Fe（OH）2，然后再有Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3，最后分解得到鐵銹。其次，第一、二兩組實驗對比得出，活性炭的作用，有活性炭存在時，反應(yīng)能很快進行，試管發(fā)燙;沒有活性炭的試管，反應(yīng)很緩慢。說明在活性炭存在下，鐵粉、活性炭、水分、鹽分形成“短路的原電池”，加快了反應(yīng)速率。在不具備典型原電池裝置的情況下，通過同樣的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，持續(xù)釋放熱量。

通過自熱盒飯的生活體驗，發(fā)熱原理探究，學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)與能量，原電池裝置，氧化還原反應(yīng)等知識有了更深刻的認知。授人以魚不如授人以漁，讓學(xué)生學(xué)會探究學(xué)習(xí)的方法也至關(guān)重要。探究的第一步：產(chǎn)生疑問——應(yīng)用背后的化學(xué)原理是什么？第二步：看說明書，了解成分，查資料;第三步：應(yīng)用所學(xué)知識或原理分析，并提出假設(shè)或猜想;第四步：設(shè)計實驗或?qū)Ρ葘嶒炚撟C猜想;第五步：得出結(jié)果，并分析、整理、綜合得出結(jié)論。第六步：交流匯報，分享學(xué)習(xí)成果。

開展這樣的化學(xué)學(xué)習(xí)，不但生動有趣，而且利于學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

二、觀察生活中的化學(xué)現(xiàn)象，提升證據(jù)推理能力

對于剛?cè)敫咭坏膶W(xué)生來說，氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)似乎也只是囫圇吞棗，似懂非懂的感覺。那么，生活中有沒有利于學(xué)生學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)原理的墊腳石呢？有兩個現(xiàn)象，應(yīng)該大家都知曉，一個是鐵絲能導(dǎo)電;一個是鐵絲會生銹;那么問題來了，鐵絲為什么能導(dǎo)電？生銹腐爛后的鐵絲還能導(dǎo)電嗎？學(xué)生通過對這兩個問題的思考，會發(fā)現(xiàn)：（1）鐵絲導(dǎo)電是因為金屬中含有能自由移動的電子。（2）固態(tài)的鐵銹不導(dǎo)電，應(yīng)該是沒有自由移動的電子了。結(jié)合二者，得出鐵絲（Fe）變成鐵銹（Fe203·xH20），其內(nèi)部的變化就是鐵失去了可以自由移動的電子。再結(jié)合原子結(jié)構(gòu)的知識，了解失電子元素化合價升高，得電子化合價降低的規(guī)律，便可以明白鐵生銹的反應(yīng)4Fe+302+2xH20=2Fe203·xH20實質(zhì)上是鐵失去了電子，氧氣等到了電子，即電子由鐵轉(zhuǎn)移給了氧氣。于是，人們把這種有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。由于咱們生活在氧氣的環(huán)境中，使得物質(zhì)失去電子的物質(zhì)通常為氧氣，所以人們認定失去電子，化合價升高的變化為氧化反應(yīng)（也稱被氧化）;而與之相反的過程即得到電子，化合價降低的變化為還原反應(yīng)（也稱被還原）。由于電子有失必有得，得與失是同時發(fā)生同時存在的，所以稱有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)稱為氧化還原反應(yīng)。這本是一個很抽象的概念，在以往的教學(xué)中，老師往往需要反復(fù)的講解、強調(diào)，學(xué)生還是常常搞混規(guī)律。但在后來的教學(xué)中我結(jié)合學(xué)生對鐵的綜合信息，進行證據(jù)推理的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生思考，逐步生成概念，不但易于理解、而且能記憶猶新。

引入學(xué)生平日司空見慣的現(xiàn)象，但賦予不同的化學(xué)內(nèi)涵，能夠成功構(gòu)建感性認識與理性認識的沖突，打破原有的知識平衡，激發(fā)其強烈的好奇心和學(xué)習(xí)欲望，通過證據(jù)推理主動構(gòu)建和生成新知識，逐漸培養(yǎng)新課標(biāo)所要求的化學(xué)核心素養(yǎng)。

三、類比生活中的非化學(xué)現(xiàn)象，促進創(chuàng)新能力發(fā)展

波利亞說：“類比是一個偉大的引路人”。當(dāng)學(xué)生面對繁難或似乎難以理解的問題時，老師若能運用現(xiàn)象類比，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想，用相似現(xiàn)象來解釋所學(xué)新知，不但會有異曲同工之妙，而且還會使問題變得十分簡單。在學(xué)習(xí)選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》時，學(xué)生較難理解的便是對化學(xué)平衡移動規(guī)律的理解、記憶和應(yīng)用。筆者經(jīng)過幾番思考，發(fā)現(xiàn)一個簡單的游戲可以作為平衡移動的類比。課堂上，同學(xué)們2人一組平行站立，一方用掌心輕推另一方的肩，被推的同學(xué)為了保持身體平衡，必然會出于本能的反應(yīng)，讓身體向推力的反方向移動。游戲要求所有同學(xué)都體驗身體被輕推的本能反應(yīng)。游戲中被推者好比一個化學(xué)平衡，當(dāng)他被推的時候好比改變一個影響平衡的條件，那么可以類似的得出“化學(xué)平衡就會朝著減弱這種條件改變的方向移動”的結(jié)論。然后基于這一類比，觀察實驗，論證和強化這一觀點。可見運用生活中的非化學(xué)現(xiàn)象進行類比，可以促進化學(xué)原理的學(xué)習(xí)。這種認識方法雖然有某種或然性、不確定性，卻往往是對另一事物進行突破性認識的重要途徑，它可為學(xué)生提供抽象知識的可視性形象，幫助學(xué)生深刻理解和記憶化學(xué)知識，學(xué)生通過類比促進建構(gòu)，并內(nèi)化為思維品質(zhì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

總之，化學(xué)來源于生活，也應(yīng)用于生活。在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，要善于運用學(xué)生的生活體驗、或是日常某物、或是某些現(xiàn)象、或是某些問題等，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)、思考、甚至開展設(shè)計實驗主動探究等一系列高效的學(xué)習(xí)活動，這樣不僅會達到事半功倍的效果，而且有助于學(xué)生學(xué)會方法，掌握規(guī)律，提升能力及化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。其中的影響將會是深刻的、難忘的。這不僅是因為興趣使然，而且符合建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。生活滋潤著化學(xué)，化學(xué)造福著生活。讓化學(xué)和生活相伴相生。