基于“奇趣”思想的初中化学教学策略*

摘要：针对化学学科地位下滑和学生学习兴趣下降的现状，提出了“奇趣化学”的教学主张。以初中化学“水的组成”课题为例，从奇异的化学物质、传奇的化学史实、奇妙的探究体验、神奇的微观世界、奇特的表征方式和新奇的课外研究等方面，论述了开展“奇趣化学”教学的策略。

关键词：奇趣化学；初中化学；教学策略

文章编号：1005–6629（2016）11–0048–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

化学是一门基础自然科学，在人类认识自然、利用自然和改造自然的过程中发挥着极其重要的作用。但是，近年来受一系列负面事件的影响，化学的学科形象受到极大伤害，学科地位受到一定冲击。初中化学作为化学学科的启蒙，却在短短九个月的时间里，既要完成新课教学，又要应付中考的检验。为了腾出更多的复习备考时间，现实中较为普遍地存在着压缩教学过程、忽视探究体验、直奔学习结论的现象，从而导致化学成为枯燥的应试学科，学生的化学学习兴趣呈下降趋势。因此，发掘化学的内在价值，重塑化学的良好形象，是每一位化学教育工作者应尽的责任。

近年，笔者在参加广州市基础教育系统新一轮“百千万人才培养工程”“中学名教师”和“教育专家”培训期间，在理论导师和实践导师的指导下，尝试着对所学的理论知识与多年的教育实践进行整理、反思和凝练，提出了“奇趣化学”的教育主张。

2 “奇趣化学”的内涵

2.1 “奇趣”与“奇趣教学”

在《现代汉语词典》中，“奇”意为“罕见的，特殊的，非常的”、“出人意料的”、“惊异”；“趣”意为“趣味，兴味，志趣”、“意向，趋向”。

在“奇趣教学”中，“奇”侧重于教师的教学行为，即教师通过教学素材的优选、教学方式的优化和教学环节的重组，突出教学内容和过程的奇妙；“趣”侧重于学生的学习效果，即学生通过妙趣横生的学习活动，引发学习心理的趋向、学习动力的内化和目标指向的形成，并产生恒久的学科兴趣。

2.2 “奇趣化学”

在化学学科中，传奇般的发展历程、丰富多彩的化学物质、奇妙的探究过程、神秘的微观世界以及学科成果在能源、材料、环境等方面的奇特应用，都是开展奇趣教学的绝佳素材。

“奇趣化学”就是化学教师在情境创设、素材选择、过程组织、媒介使用、效果评价以及课外活动等教学环节中，有意识地突出化学学科的内在奇妙，使课堂充满悬念、妙趣横生，从而激发学生学习化学的兴趣，让学生产生持久的热爱化学、学习化学、应用化学、服务化学的心理趋向，进而发展基础学力、提升核心素养、形成健全人格。

初中化学是化学学科的启蒙，理应突出化学学科的奇趣特征。奇趣，应该成为初中化学教学的最基本追求。

3 “奇趣化学”的教学策略

如何开展“奇趣化学”教学？下面试以人教版初中化学“水的组成”课题为例加以说明。

3.1 “水的组成”课题的内容分析与教学框架

“水的组成”课题位于《化学》（九年级上册）第四单元，是初三年级上学期学习内容。该课题无论从知识架构、内容编排还是从教学时间上看，都处于承上启下的核心地位。课题内容涉及化学物质、化学史实、实验探究、微观分析以及化学概念等多个方面，是一个知识类型较为全面的典型课题。

教材中“水的组成”课题由“探究水的组成”、“水电解的微观解释”和“纯净物的分类”三部分组成。教学中，笔者将“微观解释”处理成“微观分析”和“微观假设”两个环节，提前放在“水的生成”和“水的分解”两组实验之间，以突出微观建构在化学学习中的核心地位；同时，将“氢气验纯”实验后移，与“纯净物的分类”一起学习，以突出可燃性气体验纯的重要性，并为物质分类学习提供具体物质的情境素材。整个课题用两课时完成，第1课时以“微观建构”为核心，通过两组实验探究水的组成；第2课时以“氢气验纯”为基础，通过“三重表征”构筑物质分类的概念；课外活动设计为课堂学习内容的延伸、拓展和深化。教学框架如图1所示。

3.2 基于“奇趣化学”思想的“水的组成”教学策略

3.2.1 在情境创设中渲染物质世界的奇异

我们生活在形形色色的物质世界里，目前已经发现的物质达3000余万种，而且每年还有大量的新物质、新材料合成出来。显然，中学化学学习无法穷尽所有物质，典型的物质及其变化是学习化学知识、培养学科观念的基本载体。课堂教学中，教师应对这些承载着化学教育功能的物质进行创造性处理，要突出其奇异的一面，以吸引学生的注意力。

在“水的组成”课题中，虽然水本是学生非常熟悉的一种物质，水的组成知识本身也并无多大难度，但是探究“水的组成”的实验过程和逻辑线索，远比“水是由氢、氧两种元素组成”的结论更为重要。教学中，为了激起学生的思维冲突，教师先投影过滤、蒸馏的实验图片，帮助学生回忆将自然界的水转化成蒸馏水的过程，然后展示一瓶蒸馏水，吸取几滴，问：“水是由哪些元素组成的？”（学生很容易答出氢和氧）；教师追问：“你判断的依据是什么？”（学生回答根据水的化学式）；教师接着再问：“如何用实验加以证明？”（学生支支吾吾，答不上来）。教师板书课题，进入新课。

以上，通过教师有意识地追问和反问，将学生的关注点由“水是由哪些元素组成”转移到“如何通过实验证明水的组成”上来，消除了学生因所学物质太过普通、知识本身貌似浅显而产生的懈怠与厌倦情绪，起到了良好的渲染导入效果。

3.2.2 在史实再现中凸显化学历史的传奇

人类认识化学并使之成为一门独立学科的历史，经历了漫长的过程，蕴含着丰富而宝贵的知识和方法，是人类智慧的结晶。期间发生的许多故事，彰显了化学家敏捷的思维、坚强的毅力和甘于奉献的精神，有的还极具传奇色彩，教师应根据教学需要加以发掘利用。

人类对水的组成的认识历史极具传奇性。在“水的组成”教学中，教师将这段化学史实制作成微课视频，时长约3分钟，解说内容突出两点：一是中国古代的五行说（即金、木、水、火、土）和古希腊人的四元素说（即土、气、水、火），都将水看作是一种“元素”，而该认识持续了两千余年之久。二是18世纪末普里斯特利、卡文迪许都在氢气燃烧实验中观察到了水的生成，本可由此得出“水不是一种元素”的结论，但却由于受当时仍属主流的燃素论的影响，他们自圆其说而错过了伟大的发现。拉瓦锡则注意到普、卡的实验事实，他敢于质疑，积极开展深入研究，从而证明水不是一种元素，最终推翻燃素论，创立了氧化学说。

这样的史实处理，既可让学生体会到人类对自然的认识发展的历史长期性和共通性，还可认识到科学发现偶然性中的必然性，提升科学素养，体验化学发展的传奇。

3.2.3 在实验求证中突出探究过程的奇妙

化学是以实验为基础的学科，实验是学习和研究化学的基本工具。实验教学中，教师应对实验内容进行补充、拓展，通过精心设计的探究过程和穿插其中的启发提问，让学生获得奇妙的探究体验。

“水的组成”课题包括“水的生成”、“水的分解”和“氢气验纯”三组实验。前两组实验目的在于从水的生成和分解两个角度探究水的组成。在“水的生成”实验中，教师先用氢气流吹肥皂泡，让学生观察肥皂泡的运动情况，认识“轻（氢）气”；再用燃烧的木条引燃肥皂泡，说明氢气具有可燃性；然后提出问题：氢气燃烧的产物可能是什么？怎样用实验加以证明？在“水的分解”实验中，首先，学生利用微观模型对水分解的条件和产物做出假设，然后，教师介绍电解水的装置，接通电源，指导学生观察和描述现象：两电极上产生大量气泡……负极端产生气泡多……气体在刻度管顶端聚集，水面逐渐下降……正负两极收集的气体体积比约为1：2；进而提出问题：正负极产生的气体可能是什么？怎样用实验加以证明？提出问题以后，教师先组织学生进行充分的思考和讨论，然后师生一起用实验检验生成物，从而从正反两个角度得出“水是由氢、氧两种元素组成”的结论。

“氢气验纯”实验目的是认识氢气验纯的方法和原理，并为物质分类的学习提供认知素材。首先，教师分别点燃纯净的氢气和不纯的氢气，让学生观察纯净氢气在空气中安静地燃烧，而不纯氢气（混有空气）则发生了爆炸。然后，师生一起分析气体的成分，讨论产生不同现象的原因，突出引燃不纯氢气的危险性以及氢气验纯的必要性，进而提出问题：怎样检验氢气的纯度？在组织学生充分思考、讨论的基础上，教师用试管分别收集纯净的氢气和不纯的氢气，移近酒精灯点火，让学生认识氢气验纯的方法和原理。

以上实验处理，不再是根据教材的照方抓药和照本演示，实验内容更充实，前后逻辑性更强，较好地体现了“问题与假设→设计与求证→分析与结论”的奇妙探究思路。

3.2.4 在模型动画中展现微观视角的神奇

化学是在原子、分子水平上研究物质的科学，用微观视角分析和理解物质及其变化的本质，是学生必备的基本能力和核心素养。对于初中学生来说，模型和动画是帮助学生建立微观想象的常用形式。

在教材中，“水的组成”课题仅以“水分子分解示意图”和简要的文字叙述，要求学生建立水电解过程的微观想象，这对于刚刚接触原子、分子的学生来说确实存在一定难度。教学中，笔者将“微观建构”调整到“水的生成”和“水的分解”两个实验之间，以突出微观分析和假设的核心作用。在“微观分析”环节，首先组织学生讨论氢气燃烧时导管口主要存在哪些分子，其中哪些分子参加了反应；然后让学生从所提供的模型（含H2、O2、N2、H2O分子）中选择氢分子和氧分子，通过模型拆装模拟和描述氢气燃烧的微观过程。在“微观假设”环节，学生先将拼装好的水分子模型拆分，再尝试将拆解所得的氢原子和氧原子重新组合，对可能的产物和反应条件做出假设。

通过亲自拆装微观模型，抽象的微观过程变得具体而直观，学生对“选择（选择参加反应的分子）→拆解（将分子拆分成原子）→重组（将原子重组成新分子）”的化学变化微观本质有了较为清楚的认识，体现了从直观到抽象、从宏观到微观、从感性到理性的认知过程，体验了用微观视角考察和分析宏观事实的神奇。

3.2.5 在概念构筑中体验“三重表征”的奇特

从宏观、微观和符号三种表征水平上认识和理解化学知识，共同构筑起相互联系、完整的认知系统，这是化学学科特有的“三重表征”思维方式。学生“三重表征”思维方式的形成，有赖于教师在课堂教学中有意识地加以培养。

物质的分类属于概念性知识。在“水的组成”课题中，单质与化合物的概念建立在纯净物概念的基础上，属于物质分类的第二层次；而氧化物的概念则建立在化合物概念的基础上，属于物质分类的第三层次。为了夯实第二层次分类的基础，在“微观建构”和“氢气验纯”等教学环节中，教师引导学生从宏观、微观和符号三个维度分析物质的成分。为了培养学生建构类别概念的能力，教师提供了一系列物质（纯净物，标注化学式），组织学生分析这些物质的组成特点，总结提炼出单质、化合物和氧化物等概念，构筑起物质分类的三层关系图。最后，教师命制从宏观、微观和符号三个角度判断物质类别的形成性练习，对学生运用“三重表征”方式理解物质类别概念的效果进行诊断，必要时加以强化。

通过“三重表征”思维方式学习和认识化学，能增进学生对化学知识的全方位理解，提高学生分析和解决化学问题的能力，帮助学生系统地把握化学学科内在的逻辑结构，体验“三重表征”认知方法的奇特。

3.2.6 在课外活动中品味深入研究的新奇

课外活动是利用课余时间开展的学习、研究等综合性实践活动，实验研究是化学课外活动的常见形式。与课堂实验相比，课外实验研究的主题更为开放、内容更加灵活、时间更为充裕、思维更加集中，所获得的研究体验也更加新奇。

在学习“水的组成”课题后，A组学生开展了“电解水微型实验”活动，他们自行购买干电池，在眼药水瓶中装入氢氧化钠溶液，瓶口连接一段橡皮管。在塑料瓶的两侧各插入一根大头针，再用导线分别与电池两极连接起来（图2）。接通电源，可观察到大头针表面产生气泡，负极气泡比正极多。再将橡皮管伸入溶有洗洁精的水中，可观察到不断有气泡从管口冒出，在水面形成一层泡沫。当溶液表面布满气泡后，小心地用木条引燃，可听到轻微的爆鸣声。小组学生非常兴奋，很有成就感。

B组学生开展了“电解水实验再探究”活动，他们好奇霍夫曼水电解器的复杂结构，课后缠着教师研究了它的构造，然后利用生活中简单易得的材料，设计对比实验，探究在水中加入某些增强导电性的物质和用石墨碳棒作为电极材料的原因。在得到一系列科学结论的同时，他们还发现如果加入食盐增强溶液的导电性，以及直接使用铜线作为电极材料，都将出现一些意想不到的现象，而其背后的深层原因，则是高中化学的学习内容。最后，小组学生迫不及待地自学了高中化学相关内容，并在活动报告进行了初步分析。

课外活动是课堂学习的有益补充。通过课外实验研究活动，学生对学习内容有了更为清晰的认识，问题意识和求证意识得到提升，实践了科学探究的基本方法。实验研究过程中的某些发现，还将为后续学习埋下深入探究的种子，这是“奇趣化学”的终极体验。

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