有時，也可“任性”地教

保志明

摘 要：由淺入深、循序漸進，是教學(xué)論中強調(diào)的教學(xué)原則;“任性”地教則是反過來，從復(fù)雜出發(fā)開啟課堂。一般的認(rèn)識是，課堂要解決疑問，達成共識，得到“科學(xué)知識”，“任性”地教則以問號收尾。這些“任性”地教，更多地著眼于激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力，仍是遵循客觀規(guī)律的理性教學(xué)。

關(guān)鍵詞：“任性”;理科學(xué)習(xí);教學(xué)起點;結(jié)課方式;學(xué)習(xí)動力

一般而言，“任性”是“理性”的反面。如果說理性是遵循規(guī)則、有理有據(jù)，任性就是反其道而行之，率性而為。我曾經(jīng)有過一些“任性”的教學(xué)行為，結(jié)果并沒有導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)知的混亂，反而收獲了比“理性”教學(xué)更好的效果。

一、教學(xué)起點的“任性”：從復(fù)雜出發(fā)

由淺入深、循序漸進，是教學(xué)論中強調(diào)的教學(xué)原則。在理科教學(xué)中，教師擔(dān)心，如果不一步步地搭建知識體系，學(xué)生就會因為沒有掌握基礎(chǔ)知識，而無法掌握高階應(yīng)用。這種擔(dān)心是否必要呢？

“鹽類的水解”是高中化學(xué)課程中對思維要求較高的內(nèi)容。通常的教學(xué)是這樣的：先從一些鹽溶液有酸堿性的現(xiàn)象開始，如氯化銨溶液呈酸性、醋酸鈉溶液呈堿性等;然后分析這些鹽溶液呈現(xiàn)酸性、堿性的原因，找到它們共同的特點，即破壞了水的電離平衡;接著，用離子方程式表達原理，建立鹽類水解的基本概念;在此基礎(chǔ)上，討論影響鹽類水解的外界條件，并介紹鹽類水解的應(yīng)用——在介紹了純堿去油污、明礬凈水等簡單鹽類水解應(yīng)用后，最復(fù)雜的應(yīng)用——泡沫滅火劑（雙水解）粉墨登場。

我的“任性”教學(xué)是反過來的。一上課就讓學(xué)生先完成一個實驗：將硫酸鋁溶液與碳酸氫鈉溶液混合。這個實驗的效果是令人震撼的：迅速產(chǎn)生大量氣泡和白色沉淀。這樣的現(xiàn)象也迅速引發(fā)了學(xué)生的好奇：氣體是什么？沉淀是什么？究竟是怎么回事？教學(xué)就從學(xué)生的好奇開始了。

氣體是什么？從元素守恒的角度以及學(xué)生化學(xué)物質(zhì)認(rèn)知的基礎(chǔ)來分析，只有二氧化碳、氫氣和氧氣3種可能。進一步討論，排除氫氣和氧氣的可能性——因為那樣的話得有化合價的升降，即發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而兩種反應(yīng)物沒有明顯的氧化性、還原性。接著，以燃著的木條加以檢驗，證實是二氧化碳。

那沉淀是什么？從反應(yīng)物提供的元素看，部分學(xué)生猜想可能是碳酸鋁;部分學(xué)生對此持懷疑態(tài)度，認(rèn)為氣體如果是二氧化碳的話，碳元素就不會留在溶液中了。對此，我引導(dǎo)學(xué)生查找佐證資料。從教材附錄中的《常見酸、堿和鹽的溶解性表》來看，碳酸鋁不存在。再去查閱網(wǎng)絡(luò)資料，其中對碳酸鋁的性狀描述是：“粉末狀白色小顆粒，不穩(wěn)定，遇水分解?！蹦沁@個在水溶液中出現(xiàn)的白色沉淀就不能是碳酸鋁了，它還可能是什么呢？進一步結(jié)合元素守恒、非氧化還原反應(yīng)化合價不變的特征以及《常見酸、堿和鹽的溶解性表》，大家一致認(rèn)為是氫氧化鋁。接下來，學(xué)生根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物，寫出反應(yīng)的離子方程式：Al3+ +3HCO-3 Al（OH）3↓+3CO2↑。

既然認(rèn)清了事實，接下來就要對事實進行解釋：二氧化碳、氫氧化鋁為什么會產(chǎn)生呢？根據(jù)初中碳酸鹽的知識，二氧化碳來自溶液中碳酸的分解：H2CO3 H2O+CO2↑。而H2CO3只能來自HCO-3，HCO-3轉(zhuǎn)化為H2CO3所需要的H+只能來自H2O。于是，學(xué)生寫出了這樣的離子方程式：HCO-3+H2O H2CO3+OH-。之所以用上可逆符號，是我引導(dǎo)學(xué)生觀察碳酸氫鈉溶液，發(fā)現(xiàn)并沒有大量氣泡從溶液中冒出，可見HCO-3與H2O的反應(yīng)一定是微弱的、可逆的。

我們沿用這樣的思路分析氫氧化鋁的生成：Al3+轉(zhuǎn)化成Al（OH）3所需的OH-也來自水，同樣這一反應(yīng)也是微弱的。離子方程式可修改為：Al3++3H2O Al（OH）3↓ + 3H+。

至此，已經(jīng)弄清了氣體與沉淀的來源，沒有解決的問題是：既然都是微弱反應(yīng)，為什么會觀察到大量氣泡與沉淀呢？事實是，當(dāng)碳酸氫鈉與硫酸鋁溶液混合時，才產(chǎn)生大量氣泡與沉淀。所以現(xiàn)象必然與“混合”有關(guān)，與兩種物質(zhì)的相互作用有關(guān)。

由于之前學(xué)習(xí)過化學(xué)平衡，學(xué)生立即意識到平衡正向移動了。于是大家一起興奮地去尋找平衡移動的原因，發(fā)現(xiàn)上述兩個可逆反應(yīng)的結(jié)果恰好一酸一堿，而H++OH- H2O，從而極大地拉動了平衡。

學(xué)生徹底查出了反應(yīng)發(fā)生的原因。

我引導(dǎo)學(xué)生回顧剛才分析過程中寫下來的3個離子方程式：①Al3+ +3HCO-3 Al（OH）3↓+3CO2↑;②HCO-3+H2O H2CO3+OH-; ③Al3++3H2O Al（OH）3+3H+。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，其實本質(zhì)是一樣的，都有水參與，只是反應(yīng)①中H2O前后出現(xiàn)，被消掉了而已。當(dāng)水中的H+或OH-被某些陰離子或陽離子結(jié)合掉之后，溶液便會顯示出一定的堿性或酸性。鹽類水解的概念浮出水面。

得到鹽類水解概念之后，還可以繼續(xù)“任性”：上述反應(yīng)就是泡沫滅火劑的反應(yīng)原理。初中知識將泡沫滅火劑原理介紹為碳酸鈉與稀硫酸產(chǎn)生二氧化碳的反應(yīng)，真實情況卻是以硫酸鋁替代稀硫酸，以碳酸氫鈉替代碳酸鈉，為什么要這樣替換呢？這樣的問題與學(xué)生的已有經(jīng)驗形成認(rèn)知沖突，學(xué)生感覺自己學(xué)習(xí)了“假”的化學(xué)，于是參與思考與討論的興趣更濃了（我們要體諒甚至必要時鼓勵學(xué)生這種“唯恐天下不亂”的心態(tài)）。這樣的討論，使得學(xué)生對“Al3+其實就是起到酸的作用、HCO-3比CO2-3更接近H2CO3因而可以更節(jié)省Al3+這種‘酸”有了清楚的認(rèn)識。

二、結(jié)課方式的“任性”：以問號收尾

一般的認(rèn)識是，課堂可以從提出疑問開始，但上完課要解決疑問，達成共識，得到“科學(xué)知識”。但任何科學(xué)知識都不是最終定論。新的現(xiàn)象、新的問題都將不斷出現(xiàn)，推動我們行走在不斷追求真理的道路上。因此，課堂也并非全都要以句號結(jié)束，也可以問號收尾?？梢圆扇〉淖龇ㄊ?，在下課前留下合適的新問題，進一步引發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生有意猶未盡之感。

我曾經(jīng)這樣“任性”地以讓“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”的教學(xué)“終于問題”：

在課堂上，我做了雙氧水分解的實驗，以此作為反應(yīng)體系來測定化學(xué)反應(yīng)速率。學(xué)生觀察到：隨著反應(yīng)的進行（雙氧水的濃度降低），反應(yīng)速率減小，最后反應(yīng)停止。據(jù)此，得知該反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度成正比。

當(dāng)學(xué)生在速率與濃度的關(guān)系問題上達成共識后，我又做了一次雙氧水分解的實驗：錐形瓶中裝有20 mL 30%的雙氧水溶液，加入少量MnO2。學(xué)生觀察到：隨著雙氧水濃度的降低，氣泡產(chǎn)生變慢，這在預(yù)料之中;可進行一段時間后，反應(yīng)突然加快，大量氣泡伴隨著大量水汽生成，甚至沖出了錐形瓶，非常令人震撼。震撼的實驗現(xiàn)象伴隨著下課鈴聲，學(xué)生興奮不已，一直在討論：之后的反應(yīng)速率加快是怎么造成的？濃度降低時反應(yīng)速率不是應(yīng)該減小嗎？是老師做了手腳嗎？下課后，學(xué)生紛紛上講臺一探究竟，他們用手觸摸了錐形瓶外壁，發(fā)現(xiàn)非常燙手！當(dāng)發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽上標(biāo)明的是“30%雙氧水”時，學(xué)生釋然，原來用的是高濃度的雙氧水。之前的實驗，用的是稀釋過的3%的雙氧水。雙氧水分解反應(yīng)是個放熱反應(yīng)，因此在反應(yīng)過程中體系溫度會升高。討論濃度對反應(yīng)速率的影響時，顯然要控制變量，不希望溫度升高，于是選擇稀溶液。在緩慢反應(yīng)過程中，反應(yīng)放出的熱量散失到環(huán)境中，體系溫度基本不變。而濃溶液反應(yīng)太快，放出的熱量來不及散失，于是體系的反應(yīng)速率受到溫度和濃度兩個因素的影響。當(dāng)熱量積累到一定程度，溫度就成了主要的影響因素了，因此觀察到反應(yīng)加快。

在這樣的“任性”收尾后，學(xué)生進一步的思考開始了：選擇反應(yīng)系統(tǒng)研究濃度對反應(yīng)速率的影響，實驗設(shè)計時要注意什么;3%的雙氧水是為控制變量而選擇的稀溶液，真實的反應(yīng)體系遠比經(jīng)過人為調(diào)控的要復(fù)雜。課堂結(jié)束在這樣一個刷新認(rèn)知的實驗中，讓學(xué)生體會到由簡單到復(fù)雜的飛躍，體會到思考與質(zhì)疑的快樂。

三、“任性”地教，更多地著眼于激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力

不遵循由淺入深的原則，反而從復(fù)雜問題入手，為何反而能取得更好的教學(xué)效果呢？

埃隆·馬斯克曾在接受記者采訪時，舉過一個例子談他對教育的看法。如果要教孩子們發(fā)動機是如何運作的，他不會遞給孩子們扳手或螺絲刀，對孩子們說：“來，讓我們學(xué)習(xí)扳手和螺絲刀的使用方法。”因為這樣的話，等到學(xué)會了使用工具，孩子們早已沒有了研究發(fā)動機的熱情，自然也沒有學(xué)習(xí)扳手和螺絲刀的使用方法的熱情。他會向孩子們展示一臺發(fā)動機，然后讓他們把發(fā)動機拆開。“我們該如何拆開發(fā)動機呢？你需要一把螺絲刀?？?，這就是螺絲刀的用處?！瘪R斯克解釋說：“然后才是教學(xué)的關(guān)鍵所在：去發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)工具彼此間的作用和相關(guān)性?！?/p>

馬斯克的教學(xué)方式也是“任性”的，這種“任性”在我看來，就是把學(xué)生的心理需求和知識的應(yīng)用價值放在首位，以復(fù)雜真實的問題來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生愿意全身心投入到學(xué)習(xí)活動中。而后的學(xué)習(xí)過程就像雕刻，每一刀都是有目的的，都是對觀點的琢磨，使之更加清晰、成熟、復(fù)雜、正確，最后得到一個精致的雕像。

科學(xué)的本質(zhì)是什么？就是一套不斷證實、證偽的機制，在產(chǎn)生懷疑與尋找答案中不斷接近真相?？茖W(xué)教育引導(dǎo)學(xué)生始終保持審慎的態(tài)度、質(zhì)疑的精神，是與科學(xué)本質(zhì)契合的，也是科學(xué)教育中應(yīng)當(dāng)努力去做的。在這種懷疑與尋找中，學(xué)習(xí)得到的樂趣也是無窮的。

實際上，這些“任性”的教的著眼點在于激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力。這不正是深度學(xué)習(xí)所要求的嗎？深度學(xué)習(xí)中的“深度”是指觸及事物本質(zhì)的程度——觸及什么本質(zhì)呢？答案是，觸及學(xué)生作為人的本質(zhì)，觸及知識的本質(zhì)，觸及學(xué)習(xí)的本質(zhì)。其中，學(xué)生作為人的本質(zhì)是心靈，知識的本質(zhì)又潛藏于知識的內(nèi)核。因此，激發(fā)學(xué)生心中的學(xué)習(xí)熱情，將知識放在真實情境中展開，還原科學(xué)本來的樣子，無疑是更深刻的理性教學(xué)。