超越化学教化学

一、问题提出

诺贝尔化学奖得主洛德·霍夫曼喜爱诗歌哲学，故其化学美不胜收；作家鲁迅有医学背景，故其文学创作如手术刀般善于深刻解剖；著名生物学家施一公对宇宙天文学着迷（称其为消解人事烦恼的妙方），故其生命科学研究大气磅礴；金陵中学江敏老师博览群书采众长，故其化学教学独树一帜^[1]。他们都因在超越专业之上有所修为而最终在本行内大放异彩。

笔者从多年教学实践的一点体会是：中学化学教师如果整天只盯着中学化学，则不论他多么用功，教学顶多算合格，却难以达到优秀卓越。道理简单，因为长期的坐井观天最后把自己也变成一个中学生水平了，何谈教学品位与格局？即便某教师化学知识远超过中学内容，但如果他从来没有“跳出化学看化学的”意识，那么其教学仍不会十分理想（一些博士到中学教书，但教学效果不一定很好就是佐证），因为教育教学是一项远比学科专业复杂精妙的艺术。事实上，大部分老师专业知识差别不是很大（何况教学内容基本上已由课程标准定死了），很多时候决定教学效果的往往是一些“化学之外的东西”，如教师在教育心理学方面的修养、师生关系是否融洽、教学是否有个性魅力、甚至教师的习惯性眼神等，正所谓“功夫在诗外”！基于此，笔者把“超越化学教化学”作为一种自觉教学追求。其实，信息时代教师依然无可替代的地方恰恰在于：教师能将学科知识与个人生命体悟融为一体，从而赋予知识以生机、情感和个性，进而超越所谓的“知识诠释性教学”^[2]，这是冷冰冰的计算机做不到的，这也从另一侧面显示出“超越化学教化学”的观念在互联网时代的必要性。

二、“超越化学教化学”的内涵与实践

1.联系生活万象教化学、基于化学看世间万物

从燃烧反应（钻木取火）到人类文明的发源、从合成氨到人类饥饿的缓解、从硅晶体到信息技术、从水反常的冷胀热缩到分子间氢键、从钠钾离子半径到人体内钠钾平衡机理、从小分子多巴胺到人的情绪忧乐……每个化学反应、化学物种都与我们的生活、生命水乳交融。

然而现实中的很多化学教学却没有很好地体现这一点，正如一位化学院士曾不无感慨地说过：“常常有这么一种教学，是从学科看学科，从专业谈专业，由术语到术语，从概念到概念，轻者教学犹如播放留声机，重则犹如邦规中的黑话、套话。而课堂教学应该基于生活万象看学科谈专业，从学科专业看世界谈历史”^[3]。所以，一个只能就事论事、就学科论学科的教师不是真正的好老师。

其实，化学中蕴含着许多独特而智慧的思想观念，它们远远超越化学学科本身，已成为了人类文化精华的一部分。化学通过丰富、塑造我们的物质观、变化观进而丰富了我们的世界观，化学中的“元素观、微粒观、构性观、转化观、守恒观”等基本观念都对我们认识物质世界提供了独特而重要的视角，而大量的“化学反应”又进一步从量变与质变、宏观变化与微观变化、物质变化与能量变化、动态平衡等角度为我们认识物质世界的变化提供了丰富经验和智慧。

如“结构决定性能（构性观）”，它是化学观念更是人生智慧，从分子、细胞、生命体到企业单位都是如此，正如化学家钱旭红教授所言：功能弱化往往是因为结构弱化，分子如此，社会也如此。一些单位庞大的组织内耗的存在，正是由于基本逻辑与顶层设计的缺乏而带来的结构混乱与功能随意。

再看著名化学家洛德·霍夫曼如何将化学与哲学、人生水乳交融：相同与不同，吸引与排斥，合与分，得与失，利与弊，静与动，障碍与超越，共享与独霸，现实与理想，这些都是与分子世界紧密联系的精神层面的事物，也是化学家在研究分子时产生的心理活动……有一种哲学，它似乎接近于我在化学分析时所遵循的路，即黑格尔辩证法---任何一个命题都有一个反命题，从两者的争论出发，就可以演化出一种联合、补充、统一与平衡（正-反-合），如粒子和波、质量与能量，任何一个研究表面现象的化学家都知道，很多重要的事情正是发生在两物的过渡界面上^[4]。

这些例子和观点都是基于化学、超越化学的典范。

2. 善于超越当下已有的某些科学结论，培养“继承、批判、创新”的科学精神 

一切在变，绝对正确一成不变的概念理论几乎是没有的，科学自身正是在不断纠错完善中前进。尿素的人工合成，破除了有机物只能来自生命体的迷信；稀有气体化合物的陆续出现，使人们终于认识到价电子圆满的稀有气体也并非绝对惰性；高压下金属态氢（导电）的成功制备，使人们更深刻地体会到金属与非金属的概念只是相对的；温室离子液体（由体积大、结构松散的阴阳离子构成）、导电塑料等的发现无不让我们重新审视现有的科学结论。又如关于酸碱理论的发展，在历史上曾先后有酸碱电离理论、酸碱质子理论、酸碱溶剂理论、酸碱电子理论及软硬酸碱理论等。

所以，教学中善于以超越的眼光审视当下已有的某些科学结论，也是“超越化学教化学”的应有之意。化学还远非一门高度成熟的学问，其中的很多结论规律都只是现阶段有局限性的认识。化学教师唯有打开视野、关注化学的各种新进展，并怀有一份超越当下、不迷信现有书本结论的精神，教学中下结论时常常能留有余地，才能培养出有独立思想和开拓创新精神的一代新人。

 3.基于“思维品质的培养”，为学生长远发展奠基

思维品质是一个人未来竞争力的核心，以学科知识为载体培养良好的思维品质是教育的核心目标之一，也是“超越化学教化学”的重要内涵。笔者多年教学的一个深刻体会是：很多时候学生解决不了某些问题，并非其缺乏具体知识，而是缺乏比具体知识更宝贵的某些思维品质，如思维的有序性、系统性、严谨性、灵活性、深刻性等。下面略举几例。

（1）思维的有序性。化学中很多地方涉及到这种思维品质，如化学反应系统中的有序性，即由于同一反应系统中各物质性能强弱差异引起多个反应的先后顺序问题，其中金属活动性顺序、氧化还原反应序、酸碱反应序、沉淀反应序等皆是分析化学反应时最常考虑的。如果平时通过化学教学有意识地培养了这种有序性思维，则不但容易解分析类似少量Cl₂通入FeBr₂溶液或少量盐酸滴入Na₂CO₃和NaOH的混合物所发生的反应等具体问题，而且可能最终形成做任何事都井井有条的好习惯。

（2）思维的严谨性。在化学教学中，严谨的思维十分重要，像“差不多、大概、相似”这类词一定要慎用，因为在分子的世界里，很小的差别就可能导致极不相同的结果，像氢氧根与羟基、Fe³⁺与Fe²⁺ 、CO与CO₂、稀硫酸与浓硫酸、顺铂与反铂等由某些细微差别而引起性能上差异巨大的例子不胜枚举，其中顺铂（顺式二氯二氨合铂）与反铂（反式二氯二氨合铂）可谓“失之毫厘，差之千里”的典范，两者因空间结构的细微差异使前者成为有效抗癌药，而后者却无抗癌活性。化学学科为培养思维的严谨性提供了大量素材，教师不可错过。

（3）思维的灵活性。化学中有不少物质具有共性之外的个性、一般规律之外的特殊，此类问题的分析对思维灵活性要求甚高。反过来讲，这类知识的学习又有助于培养学生思维的弹性，防止思维的绝对化简单化。如CO₂常作灭火剂，但某些物质（如钠镁）因与二氧化碳反应，所以着火时不能用CO₂；再如，铁铝易与一般的酸反应，但浓硫酸浓硝酸却因钝化而用铁铝容器盛装。

化学中有很多内容和素材可以成为提升学生思维品质的抓手，关键在于教师是否能在教学中超越“考点”、发掘利用。

4.在教学中注入“爱和悲悯情怀”，让化学课堂充满温情

任何学科教学，只有注入了无私的爱、悲悯情怀和人生智慧（所谓“传道”）时，才能真正肩负起“育人”的使命。教育的重要使命之一就是要帮助学生克服对未知世界的恐惧和迷茫，并唤起对生活的理想、勇气和信心。高品位的课堂必然是追求“善”的课堂^[5]，化学教学只有以真挚的爱和悲悯情怀作底色，教师才能全身心投入并审慎地对待每个教学细节，才可能超越教育的功利色彩，并赋予冰冷抽象的知识以温度、情感和魅力。古人言“亲其师，信其道”，如果教学中充满了关爱与温情，教学效果自然会提升。

三、对教师提出的挑战及需要注意的问题

1.化学教师亟待扩大阅读视野、提高阅读品位

对教师来说,学科教学是第三位的,传道和育人是第二位,而第一位的应是自强和示范。要做到立足化学又能超越化学进行教学和育人，首要的仍是加强本专业的学习、反思与研究，要有精湛的专业知识作基础，尤其要努力扩大阅读视野、提高阅读品位。有些教师教书几十年，手头除了可怜的“三件套”（教材、教参和教辅资料），连化学领域的经典书籍、化学教育界的主流期刊、学科教学领域的优秀引领者都不知一二，如此坐井观天地教学，其教学境界可想而知。笔者班门弄斧，在此推荐五类曾经阅读过并获益良多的书籍：

（1）著名化学家的通俗杰作，如（美）洛德·霍夫曼的《相同与不同》、拉瓦锡的《化学基础论》、寇元的《魅力化学》、周公度的《化学是什么》等；

（2）大学经典教材，如傅鹰的《大学普通化学》、徐光宪院士的《物质结构》、邢其毅等著的《基础有机化学》、彭笑刚的《物理化学讲义》等；

（3）一线名师的经验杰作，如江敏的《有意思的化学 有意义的教学》、王军翔主编的《追求饱含学科意义的中学化学教学》、郑胤飞的《文化有根 课堂有魂》、王云生的《王云生的中学化学教学主张》等；

（4）科学哲学层面的书籍，如吴国盛主编的《大学科学读本》、钱学森的《钱学森讲谈录--科学、哲学、艺术》、钱旭红的《改变思维》、（美）约翰·布罗克曼主编的《第三种文化》等；

（5）经典人文书籍，因个人口味而异不再举例，理科教师对人文哲学的涉猎无论对提升教学层次还是人生境界都十分必要。

2.“超越化学教化学”不能丢掉化学本身的特色与个性。教学中应当化学为体、其他为用，化学之外的涉猎应是锦上添花。

四、结语

真正好的化学课堂不但要让学生掌握基本的知识、技能和方法，还应当让学生开眼、开悟、开心，应当在学生的精神世界里留下难以磨灭的痕迹，即应当学到一些超越具体化学、若干年后仍会在脑子里剩下的东西，这也是当下强调学科核心素养的应有之意吧。

如果说扎实精湛的化学专业知识能使教师站稳讲台并使课堂充满底气的话，那么唯有更高层面的、基于化学又超越化学的视野才能使化学课堂充满灵气和大气。如果教师有了超越具体学科教学的意识，并且始终想着如何通过教学使学生变得更加智慧和幸福，如何为学生的长远发展奠基，也许课自然就会慢慢好起来，而且不是“技”的层面，而是立意高远的“道”的境界，就像江敏、保志明、郑胤飞、罗滨等老师已经做到的那样，这也正是“超越化学教化学”的真正内涵。而要做到这些，大视野、高品位的阅读则是关键。教学，永远在路上。

参考文献

[1] 陈凯.化学的魅力和教师的魅力--读江敏老师“在实验中展现化学的魅力”[J].中学化学教学参考，2012（7）：66-68.

[2] 王军翔.追求饱含学科意义的中学化学教学[J].中学化学教学参考，2016（9）：1-2.

[3] 钱旭红.改变思维[M].上海：上海文艺出版社，2012：227.

[4] 洛德·霍夫曼（美）.相同与不同[M].长春：吉林人民出版社，1998：3-5.      （来源：唐隆健）