2024年03月27日 星期三
行思行
不仅要“变魔术”,还要教科学
吴向东

    小学科学课堂上常会出现这样的场景:当教师把小苏打粉末倒进装有白醋的瓶子里时,许多泡泡会突然出现,一下子涌出瓶口。此时实验室里一定是“听取‘哇’声一片”。教师再把燃烧的小木棍放到瓶口,火焰旋即熄灭。在学生一脸迷惑中,教师的“魔术”表演圆满结束。

    “那些泡泡是从哪里来的”“为什么火焰会瞬间熄灭”……面对学生的探问,教师解释道:“这说明泡泡中的气体是二氧化碳,因为二氧化碳不支持燃烧,所以火焰熄灭了。这就是化学变化,两种物质发生反应会产生新的物质。”这样,一堂科学课就算是“圆满成功”了。

    但这真的是一堂反映了科学本质的科学课吗?这样的课上总会听到学生的疑问:“只要是不支持燃烧的气体都会使火焰熄灭,凭什么说泡泡中的气体就是二氧化碳呢?”

    小学科学课中的化学教学如同魔术,可以让学生感受到它的神奇,激发起他们强烈的好奇心与探究欲,但教材编写者和教师往往考虑到小学生的认知水平,将其背后的科学原理视如魔术机巧“秘而不宣”。我认为这么做是不对的。

    育人要讲求时机。孔子所谓的“不愤不启,不悱不发”,就是要提示教育者抓住学生求知欲望最“炽烈”的时机施以教育。在小学科学课堂上,当学生的求知欲被“化学魔术”完全激发出来的时候,教师应当适时引导他们了解真正的化学知识,而不是因为教材中没有涉及元素和化学反应的基本内容,认为即便讲解其中的化学原理学生也很难理解,就只得以“到初三你们会学到的”为理由敷衍过去,给学生一种隔靴搔痒之感。当好奇心在最旺盛的时候被屡屡忽视,学生就会进入抑制状态,消磨掉宝贵的求知欲与学习兴趣。

    这不是科学教育应该有的样子,不利于发展学生科学素养。那么应该如何帮助小学生探究化学“魔法”背后的科学原理呢?

    我的做法是,将化学知识与小学生的经验联系起来。

    教师不妨大胆一点,对于基础化学知识不必“遮遮掩掩”,将这些知识与小学生的知识经验链接,帮助他们了解元素周期表,从直观上认识常见的元素及其特性,知道常见的元素符号、分子式和结构式。比如,针对小学生挑食、体重超标等现象,教师可以把淀粉、脂肪等复杂物质的分子式和结构式展示给学生,让学生直观地看到元素是以怎样的结构结合在一起的,引导他们发现这两种完全不同的营养物质竟然是由相同的元素(碳、氢、氧)组成的,只不过是元素数量和结构不同而已,从而理解“结构不同,形成的物质就会不同”的概念。同时,教师要引导学生初步了解淀粉、糖等食物摄入过多会转变为脂肪从而导致肥胖的科学原理,让学生初步懂得合理膳食的科学依据。

    将化学知识与生活经验连接,让学生感知化学。生活处处是化学,比如做饭要使用天然气(主要成分是甲烷)。天然气燃烧过程的化学方程式可以表示为CH4+2O2=CO2+2H2O。通过这个方程式,学生可以直观看到化学反应前后,元素的总数没有发生变化,只不过化学反应后形成的分子不同罢了。教师还可以帮助学生了解氧气在燃烧过程中的必要性,进而了解最近市面上流行的“燃气灶聚火罩”的设计缺陷会阻碍燃烧时获取充足的氧气,从而产生一氧化碳中毒的危险。再如,教师可利用厨房里安全的化学物质让学生认识酸、碱及其中和反应。比如在白醋和小苏打的中和反应实验中,教师可以给出该化学反应的方程式以及物质反应前与反应后的分子式,让学生了解“涌出气泡为什么是二氧化碳”,同时指导学生用pH试纸测试溶液的酸碱度,了解酸碱中和后溶液酸碱度的变化,帮助学生理解为什么胃里反酸时吃点苏打饼干可以缓解胃部不适。

    小学科学教育的核心是探寻原理解释,让学生在“知其然”的基础上尽量“知其所以然”,要超越“变魔术”的认知层次,将化学知识与学生既有经验连接,教授学生一些真知识,引导学生学点真科学。在做好科学教育加法的大背景下,科学课上让学生学点真化学是需要科学教师高度重视的。

    (作者系正高级教师、特级教师,广东省深圳市龙岗区教育科学研究院科学研究员)

中国教师报