教育是最美的“化学反应”

教育是最美的“化学反应”

                                  ——一位化学特级教师的教育思考（上篇）

罗滨

　　“我是一位化学教师！”尽管走上校长岗位已多年，但罗滨始终本色地行走在化学教学与教研一线。这并不是任务，而是她不可割舍的嗜好。从15岁第一次接触化学起，酸碱盐的转化、化学平衡、盐水分解等现象在她眼里就蕴藏着神奇的美。

　　秋阳怡人的下午，坐在北京海淀进修学校的会议室里，罗滨愉快地回忆着20多年的化学情缘：从年少的“化学痴”到大学化学系高材生，从青春洋溢的化学教师到颇有建树的学科专家，从化学教学研究到“大教育”的思考和实践，她始终在用化学之美填充着自己的职业人生和教育内涵。

　　“化学的神奇在于生成新物质，教育的神奇则是促成学生的生命成长和成才，两者有着高度的相似性！”在她看来，化学教学是在用“无生命的生成”服务于学生“有生命的生成”，而教育是世界上最美的“化学反应”。

　　做有学科理想的科学教师

　　笔者：从事学校管理工作多年，您始终没有脱离化学教学和教研一线，这是有意识的坚守吗？

　　罗滨：既是本能的热爱，也是有意识的坚守。我自小就喜欢化学，一直舍不得丢掉这个爱好。而且，作为化学教师，上课和做研究也是什么时候都不能丢掉的本色。我一直坚信，任何教师都要明确自己的学科本质和学科理想，如果说前者是我们脚踏的大地，那么后者就是我们仰望的天空。化学是一门与生活联系密切的自然科学学科，有着严密的知识体系和研究方法。我的理想是“让化学引领学生走进科学的殿堂，去观察、思考，去发现、解决”。在这个过程中，必须强调基于化学学科本质的学习，即引领学生在分子、原子或离子层面上思考问题，培养化学学科意识和学科能力。化学学科能力是在学习过程中获得的，主要包括观察与实验能力、化学思维能力、化学语言能力、科学探究能力和实践与创新能力。我们知道，知识是无限增长的，而人的记忆力是有限的，因此，学科能力培养有助于学生自主寻找和运用知识，学会独立思考，并进一步做出选择和判断。

　　笔者：当我们努力把学生带入“科学殿堂”时，除了学科意识和学科能力的培养，如何实现从“学科”到“科学”的跨越？

　　罗滨：现在越来越多的人意识到，如何培养学生的科学素养是今天的教育不容回避的问题。我一直强调，化学教师本质上是科学教师，要根据化学学科特点，用科学探究的方式，发挥实验优势，帮助学生理解化学知识，掌握基本的化学实验方法和技能，形成科学的思维方式，发展科学探究能力和创新能力。还记得2000年4月，我在北京人大附中担任化学老师，校长要求我上一堂“21世纪的课”。21世纪的课是什么样？有什么特点？当时没人能说清。确定课题用了3天，我苦苦思索，突然一个熟悉的化学反应方程式进入眼帘：“2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2”，这可是一个“明星反应”，在高考的选择题、实验题和计算题里频频出现。这个反应的发生与水的存在是否有关系呢？仔细斟酌后，我觉得这是一个很好的“探究点”，于是把课题确定为“CO2与Na2O2的反应是否和水的存在有关”。90分钟的连堂课，我根据教学内容，提出学生要解决的问题，把教学过程定为7个环节：学生提出假设、独立设计方案、实验方案修正、独立实施实验、观察记录数据、分析得出结论、交流讨论。在这个过程中，学生专心思考、热烈讨论，合作完成实验，十分投入。作为“幕后导演”，我巡回观察各组工作进展，适时地给予帮助和建议，有的组实验顺利，得出清晰的结论，有的组出了问题，得不出结论，但实验过程中的深入思考和改进让所有学生都有深刻的体验和收获。这堂十几年前的课现在仍然有同行津津乐道，我想，主要是因为“问题解决式教学”催生了化学教学的新生命，让学生成为最终受益者。

　　实验教学是开启化学之门的“钥匙”

　　笔者：很多学生觉得化学“难学”，作为化学特级教师，您对改进化学教学有何建议？

　　罗滨：从事化学教学研究多年，我越发觉得化学生动有趣，富有魅力，一方面，尽管存在各种“未知”，但现象背后一定存在规律；另一方面，化学紧密贴近生活，有强烈的真实感。可以说，化学并不难学，关键是要找准路径。我认为实验教学是开启化学之门的“钥匙”。因为化学就是以实验为基础的自然科学，实验可以帮助学生巧妙地跨越微观结构与宏观世界之间的认识鸿沟，用简明扼要、语法规则严格的化学语言描述物质的化学结构和化学变化。我一直非常重视实验教学，不仅在国家必修课上尽可能通过实验引导学生学习化学，在校本选修课中还开设了化学实验选修课。2007年，北京市进入高中课程改革实验，我在人大附中带领团队开设“实验化学”选修模块，在这门课上，食醋、海带、果汁、污水等生活中的寻常物质都成为研究对象，学生表现出极大的兴趣。查阅资料，学习元素化合物知识，进行实验设计，完成实验，撰写实验报告，做反思分析……面对一系列需要动脑、动手的高难度活动，他们都知难而进。有个学生在选修一个学期后对我说：“我最大的收获是化学实验中那种严谨的探究精神，必须全神贯注，避免一丝一毫的差错。即使出现了出乎意料的现象，也要如实记录下来，因为这可能导致新的发现！”我在这拨学生高二结束时做了6次成绩的统计分析，发现高一上学期上过“实验化学”课的学生，化学成绩和总成绩都在不断提高。这说明“实验化学”选修课激发了学生的学习兴趣，并实现学习能力的提升。

　　笔者：您在中学化学教学界一直倡导“问题情境教学”，为什么要强调“问题情境”？

　　罗滨：当人自我觉察到有某种目的，但又不知如何达到这一目的时，就出现了“问题情境”。在教育者看来，问题情境不仅有价值，而且需要我们在教学过程中巧妙地创设。这样可以适度引起学生的内心冲突，动摇他们已有的认知结构平衡，激起获取新知识的愿望和探索新事物的兴趣。但也不能操之过度，而要注意“四个避免”：避免重视情境设计而忽略情境应用，避免重视学习结果而忽略学习过程，避免重视过程开放而忽略结论开放，避免重视独立思考而忽略教师点拨引导。以我在讲授“氯”时创设的不同情境为例：在2005年的课上，我用两个资料来创设情境，资料一是2004年重庆天原化工总厂由于氯气泄漏引发爆炸事件，我选用了三张照片，分别是紧急疏散群众、黄绿色的氯气在空中弥漫和消防人员在事故核心区头戴防毒面具用水网冲洗氯气的场景。资料二是1915年第一次世界大战的比利时战场，德军开启了预先秘密安放的压缩钢瓶，施放18万千克毒气，致使英法士兵约1.5万人中毒，5000人死亡。在呈现这两个资料后，我让学生们通过观察描述氯气的性质，解释、推断氯气的性质，大家非常投入、专注。但当我做演示实验时，他们却捂着鼻子，扭着头，唯恐避之不及。这让我既意外，又尴尬，原来毒气战的场面让他们对氯气有了恐惧感，结果产生了排斥心理，影响了学习。2007年再讲这节课时，我进行了改进，结合STS内容创设问题情境，通过图片和文字资料，展示生活、生产中含氯的物质，如消毒剂、清洁剂、聚氯乙烯、合成杀虫剂等，自然引入氯气和含氯物质应用。这让学生对氯气产生亲近感，学习了性质之后，我再呈现一战中毒气战的资料，告诫他们氯气也会造成灾难，一定要谨慎使用，科学使用，这是学生需要了解和遵循的科学伦理。下课后，十多位同学还专门跑过来要闻闻氯气的味道。

　　最好的教学效果是培养创新能力

　　笔者：作为长期负责科技教育的校长，您对中小学阶段学生创新能力培养有哪些思考和实践？

　　罗滨：没有创新的学习只是模仿。2009年,我带领团队承担了国家教育部门和国家科技部门项目“中小学科学探究学习与创新人才培养实验研究”的子课题研究，对创新能力的理论和实践进行了较为系统的研究与探索。我们在研究中深刻认识到，创新能力是个体完成新颖任务所需的综合个性心理特征，以多种类型和形态存在。中小学创新人才培养应该从培养潜在创新能力入手，尤其是思维能力、创新人格、自主调控能力、特殊知识与技能4个方面。在实践中，我们重点建设指向学生创新能力培养的科技类课程，并细分为各有侧重的5类课程：学科课程、科技类校本课程、科研实践活动、科技活动类课程和专家讲座类课程。比如，科研实践活动类课程就是为培养学生潜在的创新能力。这些以科学、技术和工程领域为源头的课程，为学生提供了丰富的科学技术信息，同时也创设了各种获取信息的机会，是实施创新教育的重要抓手和途径。实践证明，科技类课程给学生发挥个性特长，利用已知信息，发现并解决问题创造了很大空间，而且能有效激发学生的学习动机，主动发挥自己的创新潜能，积极投身科技活动实践，联系自然、联系社会，动手动脑，获得直接经验，有利于创新思维和创新人格的培养。2008年汶川大地震抗震救灾期间，直升机在运送物资和抢救伤员方面发挥了极大作用，但在地面坡度超过5度时就无法降落。原人大附中高二学生李子赫看电视时注意到这个情况，查阅大量资料，请教教授，提出“直升机非水平地面降落高度差补偿装置”的研究构想，并进行了无数次设计及实验，攻克了“高度补偿方法、坡度测量和处理系统”三大难题，实现直升机在小于15度的坡地任意方向降落，小于25度的坡地选择方向降落。

　　笔者：课堂教学如何兼顾不同学生的个性差异和发展需求？

　　罗滨：现在教育越来越强调关注“每一个”，但实践中还是一大难题。大多数教师都关注优秀生，惦记后进生，但比例最大的中等生群体经常被“遗忘”。针对这个现象，我带领课题组，依据中等生的课堂学习行为和学习心理品质特点将其分成五类，分别为“被动接受型”、“纠结不前型”、“思维游离型”、“信心不足型”和“眼高手低型”。不同类型的学生表现出不同的课堂学习行为，与其内隐的不同的学习心理品质特征相关。经过这样的细分，我们在教学和班级管理中很快解决了中等生被遗忘的问题。此外，我在课堂教学实践与研究中发现，学生回答问题后，教师通常都会快速反馈，但是“有答即评”的快反馈未必都是上策，在很多情况下，“延迟判断”评价策略更能激发学生思考。做法很简单，就是在学生回答问题或者提出创意时，老师不立刻做出判断，而是给学生一些等待、自主思考或辩论的时间，学生可以得出更好的见解。形象地说，就是“给学生一些时间，让他们自己去思考；给学生一点空间，让他们充分展示自己；给学生一个冲突，让他们自己去争论；给学生一个支架，让他们自己去攀登；给学生一些权力，让他们自己去评价”。我们坚持做了几年，效果很好。总的来看，这些做法能激发学生新的学习动力，是尊重学生差异、保护学生学习信心和热情的有效手段。同时，也淡化了评价的甄别功能，促使学生思维向纵深发展，是提高学生思维品质的重要评价策略，也有利于学生创新能力的培养。（赵申）