化学教育2010年第7期
生成智慧的化学教学
——一个将知识教学发展为观念教学的方向
程同森
(北京市十一学校100039)
摘要仅以教会知识为目标的化学教学是一种“把种子磨成面粉”的教学。如何才能在学生
的心灵里种下化学的种子，让其成为一个有化学智慧的学生呢?让教学充满原创力，充满历史
感，着力于建构化学观念的教学才能让学生生成化学与人生的智慧。
关键词化学观念教学教学原创力教学历史感教学生成诺贝尔奖
化学有大美、大智慧。为什么有些化学教学味
同嚼蜡呢?原因是教师和学生忙于应对中、高考，
只顾及知识结论的记、背、练，来不及把得出知识
结论的过程弄明白，不晓得知识的来龙去脉，也就
体会不到化学的大智大美。
培养学生科学素养的化学教学，除了回归实验
室，坚持实践出真知的认识路线之外[1]，还要实现
从学会知识到生成智慧的转变。仅以教会知识为目
标的化学教学是一种“把种子磨成面粉”的教学，
种子磨成面粉只能和糊糊了，再也没有长成参天大
树的可能，所以只用“知识面粉糊糊”喂大的学生
成为高分低能、缺少“见识”、少有创新精神和实
践能力的学生。
如何才能在学生的心灵里种下化学的种子，让
其成为一个有化学见识的学生呢?从知识教学转向
观念教学是我们正在实践的方向。所谓“观念”，
说白了就是一种“想法”、“看法”。平时我们夸赞
一个人的jI!Il念好，无非是指他有超出常人的想法和
看法。观念教学，是对知识产生过程中人们“想什
么”、“怎么想”、“为什么这么想”这些问题进行领
悟的教学。把教学的注意力更多地集中于这些方
面，学生不但学会知识而且也有了见识，成为具有
创新精神和实践能力的高素质学生。
1让教学充满原创力
如果你对知识的追溯越久远、越接近根源，你
的思维原创力就会越高。接近根源的问题都是那蝗
最简单的问题。像牛顿、爱因斯坦、拉瓦锡、道尔
顿之所以成为科学大师，其原因是：他们问“很明
白”、很天真的问题，但这些问题的答案却是惊天
动地的。比如牛顿问“苹果掉到地上，月亮为什么
不掉到地上?”拉瓦锡问“燃烧究竟是怎么回事?”
道尔顿问：“为什么混合气体会处处均匀?”这些问
题都是些“傻”到底的问题。伽利略告诫立志科学
的人说：“致力于伟大的发明，从最微贱的开始，
并且认识到神奇的艺术就蕴藏在琐细的幼稚的事物
之中，这不是平凡的人能做的事，这些概念和思想
只有出类拔萃的人才会想得出来。，，[2]启发我们在教
学中要从最简单的问题开始。
[例1]关于“物质是由微粒构成”的教学。
先让学生思考如下问题：“气体为什么看不见?气
体液化后为什么就会看得见?湿衣服变干是怎么回
事?蔗糖溶在水里后为什么看不见了，把糖水蒸干
为什么就又看见了?”逼着学生对这些习以为常的
现象给出一个能让大家认可的所渭“合理”解释。
一定要有这个过程，要沉得住气，非要让学牛给出
一个“说法”不可，不必忙不迭地直接告诉学生物
质是由微小的粒子——分子、原子等构成的。意在
让学生模拟道尔顿创立原子学说的经过，经历那种
思考的状态，体验道尔顿的想象力所表现的大智
慧，真正体会思想的力量——原子学说并不是一个
按照既定逻辑进行推理的结果，而是一个思维的创
造物，是一个想象的产物，这种“想什么”所表现
的观念，属于“见识”、“智慧”。但在很多的课堂
上都是把“物质是由原子、分子等构成的”这个结
论直接告诉学生了，学生哪还有机会进行这番想象
和思考?为了发展教学的原创力，要从上述那些最
简单的问题问起，去回答知识源头上的问题。学生
知道了产生某个化学知识的原初想法是什么，就会
学习人家是怎样提出问题的。我国至今没有本土的
诺贝尔奖获得者，就在于崇尚识记结论的教学很难
培养学生的原创力，也难以产生领先世界的原创性
成果。
[例2]关于质量守恒定律的教学。质量守恒
定律的发现源自于从质量的角度对化学变化的研
究。这个“想什么”的角度，表现为一种“见识”，
正是这种见识，开创了化学研究的定量方法，为化
学进一步确立为现代科学树立了一个重要的里程
碑。为了帮助学生增长这个见识，笔者在课的开头
设置了如下的环节：
上课后先做了一个小游戏：让学生用六根火柴
摆出4个互不包含的三角形，这为难了不少同学。
因为他们只局限在一个平面上摆。让成功的同学说
万方数据
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说他们的方法——由平面上摆改为窄间中摆。表扬
这种创造性思维，让学生体会转换思路对解决问题
的重要性。
接着投影学生已经熟悉的化学反应，让学生写
出这些反应的文字表达式。询问：“有没有同学变
换一个角度思考过这些化学反应?有没有对这些化
学变化提出新的问题?”留出时间让学生思考，一
定要让学生经历这个思考过程。如果有学生提出
“化学反应前后物质的质量有没有变化呢?”说明这
个学生是一个有见识、有创造性的人。因为他提出
了一个新的研究思路，开辟了一个新的研究方向。
被誉为定量化学之父的拉瓦锡就是从这个方向思考
化学反应的人。而我们的教学大多数是把“化学反
应前后物质的质量有没有变化呢?”这个问题直接
抛出来让学生在这个既定方向上去思考，就把训练
学生寻找研究方向的机会抛掉了。崇尚识记结论的
教学很少训练学生开拓方向、另辟蹊径的能力，也
就难于培养有原创力的学生。
问题始终足知识发展的源头。越接近根源的问
题越具有原创力。发展原创力的教学就是让思考从
“原点”出发的教学。以前我们在课堂里提出了很
多问题，但这些问题只是为掌握知识而设计的，那
些具有原创力的问题常常被掌握知识的需要过滤掉
了。如果老师总是把知识当作既定的真理教给学
生，这不是让学牛开始思想，而是停止思想。在基
础教育中，最最重要的是培养学生的问题意识，它
可以引领学生一生的发展。提出的问题不要只是瞄
准知识的边边角角、枝枝叶叶，而更要瞄准本体本
源类的问题。
2让教学充满历史感
化学工作者都知道，原子是由原子核和核外电
子构成的，原子核又是由质子和中子构成的。当我
们进行这部分内容的教学时，有些问题是值得追问
的：(1)学生真的相信这些结论吗?有多少学生问
过“原子那样小，人们是怎样知道它的内部结构
的?这些知识结论是怎样建立的?”(2)对教师来
讲，教会学生原子结构的知识是必须的，但如果只
是让学生识记这些结论，不了解这些结论的得出过
程，学生如何领悟其中的思想方法?如何学习科学
家的智慧、形成科学探究的能力?又如何感受科学
家在探究原子结构中百折不挠的执著精神和刨根问
底的科学态度?为此，在教授“原子的构成”[31时，
笔者就采用了回溯历史讲故事的方法。
将一滴水放大到几乎盖满整个中国的时候才能
看到原子，它是如此之小，科学家是怎样发现原子
的内部结构的呢?用刀砍?用枪刺?用针扎?这些
都不行。科学家自有办法让原子开口说话。在讲述
1897年英国物理学家J．J．汤姆逊发现电子的故事
时，给学生强调了如下几点：(1)汤姆逊根据阴极
射线(一种放电管阴极发出的射线)在静电场中的
偏转，证实了阴极射线是带负电的粒子流，确定了
粒子的负电性；(2)通过测量该粒子的荷质比仅是
氢离子的千分之一，连同另外的实验说明它不是分
子也不是原子，而是比原子更小的物质微粒；(3)
不论换用什么材料作阴极，所产生的阴极射线的性
质都是相同的，说明该粒子是构成这些材料的所有
原子中都含有的微粒；(4)考察了更多的实验事实
后，发现不论是阴极射线、p射线、还是光电流，
都是这种粒子组成的。不论是由于强电场的电离、
正离子的轰击、紫外光的照射、金属受灼热还是放
射物质的自发辐射，都发射出同样的带电粒子——
电子，证明电子是所有原子的组成部分，是原子的
更基本的单元。学生了解了以上的分析和推断，不
但确信电子是所有原子中的一个构成微粒，还能从
实验过程、方法中体会到科学家的智慧。
对“原子核”的教学，也还是采用讲故事的方
法，并且还要把学生拉进故事中让他们成为故事的
主人。首先提出问题“电子既然带负电，而原子是
电中性的，那么原子中必然有带正电的部分，这2
部分是怎样构成原子的呢?”接着介绍了卢瑟福a
粒子散射实验的设计思想：从外界向物质原子射入
带正电荷的粒子(他选用了仅粒子)，正电与正电
相瓦排斥，被射入的粒子就会发牛偏离，偏离的程
度就直接反映物质内部正电荷的分布。随即介绍了
卢瑟福使用的“枪弹”——a粒子的性质：带正电
荷，质量是电子质量的七八千倍，速度高，能量
大。用高速的a粒子轰击金箔，原子“说话”了
——发生了a粒子被反弹回来的奇怪现象，这种大
角度散射的概率约为1／8000。这时提问学生：“为
什么绝大多数的a粒子能够顺利穿过金箔，而只有
极少数被反弹回来?这极少数的Q粒子碰到了很大
的阻力还是很小的阻力?这种阻力会来自质量很小
的西瓜子(电子)吗?如果当时你在现场，发现了
这一出乎意料的现象后，你会怎样想呢?”[4]卢瑟福
经过几个星期的苦苦思索并按照他设想的理论进行
计算验证后，推断出原子里面几乎是“空”的，但
中心却有一个体积很小、质量很大且带正电荷的部
分，只有假设这个正电部分的直径远远小于原子的
直径，才能产生那样的散射结果。学生在卢瑟福的
启发下，经过想象也给出了这样的比喻：d粒子向
金原子的射击，如同射向了一个飘满棉絮的百米直
径大球，球的中心有一个如弹子般大小、坚硬无
比、质量很大、带有正电荷的钢球，自然是绝大多
数子弹顺利通过，射中钢球的几率一定是很小很小
了。这个正电部分正是如今被称之为的“原子核”。
学生的亲身参与，更好地体验了卢瑟福的方法思
想，认识到实验观察和推论的区别以及原子结构推
论的合理性。随后还讲了发现质子和中子的故事，
学生进一步体会到卢瑟福的这一实验方法是探究微
(下转第80页)
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经验，都已构成一种非常专业化的学问和技能。当
今，中国教师教育发展正在从数量扩展转向质量提
高的方向，未来教师将在新课程实施中实现自身专
业化的发展，世界各国都在努力提升教师的学历水
平、基准与资格。化学教学论理应为培养适应化学
课程改革的化学教师而与时俱进。该书在编写过程
中根据基础教育化学课程改革的目标和内容，调整
了课程设置和课程结构模式，更新了教学内容，体
现了化学学科内容与教育学科的整合，在化学教师
的专业发展和化学教学研究方面进行了阐释，教育
学理论在宏观层丽}二提出了课程改革的理念和教学
的一般原则，对学科教育研究和实践具有一定的指
导意义，为师范生在教育教学研究方面迅速“领
悟”提供了可能【2j。在当前深化教育改革，全面推
进素质教育的大背景下，培养研究型教师，无论从
教育发展的角度来看，还是从学校自身的发展和提
高师资队伍的整体素质等方面看，都是十分必要
的，也是非常迫切的。在编写过程中作者结合化学
教师的专业素质、化学教师的专业化发展2个主
题，用教育学的观点对化学教学研究的过程、方法
和研究论文的撰写方法进行了论述，为师范生走上
工作岗位后快速成长，在教书育人和教育科研2项
工作中共同提高打下了坚实的理论基础。
总之，《新理念化学教学论》一书的出版和
发行有助于培养未来教师从事化学教学工作和教
学研究的初步能力，有助于引领师范生在专业知
识基础上学好“化学教学论”和教育课程并保证
他们教育实习等实践训练的有效开展，有助于培
养师范生的教育兴趣和技能，提高他们的教学能
力，从而保证师范生毕业时成为一个合格的化学
教师。同时，本书的编写也兼顾了教师的在职提
高，着实是21世纪化学教学论领域绽开的一朵
艳丽的奇葩。
以上一些粗浅体会，或属冒昧莽撞，不当、不
妥之处还敬请编者和广大同仁批评斧正。
参考文献
[1]王祖浩，韦斯林．化学教学，2008，(11)：1
[2]倪娟，李广洲．教学与管理(中学版)，2006，(11)：3
[3]王后雄．新理念化学教学论．北京：北京大学出版社，2009
(上接第3l页)奶口心对吠》>，∞电心H''b卸专p砷啊》b∞寺p砷舛》b∞仍咿p砷叫净却也p砖书曩功b切卸蝴
观粒子结构的典型研究方法，各种高能加速器的思
想方法源头也来自于卢瑟福的d粒子散射实验。
通过这样的教学过程，较好地达成了以下教学
目标：
(1)以汤姆逊阴极射线实验和卢瑟福a粒子散
射实验为基础，推论物质的原子是由居于中心的原
子核和核外电子构成的。
(2)根据以上实验事实，知道电子的电性和质
量，推论原子核的电性、质量及体积很小；
(3)根据原子核由质子和中子构成的结论，结
合质子和中子的电性和质量数据，推沦质子数一核
外电子数一核电荷数；
(4)不同“质”的原子都使用相同的基本粒子
(质子、中子、电子)作为构成单位，仅只是粒子数
目(量)的不同，体会“物质是有结构的”、“结构
是有层次的”、“原子结构是简单的”这些化学观念；
(5)通过反思，进一步认识到观察和推论的区
别，通过评价原子结构推论的合理性，认识到人类
认识微观世界的智慧和科学家的探索精神。
达成这些目标与仅记住结论相比较，学生的收
益自然是全面丰富深刻得多了。至于教材中哪些知
识结论需要开发它的“过程方法”“情感态度价值
观”教育价值，是一个需要深入探讨的问题，但把
教学的着眼点从关注后端(知识结论)变为关注前
端(知识结论的生成过程)，用历史叙事来解构化
学的概念和理论，让知识散发出固有的生命活力，
是化学教学需要特别重视的方面，是观念建构教学
的指导方针，观念建构教学的基本途径应是知识
“考古”。
恩格斯在评价黑格尔的研究方法时曾指出，
“黑格尔的思维方式不同于所有其他哲学家的地方，
就是他的思维方式有巨大的历史感作基础。”[5J这完
全可以作为化学观念教学的思想指南。
阅读诺贝尔获得者的传记，纵观化学、物理等
自然科学史，科学发展的每一个罩程碑，每一项重
大成果，都源自科学家思想(想什么)的超群，思
路(怎么想)的奇绝，正是在这些方面，我们更能
体会人类为发现自然界的大美所展现的智慧，又会
充满急于同学生分享这些智慧的冲动!这正是观念
教学的魅力。
参考文献
E1]程同森．化学教育，2009，30(2)：27—29
[2]伽利略．关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话．北京：
北京大学出版社，2006：529—530
[3]义务教育课程标准实验教科书：化学(上册)．第2版，北
京：人民教育出版社，2006：70
[4]毕华林，卢巍主编．义务教育课程标准实验教科书：化学
(九年级上、下册)．第2版，济南：山东教育出版社，
2005：44
[5]马克思恩格斯全集：第13卷．第2版，北京：人民出版社，
1998：53l
万方数据
生成智慧的化学教学——一个将知识教学发展为观念教学的
方向
作者：程同森
作者单位：北京市十一学校,100039
刊名：化学教育
英文刊名：CHINESEJOURNALOFCHEMICALEDUCATION
年，卷(期)：2010,31(7)
参考文献(5条)
1.马克思恩格斯全集1998
2.毕华林;卢巍义务教育课程标准实验教科书:化学(九年级上、下册)2005
3.义务教育课程标准实验教科书:化学2006
4.伽利略关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话2006
5.程同森回归实验室的化学教学[期刊论文]-化学教育2009(02)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxjy201007011.aspx
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