作 者

保志明，全国模范教师、南师附中化学特级教师。

保志明老师在上课

我是一名高中化学教师。若是大谈化学如何重要，为何被称为21世纪的“中心科学”，难免有“王婆卖瓜”之嫌；若是大谈化学如何有趣，如何在各项前沿领域中展示独特魅力，又深感力不从心——毕竟我不是化学家，我只会教高中生学化学。我想说的是：你可以尝试这样学化学。

化学实验可以这样做

如果你学过初中化学，想必知道碳酸钠与盐酸的反应，可能也做过这个实验。不过，高中化学中我们还会让你再做这个实验：向碳酸钠溶液中加盐酸，但我不告诉你“怎么加”、“加多少”。没错，我们期待的就是课堂上的“混乱”：有人 “倒”、有人 “滴”，有人加得多，有人加得少。那么，只要加了盐酸就会看到气泡，知道有反应在发生。可是，不同的加法，细微的现象不同，“滴”时先看不到什么气泡，后来才有大量的气泡；而“倒”时一下子就看到大量气泡。那么，同学们在交流实验现象时就会有不一样。这下有趣就来了！

为什么我们的现象和人家不一样？自然而然地要一“探”究竟了。如果先在碳酸钠溶液中滴加酚酞，就更有趣了：慢慢“滴”盐酸的时候，虽然看不出明显气泡，酚酞的颜色却逐渐变浅，说明碳酸钠在逐渐减少。按逻辑，随着盐酸的继续滴入，酚酞颜色会越来越浅，碳酸钠理应越来越少，反应理应越来越慢，直到完全消失——这是正常的推理。可是，可是，见证奇迹的时刻来了！继续滴加盐酸，在溶液已显浅粉色的时候，突然产生大量气泡！而且反应似乎还很迅速呢！这种矛盾要作何解释？消失了的碳酸钠没有变成二氧化碳气体的话变成什么了呢？这里面有什么秘密被我们发现了？这些问题是在“混乱”的实验过程中自然而然地产生的，探究就这样发生了。

上述环节会使你认识到碳酸钠与盐酸反应是分两步进行的，在少量地、缓缓地滴加盐酸时，碳酸钠是被反应掉了，但是并没有“逃逸”出溶液，而是变身为其它形式“隐藏”于溶液中了。变身为什么形式呢？只能是碳酸氢钠。当盐酸加到足够多时，碳酸氢钠也“隐藏”不住了，这才变成二氧化碳“逃逸”出溶液。

你看，碳酸钠、碳酸氢钠这些分子你看不见摸不着吧，可是，通过肉眼对气泡的观察，居然发现了微观世界的秘密！化学教科书上那些对微观本质的描述正是通过对宏观现象的观察和思考得来。在这里，你需要逻辑与想象的融合，你需要宏观与微观的联系，这不就是化学本然的有趣吗？

化学知识可以这样生长出来

学习是一个不断让新信息与头脑中的已有信息建立联系的过程。因此不断回头看看学习过的知识，想想它与新学习的知识有没有什么联系，是一个能让知识自己生长的学习方式，化学学习也不例外。

例如，初中时你学过HCl+NaOH=NaCl+H2O，你知道这是个酸碱中和反应，你还学过Na2CO3+2HCl=Na2CO3+CO2↑+H2O，你知道这是个盐与酸的反应，可以制得CO2气体。可等到高中学习离子反应时，你再回望下这两个反应，会发觉前者是H+传递的反应，它从HCl中传出来，让OH-接住，生成了H2O；而后者呢？竟然也是个H+传递的反应，它从HCl中传出来，让CO32-接住，生成了CO2气体！原来它们本质上是一致的啊！你还可以再想下去，既然H+能从这个微粒传给那个微粒，那能不能反过来传呢？究竟由谁传给谁是由什么决定的呢？

经常性地回望与整合，你会发现世界纷繁复杂的现象背后，也许有着简约的规律，它们在支配着大自然的运转。而你在高中化学学习中养成的思维习惯，或许有助于你将来成为能指点迷津、揭示规律的人。

通过化学视角增长人生智慧

如果你是位喜爱运动的少年，可能会不慎经历过骨折，不过，它一般不会让我们太担心，因为好好养伤就能康复。但是，牙齿也属于骨骼系统的一部分，为什么牙齿磕碎了，就再也长不出来了呢？这是个医学问题吗？其实是个化学问题，而且是高中化学就能回答的问题：动态平衡与静态平衡的差别。

牙齿是我们身体中最坚硬的骨骼。长期的生物进化让它表面形成了一层坚硬如铁的牙釉质。打造出这么一副武器，多不容易啊。因此，包括人类在内，绝大多数有牙齿的生命体都采取了同一种策略，那就是等到一定年龄之后，牙齿就不再生长，进入平衡状态。特别是牙釉质，终生都不会跟外界发生反应，从而形成了严格的静态平衡。

所以，牙齿虽然坚硬，却需要我们妥善的保护，一旦损坏，就只能求助牙科医生了。但人类身体的其他骨骼，在生长策略上正好相反。即使在我们成年之后，骨骼的形态已经确定，但是化学反应依然在进行，而且还很高效。每天，都有一些钙质溶解到体液中，又有一些新的钙质填补到骨骼中，也是因为这样，骨骼才有了自愈的特性。

通过测算，每一年，骨骼表面都有3%的物质会与外界发生交换，而在某些部位，这个数字甚至可以达到25%。这么算的话，平均每10年，人类的骨骼就会彻底换一遍。从化学角度来看，脱胎换骨好像也没那么难。

物质世界中的动态平衡，不只是对某些行为产生影响，更是建立起了一种独特的世界观。

初中物理课上说：运动是绝对的，静止是相对的。既然静止是相对的，我们就可以推导出，静止的状态是不稳定的，它很容易就转变为运动的状态。化学反应平衡就是如此，它是非常脆弱的静止状态。因为内部的化学反应一直在进行，外界的温度、压力但凡有一点变化，就能打破这个平衡。然而，化学反应不管怎么打破旧的平衡，新的平衡总能马上建立，即便它依旧是不稳定的状态。

这就是静止与运动的相互转化。学习了化学平衡，会让我们对物理力学中的运动与静止有更深认识。而将来在辩证哲学中再看到这个观点：矛盾双方相互包含，相互渗透，一定条件下，还可以互相转化，那更是心领神会。

化学知识也具有了哲学层面的意义，那就不仅仅是物质世界中的化学知识了，它还帮助我们增长人生智慧。其实，人类的哲学瑰宝并不是凭空产生的，而是依赖于物质世界的。反过来说，从各种物质现象中，我们不难发现对应的思想，作为自然学科基础的化学也不例外。

最后，我想说，如果你尝试这样学化学，这样理解化学，难道不是打心眼里认可它的有趣和重要吗？