作 者保志明，全國模範教師、南師附中化學特級教師。

保志明老師在上課

我是一名高中化學教師。若是大談化學如何重要，為何被稱為21世紀的“中心科學”，難免有“王婆賣瓜”之嫌；若是大談化學如何有趣，如何在各項前沿領域中展示獨特魅力，又深感力不從心——畢竟我不是化學家，我隻會教高中生學化學。我想說的是：你可以嘗試這樣學化學。

化學實驗可以這樣做

如果你學過初中化學，想必知道碳酸鈉與鹽酸的反應，可能也做過這個實驗。不過，高中化學中我們還會讓你再做這個實驗：向碳酸鈉溶液中加鹽酸，但我不告訴你“怎麼加”、“加多少”。沒錯，我們期待的就是課堂上的“混亂”：有人 “倒”、有人 “滴”，有人加得多，有人加得少。那麼，隻要加了鹽酸就會看到氣泡，知道有反應在發生。可是，不同的加法，細微的現象不同，“滴”時先看不到什麼氣泡，後來才有大量的氣泡；而“倒”時一下子就看到大量氣泡。那麼，同學們在交流實驗現象時就會有不一樣。這下有趣就來了！

為什麼我們的現象和人家不一樣？自然而然地要一“探”究竟了。如果先在碳酸鈉溶液中滴加酚酞，就更有趣了：慢慢“滴”鹽酸的時候，雖然看不出明顯氣泡，酚酞的顔色卻逐漸變淺，說明碳酸鈉在逐漸減少。按邏輯，随着鹽酸的繼續滴入，酚酞顔色會越來越淺，碳酸鈉理應越來越少，反應理應越來越慢，直到完全消失——這是正常的推理。可是，可是，見證奇迹的時刻來了！繼續滴加鹽酸，在溶液已顯淺粉色的時候，突然産生大量氣泡！而且反應似乎還很迅速呢！這種矛盾要作何解釋？消失了的碳酸鈉沒有變成二氧化碳氣體的話變成什麼了呢？這裡面有什麼秘密被我們發現了？這些問題是在“混亂”的實驗過程中自然而然地産生的，探究就這樣發生了。

上述環節會使你認識到碳酸鈉與鹽酸反應是分兩步進行的，在少量地、緩緩地滴加鹽酸時，碳酸鈉是被反應掉了，但是并沒有“逃逸”出溶液，而是變身為其它形式“隐藏”于溶液中了。變身為什麼形式呢？隻能是碳酸氫鈉。當鹽酸加到足夠多時，碳酸氫鈉也“隐藏”不住了，這才變成二氧化碳“逃逸”出溶液。

你看，碳酸鈉、碳酸氫鈉這些分子你看不見摸不着吧，可是，通過肉眼對氣泡的觀察，居然發現了微觀世界的秘密！化學教科書上那些對微觀本質的描述正是通過對宏觀現象的觀察和思考得來。在這裡，你需要邏輯與想象的融合，你需要宏觀與微觀的聯系，這不就是化學本然的有趣嗎？

化學知識可以這樣生長出來

學習是一個不斷讓新信息與頭腦中的已有信息建立聯系的過程。因此不斷回頭看看學習過的知識，想想它與新學習的知識有沒有什麼聯系，是一個能讓知識自己生長的學習方式，化學學習也不例外。

例如，初中時你學HCl NaOH=NaCl H2O，你知道這是個酸堿中和反應，你還學過Na2CO3 2HCl=Na2CO3 CO2↑ H2O，你知道這是個鹽與酸的反應，可以制得CO2氣體。可等到高中學習離子反應時，你再回望下這兩個反應，會發覺前者是H 傳遞的反應，它從HCl中傳出來，讓OH-接住，生成了H2O；而後者呢？竟然也是個H 傳遞的反應，它從HCl中傳出來，讓CO32-接住，生成了CO2氣體！原來它們本質上是一緻的啊！你還可以再想下去，既然H 能從這個微粒傳給那個微粒，那能不能反過來傳呢？究竟由誰傳給誰是由什麼決定的呢？

經常性地回望與整合，你會發現世界紛繁複雜的現象背後，也許有着簡約的規律，它們在支配着大自然的運轉。而你在高中化學學習中養成的思維習慣，或許有助于你将來成為能指點迷津、揭示規律的人。

通過化學視角增長人生智慧

如果你是位喜愛運動的少年，可能會不慎經曆過骨折，不過，它一般不會讓我們太擔心，因為好好養傷就能康複。但是，牙齒也屬于骨骼系統的一部分，為什麼牙齒磕碎了，就再也長不出來了呢？這是個醫學問題嗎？其實是個化學問題，而且是高中化學就能回答的問題：動态平衡與靜态平衡的差别。

牙齒是我們身體中最堅硬的骨骼。長期的生物進化讓它表面形成了一層堅硬如鐵的牙釉質。打造出這麼一副武器，多不容易啊。因此，包括人類在内，絕大多數有牙齒的生命體都采取了同一種策略，那就是等到一定年齡之後，牙齒就不再生長，進入平衡狀态。特别是牙釉質，終生都不會跟外界發生反應，從而形成了嚴格的靜态平衡。

所以，牙齒雖然堅硬，卻需要我們妥善的保護，一旦損壞，就隻能求助牙科醫生了。但人類身體的其他骨骼，在生長策略上正好相反。即使在我們成年之後，骨骼的形态已經确定，但是化學反應依然在進行，而且還很高效。每天，都有一些鈣質溶解到體液中，又有一些新的鈣質填補到骨骼中，也是因為這樣，骨骼才有了自愈的特性。

通過測算，每一年，骨骼表面都有3%的物質會與外界發生交換，而在某些部位，這個數字甚至可以達到25%。這麼算的話，平均每10年，人類的骨骼就會徹底換一遍。從化學角度來看，脫胎換骨好像也沒那麼難。

物質世界中的動态平衡，不隻是對某些行為産生影響，更是建立起了一種獨特的世界觀。

初中物理課上說：運動是絕對的，靜止是相對的。既然靜止是相對的，我們就可以推導出，靜止的狀态是不穩定的，它很容易就轉變為運動的狀态。化學反應平衡就是如此，它是非常脆弱的靜止狀态。因為内部的化學反應一直在進行，外界的溫度、壓力但凡有一點變化，就能打破這個平衡。然而，化學反應不管怎麼打破舊的平衡，新的平衡總能馬上建立，即便它依舊是不穩定的狀态。

這就是靜止與運動的相互轉化。學習了化學平衡，會讓我們對物理力學中的運動與靜止有更深認識。而将來在辯證哲學中再看到這個觀點：矛盾雙方相互包含，相互滲透，一定條件下，還可以互相轉化，那更是心領神會。

化學知識也具有了哲學層面的意義，那就不僅僅是物質世界中的化學知識了，它還幫助我們增長人生智慧。其實，人類的哲學瑰寶并不是憑空産生的，而是依賴于物質世界的。反過來說，從各種物質現象中，我們不難發現對應的思想，作為自然學科基礎的化學也不例外。

最後，我想說，如果你嘗試這樣學化學，這樣理解化學，難道不是打心眼裡認可它的有趣和重要嗎？

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