淺談現代化學與化學教育教學

李廣霞

摘 要：化學學科從近代化學算起已有兩個世紀的歷史，它與物理學和生物學都是自然科學中的基礎學科，它們都有各自的使命和傳統。但由于其學科內容深處的盤根錯節，隨著發展，它們表現出相互之間越來越密切的關系。作為現代科學體系的一個重要分支學科，現代化學正隨著現代科學的發展而不斷發展。并呈現出許多新的特征，因此，探討現代化學的發展趨勢揭示其新的發展特征，不僅可以幫助化學工作者深人了解現代化學發展的特點 ，而且對化學各專業的研究也具有理論指導意義。

關鍵詞：現代化學;化學教育;教學現代化

一、現代化學概述

化學學科之奠立和原子論近代化學源于1774年拉瓦錫和1803年道爾頓分別提出的元素學說和原子學說。元素和原子的假說應運而生，化學由此進入了持續至今以原子論為主線的現代化學時期。

現代化學的發展，從英國科學家湯姆生發現電子算起至今走過了一個世紀的歷程，作為一門逐漸走向成熟的學科?，F代化學在理論、方法、應用和實驗技術等方面，取得了巨大進步。

對化學學科未來之展望，現代化學學科的核心任務或今后的長遠努力方向，大體上可歸納為四個領域：

（1）納米化學：研究用單個原子或分子制造具有特殊性能的物質的技術。尺度不同，物質間的作用力不同，物質的性質和運動規律也會有質的差異（尤其在復雜性科學和物質多樣性研究中，尺寸效應至關重要）。納米尺度上的物質具有許多神奇性能：如導電性改變（納米銅不導電），熔點降低（納米銀熔點100度左右），化學活性增強（納米鐵粉在空氣中自燃）等。

（2）超分子化學：指各種不同的分子依靠分子間作用力（氫鍵等）構成有一定特殊結構和性質的聚集體，它是生物化學和材料化學等學科的交匯，是一個全新的化學領域。其發展與大環化學（如冠醚，碳60等）一脈相承，具有雙螺旋結構的DNA分子就是典型代表物。

（3）組合化學：它是集化學合成，組合原理，計算機設計于一體在短時間產生大量多樣性分子并對其中的目標化合物進行篩選的科學。它加速了化合物合成與篩選的速度，它是藥物化學合成上的一次革命，也是未來開發新材料的必經之路。有人統計：1個化學家用組合化學方法2～6周的工作量，就需要10個化學家用傳統化學方法花費一年的時間來完成。不過它的發展要依賴于計算機技術，新型檢測儀器及自動化水平的提高。

（4）化學信息學：它是與組合化學一脈相承的交叉學科，利用計算機技術對化學信息進行表示、管理、分析、模擬和傳播，以實現化學信息的提取、轉化與共享，揭示化學信息的實質與內在聯系，促進化學學科的知識創新?，F代科學的最新發展使得各學科所面對的化學物質體系變得越來越復雜，辨識研究的任務越來越繁重，既有復雜成分定性定量分析問題，又有不確定性的化學模式識別問題;不但有大型數據庫管理問題，還有數據規律的發現問題等，化學信息學就是為解決化學領域中大量數據處理和信息提取任務而結合其他相關學科所形成的一門新學科。研究內容包括：化合物登記;構效關系的研究工具和技術;虛擬數據庫組裝技術等。

二、化學教育教學目標的定向

我國人才培養的總體目標是“為促進可持續發展培養21世紀的合格公民和建設人才”?？沙掷m發展是指“既滿足當代人需求，又不損害后代人滿足其需求能力的發展”[5]。

1992年聯合國環境與發展大會通過的《21世紀議程》（《Agenda21》）中明確指出：“教育是促進可持續發展和提高人們解決環境和發展問題的關鍵?！眹H社會一致認為：教育是可持續發展的必要支柱，是支持其他領域，例如：科學、技術、立法和生產等領域，取得進步的關鍵[5]。因此，作為基礎教育重要組成部分的化學教育教學，對于培養能有效參與可持續發展的21世紀公民和建設人才負有不可推卸的責任，并以此作為21世紀化學教育教學的總體目標。

可持續發展的化學教育教學目標應是：加強對學生的基本化學素質、科學精神、科學價值觀、環境意思、參與意識和決策能力等方面的培養，使化學教育教學為社會的發展服務;普及化學知識，使化學成為“公眾的化學”，促進化學教育教學社會化，使化學教育教學為提高民族的科學文化素質服務;更加重視化學與社會生活的聯系，注重培養學生主動獲取化學知識的自覺能力和靈活地運用化學知識、技能、科學方法來解決實際問題的應用能力，培養學生的生活技能等，使化學教育教學為人類的生活服務。

化學教育教學的具體目標將出現“功能化”的發展趨勢，21世紀化學教育教學的具體目標的制訂主要是根據未來社會和科學技術某一個特定方向發展的需要，即具有特定的方向性，這意味著未來化學教育教學將更加注重與社會實際的密切聯系，將現在的統一規劃轉變為只針對一個特定范圍內的培養需要。因此，21世紀化學教育教學具體目標將是：高度強調培養學生的創新能力、社會應變能力以及獲取信息，并進行處理的能力;繼續要求學生掌握科學方法，并把加強科學思維與方法的訓練作為化學教育教學的基本目標;讓學生知道化學與技術的價值的能力，以及進行科學的批判思考能力。

三、化學教育教學現代化中新課程改革方向

化學教育教學現代化，必將對課程設計有所改革，構建新的具有我國自己特色的化學課程體系和課程內容已經成為現實需要，也是我們面臨的一個超越過去、超越他人的歷史機遇?；谶@些考慮，筆者認為，當今我國化學教育教學的改革與發展首先體現在新課程中。

（1）轉變化學教育教學觀念，充分體現化學課程的實用價值

把化學帶到生活中去，使化學教育教學貼近學生的社會生活實際，讓學生了解化學在現代生產生活中的作用，這不僅能使學生認識到化學是一種非常有用的知識，而且在認知方面，它能增加學生學習化學的興趣。筆者認為，許多化學問題的提出、解決、在理論或技術上獲得突破都是化學科學和技術在生產生活實際中應用的結果，它對培養學生的化學創新能力和實踐能力起著不可替代的作用。通過化學知識和技術在社會生產生活中的應用，可以培養學生的科學素養，形成對個人、社會、環境等的責任意識。

化學是一門在分子、原子水平上研究物質的組成、結構、性質及其規律的基礎自然科學，它在人類認識自然、利用自然為人類造福以及對人的發展等方面具有重要的意義。作為基礎教育內容之一的化學課程，應體現它的研究、實用和發展價值。所謂化學課程的研究價值，是指化學課程作為學校中學生學習的重要自然科學知識門類，在探究、理解、解釋自然界的化學事實和現象過程中的價值;化學課程的實用價值指的是化學作為一門實用性很強的科學，它在人們的生產生活以及解決社會中的化學問題中應用的價值;化學課程的發展價值是指化學課程在培養學生對自然的好奇心和興趣，提高學生的能力，使學生掌握科學研究方法、形成科學的思維方式和嚴謹的科學態度等方面的價值。

多年來，我國的中學化學課程實際上重視的只是化學課程的研究價值，而其它兩方面的價值卻被忽視。根據目前我國的中學課程設置情況，所有的中學畢業生都接受過化學教育教學，但中學畢業幾年后，除了從事化學方面學習和工作的畢業生在生產生活中和解決社會中的問題時能夠較為熟練應用所學化學知識外，其他畢業生面對生產生活和社會中的化學問題幾乎束手無策?？梢哉f，這與中學化學課程不重視其實用方面的價值有直接關系。近年來，雖然在幾次化學課程改革的教學目的中對化學課程的實用價值有所認識，但由于長期以來實施 “學問中心”課程所形成的思維定勢和 “應試教育”的影響，在具體的課程實踐中卻難以落實，從本質上講，是對化學教育教學資源的浪費。隨著社會的進步和科學技術的發展，化學與人類各種活動的關系越來越密切，化學課程的實用價值越來越大，所以完整地體現化學課程的價值，是中學化學課程改革的的基本任務。

（2）設置多樣化的化學課程，滿足學生的不同需要

隨著科學技術的發展，化學已成為一門中心科學，它與社會的關系越來越密切?；瘜W已涉及到諸如工業、農業、能源、環境、材料、生命、健康等領域及社會生活的各個方面，社會發展中的許多問題都需要應用化學知識來解決?；瘜W知識不僅是化學工作者認識和解決社會問題的專業知識，而且也是公民科學文化素質的重要組成部分?；瘜W知識大眾化，化學課程內容與社會生活緊密相聯系已成為現代化學課程改革最主要的特征。盡管化學課程改革一個時期追求學術性目的，另一個時期又面向大眾普及化學知識，但在化學課程實踐中，人們總是希望化學課程能同時滿各種不同的需要。顯然，設置一種化學課程形式很難達到這一目的。 我國的中學化學課程形式就顯得頗為單一。義務教育階段設置的化學課程，基本上是全國統一的“學問中心”課程。高中化學課程類型也只有必修和選修兩種形式，其中選修課程也是以必修課程為基礎，并且課程模式、內容全國一致。在這種單一的課程體系中， 不僅義務教育階段學生學習以 “學問中心”為指導而設置的化學課程，既使高中選擇文科方向的學生也按 “學問中心”的課程模式和內容來學習化學的普及性知識。這樣的化學課程體系不僅不能實現中學化學課程的目的，而且造成了教育資源的極大浪費。面對眾多具有不同個性學生的發展，面向 21 世紀對多種人才的需要，設置多樣化、多種模式、內容體系開放、更能體現個性化和人本化的化學課程應是中學化學課程改革的重要方向。

（3）精心設計課程內容，營造真實的學習環境

近 20 年來，建構主義學習觀開始在世界上逐漸流行起來，它對建立在客觀主義哲學思想上的傳統“信息加工式”教學模式形成了極大的沖擊。建構主義學習觀特別強調學習環境的作用，并要求給學生營造 “真實的學習環境”。所謂“真實的學習環境” 是指知識形成的環境和知識運用的環境盡可能接近，這種“真實的學習環境”，可能是社會中實際的問題，也可以是對社會中實際問題的模擬，在 “真實的學習環境”，采用探究學習方式，學生能更有效地建構自己的知識。

目前，我國中學化學課程依然強調的是 “以教師為中心”和化學知識的系統傳統，把對教師傳授的系統化學知識的記憶、理解作為化學知識形成的主要途徑，社會生產生活實際中的化學問題是學生理解和鞏固所學知識的一種手段。為了節約時間，記憶、理解更多的知識，教師很少關注化學知識在生產生活中的應用，更多地傾向于根據自己所傳授的知識想象或創造一些問題情境，用于鞏固學生所學的知識。例如，在中學化學教學實踐中，我們經常會發現這樣的問題： 在通常狀況下，1 克金屬鈉、 鎂、鋅與足量的稀鹽酸反應，哪種金屬生成的氫氣質量多。從理論上看，這沒什么問題，學生會很快給出答案。但是，這個問題在現有的中學化學實驗室條件下是無法通過化學實驗來實現的，因為金屬鈉一遇到鹽酸就會發生爆炸，它產生的氫氣是無法收集到的。盡管從理論上講，能進行而無法通過實驗來實現的化學反應例子很多，但對學生來說，這是一個不切實際的、不真實的例子。這種虛構現實世界中不存在的問題情境，雖然也能加深學生對所學化學知識的理解，但不能幫助學生把所學知識有效地遷移到解決實際問題中去，并且本身也成了學生記憶的對象。

（4）拓寬化學的視野，重視與其它學科間的相互滲透

由于化學科學的發展已占據自然科學的中心地位，它對其它自然科學以及人文社會科學的發展起著非常重要的作用。所以化學教育教學不能使學生只從化學的角度來認識，解決社會中的有關問題，要讓學生能綜合應用有關的多種科學知識，以跨學科的觀點和方法，從整體上認識和解決科學技術發展和現實社會中的問題，為此， 近年來開發和研制的化學課程都很重視與其它自然科學甚至人文科學的滲透與聯系。我國的中學化學課程一直都是分科設置的，并已形成了在內容上與其它學科有所重復，而自己又有獨立體系的封閉結構。面對21世紀科學技術發展越來越綜合化的大趨勢，而對越來越復雜的人口、資源、環境、健康等社會問題，以及面向21世紀全面提高公民科學文化素質的需要，跨學科解決問題的方式方法顯得尤為重要，傳統的、內容體系封閉的分科化學課程已很難適應這一要求。在一定程度和范圍上取消分科化學課程，采用綜合課程或與其它學科相互滲透是訓練學生跨學科解決問題的有效途徑。

四、現代化學與社會生活結合的學習特征

（1）自主性

傳統教學中，教師是教學的中心，學生是被動地接受知識?，F代化學與社會生活結合，則強調學生在學習過程中的主體地位，學生學習應有自主性，學生才是知識的發現者。因此需要學生將自己的注意力、想象力和思維力都用到知識的發現過程中。在活動、體驗的基礎上主動建構出屬于個人的知識體系，變被動的學習為主動體驗的過程。

（2）開放性

“化學源于生活，寓于現實，用于現實?！?現代化學與社會生活結合，要求學習內容切合學生的生活實際，聯系學生的生活經驗，讓學生體驗化學的生活背景，所以學習內容應該具有開放性?；瘜W與社會生活的結合是一種學生自主體驗的過程。教師少一些限制，學生就會多一些自主;教師少一些預設，學生就會多一些創新。所以在結合中要為學生營造一種寬松的氛圍，讓他們在開放的教學過程中自主體驗、發展。

（3）實踐性

國際教育界近來流行三句話：你聽來的會很快忘掉;你看見的就能記住;你做了的就能學會。因此，在指導學生進行現代化學的學習中，教師要引導學生關注生活，親自參與社會實踐活動，克服脫離實際、忽視社會需要的現象; 引導學生關注社會熱點問題，如環境污染、能源危機、人口膨脹等。另外，“實踐的知識”不是被 “教”會的，而是在 “做”的過程中“悟”出來的。因此，我們應該大力提倡 “做科學”，讓學生在做中學、 在學中做。

（4）生成性

科學的學習需要學生有自己獨到的體驗、獨特的感悟?，F代化學與社會生活結合，要求學生積極主動地探究，參與到知識的生成過程，在參與中放開個人的思維。這種體驗是個性化的。

參考文獻：

[1]沈莉萍.讓創新教育在化學課堂中引領學生成長[J].通俗歌曲，2014（06）：91-92.

[2]姜巖，吳林.現代化學教學中智慧課堂與傳統課堂的對比及反思[J].科教導刊（上旬刊），2019（03）：142-143.

[3]盛根玉.中國現代化學的起步[J].化學教學，2012（04）：70-74.