論化學(xué)教育改革的創(chuàng)新與繼承

孫元清

摘要:化學(xué)教育的改革,是為了化學(xué)教育的發(fā)展,為了促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,促進(jìn)社會的發(fā)展。改革要有創(chuàng)新才能促進(jìn)發(fā)展,改革要有繼承才有基礎(chǔ),才能成功,才能持續(xù)發(fā)展。本文回顧幾十年來化學(xué)教育改革的歷程中,尤其是近三十年來所圍繞的幾個主要問題展開,包括化學(xué)教育的對象、化學(xué)教育的價值、化學(xué)教育的內(nèi)容、化學(xué)教育的途徑和方式等,探討改革中創(chuàng)新和繼承的情況,以便更好地促進(jìn)化學(xué)教育改革,實施素質(zhì)教育,提高化學(xué)教育質(zhì)量,減輕學(xué)生過重的課業(yè)負(fù)擔(dān),促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

關(guān)鍵詞:改革;創(chuàng)新;繼承;化學(xué)教育對象;化學(xué)教育目的;化學(xué)教育價值;科學(xué)探究

文章編號:1005-6629(2009)08-0025-05 中圖分類號:G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

引 言

今年三月在杭州召開全國化學(xué)特級教師論壇暨化學(xué)教育專業(yè)委員會第十三次學(xué)術(shù)年會, 主題是課程改革與化學(xué)教學(xué)改革,減輕過重學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān),提高教學(xué)質(zhì)量、推進(jìn)素質(zhì)教育。我認(rèn)為課程改革與化學(xué)教學(xué)改革是一個核心的環(huán)節(jié) ,想借此論壇跟大家交流的是化學(xué)教育改革的創(chuàng)新和繼承問題。

改革不是目的,改革是為了發(fā)展,為了提高,為了前進(jìn)?；瘜W(xué)教育的改革,是為了化學(xué)教育的發(fā)展,為了促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,促進(jìn)社會的發(fā)展。但是,改革要有創(chuàng)新才能促進(jìn)發(fā)展,改革要有繼承才有基礎(chǔ),才能成功,才能持續(xù)發(fā)展。

回顧幾十年來化學(xué)教育改革的歷程,尤其是近三十年來,主要是圍繞著幾個問題展開的:化學(xué)教育的對象,化學(xué)教育的價值,化學(xué)教育的內(nèi)容,化學(xué)教育的途徑和方式,化學(xué)教育的評價等。本文就想圍繞其中幾個問題來探討改革中創(chuàng)新和繼承的情況,以便更好的促進(jìn)化學(xué)教育改革,實施素質(zhì)教育,提高化學(xué)教育質(zhì)量,減輕學(xué)生過重的課業(yè)負(fù)擔(dān),促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

1世界教育改革的趨勢

在回顧和反思我們改革的創(chuàng)新與繼承之前,我們最好先來審視一下世界教育改革的趨勢,作為借鑒,以利于我們反思的廣度、高度和深度。

1.1美國《2061計劃》

該計劃是由美國促進(jìn)科學(xué)協(xié)會聯(lián)合美國科學(xué)院和聯(lián)邦教育部等12個機(jī)構(gòu),聘請800多位科學(xué)家參與,從1985年啟動制定的。它代表美國基礎(chǔ)教育課程改革和教學(xué)改革的趨勢,培養(yǎng)當(dāng)今美國兒童能夠適應(yīng)未來2061年科技急劇變化的生活。

該計劃指出科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)位居未來變革的核心,提出了這些學(xué)科的基本內(nèi)容、基本概念和基本技能,這些學(xué)科之間的聯(lián)系,以及掌握這些內(nèi)容、概念和聯(lián)系的基本態(tài)度、方法和手段。

該計劃指出課程和教學(xué)改革的趨勢:課程結(jié)構(gòu)的合理性(核心課程與一般課程),課程的彈性(選擇性,因材施教),教學(xué)開放性,教學(xué)手段現(xiàn)代化。

該計劃強(qiáng)調(diào)整體性,長效性,基礎(chǔ)性(強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)學(xué)科,各學(xué)科內(nèi)部以基礎(chǔ)知識的傳授和基本技能培養(yǎng)為主),學(xué)生為中心(注意因材施教,培養(yǎng)創(chuàng)造性,鼓勵思考問題不是追現(xiàn)成答案;教師采用多種教學(xué)方法,幫助學(xué)生發(fā)展思維和想象力并解決實際問題),發(fā)揮教師主導(dǎo)作用(只有教師才能有效地傳授知識和啟迪智慧,更新課程,改善教學(xué)),協(xié)作性。

1.2英國《提高教育和技能的白皮書》

2005年發(fā)布的白皮書中提出: 11～14歲學(xué)生要提高基礎(chǔ)知識和技能水平; 14～19歲學(xué)生要提高閱讀能力和科學(xué)能力。

1.3日本《開創(chuàng)日本義務(wù)教育的新時代》

2005年發(fā)布的《開創(chuàng)日本義務(wù)教育的新時代》提出:要打下扎實的學(xué)力,包括基礎(chǔ)知識和技能,獨立思考能力和創(chuàng)造能力;在基礎(chǔ)教育除了培養(yǎng)學(xué)生的生存能力,還要培養(yǎng)獲取知識和應(yīng)用知識的能力,增強(qiáng)求知欲,尊重日本民族文化。

1.4二十一世紀(jì)學(xué)生的核心能力

分析一下世界各國教育改革的趨勢,我們可以看到各國無不看到基礎(chǔ)知識和基本技能的重要,無不重視能力的培養(yǎng),尤其是核心能力的培養(yǎng)。這些核心能力包括批判能力, 獨立思考、獨立判斷和創(chuàng)造能力,分析問題和解決問題的能力,合作能力,終身學(xué)習(xí)能力,認(rèn)識自我能力。

2化學(xué)教育的對象

化學(xué)教育的本體要解決兩大問題: 一是化學(xué)教育的對象,二是化學(xué)教育的認(rèn)識論和方法論。

化學(xué)教育的對象有精英教育和大眾教育。我國化學(xué)教育的傳統(tǒng)是重視少數(shù)學(xué)生學(xué)好化學(xué)。通過多次的改革,尤其是近期的改革,逐步地認(rèn)識并選擇了大眾教育,從傳統(tǒng)的精英教育到大眾教育:人人學(xué)好化學(xué),人人學(xué)習(xí)不同的化學(xué)。課程標(biāo)準(zhǔn)提出了學(xué)好化學(xué)的基本要求。課程設(shè)置為必修模塊和選修模塊,上海的課程設(shè)置為基礎(chǔ)型課程、拓展型課程和研究型課程。希望通過這樣的課程設(shè)置使每一個學(xué)生既有有共同的化學(xué)基礎(chǔ),有些學(xué)生還具有化學(xué)的特長或其他方面的特長,使得我國高中畢業(yè)生是一個既有共同基礎(chǔ)又有不同個性特長的群體。

但是,許多學(xué)校在課程實施中只重視基礎(chǔ)型課程,忽視拓展型課程和研究型課程,高考也只考基礎(chǔ)型課程。這些表現(xiàn)實質(zhì)上是只繼承重視共同基礎(chǔ)的傳統(tǒng),而忽視培養(yǎng)不同基礎(chǔ)的創(chuàng)新,降低了化學(xué)教育的質(zhì)量。這種實施的結(jié)果勢必影響了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),降低化學(xué)教育的水平,也影響了學(xué)生創(chuàng)新精神和化學(xué)特長的培養(yǎng),這是必須引起我們的高度重視和研究。

3化學(xué)教育中科學(xué)本質(zhì)的教育

化學(xué)教育的重要價值之一就是要對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)的教育。

在國家《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將“理解科學(xué)本質(zhì)”作為化學(xué)教育的目標(biāo)之一,這是化學(xué)教育改革中很重要的創(chuàng)新。但是,在教學(xué)貫徹中僅僅簡單地落實在分解式的三維目標(biāo)中,這是很不夠的。我們還應(yīng)該從整體上把握和以滲透的方式體現(xiàn)在我們的教材、教學(xué)和評價中。

人類對“科學(xué)本質(zhì)”的認(rèn)識是不斷發(fā)展的。人類對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識經(jīng)歷了邏輯實證主義科學(xué)本質(zhì)觀、歷史主義科學(xué)本質(zhì)觀和建構(gòu)主義科學(xué)本質(zhì)觀等三個階段,由科學(xué)的“真理觀”向科學(xué)的“建構(gòu)觀”的轉(zhuǎn)變,或是由科學(xué)的“客觀性”向科學(xué)的“二重性(客觀性和建構(gòu)性)”的轉(zhuǎn)變。人們一般將“真理觀”稱為傳統(tǒng)科學(xué)本質(zhì)觀,將“建構(gòu)觀”稱為當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀。

3.1邏輯實證主義科學(xué)本質(zhì)觀

邏輯實證主義認(rèn)為科學(xué)知識是客觀真理,科學(xué)知識的產(chǎn)生范式是以純粹客觀的觀察為基礎(chǔ),經(jīng)由培根的歸納法得到科學(xué)知識或理論。

3.2歷史主義科學(xué)本質(zhì)觀

科學(xué)發(fā)展不是靠知識的積累而是靠范式的轉(zhuǎn)換完成的,一旦形成了新范式,就可以說建立起了新的常規(guī)科學(xué)。

庫恩認(rèn)為,“一種范式通過革命向另一種范式的過度,便是成熟科學(xué)通常的發(fā)展模式?！痹谇翱茖W(xué)的基礎(chǔ)上,一旦形成了新的范式,便建立起了常規(guī)科學(xué) ;當(dāng)常規(guī)科學(xué)的范式發(fā)生了危機(jī),必須通過范式的革命,即建立新的范式,這時才可以說建立起了新的常規(guī)科學(xué),科學(xué)取得了新的發(fā)展。

3.3建構(gòu)主義科學(xué)本質(zhì)觀

建構(gòu)主義科學(xué)本質(zhì)觀認(rèn)為,科學(xué)知識的獲得是科學(xué)家根據(jù)現(xiàn)有的理論(原有知識)來建構(gòu)科學(xué)知識,建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識是暫時性的、主觀的、建構(gòu)性的,它會不斷地被修正和推翻。

科學(xué)認(rèn)識活動是以事實為基礎(chǔ)的,但事實本身并不是科學(xué)。科學(xué)認(rèn)識活動包括觀察和推論;科學(xué)認(rèn)識的結(jié)果,并不是純粹客觀的,包含有人的想象性和創(chuàng)造性;科學(xué)知識體系是一個開放的系統(tǒng);科學(xué)、技術(shù)和社會是相互影響的。

科學(xué)定律和科學(xué)理論是科學(xué)認(rèn)識的兩種形式,它們各自的產(chǎn)生范式是不同的:科學(xué)定律的產(chǎn)生范式是歸納式,科學(xué)理論的產(chǎn)生范式是建構(gòu)式。

3.4運用科學(xué)本質(zhì)觀指導(dǎo)化學(xué)的教學(xué)

(1)從本質(zhì)上全面落實三維目標(biāo)

在“課程目標(biāo)”中首次提出知識技能、過程和方法以及情感態(tài)度價值觀等三維度目標(biāo)。

教師的科學(xué)本質(zhì)觀會影響到對于化學(xué)教學(xué)目標(biāo)的理解和落實?？茖W(xué)本質(zhì)觀不能只簡單的體現(xiàn)在三維目標(biāo)上,還應(yīng)體現(xiàn)在以下其他方面。

(2)指導(dǎo)正確對待知識

(3)指導(dǎo)正確應(yīng)用科學(xué)的教學(xué)話語

A.傳統(tǒng)用語:“真理性”、“確定性”、“必然性”、“證明”、“發(fā)現(xiàn)”等;

B.當(dāng)代用語:“觀察”、“猜測”、“推論”、“可能是”“提出”“支持”等。

(4)引導(dǎo)學(xué)生逐步形成當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀

(5)引導(dǎo)學(xué)生正確理解化學(xué)內(nèi)容

(6)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)的思維方式

(7)指導(dǎo)正確評價化學(xué)的學(xué)習(xí)

4化學(xué)教育的內(nèi)容

解放后,尤其是改革開放30年來,化學(xué)教育圍繞化學(xué)內(nèi)容對教材經(jīng)歷了多次的改革。這里僅舉幾套有歷史沿革的教材為例進(jìn)行歷史的比較,來考察創(chuàng)新與繼承的情況。

4.11957年人教版

化學(xué)基本概念和基本定律——無機(jī)物的分類——溶液——鹵素——氧和硫——氮和磷——門捷列夫周期律和元素周期表——

原子結(jié)構(gòu)——電離學(xué)說——碳和硅——

4.21983年人教乙種版

鹵素——摩爾——反應(yīng)熱——硫和硫酸——堿金屬——物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律——氮族——化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡的——電解質(zhì)溶液——硅和膠體——鎂——鐵——(有機(jī)化合物)

4.31983年人教甲種版

摩爾——鹵素——硫和硫酸——堿金屬——原子結(jié)構(gòu)和元素周期律——化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)——氮族——化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡——硅和膠體——電解質(zhì)溶液——鎂和鋁——過渡元素——(有機(jī)化合物)

4.42000年人教版

化學(xué)反應(yīng)及其能量變化(氧化還原反應(yīng),離子反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)中能量變化)——堿金屬——物質(zhì)的量——鹵素——物質(zhì)結(jié)構(gòu)和周期律——硫和硫的化合物、環(huán)境保護(hù)——硅和硅酸鹽工業(yè)——氮族元素——化學(xué)平衡(化學(xué)反應(yīng)速率,化學(xué)平衡,合成氨條件)——電離平衡(電離平衡,水的電離,PH,鹽

4.51992年上?？萍及?/p>

基本概念和基本原理(摩爾——反應(yīng)熱——氧化-還原反應(yīng)——原子結(jié)構(gòu)——元素周期律——化學(xué)鍵——化學(xué)反應(yīng)速度——化學(xué)平衡——電離和電離平衡)。

元素及其化合物知識。

有機(jī)化合物知識。

4.62007年上海科技版

物質(zhì)的微觀世界(原子結(jié)構(gòu)——化學(xué)鍵);

物質(zhì)的變化及其規(guī)律(能的轉(zhuǎn)化——化學(xué)反應(yīng)速速率與化學(xué)平衡——元素周期律——電解質(zhì)溶液——氧化還原反應(yīng));

一些元素的單質(zhì)及其化合物(氮——硫——氨——鐵——鋁)。

4.71979年上教版(理科班)

……第13章鐵,第14章過渡元素(過渡元素基本概念,絡(luò)合物,鈦,鉻,錳, 銅,鑭系元素和錒系元素)……

17種鑭系元素(原子序數(shù)58至81之間的稀土元素)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、激光器和航空業(yè)等方面,而這些元素都由中國生產(chǎn)。中國具備生產(chǎn)足夠的鑭系元素、鋱元素、釹元素和鏑元素的資源和精煉能力,以滿足每年10%的全球需求增長率。

4.8幾點啟示

(1)化學(xué)教育內(nèi)容的改革始終圍繞化學(xué)理論與化學(xué)事實的關(guān)系上進(jìn)行改革,反復(fù)的進(jìn)行創(chuàng)新與繼承,包括前后關(guān)系上,分量關(guān)系上和要求上;

(2)化學(xué)教育內(nèi)容的更新少之又少,創(chuàng)新和繼承很不夠。例如,超分子尚未涉及,稀土族元素只在1979年上教版理科班教材和1983年人教版甲種本教材出現(xiàn)過。但是,我國在以后的新教材中卻再也沒有出現(xiàn)過。而我國是隱藏稀土元素的大國,也是生產(chǎn)稀土金屬的強(qiáng)國。

(3)忽視科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)思維方式的培養(yǎng);

(4)構(gòu)建符合國情的、創(chuàng)新的化學(xué)教育內(nèi)容系統(tǒng)還需要下大功夫。

英國《泰晤士報》2009年3月9日文章,原題:“中國掌握技術(shù)未來的鑰匙”。

中國從一項長達(dá)15年的調(diào)查中勝出,成為稀土金屬供應(yīng)的“最大壟斷國”。業(yè)內(nèi)專家說,這一主導(dǎo)地位將使中國控制消費類電子和綠色技術(shù)的未來。全球95%以上的稀土資源都由中國生產(chǎn)供應(yīng)。

隨著世界各國在能源利用率方面加大努力,中國的主導(dǎo)地位將變得更具有戰(zhàn)略決定性,因為很多重要的環(huán)保技術(shù),例如風(fēng)力渦輪機(jī)、低能耗燈泡和混合動力車等都非常依賴稀土金屬。 世界不得不清醒地認(rèn)識到,沒有這些金屬的元素,也就談不上什么技術(shù)。

在我國從稀土大國發(fā)展到稀土強(qiáng)國中有一個作出突出貢獻(xiàn)的化學(xué)家徐光憲。

徐光憲(1920- )著名物理化學(xué)家,無機(jī)化學(xué)家,教育家,中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授、北京大學(xué)稀土化學(xué)研究中心主任。幾十年來,他為我們國家和人民培養(yǎng)了一大批教學(xué)和科研人材,并在物質(zhì)結(jié)構(gòu)、量子化學(xué)、配位化學(xué)、萃取化學(xué)、稀土科學(xué)等領(lǐng)域做出了突出的貢獻(xiàn),黨和人民對他的貢獻(xiàn)給予了充分的肯定。1962年提出了被國內(nèi)普遍采納的萃取體系分類法。1976年他提出串級萃取理論,并在全國推廣,把我國稀土萃取分離工藝提高到國際先進(jìn)水平。 他因為在稀土萃取領(lǐng)域的驚人成就被稱為“稀土界的袁隆平”。 徐光憲獲得2008年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。

這些不僅是我們進(jìn)行化學(xué)知識教育的重要內(nèi)容,更是我們進(jìn)行國情教育 、愛國主義教育和創(chuàng)新教育的重要內(nèi)容。

5科學(xué)探究

科學(xué)探究教育的引進(jìn)是化學(xué)教育改革的一項創(chuàng)新。它既是一項重要的化學(xué)教育內(nèi)容,又是一項重要的化學(xué)教育的途徑和方式。但是,我們在實施這項的創(chuàng)新中,如何深刻的理解和應(yīng)用它,如何適度的處理它與其他科學(xué)方法的關(guān)系,如何繼承傳統(tǒng)的科學(xué)教育方法等,我們是忽視的,研究是不夠的。這個問題是值得我們高度重視深入研究的。

5.1科學(xué)探究是一種科學(xué)的思維方式

探究,指探索追究 ,即多方尋找答案、千方百計解決問題。它是一種思維方式。探究傾向是人類的天性,人皆有之。我們的教育必須去開發(fā)和應(yīng)用人的這種天性。

探究可分為兩種:狹義探究、廣義探究。狹義的探究是指科學(xué)探究或科學(xué)研究;

廣義探究泛指一切獨立解決問題的活動,包括一般的解決問題的活動,也包括狹義探究。

思維是智力和能力的核心,也是教育的核心。偉大的思想家羅素曾經(jīng)指出,教育就是要在教師的指導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生會自主思考。偉大的物理學(xué)家愛因斯坦也曾經(jīng)說過,“什么是教育?就是把學(xué)校所學(xué)的東西都忘掉了?！笨茖W(xué)探究在本質(zhì)上是科學(xué)家解決自然或科學(xué)問題的一種思維方式,它追求知識的確鑿性、實驗的可重復(fù)性、證據(jù)的可靠性,不輕信盲從、不迷信權(quán)威。因此,科學(xué)思維具有創(chuàng)造性、敏捷性、獨立性、廣闊性和深刻性等特點。

科學(xué)思維是科學(xué)探究的核心和靈魂。在我們對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究教育的時候,千萬不要忘記科學(xué)思維這個核心和靈魂。

5.2科學(xué)探究是一種知識建構(gòu)的過程

知識建構(gòu)的過程是研究者原有的直接經(jīng)驗、原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、新的現(xiàn)象和事實通過同化、順應(yīng)、激活或平衡等建構(gòu)起新的知識和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。科學(xué)探究是一種知識建構(gòu)的過程。

科學(xué)是邏輯、想象和創(chuàng)造的融合。 學(xué)習(xí)科學(xué)也是學(xué)習(xí)認(rèn)知方法和開發(fā)多元智能的過程。在學(xué)習(xí)重要知識的過程中,我們老師不要忘記引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識的建構(gòu),也不要忘記引導(dǎo)學(xué)生去體驗科學(xué)的本質(zhì)。

5.3科學(xué)探究也是一種綜合活動的過程

科學(xué)探究是一種知識、能力、情感態(tài)度價值觀的綜合活動。

科學(xué)探究的基本要素:好奇心和觀察 ; 提出問題或課題;提出假設(shè)、假說或猜想;制訂調(diào)查研究方案;收集數(shù)據(jù)檢驗假設(shè)或假說;得出結(jié)論;寫出研究報告和交流。

科學(xué)探究并不總是采用假設(shè)或假說,也可以猜想; 科學(xué)探究不存在統(tǒng)一的過程和模式;科學(xué)探究可以包括全部或部分基本要素。