理解化學(xué)，選擇化學(xué)

趙華 劉前樹(shù)

摘要：化學(xué)學(xué)科是在原子、分子水平上研究和創(chuàng)造物質(zhì)的基礎(chǔ)科學(xué)。人們?cè)谙硎苤伤鼛?lái)便利和文明的時(shí)候，有時(shí)卻不能理解它，甚至詆毀它。從事化學(xué)研究、化學(xué)產(chǎn)業(yè)和化學(xué)教育的人有時(shí)選擇少發(fā)聲、不發(fā)聲，使更多人產(chǎn)生迷惑和誤解。教育領(lǐng)域內(nèi)對(duì)化學(xué)的理解存在各種形式的偏差，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域更是從學(xué)科評(píng)價(jià)的“指揮棒”一高考著手，正出現(xiàn)化學(xué)不斷“邊緣化”的趨勢(shì)。讓未來(lái)的建設(shè)者和全社會(huì)了解“化學(xué)是什么、為什么學(xué)化學(xué)？化學(xué)學(xué)什么？化學(xué)怎么學(xué)？”迫在眉睫。同時(shí)，化學(xué)也需要讓更多人理解它作為一門(mén)“中心學(xué)科”和“中心咨詢者”的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：化學(xué)，為什么學(xué)化學(xué)，化學(xué)學(xué)什么，化學(xué)怎么學(xué)，中心科學(xué)

文章編號(hào)：1008-0546（2020）05-0002-05 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.001

一、問(wèn)題背景

當(dāng)前，化學(xué)學(xué)科正在被弱化或者誤解。有化學(xué)工業(yè)本身帶來(lái)的問(wèn)題、化學(xué)產(chǎn)品的非正當(dāng)應(yīng)用的問(wèn)題、化學(xué)學(xué)科本身不善于溝通和宣傳的問(wèn)題等等，種種因素導(dǎo)致了全世界對(duì)化學(xué)“非善意對(duì)待”。

美國(guó)科普作家蕾切爾·卡遜的《寂靜的春天》一書(shū)中，描繪了工業(yè)文明所帶來(lái)的負(fù)面影響。從積極意義上看，推動(dòng)了現(xiàn)代環(huán)保主義的發(fā)展，然而，也引發(fā)了對(duì)工業(yè)文明的抵制，尤其是對(duì)化學(xué)工業(yè)及其產(chǎn)品的誤解。從事化學(xué)研究、化學(xué)產(chǎn)業(yè)和化學(xué)教育的人，更多選擇少發(fā)聲或者不發(fā)聲，使更多人產(chǎn)生誤解。這種趨勢(shì)醞釀成一種社會(huì)情緒，最終形成對(duì)化學(xué)學(xué)科的偏見(jiàn)。正如徐光憲院士在《今日化學(xué)何去何從》一文中所說(shuō)：“化學(xué)家太謙虛”，不會(huì)向社會(huì)宣傳化學(xué)與化工對(duì)社會(huì)的重要貢獻(xiàn)。因此20世紀(jì)化學(xué)取得的輝煌成就，并未獲得社會(huì)應(yīng)有的認(rèn)可。

新高考方案對(duì)化學(xué)選種產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)影響。當(dāng)前，八省市實(shí)施“3+1+2”的新高考方案，因?yàn)榉桨钢酗@性和隱性的“物理必選”和“再選科目等級(jí)賦分”兩個(gè)要素，導(dǎo)致化學(xué)學(xué)科選考人數(shù)偏少，這種下降趨勢(shì)將在實(shí)施之后愈演愈烈，如果不出臺(tái)“再選科目保障機(jī)制”（俗稱“托底”等政策），化學(xué)學(xué)科的弱勢(shì)地位已成定局。選修化學(xué)的學(xué)生越來(lái)越少，不是因?yàn)椤盁o(wú)興趣”，根本源于“趨利避害”。此趨勢(shì)的蔓延，其效應(yīng)在未來(lái)的10-20年將會(huì)逐步顯現(xiàn)，比如基礎(chǔ)科學(xué)人才結(jié)構(gòu)異變，人才缺乏導(dǎo)致未來(lái)新能源、新材料、新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)受較大影響;基層學(xué)校化學(xué)教師需求銳減，導(dǎo)致化學(xué)師范專業(yè)萎縮。

中考評(píng)價(jià)對(duì)化學(xué)學(xué)科產(chǎn)生沖擊。當(dāng)前，北京中考方案將化學(xué)變?yōu)椤吧铩⒒瘜W(xué)就高分選”，文件表述為：按照文理兼顧原則，在化學(xué)和生物中擇優(yōu)確定1門(mén)計(jì)人;上海將化學(xué)統(tǒng)整到“綜合學(xué)科”，分值降為55分（含5分實(shí)驗(yàn)操作），文件表述為：綜合測(cè)試滿分150分，其中物理試題滿分70分，化學(xué)試題滿分50分，跨學(xué)科案例分析題滿分15分，物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考試滿分15分（其中物理實(shí)驗(yàn)操作考試滿分10分，化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作考試滿分5分）;云南新方案則打算將化學(xué)降到30分，等等。這些信息表明：處于頂層的教育決策者正試圖調(diào)整化學(xué)學(xué)科在全學(xué)科中的位置，“下移或者弱化”已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。在與許多決策者對(duì)話時(shí)發(fā)現(xiàn)，化學(xué)學(xué)科在中考中被弱化，政策制定者的核心依據(jù)是“初三化學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)僅1年”，于是，按照國(guó)家課程開(kāi)設(shè)時(shí)間和課時(shí)安排，換算產(chǎn)生比例，用此比例再折算成相應(yīng)分值。

種種跡象表明，誤解和弱化化學(xué)學(xué)科的潮流，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)化為決策者的政策制定。因此，化學(xué)何去何從，化學(xué)學(xué)科何去何從，化學(xué)教育工作者自身能做些什么，都需要進(jìn)行深入思考。無(wú)論是國(guó)家和民族的未來(lái)發(fā)展，還是從學(xué)科本位出發(fā)，都有必要進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并有步驟地實(shí)施宣傳、引導(dǎo)，采取一些影響政策制定的具體行動(dòng)。

二、化學(xué)是什么和學(xué)什么

1.化學(xué)是中心的、發(fā)展的和實(shí)用的科學(xué)

化學(xué)是一門(mén)古老的學(xué)科。先哲對(duì)世界本原的追問(wèn)，古代神秘的煉金術(shù)，冶金、陶瓷等實(shí)用技術(shù)孕育了近代化學(xué)。17世紀(jì)以來(lái)的科學(xué)革命推動(dòng)化學(xué)蓬勃發(fā)展，化學(xué)研究從定性走向定量，從宏觀走向微觀，從靜態(tài)走向動(dòng)態(tài)，今天的化學(xué)已成為現(xiàn)代自然科學(xué)大廈的主要基石和分支之一?，F(xiàn)代化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，其特征是從微觀層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)，以符號(hào)形式描述物質(zhì)，在不同層面創(chuàng)造物質(zhì)。

化學(xué)是一門(mén)蓬勃發(fā)展中的學(xué)科。有機(jī)合成大師伍德沃德說(shuō)過(guò)：在自然界之外，化學(xué)家又創(chuàng)造了另外一個(gè)世界。在分離和認(rèn)識(shí)天然物質(zhì)之外，化學(xué)家合成了大量新物質(zhì)，法國(guó)化學(xué)家貝特洛說(shuō)：化學(xué)學(xué)科好似藝術(shù)，潛在著驚人的創(chuàng)造力。2019年5月，美國(guó)化學(xué)文摘社（CAS）注冊(cè)了第1.52億個(gè)化學(xué)物質(zhì)—2-氨基嘧啶甲腈衍生物，CAS注冊(cè)的物質(zhì)絕大多數(shù)是人工合成的。我國(guó)著名化學(xué)家唐有祺說(shuō)：化學(xué)物種是當(dāng)今人類所能真正依賴的物質(zhì)寶庫(kù)，它們能滿足人類的全部物資需求，生活資料只是其中的一個(gè)部分而已。

化學(xué)是一門(mén)實(shí)用的學(xué)科。化學(xué)與人們的日常生活密切相關(guān)，衣食住行及日常大多數(shù)生活用品都離不開(kāi)化學(xué)工業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品。一是衣帽的面料，滌綸、錦綸（尼龍）、腈綸、維綸、丙綸、氨綸等。服裝的多樣色彩也應(yīng)歸功于合成染料，從1856年無(wú)意中發(fā)現(xiàn)苯胺紫，到1870年化學(xué)家合成蒽醌類染料，人類的衣著開(kāi)始五彩繽紛起來(lái)。二是化學(xué)肥料使得人類有了足夠食物。從1838年處理磷礦石獲得磷肥到1909年合成氨，化肥家族"32朵金花”鉀肥、磷肥、銨肥、復(fù)合肥、微量元素肥為糧食增產(chǎn)做出了巨大貢獻(xiàn)，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，化肥對(duì)世界糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)達(dá)40%-60%。當(dāng)然，農(nóng)用薄膜的增產(chǎn)效應(yīng)、食品添加劑改善食物色香味等，也與化學(xué)合成相關(guān)。三是建筑材料和城市管道建設(shè)使人類居住條件得到改善。塑料門(mén)窗、塑料管道（城市燃?xì)夤埽w保溫材料、居室裝修材料、建筑涂料、防水材料、綠色墻體等也與化學(xué)工業(yè)密切相關(guān)。四是為人類出行助力。首先是提供燃料，油料生產(chǎn)、氫動(dòng)力離不開(kāi)化學(xué);其次是塑料復(fù)合材料使汽車輕量化，綠色輪胎、高速列車的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、共享單車的微發(fā)泡材料制作的免充氣輪胎，飛機(jī)艦船等更離不開(kāi)輕質(zhì)、高強(qiáng)度的化學(xué)合成材料。五是日常生活離不開(kāi)化學(xué)合成。洗滌劑、化妝品、紙尿褲、口罩（防護(hù)服）、白色家電、體育旅游休閑產(chǎn)品等，日常生活中的包裝產(chǎn)品、各種塑料容器等更是離不開(kāi)合成化工?？傊?，化學(xué)與你的生活無(wú)法切割。

徐光憲院士曾說(shuō)：化學(xué)是一門(mén)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)，創(chuàng)造的科學(xué)，也是支撐國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的科學(xué)，化學(xué)在解決糧食問(wèn)題、戰(zhàn)勝疾病、解決能源問(wèn)題、改善環(huán)境問(wèn)題、發(fā)展國(guó)家防御與安全所用的新材料和新技術(shù)等方面起著不可或缺的關(guān)鍵作用。

2.高中化學(xué)的三類課程

普通高中化學(xué)課程由必修、選擇性必修和選修三類課程構(gòu)成（如圖1）。（1）必修課程是全體學(xué)生必須修習(xí)的課程，是普通高中學(xué)生發(fā)展的共同基礎(chǔ)。必修課程努力體現(xiàn)化學(xué)基本觀念與發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)全體學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展需求。（2）選擇性必修課程是學(xué)生根據(jù)個(gè)人需求與升學(xué)考試要求選擇修習(xí)的課程，培養(yǎng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)與探索化學(xué)的志向，引導(dǎo)學(xué)生更深入地認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)，了解化學(xué)研究的內(nèi)容與方法，提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的水平。選擇性必修課程設(shè)置3個(gè)模塊。（3）選修課程是學(xué)生自主選擇修習(xí)的課程，面向?qū)瘜W(xué)學(xué)科有不同興趣和不同需要的學(xué)生，拓展化學(xué)視野，深化對(duì)化學(xué)科學(xué)及其價(jià)值的認(rèn)識(shí)。選修課程設(shè)置3個(gè)系列。學(xué)生在高一必修學(xué)習(xí)結(jié)束后，將進(jìn)行選科，選科確定之后，將繼續(xù)學(xué)習(xí)選擇性必修的3個(gè)模塊，部分學(xué)校還會(huì)同時(shí)開(kāi)設(shè)其他選修課程。

3個(gè)選擇性必修模塊有助于我們?cè)诒匦拚n程基礎(chǔ)上，從化學(xué)學(xué)科自身的邏輯結(jié)構(gòu)出發(fā)更好地理解化學(xué)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)或相關(guān)專業(yè)奠定基礎(chǔ)?！盎瘜W(xué)反應(yīng)原理”模塊將從化學(xué)反應(yīng)與能量，化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率，以及水溶液中的離子反應(yīng)與平衡等方面，探索化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用。“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”模塊將從原子、分子水平上認(rèn)識(shí)物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律，以微粒之間不同的作用力為線索，研究不同類型物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，進(jìn)一步豐富學(xué)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)?！坝袡C(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”模塊將從有機(jī)化合物的組成與結(jié)構(gòu)、烴及其衍生物的性質(zhì)與應(yīng)用、生物大分子及合成高分子等3個(gè)主題，幫助我們形成基于官能團(tuán)、化學(xué)鍵與反應(yīng)類型認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的思路。通過(guò)選擇性必修三個(gè)模塊的學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生在看似雜亂無(wú)章的事實(shí)背后，找到具有統(tǒng)攝性的規(guī)律和思路，記憶更多為理解所取代，從而感悟到化學(xué)學(xué)科內(nèi)在的理性之美。

三、為什么學(xué)化學(xué)和怎么學(xué)化學(xué)

1.學(xué)習(xí)化學(xué)是職業(yè)生活、社會(huì)生活和個(gè)人生活的需要

學(xué)科是人類智慧的結(jié)晶，每一門(mén)學(xué)科都體現(xiàn)著人們認(rèn)識(shí)和改造世界時(shí)的某種獨(dú)特視角，多種視角的綜合構(gòu)成了人們的視野。我們眼中的世界，我們面對(duì)世界時(shí)提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的方式很大程度上是由我們的視野決定的。作為人類文明成果的重要組成部分之一，化學(xué)及其基礎(chǔ)上的技術(shù)對(duì)我們未來(lái)的職業(yè)生活、社會(huì)生活和個(gè)人生活都有著極大的影響。

首先，就人的職業(yè)生活而言。與化學(xué)直接相關(guān)的化學(xué)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，為三大產(chǎn)業(yè)各種經(jīng)濟(jì)部門(mén)提供配套服務(wù)和產(chǎn)品。當(dāng)前，盡管我國(guó)的純堿、燒堿、氮肥、尿素、鞣料、顏料、通用塑料橡膠等技術(shù)壁壘較低的通用型化工產(chǎn)品產(chǎn)量位居世界前列，但技術(shù)含量較高的藥品、特種塑料橡膠以及細(xì)分領(lǐng)域的精細(xì)化學(xué)品等仍需進(jìn)口，目前我國(guó)化工品整體仍處于貿(mào)易逆差狀態(tài)，高端化學(xué)品的產(chǎn)量不足已成為我國(guó)許多行業(yè)發(fā)展的瓶頸。同時(shí)，作為一門(mén)中心科學(xué)，許多行業(yè)都與化學(xué)有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，無(wú)論將來(lái)是否從事與化學(xué)直接相關(guān)的行業(yè)，良好的化學(xué)基礎(chǔ)都將為我們未來(lái)的職業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更多機(jī)遇。

其次，就人的社會(huì)生活而言?；瘜W(xué)及其基礎(chǔ)上的技術(shù)已滲透進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)公共生活的每一個(gè)方面，無(wú)論是面對(duì)“環(huán)境保護(hù)”“食品安全”等社會(huì)公共議題時(shí)的討論和決策，還是抵制“水變油”等偽科學(xué)觀念，都要求現(xiàn)代社會(huì)“有文化的人”必須懂一些化學(xué)。良好的化學(xué)基礎(chǔ)能賦予我們科學(xué)理性，辯證地認(rèn)識(shí)科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系，有助于我們?cè)诿鎸?duì)選擇時(shí)能勇敢地運(yùn)用自己的理性，不盲從、不偏執(zhí)，從而讓我們的社會(huì)更加理性和美好。

再次，就人的個(gè)人生活而言。形成觀察和理解世界的化學(xué)視角，能讓我們打破俗諦和常識(shí)的桎梏從而更深刻地認(rèn)識(shí)世界。通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)，我們能打開(kāi)宏觀與微觀的“開(kāi)關(guān)”，認(rèn)識(shí)世界本原，形成正確的世界觀。當(dāng)我們?nèi)缋聿榈隆べM(fèi)曼所說(shuō)：把學(xué)習(xí)科學(xué)的過(guò)程變成一個(gè)“智力娛樂(lè)”的過(guò)程，我們會(huì)逐步發(fā)現(xiàn)，我們眼中的世界真的更美麗了?；瘜W(xué)無(wú)處不在而又身居幕后，能覺(jué)察又能以之解釋現(xiàn)象、解決問(wèn)題，我們的精神世界將更為豐滿。先哲構(gòu)建了化學(xué)的大廈，使我們能以敬畏和感恩的心態(tài)以化學(xué)提升自己。

2.好奇心、專注力和自主建構(gòu)力是學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵

化學(xué)學(xué)科是從9年級(jí)開(kāi)始開(kāi)設(shè)的一門(mén)學(xué)科，實(shí)際上，化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)從小學(xué)科學(xué)就開(kāi)始了。比如，紫甘藍(lán)浸取液的實(shí)驗(yàn)，金屬制品的防腐等，都蘊(yùn)含著化學(xué)原理。初中化學(xué)讓學(xué)生感受到物質(zhì)轉(zhuǎn)化的美妙，高中化學(xué)的學(xué)習(xí)將讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)悟化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和創(chuàng)造物質(zhì)的神奇。學(xué)生將會(huì)初步理解化學(xué)反應(yīng)為什么發(fā)生和怎么控制，理解化學(xué)能讓人類過(guò)上美好生活。精彩紛呈的高中化學(xué)，想學(xué)好它、教好它并不困難，只要葆有“一心二力”就可以跨入化學(xué)的神秘殿堂，好奇心、專注力和自主建構(gòu)力。

一是葆有好奇心。高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，可以嘗試讓學(xué)生在腦海里保持這樣幾個(gè)問(wèn)題：你生活世界有化學(xué)的身影嗎？化學(xué)反應(yīng)內(nèi)在規(guī)律是什么？如何控制化學(xué)反應(yīng)？微觀世界和化學(xué)模型是怎樣的？比如，手機(jī)鋰離子電池就與原電池原理相關(guān);合成緩釋阿司匹林片及在人體中發(fā)揮作用就與有機(jī)化學(xué)相關(guān);汽車尾氣的“三效催化轉(zhuǎn)化器”就與化學(xué)平衡原理相關(guān)等。從生活中來(lái)，用“化學(xué)眼光”審視這個(gè)世界，發(fā)現(xiàn)美好，解讀神奇。

葆有好奇心，你還可以嘗試讓學(xué)生擁有“化學(xué)之眼”，比如“宏微轉(zhuǎn)換之眼”?！胺磸?fù)折疊的紙張”可以將紙張裁得比較整齊，是否與提供能量讓纖維素鏈“整齊排列”有關(guān);打破雞蛋的一瞬，是否可以感受到“離子鍵”和“蛋白質(zhì)長(zhǎng)鏈”的魅力，這里的蛋殼的價(jià)鍵形式，“絲絲難斷的雞蛋清黏液”價(jià)鍵形式，都是讓學(xué)生葆有好奇的化學(xué)視角。

葆有好奇心，你可以嘗試讓學(xué)生做一些項(xiàng)目研究，組建化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)共同體。比如“電池原理及發(fā)展史研究”“金屬材料及新型材料的發(fā)展與應(yīng)用”等，讓學(xué)生從中體會(huì)氧化還原反應(yīng)原理;可利用生活用品開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)探究，比如“84消毒液、潔廁靈、管道疏通劑”等;“新冠疫情”期間，“酒精與消毒液”的疊加，是否實(shí)現(xiàn)了“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”等。

二是保持專注力。首先，讓學(xué)生專注于系統(tǒng)化解決問(wèn)題。比如學(xué)習(xí)離子反應(yīng)問(wèn)題，可以從“微觀離子間怎樣發(fā)生作用”“能證明其反應(yīng)的宏觀表現(xiàn)是什么”“如何用化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)”“離子反應(yīng)遵循怎樣的規(guī)律”等進(jìn)行系統(tǒng)研究。

其次，專注于研究人類對(duì)化學(xué)世界的認(rèn)知?dú)v史。比如學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生擁有“原子的結(jié)構(gòu)發(fā)展思維”，道爾頓的“不可分的實(shí)心球”受到什么實(shí)驗(yàn)事實(shí)的挑戰(zhàn)？湯姆森的“棗糕模型”受到何種實(shí)驗(yàn)事實(shí)的挑戰(zhàn)？“盧瑟福行星模型”依然沒(méi)有解決什么問(wèn)題？“電子云模型”是終點(diǎn)了嗎？等等。

第三，引導(dǎo)學(xué)生專注于化學(xué)學(xué)科理解和化學(xué)學(xué)科觀念的形成?；瘜W(xué)學(xué)科的核心觀念主要有：守恒觀、能量觀、轉(zhuǎn)化觀、平衡觀等，這些觀念的應(yīng)用不是孤立的，常常聯(lián)合應(yīng)用。比如認(rèn)識(shí)合成氨的反應(yīng)，通過(guò)適當(dāng)提高溫度提高反應(yīng)速率，通過(guò)控制溫度和適當(dāng)增大壓強(qiáng)提高轉(zhuǎn)化率，通過(guò)分離循環(huán)提高原料利用率等，就是融通了上述學(xué)科觀念。

最后，還要指導(dǎo)學(xué)生專注于化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究和提升學(xué)科服務(wù)能力。高中化學(xué)的很多專題既可以在學(xué)校進(jìn)行深度探究，也可以與高校專業(yè)老師取得聯(lián)系，進(jìn)行科研型研究，還可以應(yīng)用日常生活常見(jiàn)材料和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并將所學(xué)用于實(shí)踐。你可以指導(dǎo)學(xué)生研發(fā)一些趣味主題實(shí)驗(yàn)，到科技館或者低年段兒童中去，為他們提供力所能及的志愿服務(wù)等。

三是提升自主建構(gòu)力。高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)方法主要有：科學(xué)謀劃預(yù)習(xí)，提升自主建構(gòu)能力，適度習(xí)題精練，重視錯(cuò)題歸類反思等。其中，自主建構(gòu)能力是核心。自主建構(gòu)能力的主要策略是善用思維導(dǎo)圖和構(gòu)建認(rèn)知模型。

學(xué)會(huì)應(yīng)用思維導(dǎo)圖。高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間有著緊密的聯(lián)系，如果能夠發(fā)掘出知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，會(huì)讓化學(xué)學(xué)習(xí)變得輕松高效?？梢越柚季S導(dǎo)圖來(lái)幫助學(xué)生歸納和總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，提高對(duì)知識(shí)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)化認(rèn)識(shí)的水平。思維導(dǎo)圖可以是軟件繪制（如Xmind等軟件），也可以是手工繪制和便簽紙標(biāo)注等，化學(xué)學(xué)習(xí)中以“手工繪制、繪圖著色”方法較為常見(jiàn)和便捷。其運(yùn)用要點(diǎn)為：以某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者某個(gè)核心情境為核心，串珠成鏈、串鏈成網(wǎng)。例如“氧化還原反應(yīng)”學(xué)習(xí)后，圍繞“氧化還原反應(yīng)”為中心延伸出六個(gè)模塊：基本概念、反應(yīng)規(guī)律、常見(jiàn)氧化劑和還原劑、氧化性及還原性強(qiáng)弱規(guī)律、常用方程式書(shū)寫(xiě)及配平、電化學(xué)知識(shí)應(yīng)用等，在二級(jí)主題下進(jìn)一步延伸，達(dá)成知識(shí)的貫通性理解。

學(xué)會(huì)構(gòu)建認(rèn)知模型?；瘜W(xué)學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中，化學(xué)家創(chuàng)建了許多化學(xué)模型，以方便我們更好地認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界及變化原理等。如在“元素周期律和元素周期表”的學(xué)習(xí)中，需要理解這些模型的建構(gòu)過(guò)程。元素周期律對(duì)元素周期表設(shè)計(jì)的價(jià)值何在？同主族元素之間的本質(zhì)特點(diǎn)是什么？元素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間有什么關(guān)聯(lián)？元素的“位-構(gòu)-性”之間的內(nèi)在關(guān)系是什么？門(mén)捷列夫的獨(dú)特貢獻(xiàn)以及“元素周期表”對(duì)未來(lái)化學(xué)發(fā)展的意義是什么？等。

四、選擇學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的意義

1.為中華民族偉大復(fù)興而莊重選科

應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生站在維護(hù)國(guó)家安全、建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)的高度，為建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)、創(chuàng)新型國(guó)家，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)，作出新時(shí)代青年的應(yīng)有貢獻(xiàn)。

面對(duì)我國(guó)新能源、新能源汽車、軌道交通、航空航天、生物制藥、國(guó)防軍工等重大戰(zhàn)略需求，我們正緊缺“高端材料、高端藥品”等生產(chǎn)技術(shù)。有志青年要根據(jù)自身特長(zhǎng)，科學(xué)規(guī)劃自己未來(lái)主攻方向，為報(bào)效祖國(guó)而莊重選科。

選擇化學(xué)學(xué)科，可以在十大類中有所發(fā)展，比如材料科學(xué)與工程、應(yīng)用化學(xué)、化工與制藥類、醫(yī)學(xué)及技術(shù)類等，化學(xué)已成為生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。未來(lái)化學(xué)的學(xué)習(xí)，可以為祖國(guó)研制新材料、新藥品、新能源等貢獻(xiàn)智慧，可以為保護(hù)和恢復(fù)“綠水青山”作出貢獻(xiàn)。

2.為未來(lái)的發(fā)展而慎重選科

每個(gè)人都有自己的生涯規(guī)劃，每個(gè)人都有自己未來(lái)的職業(yè)憧憬。選擇化學(xué)學(xué)科，可以從事與化學(xué)相關(guān)的專業(yè)，可為非化學(xué)相關(guān)專業(yè)提供跨界理解和視域整合。比如，若從事的“信息與電子科技”“航空航天和武器類”，就必然要有材料科學(xué)基礎(chǔ);若從事“醫(yī)學(xué)類”，就必然要有藥物化學(xué)等基礎(chǔ);若從事“公共管理”“哲學(xué)類”等，要有環(huán)境知識(shí)基礎(chǔ)和科學(xué)思考的思維經(jīng)驗(yàn)等;若從事“水利水電”“城市規(guī)劃”，則需要環(huán)保和材料應(yīng)用知識(shí)等。因此，化學(xué)學(xué)科是未來(lái)很多職業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科。有一定化學(xué)基礎(chǔ)，你的決策可能更加科學(xué)、系統(tǒng)。

3.為擁有良好的思維品質(zhì)

許多偉大的化學(xué)家和化學(xué)從業(yè)者都擁有仁善德性、樸實(shí)堅(jiān)毅和擔(dān)當(dāng)包容的品格。一個(gè)人通過(guò)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)，在他身上會(huì)留下一些“獨(dú)特的精神元素”。宏微結(jié)合思想，使人看問(wèn)題更深刻;平衡思想，使人在工作中特別注意“度”的把握;變化觀念，使人對(duì)待事件的發(fā)生和發(fā)展有動(dòng)態(tài)理解。除了這些，通過(guò)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)，烙在一個(gè)人身上最寶貴的品質(zhì)是“精進(jìn)和包容”，因?yàn)榛瘜W(xué)學(xué)科很多原理和解釋還不夠完美，還在發(fā)展中。

4.為更好的學(xué)科邏輯關(guān)聯(lián)

自然科學(xué)有著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)和發(fā)展序列。正如威爾.杜蘭特所說(shuō)：科學(xué)的終點(diǎn)是至善的藝術(shù)?；瘜W(xué)學(xué)科也像它的“先鋒”一物理學(xué)一樣，始終以一種唯美的狀態(tài)呈現(xiàn)在人們面前，就連絕大多數(shù)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，總是“對(duì)稱”“富有魅力”的展現(xiàn)在人們面前。因此，化學(xué)學(xué)科與很多學(xué)科是關(guān)聯(lián)的，也是其他學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

化學(xué)與物理是緊密關(guān)聯(lián)的，它們?cè)诟蟮摹俺叽纭保ㄌ祗w）研究時(shí)，在更小的“尺寸”（微觀粒子-夸克）研究時(shí)，緊緊握手。而化學(xué)學(xué)科還有自己“自留地”，那就是“中端尺寸”（比如“納米尺度”），這也是化學(xué)未來(lái)要解決的“四大難題”之一。化學(xué)與生物相偎相依，化學(xué)是生物的上游學(xué)科，它們?cè)凇胺肿由飳W(xué)”聯(lián)手、在“靶向藥物”聯(lián)手等?；瘜W(xué)與地理聯(lián)手，解決“地質(zhì)問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題”等等?；瘜W(xué)是一個(gè)“中心學(xué)科”，更是“中心咨詢者”。因此，學(xué)習(xí)化學(xué)，可以形成立體化的學(xué)科邏輯鏈。

如果我們站在學(xué)科發(fā)展史和學(xué)科育人視角上，各學(xué)科本身沒(méi)有高低貴賤之分，人為的用“學(xué)科分值高低和學(xué)科主次排序”來(lái)標(biāo)定學(xué)科價(jià)值的觀點(diǎn)，本身就是錯(cuò)誤的?；瘜W(xué)學(xué)科作為在原子、分子水平上研究和創(chuàng)造物質(zhì)的基礎(chǔ)科學(xué)，人們?cè)谙硎苤兴鼛?lái)便利和文明的時(shí)候，需要理解并應(yīng)用它，而不是詆毀它。當(dāng)下的化學(xué)，需要的是“宣傳和闡述自己”，而不是“抬高自己”，正如哈佛大學(xué)教授懷特塞德所說(shuō)：化學(xué)不是一切，沒(méi)有化學(xué)就沒(méi)有一切。如何引導(dǎo)化學(xué)學(xué)習(xí)者、化學(xué)受益者理解和理性看待化學(xué)，這是當(dāng)前化學(xué)教育工作者、產(chǎn)業(yè)工作者、科研工作者需要面對(duì)的問(wèn)題。

從這一點(diǎn)上看，化學(xué)教育本身需要進(jìn)一步反思，并努力做一點(diǎn)實(shí)實(shí)在在的工作。