文章編號:1005-6629(2009)08-0035-06中圖分類號:G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞理論與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化

從本體論視角來考察,學(xué)校化學(xué)教育所要研究和解決的最基本問題,就是如何將人類已經(jīng)獲得的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗有效地傳遞給學(xué)生,使學(xué)生能夠在頭腦中自主地形成和發(fā)展化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu)。對這樣一個本源性問題的解決,就形成了“化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞理論”。

1.化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞理論

(1)化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的含義

“經(jīng)驗”一詞有動詞和名詞之分。作為動詞的“經(jīng)驗”,主要指親身體驗的過程,與“經(jīng)歷”、“體驗”同義,它強調(diào)“過程”,強調(diào)“親身”。作為名詞的“經(jīng)驗”,辭海中給出了3種含義。①一是“感覺經(jīng)驗”,即感性認(rèn)識,是人們在實踐過程中,通過自己的肉體感官(眼、耳、鼻、舌、身)直接接觸客觀外界而獲得的對各種事物表面現(xiàn)象的初步認(rèn)識,這是經(jīng)驗一詞的最普遍的用法。二是指理性認(rèn)識,“歷史經(jīng)驗”中的“經(jīng)驗”指的就不是“感覺經(jīng)驗”,而是指對歷史事件的一種理性反思。三是泛指由實踐得來的知識或技能,如“經(jīng)驗豐富”,“總結(jié)經(jīng)驗”中的“經(jīng)驗”等。這里所指的經(jīng)驗,不僅包含感性認(rèn)識,而且還包含理性認(rèn)識。

對于作為名詞的“化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗”的理解,實際上有廣義和狹義之分。廣義的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗指的是人類化學(xué)科學(xué)研究的一切成果,這一切成果都是化學(xué)科學(xué)的寶貴財富,是需要傳承和發(fā)展的。狹義的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗指的是人們在化學(xué)科學(xué)實踐中通過各種感官而獲得的一切成果,這些成果是進(jìn)行化學(xué)理論概括,形成化學(xué)理論的基礎(chǔ)。這里的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗指的是廣義的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗。

從化學(xué)史來考察,人類的化學(xué)科學(xué)研究的成果,主要有以下4個方面:

①化學(xué)科學(xué)知識,包括化學(xué)實驗事實、化學(xué)規(guī)律、化學(xué)概念、化學(xué)理論等。

②化學(xué)科學(xué)方法,如實驗條件的控制方法、定量實驗方法、儀器分析方法等。

③化學(xué)科學(xué)觀念,如實證的觀念、定量的觀念等。

④化學(xué)科學(xué)品質(zhì),如不畏艱辛,大膽質(zhì)疑,精益求精等。

這4類化學(xué)科學(xué)研究成果就構(gòu)成了化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的最基本內(nèi)容?；瘜W(xué)科學(xué)知識是化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的最基本和最重要的內(nèi)容;化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗不只是感性認(rèn)識(實驗事實),還包括理性認(rèn)識(化學(xué)概念和理論等);化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗不只是化學(xué)科學(xué)知識,還包括獲得化學(xué)科學(xué)知識的方法;化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗不只是一些具體的化學(xué)科學(xué)知識,基于化學(xué)科學(xué)知識形成的化學(xué)科學(xué)觀念,也是化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗不可或缺的重要組成部分;化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗不只是認(rèn)知方面的,還包括情感態(tài)度方面的化學(xué)科學(xué)品質(zhì)。

(2)化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的傳遞機制

從人類的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗到學(xué)生的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu),需要經(jīng)過3個基本的階段,即化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的課程化、教師化和學(xué)生化,如圖1所示[2]。

化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗課程化的結(jié)果是形成化學(xué)課程內(nèi)容,化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗教師化的結(jié)果是形成化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗學(xué)生化的結(jié)果是形成學(xué)生的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu)。從圖1可以得出:

·化學(xué)課程論(主要研究化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的課程化)、 化學(xué)教學(xué)論(主要研究化學(xué)課程內(nèi)容的教師化)和化學(xué)學(xué)習(xí)論(化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)生化)是化學(xué)教育學(xué)科體系中最重要的3個分支學(xué)科;

·如何將教師化了的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗(也就是化學(xué)教學(xué)內(nèi)容)內(nèi)化為學(xué)生的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗,有效地形成和發(fā)展學(xué)生的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu),是化學(xué)課堂教學(xué)所要解決的最基本、最重要的課題;

·學(xué)生化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的內(nèi)化程度是衡量化學(xué)課堂教學(xué)的最重要標(biāo)準(zhǔn);

·“學(xué)生化”的過程實際上就是學(xué)生在教師的組織引導(dǎo)下自主建構(gòu)化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的過程,因此,“以學(xué)生為本”是化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞理論的應(yīng)有之意,而不是外部給予的、強加的,只有“以學(xué)生為本”,才能保證化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞機制的有效運行。

1.2化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容:化學(xué)教學(xué)內(nèi)容外化的結(jié)果

化學(xué)課程內(nèi)容的教師化,是化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞的第二個階段,顧名思義,這一階段的主體是化學(xué)教師?；瘜W(xué)課程內(nèi)容教師化的過程較為復(fù)雜,需要經(jīng)歷“內(nèi)化”、“轉(zhuǎn)化”和“外化”等一系列的中間環(huán)節(jié),如圖2所示。

“內(nèi)化”是教師對化學(xué)課程與教科書內(nèi)容的一種理解。教師在這一環(huán)節(jié)所要解決的最主要問題是如何準(zhǔn)確理解課程化了、教材化了的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗,所要達(dá)到的目標(biāo)是駕馭化學(xué)課程與教科書內(nèi)容。

“轉(zhuǎn)化”指教師將自身對化學(xué)課程與化學(xué)教科書內(nèi)容的理解,轉(zhuǎn)化為適合學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)特點和學(xué)?；瘜W(xué)教學(xué)資源實際的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的過程。由于每位教師對化學(xué)課程與教科書內(nèi)容的理解不完全相同,所教學(xué)生的特點不同,所在學(xué)校的化學(xué)教學(xué)資源不同,因而,所形成的化學(xué)教學(xué)內(nèi)容也不完全相同。正是這種差異,導(dǎo)致化學(xué)教學(xué)內(nèi)容具有教師的個性化色彩;同時,這也為教師創(chuàng)造性地進(jìn)行化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計提供了十分廣闊的空間,從這個意義上說,化學(xué)教學(xué)內(nèi)容是化學(xué)教師教學(xué)能動性和創(chuàng)造性的體現(xiàn)和結(jié)晶。

按照化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞理論,化學(xué)課堂教學(xué)的目的是使學(xué)生獲得一定的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗。為此,教師在實際的化學(xué)課堂教學(xué)中,還需要從學(xué)生的角度,將化學(xué)教學(xué)內(nèi)容以一定的形式呈現(xiàn)給學(xué)生,這個過程就是化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的“外化”,其結(jié)果是形成了學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容。

在以往的化學(xué)教學(xué)理論中,一般認(rèn)為化學(xué)教學(xué)內(nèi)容就是學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容。從化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗傳遞理論來看,這種觀點并不完全正確。所謂“并不完全正確”,是說它有合理性的一面,即化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容具有一致性。但二者并不是一回事,化學(xué)教學(xué)內(nèi)容是化學(xué)課程內(nèi)容教師化的產(chǎn)物,是教師從其自身的角度對化學(xué)課程與教科書內(nèi)容的一種理解,而化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容是教師從學(xué)生的角度對化學(xué)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行的一次再改造,這種改造實質(zhì)上就是一種轉(zhuǎn)化,是將化學(xué)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容。盡管化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容也是由教師為學(xué)生設(shè)計的,但出發(fā)點已不是教師,而是學(xué)生。例如“二氧化碳的密度”是化學(xué)教學(xué)內(nèi)容,而“設(shè)計實驗,比較空氣與二氧化碳密度的大小”則是化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,因為前者是教師通過對化學(xué)課程與教科書內(nèi)容理解后所確定的學(xué)生應(yīng)該獲得的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗,后者則是教師從學(xué)生的角度所設(shè)計的適合學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

既然化學(xué)教學(xué)內(nèi)容與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容不是一回事,而現(xiàn)實具體的化學(xué)課堂教學(xué)中教師所呈現(xiàn)給學(xué)生的是化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,因此,就需要研究化學(xué)教學(xué)內(nèi)容向化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的轉(zhuǎn)換。那么,有哪些因素影響化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的外化呢?

(1)教師的化學(xué)教學(xué)觀

教師的化學(xué)教學(xué)觀對化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的外化有著較大的影響。如果教師所持的是學(xué)科中心教學(xué)觀,以教師為中心,以學(xué)科為中心,那么,在教學(xué)中就很少顧及學(xué)生的特點和需要,一味地追求化學(xué)科學(xué)知識的講深、講透、講細(xì),結(jié)果導(dǎo)致取消或淡化化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的外化環(huán)節(jié)?！跋旅嫖覀儊韺W(xué)習(xí)鹵族元素的性質(zhì)”,“下面我們來學(xué)習(xí)影響化學(xué)平衡移動的因素”,“下面我們來學(xué)習(xí)氨氣的實驗室制法”等等,就屬于這種情況,直接將化學(xué)教學(xué)內(nèi)容當(dāng)作化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容。從這個示例可以看出:有無化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的外化環(huán)節(jié),反映了兩種不同的化學(xué)教學(xué)觀。以學(xué)科為中心的教學(xué)觀,取消或淡化外化環(huán)節(jié);以學(xué)生為中心的教學(xué)觀,重視和強化外化環(huán)節(jié)。

(2)學(xué)生的實際

學(xué)生已有的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)和化學(xué)學(xué)習(xí)方式,對化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的外化也有較大的影響。如果學(xué)生的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)較差,可以采取這樣的形式來外化“二氧化碳的密度”這一教學(xué)內(nèi)容:請收集能證明二氧化碳密度比空氣大的證據(jù),學(xué)生只要能找出證據(jù)即可(如進(jìn)入久未開啟的地窖應(yīng)先通風(fēng)等);如果學(xué)生的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗基礎(chǔ)較好,又善于探究學(xué)習(xí),那么可以采取這樣的形式來外化這一教學(xué)內(nèi)容:請設(shè)計實驗探究二氧化碳密度與空氣密度的大小。

(3)學(xué)校的化學(xué)教學(xué)資源實際

教師所在學(xué)校的化學(xué)教學(xué)資源實際,也往往左右著化學(xué)教學(xué)內(nèi)容外化的形式。如果學(xué)校有充足的化學(xué)實驗教學(xué)資源,學(xué)生又樂于并善于主動學(xué)習(xí),那么,教師在化學(xué)教學(xué)內(nèi)容外化時應(yīng)盡可能采取實驗探究的形式,如“請實驗探究二氧化碳密度與空氣密度的大小”;如果學(xué)校的化學(xué)實驗教學(xué)資源有限,那么,教師在化學(xué)教學(xué)內(nèi)容外化時應(yīng)盡可能采取演示實驗的形式,如“請觀察傾倒二氧化碳蠟燭熄滅的實驗,并解釋實驗現(xiàn)象”。

2 化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的構(gòu)成

所謂化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容是指學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí)所應(yīng)獲得的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗。從中學(xué)生應(yīng)該形成的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu)來看,化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容應(yīng)主要包括以下5個方面。

2.1化學(xué)基礎(chǔ)知識

化學(xué)科學(xué)知識是化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的最重要的組成部分之一,中學(xué)教學(xué)中的化學(xué)科學(xué)知識大體上包括化學(xué)用語知識、元素化合物知識、化學(xué)理論知識和化學(xué)實驗知識。

●化學(xué)用語知識?；瘜W(xué)用語是用來表示物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律的一類特殊的語言符號,也可以說是一種化學(xué)文字,它是由國際化學(xué)界統(tǒng)一規(guī)定的,具有簡便、確切地表達(dá)化學(xué)知識和化學(xué)科學(xué)思維的特點?；瘜W(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的最重要工具之一,因而也是最基礎(chǔ)的化學(xué)科學(xué)知識,主要有:表示元素、原子、離子的符號,表示物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)的圖示和表示物質(zhì)變化的式子。

●元素化合物知識。它是有關(guān)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化規(guī)律的一類知識?；瘜W(xué)物質(zhì)可分為單質(zhì)和化合物,單質(zhì)主要包括金屬、非金屬和稀有氣體,化合物主要包括無機化合物和有機化合物。

●化學(xué)理論知識。中學(xué)教學(xué)中的化學(xué)理論知識大體上包括兩大類,一類是從微觀視角研究化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論),一類是從宏觀視角研究化學(xué)物質(zhì)變化的知識(化學(xué)反應(yīng)理論)。

●化學(xué)實驗知識。中學(xué)教學(xué)中的化學(xué)實驗知識主要有:化學(xué)實驗原理知識、化學(xué)實驗儀器和試劑方面的知識,以及化學(xué)實驗安全方面的知識。其中,實驗原理包括化學(xué)實驗所遵循化學(xué)原理、實驗儀器裝置的工作原理和實驗操作原理。

2.2化學(xué)基本技能

中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的基本技能主要有化學(xué)用語技能、化學(xué)計算技能和化學(xué)實驗技能。

●化學(xué)用語技能?；瘜W(xué)用語的使用是中學(xué)生應(yīng)該學(xué)會的一項基本技能,包括化學(xué)用語的讀念技能,要求準(zhǔn)確化;化學(xué)用語的書寫技能,要求規(guī)范化;化學(xué)用語的運用技能,要求熟練化。

●化學(xué)計算技能。中學(xué)化學(xué)計算主要涉及:有關(guān)化學(xué)量(相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積)和化學(xué)式的計算;有關(guān)溶液的計算,包括溶解度、溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度和溶液的稀釋等方面的計算;有關(guān)化學(xué)方程式的計算;有關(guān)平衡常數(shù)的計算,包括電離常數(shù)和電離度、溶液中氫離子濃度、氫氧根離子濃度和pH 的計算。

●化學(xué)實驗技能。這里的實驗技能主要是指動作技能,主要有:實驗儀器使用技能,包含實驗儀器的使用方法和實驗儀器的選擇兩個方面;實驗基本操作技能和實驗綜合運用技能[2]。

2.3科學(xué)方法

現(xiàn)代科學(xué)觀認(rèn)為,科學(xué)是科學(xué)知識和科學(xué)方法的統(tǒng)一體,其中,科學(xué)知識是科學(xué)方法的產(chǎn)物?，F(xiàn)代科學(xué)的含義反映在化學(xué)學(xué)習(xí)中,就是要求學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)知識本身,還要學(xué)習(xí)獲得化學(xué)科學(xué)知識的科學(xué)方法。常見的科學(xué)方法主要有:觀察方法(包括測量方法和記錄方法)、實驗方法(包括實驗條件的控制方法、測定方法)、資料和事實的處理方法、科學(xué)抽象方法(包括比較、分類、歸納和概括方法)、模型方法和假說方法[3]。

此外,化學(xué)方法也是學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,主要包括化學(xué)物質(zhì)的制備(或合成)方法、分離與提純方法和分析方法(物質(zhì)的檢驗、鑒別與鑒定)。物質(zhì)的分析方法通常分為化學(xué)分析法和儀器分析法兩種。

2.4化學(xué)科學(xué)觀念

無論是從化學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史來看,還是從基礎(chǔ)教育化學(xué)課程改革來看,化學(xué)科學(xué)觀念應(yīng)成為化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的觀點越來越受到人們的重視。所謂化學(xué)科學(xué)觀念是指人們對化學(xué)科學(xué)的根本看法。從來源來看,化學(xué)科學(xué)觀念主要有3個方面:一是源于化學(xué)科學(xué)知識(物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和變化)所形成的觀念,二是源于化學(xué)科學(xué)研究所形成的觀念,三是源于化學(xué)科學(xué)價值所形成的觀念?；谶@一認(rèn)識,我們認(rèn)為中學(xué)化學(xué)教學(xué)中學(xué)生應(yīng)形成的基本化學(xué)科學(xué)觀念主要有以下5個方面。

(1)化學(xué)物質(zhì)觀

它是人們從靜態(tài)角度對化學(xué)物質(zhì)本質(zhì)的總的看法,包括:

·元素觀——物質(zhì)是由元素組成的。有了這一觀念就可以理解物質(zhì)的多樣性與統(tǒng)一性,人類目前已發(fā)現(xiàn)和合成的2000多萬種化學(xué)物質(zhì),都是由100多種化學(xué)元素組成的。

·微粒觀——物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的。原子、分子和離子是構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒,微粒很小,微粒是運動的,微粒間有空隙,微粒間存在相互作用。

·結(jié)構(gòu)觀——物質(zhì)是有特定結(jié)構(gòu)的。結(jié)構(gòu)觀是對化學(xué)空間概念的一種反映,從而使人們對化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識從探討宏觀的元素組成深入到研究微觀的立體構(gòu)型。

從元素觀到微粒觀,再到結(jié)構(gòu)觀,反應(yīng)了人們對化學(xué)物質(zhì)本質(zhì)的認(rèn)識逐步深入。

(2)化學(xué)變化觀

它是人們從動態(tài)的角度對化學(xué)物質(zhì)變化本質(zhì)的總的看法,包括:

·守恒觀——化學(xué)變化過程元素守恒、質(zhì)量守恒、能量守恒?！叭睾恪笔菍Α盎瘜W(xué)變化中元素不變”、“質(zhì)量不滅”、“能量不滅”(只是各種能量形式的相互轉(zhuǎn)化)的概括。

·過程觀——始態(tài)、過渡態(tài)(有一個或若干個中間體)和終態(tài)構(gòu)成了化學(xué)變化的過程。過程觀是對化學(xué)時間概念的一種反映,從而使人們關(guān)注和研究化學(xué)反應(yīng)的速率問題。

·平衡觀——化學(xué)變化過程是有限度的。

(3)以實驗為基礎(chǔ)的觀念

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),“以實驗為基礎(chǔ)”的觀念已成為化學(xué)家們研究化學(xué)的行動指南。同樣,學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中,也應(yīng)深刻理解以實驗為基礎(chǔ)的含義,樹立以實驗為基礎(chǔ)的觀念。

·化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)

用歷史的觀點來看,化學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷程實際上就是一部化學(xué)家運用實驗進(jìn)行探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新的歷史,幾乎每一項化學(xué)發(fā)現(xiàn)都離不開科學(xué)實驗。拉瓦錫(A.L.Lavoisier,1743-1794)運用定量實驗推翻了統(tǒng)治化學(xué)達(dá)百年之久的“燃素說”,建立了科學(xué)的氧化學(xué)說;1824年年僅24歲的德國化學(xué)家維勒(F.Wohler,1800-1882)用實驗人工合成出動物機體內(nèi)的代謝產(chǎn)物尿素,用實驗事實動搖了“生命力論”,開辟了用無機物合成有機物的新天地;湯姆生(J.J.Thomson,1856-1940)通過實驗發(fā)現(xiàn)了電子,改變了傳統(tǒng)的“原子不可分”的化學(xué)觀?；瘜W(xué)史上無數(shù)的事例說明,正是有了科學(xué)實驗這一堅實基礎(chǔ),才有了今天的化學(xué)科學(xué),化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。

·化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)最重要的實證研究方法

這是從研究方法視角對“以實驗為基礎(chǔ)”的觀念所作的闡釋?！皩嵶C”意味著“求證”,要證實或證偽;也意味著“真實”、“實際”,要與客觀世界相一致。如何知道是否與客觀世界相一致呢?那就要尋找可靠的證據(jù)!什么樣的證據(jù)最可靠?那就是通過實驗獲得的實驗事實,這是最有力的證據(jù)。凡是與實驗事實相一致的,那就得到了證實,證明是正確的;凡是與實驗事實不一致的,那就得到了證偽,證明是錯誤的。因此,化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)最重要的實證研究方法。

(4)綠色化學(xué)觀念

“綠色化學(xué)”是指設(shè)計對環(huán)境沒有或者只有盡可能小的負(fù)面作用,并且在技術(shù)上和經(jīng)濟上又可行的化學(xué)品的過程,它是基于化學(xué)與社會,尤其與環(huán)境的相互作用而提出來的,因此,這一思想反映了人們對化學(xué)科學(xué)價值觀和社會觀的反思。

·合理使用化學(xué)品的觀念?？茖W(xué)具有兩重性,化學(xué)科學(xué)也是如此。一方面,化學(xué)為人類社會的進(jìn)步與發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn);另一方面,化學(xué)品的生產(chǎn)、使用與處理的不當(dāng),也給環(huán)境造成了較大的污染。因此,通過化學(xué)學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)樹立合理使用化學(xué)品的觀念。

·從源頭上避免污染的觀念。防止污染的有效辦法不是污染發(fā)生后的治理,而是從源頭上就避免污染。為此,化學(xué)品的綠色化設(shè)計就顯得尤為重要。選取綠色化的原料、采用“原子經(jīng)濟性”的化學(xué)反應(yīng),獲得綠色化的產(chǎn)品,是學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí)應(yīng)該樹立的重要觀念。

2.5化學(xué)科學(xué)品質(zhì)

所謂化學(xué)科學(xué)品質(zhì)是指一定的化學(xué)科學(xué)道德規(guī)范在個人思想和行動中表現(xiàn)出來的較為穩(wěn)定的特點和傾向[4],是科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神的具體體現(xiàn)。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中尤其注重使學(xué)生形成的化學(xué)科學(xué)品質(zhì)有:

·懷疑。沒有懷疑,就沒有創(chuàng)新。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,首先就必須敢于懷疑,大膽質(zhì)疑。從化學(xué)科學(xué)發(fā)展的歷史來看,懷疑是化學(xué)家非常重要的一種科學(xué)品德,很多化學(xué)科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)無不與這一品質(zhì)有關(guān)。

·求實。懷疑是創(chuàng)新的第一步,但僅停留于此,還不能獲得化學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。為此,還應(yīng)對所懷疑的問題作深入的探究,問題到底出在什么地方?如果不正確,那么,正確的應(yīng)該是什么?因此,求實意味著探究,意味著實證。

·嚴(yán)謹(jǐn)。嚴(yán)謹(jǐn)是創(chuàng)新不可或缺的重要品質(zhì)?？茖W(xué)的,一定是精細(xì)的,一絲不茍的。任何粗枝大葉,馬馬乎乎,都不可能產(chǎn)生創(chuàng)新。

·進(jìn)取。進(jìn)取精神是進(jìn)行創(chuàng)新的不竭動力?？茖W(xué)創(chuàng)新是一項十分艱巨的任務(wù),伴隨著艱辛和失敗,如果沒有堅強的意志,沒有強烈的進(jìn)取精神,就不可能深入探究、細(xì)致實證,當(dāng)然也就不可能達(dá)到科學(xué)的光輝頂點。

上述4項化學(xué)科學(xué)品質(zhì)都是以創(chuàng)新為核心的,創(chuàng)新永遠(yuǎn)是科學(xué)最重要的特征。除此以外,合作、奉獻(xiàn)、堅韌等也是重要的化學(xué)科學(xué)品質(zhì)。

3 科學(xué)認(rèn)識論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化

所謂化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化,是指學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的化學(xué)學(xué)習(xí)平臺上,通過一定的化學(xué)學(xué)習(xí)方式,運用一定的化學(xué)學(xué)習(xí)手段內(nèi)化化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,從而形成一定的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu)的過程。那么,學(xué)生是如何內(nèi)化化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的呢?科學(xué)認(rèn)識論和心理學(xué)理論為研究這一問題提供了強有力的理論支撐。

3.1科學(xué)認(rèn)識論與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化

化學(xué)學(xué)習(xí)是化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的獲得和積累的過程,是化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu)的建構(gòu)過程。因此,人類化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗獲得的一般規(guī)律,同樣對學(xué)生化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的獲得具有指導(dǎo)和借鑒價值。對人類化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的獲得規(guī)律的研究屬于科學(xué)認(rèn)識論范疇。從化學(xué)科學(xué)發(fā)展的歷史來看,化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的獲得大體上有兩種方式:“實驗—歸納”方式和“假說—驗證”方式。

(1)化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗獲得的“實驗—歸納”方式

如果追溯化學(xué)實驗起源的話,那么,人類最早的制陶、冶金和釀酒等化學(xué)工藝,可看作是化學(xué)實驗的萌芽。化學(xué)科學(xué)實驗的誕生則是17、18世紀(jì)的事情,波義耳(R.Boyle, 1627-1691)是重要的奠基人。通過化學(xué)實驗來研究化學(xué),來認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)及其變化,并在此基礎(chǔ)上獲得物質(zhì)及其變化的規(guī)律性,成為化學(xué)家的重要研究方式。

● 通過實驗獲得化學(xué)實驗事實

在科學(xué)認(rèn)識論中,“事實”通常是在兩種意義上使用的。一種是本體論意義上的事實,即客觀事實;另一種是認(rèn)識論意義上的事實,即經(jīng)驗事實?？陀^事實是指在客觀世界中現(xiàn)實存在著的事物、現(xiàn)象及其變化過程等,它是不以人的意識為轉(zhuǎn)移的客觀存在,是第一性的;經(jīng)驗事實是指認(rèn)識主體對客觀世界中現(xiàn)實存在的事物、現(xiàn)象及其變化過程等在人腦中所做出的一種反映,它是用科學(xué)語言來描述的,是第二性的。經(jīng)驗事實是認(rèn)識主體對客觀事實的反映,那么,這種反映就有正確和不正確之分。其中,正確反映客觀事實的經(jīng)驗事實是科學(xué)事實?；瘜W(xué)實驗事實是被化學(xué)實驗反復(fù)檢驗過的,是對化學(xué)物質(zhì)及其變化的外部特征和外部聯(lián)系的正確反映,因而屬于科學(xué)事實。

● 通過歸納獲得化學(xué)物質(zhì)及其變化的規(guī)律性

人們總是希望能夠從總體上把握化學(xué)物質(zhì)及其變化,“從總體上把握”就不能就事論事,簡單地堆砌化學(xué)實驗事實,而是探尋物質(zhì)及其變化的共性和普遍性。歸納是獲得物質(zhì)及其變化的共性和普遍性的基本方法。歸納的思維方式是:“是否所有都……?”例如,“是否所有的酸中都含有氧?”就是這種思維方式。歸納有完全歸納和不完全歸納,運用不完全歸納法所得出的結(jié)論超出了前提的范圍,因此,結(jié)論具有“或然性”(or right,可能是對的)。受到各種條件的限制,人們不可能一下子就把全部個別對象都列舉出來,因此,在一定的化學(xué)實驗事實的基礎(chǔ)上,大膽地進(jìn)行歸納,就成為發(fā)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)及其變化規(guī)律不可缺少的重要步驟。

(2)化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗獲得的“假說—驗證”方式

● 假說源于對未知物質(zhì)及其變化的解釋

通過實驗人們可以獲得化學(xué)實驗事實,借助歸納法(化學(xué)中的歸納更多的是不完全歸納),能夠?qū)瘜W(xué)實驗事實進(jìn)行抽象,抽取出物質(zhì)及其變化的共性、普遍性。這些抽象的規(guī)律性,已遠(yuǎn)離了感性的直觀,只能靠思維去把握。那么,為什么會有這樣或那樣的規(guī)律性?產(chǎn)生這些規(guī)律性的原因是什么?這就需要對這些規(guī)律性進(jìn)行解釋,以揭示規(guī)律性背后更深層次的原因,換句話說,也就是抽取物質(zhì)及其變化所固有的內(nèi)在的本質(zhì)。在一定的范圍內(nèi),對物質(zhì)及其變化的規(guī)律性的解釋都具有一定的合理性,那么,在更大的范圍內(nèi),這種解釋是否合理呢?這需要對這種解釋進(jìn)行檢驗。如果檢驗與實際是一致的,那么,這種解釋就是正確的,反之,則是錯誤的。在檢驗之前,對化學(xué)物質(zhì)及其變化規(guī)律性的假定性解釋就是假說。

對未知的化學(xué)物質(zhì)及其變化的解釋并不唯一。例如,同樣是“金屬煅燒后重量為什么會增加”的問題,波義耳的解釋是由于“火素”,羅蒙諾索夫(M.V.Lomonosov,1711～1765)的解釋是“空氣”,拉瓦錫的解釋是“氧氣”。這說明對同一個問題,可以形成多種解釋,從而表現(xiàn)出假說的多元性。

● 假說的提出

假說是對某一未知的化學(xué)物質(zhì)及其變化的解釋或說明,因而具有十分明確的指向性和針對性。例如,“向裝有過氧化鈉固體的試管中滴加少量水,有氣體產(chǎn)生,這種氣體是什么物質(zhì)?”“金屬煅燒后重量為什么會增加?”假說不是瞎說,它是有一定科學(xué)根據(jù)的,無論假說經(jīng)檢驗最后正確與否,在其提出時都有一定的科學(xué)根據(jù)作支撐?？茖W(xué)根據(jù)可以是科學(xué)事實,也可以是已公認(rèn)的科學(xué)理論。例如,伽伐尼(L.Galvani,1737～1798)的“生物電”假說雖然被伏打(A. Volta,1745～1827)證否,但其也是基于他所獲得的實驗事實提出來的。

● 假說的驗證

既然假說是假定性解釋,就有可能是正確的,有可能是錯誤的,或者是不完善的。那么,如何判斷某一假定性解釋是否正確呢?這就需要對其進(jìn)行驗證。任何假說都必須接受檢驗。怎樣對假說進(jìn)行驗證,通常有兩種方式:實驗驗證和理論驗證,其中,實驗事實是最有力的證據(jù)。伏打就是通過實驗驗證推翻了“生物電”假說,從而發(fā)明了化學(xué)電池。

2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化

建構(gòu)主義心理學(xué)產(chǎn)生于20世紀(jì)70～80年代,是目前最具影響力的心理學(xué)理論?；诮?gòu)主義心理學(xué)所形成的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,試圖描述個體經(jīng)驗是什么,試圖解釋個體是如何獲得這些經(jīng)驗的,因此,這一理論對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化研究具有重要價值。建構(gòu)主義認(rèn)為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學(xué)生在一定的情景下,借助于教師或同學(xué)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)材料,通過意義建構(gòu)的方式而獲得的。因此,學(xué)習(xí)是在一定的情景下,通過人際間的合作活動而實現(xiàn)的意義建構(gòu)的過程?！扒榫啊薄ⅰ昂献鳌?、“交流”和“意義建構(gòu)”是構(gòu)成學(xué)習(xí)的4個基本要素。

學(xué)生如何通過意義建構(gòu)來實現(xiàn)對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有效內(nèi)化呢?建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對此給予了重要啟示,那就是化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容有效內(nèi)化的“一個前提”和“三個平臺”。

(1)學(xué)生有效內(nèi)化化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的“一個前提”

按照建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,學(xué)生是化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容“意義”的建構(gòu)者,而不是“意義”的接受者;學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)過程不是一個被動接受過程,教師給什么,給多少,學(xué)生就學(xué)什么、學(xué)多少,而是一個化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容“意義”的建構(gòu)過程,這個過程是任何別人都無法替代的。因此,只有學(xué)生積極、主動地進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容“意義”的自我建構(gòu),才能保證化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容內(nèi)化的有效性。從這個意義上說,學(xué)生積極、主動進(jìn)行意義建構(gòu)的心向,是化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容有效內(nèi)化的重要前提。

(2)學(xué)生有效內(nèi)化化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的“三個平臺”

● 在真實情景中內(nèi)化。按照建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的真正理解,只能是由學(xué)生自身基于自己的經(jīng)驗背景而建構(gòu)起來的,取決于特定化學(xué)學(xué)習(xí)情景下的化學(xué)學(xué)習(xí)活動過程。否則,就不叫理解,而是叫死記硬背或生吞活剝,是被動的復(fù)制式的學(xué)習(xí)?！盎谧约旱慕?jīng)驗背景”,基于“特定學(xué)習(xí)情景”,實質(zhì)上就是要求為學(xué)生提供的化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,應(yīng)該貼近學(xué)生的生活實際、社會實際,應(yīng)該基于真實的情景,使學(xué)生感到所學(xué)的內(nèi)容離他們的生活并不遙遠(yuǎn),并不抽象,對他們認(rèn)識周圍的物質(zhì)世界大有益處。

● 在探究活動中內(nèi)化。學(xué)生要想達(dá)到對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有效內(nèi)化,還應(yīng)該經(jīng)歷化學(xué)科學(xué)知識與科學(xué)過程和方法的相互作用,經(jīng)歷新的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的相互作用,在對新的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗意義建構(gòu)的基礎(chǔ)上,重組化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗,從而形成新的化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗結(jié)構(gòu)。那么,通過什么途徑能有效地進(jìn)行這兩種相互作用呢?那就是從“聽化學(xué)”、“記化學(xué)”向“做化學(xué)”、“探究化學(xué)”轉(zhuǎn)變,也就是在探究活動中有效地進(jìn)行這兩種相互作用,從而實現(xiàn)對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有效內(nèi)化。

● 在合作交流中內(nèi)化。按照建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的“意義”建構(gòu)不應(yīng)是孤立進(jìn)行的，而應(yīng)該是在與其他同學(xué)的合作中、在與教師和其他同學(xué)的交流中進(jìn)行的。通過合作，可以取長補短，相互借鑒，互相啟發(fā)；通過交流，可以溝通理解，相互協(xié)商，成果共享。正是在合作交流的平臺上，學(xué)生可以達(dá)到對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容“意義”的深刻認(rèn)識，從而實現(xiàn)對化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的有效內(nèi)化。

“一個前提”、“三個平臺”與化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化之間的關(guān)系，可用圖3[5]表示如下。

因此，教師促進(jìn)學(xué)生化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗有效內(nèi)化的重要教學(xué)策略就是，使學(xué)生形成積極主動地學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的心向，創(chuàng)設(shè)真實的化學(xué)學(xué)習(xí)情景，引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行活動探究，積極進(jìn)行合作交流，從而實現(xiàn)對化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的能動建構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭長龍，李艷梅.論化學(xué)科學(xué)經(jīng)驗的傳遞機制[J].化學(xué)教育，2007，28（9）：14.

[2]鄭長龍等編著.化學(xué)實驗教學(xué)新視野[M].北京:高等教育出版社,2003:22~23.

[3]陳耀亭主編.中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的德育[M].長春：長春出版社，1991：70~102.

[4]鄭長龍主編.中學(xué)化學(xué)課程與教學(xué)改革[M].長春:東北師范大學(xué)出版社,2001:22.

[5]鄭長龍著.化學(xué)課程與教學(xué)論新論[M].長春:東北師范大學(xué)研究生教材,2006:103.