探究高中化學教學中科學本質教學的現狀與建議

楊榮先

【摘 要】科學本質教育成為基礎理科教育研究的熱點問題之一。通過問卷調查發現中學生對科學本質的理解情況不容樂觀，課程標準、教科書、教師是影響科學本質教育的主要因素。加強中學化學教學中的科學本質教育，要依據化學學科的特點進行。科學本質教育意義重大，需要廣大教育工作者的不懈努力。

【關鍵詞】科學本質 科學本質教育 化學教學

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）17-0045-01

對科學本質的理解能力是科學素養的重要組成部分。現階段以對科學本質內涵、科學本質教育價值的研究居多，具體到某一學科如何進行科學本質教育的研究較少。

一、科學本質與科學本質教育

1.科學本質的內涵

科學指的是人類獲取自然知識，并將所獲得的知識構建成一個嚴密知識體系的過程。科學知識體系包括科學事實、科學概念和原理、科學理論和模型等。科學知識是科學研究者通過科學探究獲取的，用來對客觀世界進行描述、解釋和預測，推動人類社會向前發展。 科學發展的歷程是一個充滿創造性活動的過程，是人的主觀能動性作用于客觀世界的過程，其中包含著人主觀的想象和創造，因此科學知識不是絕對客觀的。在解釋相同的客觀現象時，可能會產生不同的觀點或理論，科學研究者通過尋找各種證據來消除分歧，這正是科學發展的重要途徑。

2.科學本質教育

“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才”，這就是著名的錢學森之問，錢學森之問是我國教育事業的一個艱深命題。我國理科教育重視學生掌握科學知識，注重學生思維訓練，對于為什么培養不出杰出人才，筆者認為其中的重要原因是忽視學生對科學本質的理解能力，學生只知道具體的科學知識，而不知道科學知識價值是什么、科學知識從何而來、科學知識為什么合理，學生視野囿于瑣碎的科學知識之中，以致“一葉障目，不見森林”。由于教學中缺乏科學本質教育，培養的學生沒有對科學知識進行質疑的意識，不能突破已經牢牢建構的知識框架進行創新。

二、化學教學中的科學本質教育

1.化學科學本質教育的內涵

化學是一門歷史悠久而又充滿活力的學科，其本質是人類認識和改造客觀物質世界的重要方法和手段。化學作為一門基礎的自然科學，其中的概念、原理、理論與模型是為了描述、解釋和預測客觀存在而并非客觀存在，如化合價、化學式、物質的量、電子云等，諸如此類就是對化學科學本質的理解。中學化學教學要加強科學本質教育，重視學生對化學科學本質的理解，促使學生沖破思維的禁錮，敢于對所學的化學知識進行質疑，提出自己的觀點和看法，培養學生的創新意識。

2.影響化學科學本質教育的因素

化學課程標準與教科書的編寫，化學課程標準中不涉及對化學科學本質的具體闡述，沒有過多強調化學科學本質教育的重要性。教科書依據課程標準編寫，自然不能有很大突破，內容大多以化學事實性知識、化學概念和理論為主，在科學本質的體現方面沒有過多著墨。就如從初中到高中學生都在記憶化合價，很多學生認為化合價客觀（真實）存在于化學物質中，課程標準與教科書中未明確指出化合價是概念（理論、假說、模型），并非客觀存在。 對于化學師范生的培養，適當加入自然辯證法、化學科學哲學之類的課程，從而使教師對化學科學本質的認知達到較高水平。

三、化學教學中加強科學本質教育的策略

現階段中學化學教學如何加強科學本質教育，應該結合化學學科的特點進行。

1.強化宏觀-微觀-符號教學

化學教學應該在宏觀-微觀-符號認知水平同時進行，英國格拉斯哥大學科學教育中心的約翰斯頓（A.H.Johnstone）教授提出此觀點已有30多年，化學宏觀-微觀-符號教學成為國際化學教育領域中最具影響力的理論之一。據此，美國《國家科學教育標準》在物質科學模塊的內容標準中指出，學生在思維的三大領域中漫游——可觀察現象的宏觀世界；分子、原子和亞原子微粒構成的微觀世界；化學式、方程式和符號等構成的符號與數學世界。

2.注重化學觀念建構教學

化學觀念是在化學科學角度認識世界、解釋世界的思想和方法，是在化學科學認知發展上所達到的較高水平，體現著化學科學的本質、規律與價值。美國于2011年發布的《K-12科學教育框架——實踐、跨領域的概念和核心概念》，強調學生不僅僅要學習知識，還要逐漸建構學科內的核心概念和跨領域的概念。

在21世紀的課程與教學中，知識內容的日益增長，使得科學教育不能教給學生所有的科學知識。化學觀念建構的教學，為學生提供聚焦知識的核心觀念（概念），培養學生的化學學科意識、能力，使學生學會運用化學學科的觀點、思路和方法去認識物質及其變化規律，讓他們不僅是知識的使用者還是知識的創造者。

3.合理運用化學史教學

近年來，運用化學史教學受到越來越多化學教育工作者的重視。化學史主要涉及化學家傳記、化學歷史事件，化學發展歷程，化學史留給我們的不僅是化學知識體系，還有科學研究方法、科學思想、科學態度。從化學史的角度看，化學科學研究是不同文化背景下不同個體的實踐活動，跟隨化學史的足跡可以發現，新的理論打破已經被普遍認可的理論需要艱辛的過程。

運用化學史教學，引導學生了解化學發展過程中所面臨的問題，化學研究者為解決這些問題提出了怎樣的假說、模型和理論，以及如何通過化學實驗和科學方法得出結論，使學生了解化學科學探究的歷程，了解化學科學與社會發展的關系。此外，課程標準和教科書的編寫中應該融入化學科學發展中的典范人物和事件，顯性突出化學科學的本質。

4.進行化學科學探究教學

科學探究是學生為了獲取知識、領會科學思想觀念、領會科學的研究方法所進行的各項活動。化學作為一門以實驗為基礎的自然科學，其形成和發展離不開實驗，盡管化學理論研究取得重大進展，但實驗仍然是化學科學探究的首要方法。

中學化學科學探究以化學實驗為主，學生實驗探究與化學家進行的科學研究從本質上看是一致的，當化學實驗被用作科學探究的途徑時，學生在實驗過程中體驗科學探究的過程和方法，從而加深對化學科學本質的理解。

以上對科學本質及中學化學科學本質教育進行了粗淺探討。科學本質教育的實施任重道遠，需要教育工作者和研究者的不懈努力。教育是事業，事業的意義在于奉獻；教育是科學，科學的價值在于求真；教育是藝術，藝術的生命在于創新。

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