劉 艷 翁明清 黃紫洋
(福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院 福建 福州 350007)
化學(xué)哲學(xué)是自然科學(xué)哲學(xué)的一個(gè)分支,以化學(xué)變化過(guò)程中的世界觀為研究對(duì)象。化學(xué)哲學(xué)直接涉及到對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)與理解,因而對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)具有理論指導(dǎo)的作用。近20年來(lái),中國(guó)的化學(xué)哲學(xué)研究處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期,已經(jīng)由初期的自發(fā)狀態(tài)進(jìn)入到現(xiàn)在有組織有計(jì)劃有指導(dǎo)性的自覺(jué)階段,所研究的話(huà)題非常廣泛[1-2]。
世界觀是哲學(xué)中一個(gè)重要的概念,是人們對(duì)世界的總的根本的看法。馬克思主義哲學(xué)認(rèn)為,辯證唯物主義是科學(xué)的世界觀?;瘜W(xué)作為一門(mén)自然科學(xué),也是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué),本身就蘊(yùn)藏著豐富的辯證唯物主義思想?;瘜W(xué)所研究的對(duì)象——物質(zhì),從本質(zhì)上決定了化學(xué)與整個(gè)世界及其所具有的變化規(guī)律不可分割的關(guān)系。人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),從探索其基本成分入手,到有意識(shí)地探求物質(zhì)變化的原因及其規(guī)律,發(fā)現(xiàn)改造物質(zhì)世界的策略方法,逐步地形成了認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的基本思想方法和處理問(wèn)題的基本思維方式及其價(jià)值取向,概括起來(lái),包括化學(xué)物質(zhì)觀、元素觀、微粒觀、運(yùn)動(dòng)變化觀、價(jià)值觀等,這些統(tǒng)稱(chēng)為化學(xué)哲學(xué)世界觀?;瘜W(xué)哲學(xué)世界觀不僅能指導(dǎo)人們認(rèn)識(shí)、創(chuàng)造和應(yīng)用新物質(zhì),還能促進(jìn)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。
辯證唯物主義世界觀指導(dǎo)著化學(xué)哲學(xué)世界觀,為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?;瘜W(xué)世界中充滿(mǎn)著種種矛盾及矛盾斗爭(zhēng)的過(guò)程,同時(shí)也具有普遍的規(guī)律性[3],教師在教學(xué)過(guò)程中若能恰當(dāng)?shù)貪B透哲學(xué)的思想,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)就能以哲學(xué)的思想來(lái)統(tǒng)籌,形成正確的化學(xué)哲學(xué)世界觀,以此引導(dǎo)化學(xué)學(xué)習(xí)。同樣,化學(xué)哲學(xué)世界觀影響著世界觀。化學(xué)史上每一次重大的發(fā)現(xiàn),都凝結(jié)了科學(xué)家的心血,說(shuō)明人類(lèi)對(duì)自然的認(rèn)識(shí)往往是迂回曲折,逐漸深入的。然而教科書(shū)往往呈現(xiàn)的都是科學(xué)的最終結(jié)果,因此,許多教師都只關(guān)心“我們知道什么”,而不是“我們?nèi)绾沃馈保?]。通過(guò)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和化學(xué)學(xué)科發(fā)展歷史的辯證關(guān)系讓學(xué)生深刻理解知識(shí)的形成和發(fā)展過(guò)程,這對(duì)于學(xué)生形成科學(xué)的化學(xué)哲學(xué)世界觀和今后的發(fā)展具有重大的指導(dǎo)意義。
本文旨在研究化學(xué)哲學(xué)世界觀在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,構(gòu)建知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維目標(biāo)體系的化學(xué)哲學(xué)世界觀,探討化學(xué)哲學(xué)世界觀在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用,同時(shí)也為中學(xué)化學(xué)一線(xiàn)教師的課堂教學(xué)引入新的思想理論體系提供借鑒。
化學(xué)哲學(xué)世界觀是通過(guò)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的教學(xué)過(guò)程建構(gòu)起來(lái)的。化學(xué)哲學(xué)世界觀的建構(gòu)不是把知識(shí)以靜態(tài)結(jié)論的形式呈現(xiàn)出來(lái)讓學(xué)生對(duì)其進(jìn)行背誦記憶,而是以具體化學(xué)知識(shí)為工具和載體來(lái)發(fā)展學(xué)生的深層理解力,在對(duì)具體知識(shí)深入理解的基礎(chǔ)上形成深層的、可遷移的觀念性知識(shí)。對(duì)于教師來(lái)說(shuō),要構(gòu)建科學(xué)的化學(xué)哲學(xué)世界觀并在教學(xué)中滲透以促進(jìn)學(xué)生化學(xué)哲學(xué)世界觀的形成,需要從中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的三維目標(biāo)體系入手。
新課程背景下的化學(xué)教育以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo),并著眼于未來(lái)社會(huì)對(duì)國(guó)民素質(zhì)的要求。新教材注意反映化學(xué)的發(fā)展和與現(xiàn)代社會(huì)有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題,改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和手段,使實(shí)驗(yàn)貫穿于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)等等。那么,教師應(yīng)該如何看待這一轉(zhuǎn)變呢?首先,教師應(yīng)該樹(shù)立正確的化學(xué)課程理念,其次,探究有共同基礎(chǔ)而又能適應(yīng)不同學(xué)生身心發(fā)展需要的、適應(yīng)時(shí)代需要的、可選擇的化學(xué)課程體系;形成有關(guān)化學(xué)科學(xué)的基本觀念,獲得有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,重視化學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)視角看待物質(zhì)世界,形成化學(xué)物質(zhì)觀、化學(xué)元素觀等基本的化學(xué)哲學(xué)世界觀。例如,在《物質(zhì)的構(gòu)成與變化》的教學(xué)中可以通過(guò)模型,向?qū)W生展示化學(xué)變化中分子、原子的變化過(guò)程以及原子內(nèi)部的構(gòu)成與核外電子的運(yùn)動(dòng),在教學(xué)中適時(shí)地滲透化學(xué)世界中原子是可再分的、物質(zhì)是變化的等觀點(diǎn),讓學(xué)生形成一個(gè)初步的物質(zhì)觀,使得學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中逐漸運(yùn)用化學(xué)物質(zhì)觀去看待和學(xué)習(xí)化學(xué),去看待生活中的化學(xué)變化。
如何使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,提高科學(xué)探究能力,發(fā)現(xiàn)并嘗試解決問(wèn)題,提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力,根據(jù)化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)對(duì)不同知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程,化學(xué)的課堂教學(xué)就必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,采取靈活多樣的形式方能取得事半功倍的效果?;瘜W(xué)教學(xué)過(guò)程中要重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,概念的形成過(guò)程,規(guī)律的演變過(guò)程等,而不僅僅是記住現(xiàn)成的結(jié)論。那么,運(yùn)用什么方法進(jìn)行化學(xué)課堂教學(xué),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中成為學(xué)習(xí)的主體就至關(guān)重要了。首先,教師應(yīng)該努力營(yíng)造一種輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生愿意在課堂上表達(dá)自己的觀點(diǎn)。其次,在教學(xué)過(guò)程中注意教學(xué)信息的傳遞方式,由單一轉(zhuǎn)向多向,即學(xué)生——教師、學(xué)生——學(xué)生、學(xué)生——社會(huì),由課堂轉(zhuǎn)向課內(nèi)——課外活動(dòng)——家庭——社會(huì),形成多渠道、多層次、多方位、多手段的綜合的立體的大課堂。當(dāng)然,這不是一蹴而就的,在實(shí)施的過(guò)程中,要培養(yǎng)學(xué)生以運(yùn)動(dòng)的眼光來(lái)看待化學(xué)知識(shí),形成化學(xué)運(yùn)動(dòng)觀和化學(xué)變化觀。例如,在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要求學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象,而不僅僅是關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果,要理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果從何而來(lái),用過(guò)程來(lái)解釋結(jié)果,這樣逐步地培養(yǎng)起學(xué)生用變化、發(fā)展的眼光來(lái)看待化學(xué)知識(shí),在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和方法中逐步形成化學(xué)運(yùn)動(dòng)變化觀。
化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)自然科學(xué),其中有大量運(yùn)用唯物論為指導(dǎo)而取得重大成就的事例,因此完全可以結(jié)合學(xué)科特點(diǎn),選擇恰當(dāng)?shù)睦訉?duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義和辯證唯物主義教育[5]。在教學(xué)的過(guò)程中,讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)世界的奇妙與和諧,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題作出合理的判斷,關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想,而在這些過(guò)程中,化學(xué)價(jià)值觀自然而然地建構(gòu)起來(lái)了。例如,通過(guò)《煤、石油》的學(xué)習(xí),使學(xué)生知道自然資源并不是“取之不盡,用之不竭”的,了解我國(guó)人均能源與資源短缺的國(guó)情,認(rèn)識(shí)資源的綜合利用和新能源開(kāi)發(fā)的重要意義,認(rèn)識(shí)人類(lèi)要合理開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)有資源,樹(shù)立保護(hù)環(huán)境,與大自然和諧相處的意識(shí),保證社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[6]。同時(shí),聯(lián)系生活實(shí)際引發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)的思考,如切開(kāi)的蘋(píng)果放置一段時(shí)間會(huì)變紅、新買(mǎi)的鋁鍋燒過(guò)自來(lái)水后有黑色斑點(diǎn)、銅線(xiàn)與鋁線(xiàn)連接處特別容易老化等奇妙的現(xiàn)象,促使學(xué)生從價(jià)值取向和情感角度去探究化學(xué)與生活的聯(lián)系。
大千世界豐富多彩、形態(tài)各異,但種類(lèi)浩繁的物質(zhì)世界僅由100多種元素構(gòu)成。對(duì)于浩繁的物質(zhì)世界可根據(jù)元素組成進(jìn)行分類(lèi),以便學(xué)生更加系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)?;瘜W(xué)式表示物質(zhì)的元素組成,令學(xué)生更深刻地理解化學(xué)式的書(shū)寫(xiě)。物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)就是元素原子間的重新組合,從這個(gè)知識(shí)點(diǎn)出發(fā),學(xué)生很快就明白了化學(xué)方程式的意義。另外,元素化合價(jià)與元素原子的最外層電子數(shù)有關(guān),元素性質(zhì)呈周期性變化,也是化學(xué)元素觀的內(nèi)涵[7]?;瘜W(xué)元素觀的形成有利于學(xué)生對(duì)物質(zhì)世界有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí),理解有限的元素是怎樣組成龐大的物質(zhì)世界的,對(duì)學(xué)生架構(gòu)起宏觀世界與微觀世界的橋梁具有積極的意義。例如,在學(xué)習(xí)海水中的化學(xué)元素——鈉、鎂時(shí),就可以利用化學(xué)元素觀來(lái)指導(dǎo)教師的教和學(xué)生的學(xué)。對(duì)于教師來(lái)說(shuō),以“海水中含有哪些元素、它們?cè)诤K幸允裁葱问酱嬖?、人?lèi)怎樣提取它們并加以利用”為基本框架,引導(dǎo)學(xué)生在元素知識(shí)的基礎(chǔ)上探究、思考、交流,從化學(xué)的角度認(rèn)識(shí)海水中的元素。而對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),根據(jù)所形成的對(duì)元素的認(rèn)識(shí)來(lái)學(xué)會(huì)分析推理、綜合歸納,從鈉、鎂的原子核外最外層電子數(shù)入手,建立化學(xué)反應(yīng)中失去的電子數(shù)目與核外最外層電子數(shù)的關(guān)系,從而更深刻地理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這一化學(xué)元素觀。
微觀與宏觀的聯(lián)系是化學(xué)不同于其他學(xué)科最具特征的思維方式?;瘜W(xué)微粒觀是化學(xué)原理的核心內(nèi)容,對(duì)于化學(xué)的學(xué)習(xí)和進(jìn)行科學(xué)研究都具有十分重要的意義。微粒觀的主要內(nèi)容包括:(1)物質(zhì)都是由分子、原子、離子等基本微粒構(gòu)成的;(2)微粒很小;(3)微粒是永不停息的運(yùn)動(dòng)的,微粒間有間隙,微粒間存在著相互作用等?;瘜W(xué)微粒觀的建立,能夠幫助學(xué)生從微觀的角度理解和解釋宏觀的化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,研究物質(zhì)性質(zhì),探究物質(zhì)的變化。如鹽溶液的水解問(wèn)題是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),涉及面較廣,除鹽類(lèi)水解的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理之外,常將鹽類(lèi)水解的知識(shí)與其他知識(shí)有機(jī)地結(jié)合在一起考查,這就需要學(xué)生對(duì)溶液中的微粒有一個(gè)全面深刻的理解,教師從中引導(dǎo)學(xué)生從是否需要考慮鹽類(lèi)水解入手,具體分析其水解過(guò)程。在這一過(guò)程的學(xué)習(xí)中,化學(xué)微粒觀的形成為學(xué)生理解鹽類(lèi)水解奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[8]。
化學(xué)物質(zhì)是化學(xué)運(yùn)動(dòng)的承擔(dān)者,也是化學(xué)科學(xué)研究的載體。這種物質(zhì)雖然從化學(xué)對(duì)象來(lái)看只是以物質(zhì)分子為代表,然而從化學(xué)內(nèi)容來(lái)看則具有多種多樣的形式,涉及到人們對(duì)物質(zhì)世界的看法。因此,有必要構(gòu)建以物質(zhì)的組成、變化、性質(zhì)、用途、分類(lèi)等化學(xué)物質(zhì)觀。以化學(xué)物質(zhì)分類(lèi)為例,把大量的事物按照不同的分類(lèi)方式進(jìn)行分類(lèi),是一種行之有效的科學(xué)方法。對(duì)于數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的化學(xué)物質(zhì),利用分類(lèi)的方法,把繁多的物質(zhì)通過(guò)分類(lèi)構(gòu)成一個(gè)有序的邏輯體系,有利于學(xué)生把握物質(zhì)之間的本質(zhì)區(qū)別和聯(lián)系,從而有利于中學(xué)化學(xué)對(duì)物質(zhì)的分類(lèi)的教學(xué)的開(kāi)展。
化學(xué)運(yùn)動(dòng)變化觀是以運(yùn)動(dòng)發(fā)展的眼光來(lái)看待化學(xué)的變化過(guò)程。例如在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡時(shí),學(xué)生很難理解“動(dòng)態(tài)平衡”這一觀點(diǎn),以二氧化硫與氧氣反應(yīng)為例,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí),在同一時(shí)間里,生成和分解的三氧化硫的物質(zhì)的量相等,此時(shí)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,但是它并沒(méi)有停止反應(yīng),這時(shí)教師準(zhǔn)確抓住化學(xué)運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程的這一特點(diǎn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生理解可逆反應(yīng),掌握化學(xué)平衡。
化學(xué)價(jià)值觀是人們對(duì)于化學(xué)科學(xué)在促進(jìn)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),從而更加理性地利用物質(zhì),實(shí)現(xiàn)和諧、可持續(xù)發(fā)展的總的看法[9],包括化學(xué)理念、化學(xué)思維、化學(xué)運(yùn)用等。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)價(jià)值觀的建構(gòu),有利于學(xué)生科學(xué)世界觀的形成,并促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,提高實(shí)踐能力以及培養(yǎng)創(chuàng)新精神。例如:在學(xué)習(xí)氮元素時(shí),聯(lián)系糧食短缺問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考,令學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)來(lái)探討解決的方案。通過(guò)現(xiàn)實(shí)的例子,生動(dòng)地向?qū)W生展示化學(xué)對(duì)社會(huì)與生活的影響,讓學(xué)生形成正確的化學(xué)價(jià)值觀。
西博格說(shuō)過(guò):化學(xué)是人類(lèi)進(jìn)步的關(guān)鍵?;瘜W(xué)與人類(lèi)的生產(chǎn)、生活息息相關(guān),教師不但要讓學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí),而且要讓他們理解其中所包含的哲學(xué)思想,從而提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。用化學(xué)的視角看哲學(xué),充分發(fā)掘化學(xué)知識(shí)中的哲學(xué)資源,促使學(xué)生形成科學(xué)的世界觀,掌握辯證唯物主義的物質(zhì)觀。用哲學(xué)的視角看化學(xué),運(yùn)用哲學(xué)的觀點(diǎn)和方法,不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,而且可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),解決化學(xué)問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
[1] 彭萬(wàn)華.20世紀(jì)中國(guó)化學(xué)哲學(xué)研究述評(píng)[J].化學(xué)通報(bào),2001,(3):183-190
[2] 張嘉同.化學(xué)哲學(xué)[M].南昌:江西教育出版社,1994.1
[3] 包士敏.化學(xué)哲學(xué)試探[J].化學(xué)教育,2003,(Z1):85-87
[4] Juan Quilez.From chemical forces to chemical rates:A historical/philosophical foundation for the teaching of chemica equilibrium [J].Science&Education,2009 (18):1203-1251
[5] 范杰.化學(xué)教學(xué)論[M].太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社,2000:20
[6] 唐有祺.化學(xué)與生活[M].北京:高等教育出版社,1997:56-60
[7] 梁永平.論中學(xué)生化學(xué)元素觀的建構(gòu)[J].化學(xué)教育,2007,28(11):10-15
[8] 謝鴻雁.微粒作用觀下的化學(xué)課堂教學(xué)[J].教育理論與實(shí)踐,2008,28(1):62-63
[9] 畢華林,盧巍.化學(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價(jià)值[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2011,(6):3-6