中学化学课程改革与发展趋势

现在化学科学已经进入人类社会生活的各个方面，是现代社会发展中不可缺少的基础自然科学。在基础教育中如何反映现代化学科学的最新研究成果，根据人的认识发展规律和学生的心理特征，培养适应社会发展需要的高素质人才，这是世界各国化学教育改革所共同关心的问题。教育改革的灵魂是教育理念的变革，而教育理念的实现最终要体现落实到课程的实施上，所以化学教育改革的关键是化学课程改革。一、 转变化学教育观念，培养学生的科学素养所谓科学素养主要包括以下内容：熟悉自然世界，认识它的多样性和统一性；理解重要的科学概念和原理；通晓科学、数学和技术相互依存的重要方式；知道科学、数学和技术都是人类的事业，知道它们的力量和局限性的含义；有进行科学思维的能力；能应用科学知识和科学思维方法实现个人和社会目的。随着科学技术与社会的关系越来越密切，公众科学素养水平的高低已成为经济能否发展、国家竞争力能否增强的决定性因素。因此，近年来世界上很多国家都把培养公众的科学素养作为科学教育改革的根本目标。构建化学科学方法教育目标、采用化学科学方法教育的教学模式和评价体系从而更好地进行化学科学方法教育，培养学生的科学素养。培养学生的科学素养，不同于英才教育，它是面向所有学生的，是科学普及教育，使科学与社会密切联系的教育。传统的化学学科课程是英才教育的产物，已经不能适应当代培养学生素养的要求。新时代的化学课程必须转变教育观念，使化学科学不仅是化学专家认识和解决问题的专业知识，而且也是公民科学文化素质的重要组成部分。2001我国新制度的全日制义务教育化学课程标准提出要使学生“具备适应未来生存和发展所必备的科学素养”。这说明培养和提高学生的科学素养已成为未来中学化学课程改革的方向。二、 改变学习方式，培养学生的创新能力 知识经济时代的社会是一个学习化的社会，在学习化的社会里，学习能力和创新能力是一个人所应具备的基本能力。传统的学习方式以教师和书本为中心，重视教师的教和学生对知识的被动接受，忽视学生在学习过程中的主动性和独立性，不利于学生学习能力的形成和创造性的发挥。面向21世纪，世界各国的基础教育课程改革都把改变学生学习方式作为重要内容，以有利于培养学生的学习能力和创新能力。在科学教育中，改变学生的学习方式就是要改变过去那种只重视接受已有科学结论和实施的学习方式，倡导以科学探究为主的学习方式。从科学的本质看，科学既是系统的知识体系，同时也是人类对自然的一种探究活动。在科学探究的过程中，学生能够体验科学研究的过程，掌握科学研究的方法，获得科学结论，从而提高学习能力，培养创新精神。在近年来世界范围内的中学化学课程改革中，为了使学生形成以科学探究为主的学习方式，很多国家都很重视设置探究性的内容，把对科学探究过程的体验和方法中的我作为课程目标。我国在近年来的中学化学课程改革中，把“科学探究作为课程改革的突破口”，强调“激发学生的主动性和创新意识，测试学生积极主动地学习”，充分反映了中学化学课程改革的这一趋势三、精心设计课程内容，营造真实的学习情境20世纪80年代以来，建构主义学习理论开始在世界上受到重视并逐渐流行起来，它对建立在客观主义哲学思想上传统的“信息加工式”教学模式形成了极大的冲击。构建主义学习理论特别强调学习情境的作用，并要求给学生营造“真实的学习情境”。所谓“真实的学习情境”是指知识生成的情景和知识运用的情境尽可能接近，这种“真实的学习情境”可以是社会中的实际问题，也可以是对社会中实际问题的设计或模拟。在“真实的学习情境”中，采用探究学习方式，学生能更有效的构建自己的知识，更有利于知识的正迁移。建构主义学习观实际上更强调学生在学习中的中心作用，并能把解决基于实际问题的探究活动作为学生学习有关知识的主要学习方式，这对近年来世界中学化学课程内容的设计产生了深刻的影响。关于“实验的电解及有关化学产品”可以给学生提供一个工厂实际生产的真实问题情境，并通过探究的方式学习相关的知识，学生在这种基于解决真实问题的情境中更乐意学习、探究，并且生成的知识活度大（容易被应用在解决实际问题当中）。在我国的中学化学课程实施过程中，长期以来教师更多地倾向根据自己所传授的知识想象或创造一些问题情境，用于巩固学生所学的知识。有时，这些问题情境是不切实际的，结果导致不少学生认为化学离自己很远，化学知识是化学家的事等等。在建构主义学习理论的影响下，我国的中学化学课程改革目前正借鉴世界其他国家的经验，通过精心选择和设计典型的生产生活实际中真实的化学问题，使学生在解决这些真实问题的情境中生成有关化学知识，使知识的学习和应用由过去的主要是两个环节变成一个环节，即在应用中学习，在学习中应用，不存在先后问题。这样，在真实的问题情境中，学生所学的化学知识生成于社会实践，而这些知识又是社会实践中真正可用的，二者成为了一个不可分割的整体，更有利于化学知识的建构和应用。四、贴近学生经验，充分体现化学课程的生活价值 把化学带到生活中去，加强与社会和实际生产生活的联系，使化学教育贴近学生的社会生活实际，让学生了解化学在现代生产生活中的作用，为学生将来的社会生活做准备，这是20世纪90年代以来世界中学化学课程改革的又一重要趋势。化学作为一门实用性很强的科学，它不仅是人类认识自然的理论知识，而且在生产生活和解决人类所面临的各种问题中有巨大的作用，许多化学问题的提出、解决，在理论或技术上获得突破都是化学科学和技术在生产生活实际中应用的结果，所以在生产生活实际中学习化学知识反映了化学科学发展的要求。另外，从学生的发展来看，学生亲身体验化学知识与实际社会生活的联系，不仅可以培养学生的化学知识创新能力和实践能力，而且可以使学生更深刻地理解化学知识对于社会的意义，发展对周围涉及化学的社会问题作出判断、反思或决策的能力，形成对个人、社会、环境等的责任感，成为现代社会具有科学素养的合格公民。 重视化学知识与社会生产生活的联系，一直是西方发达国家中学化学课程的突出特点。特别在二十世纪末以来，在以学生发展为本、培养学生科学素养的教育理念下，其中学化学课程改革进一步加强了化学知识与学生以经历的或将要经历的社会生活的联系。化学课程可以涉及化学知识在社会、经济、技术和环境等许多方面的应用，如在经济方面可涉及化肥对世界粮食供给的贡献；能源危机和合理利用地球资源的作用；在技术方面，通过介绍金属、晶体、液晶、塑料来体现化学的价值；通过介绍麻醉剂、抗菌剂、止痛剂等知识希望引起人们对化学在医药方面贡献的关注；通过了解“水污染和净化”“空气污染和净化”“开矿和采石对自然风景的影响”等来说明化学工业与社会的关系。中学化学课程中化学知识围绕与化学有关的社会问题来设计，并以决策活动为特色，在决策活动中为学生提供应用化学知识的实践。如通过水的供给，学习有关水的性质、存在环境、水溶液等许多与之有关的知识；提供建立化工厂的问题，让学生通过讨论做出决策等。多年来，我国的化学教育一直存在着重知识、轻应用的倾向。根据目前我国中学化学课程设置的现状，所有的中学毕业生都接受过化学教育，但中学毕业几年后，除了从事化学及相关专业学习和工作的毕业生在解决社会生活中的问题时能够较为熟练地应用所学化学知识外，其他毕业生面对社会中遇到的实际化学问题几乎束手无策。可以说，这与中学化学课程脱离学生社会生活实际有直接关系。虽然建国后在几次化学课程改革中，人们对化学知识的应用价值有所认识，但由于长期以来实施“学问中心”课程所形成的思维定势和“应试教育”的影响，在具体的课程实施中却难以将化学知识与社会生产生活实际结合起来，结果造成了我国中学化学课程在一定程度上一直存在着化学课程应用价值的缺失。化学课程的价值存在着缺失，从本质上讲，是对化学教育资源的浪费。随着社会的进步和科学技术的发展，化学与人类各种活动的关系越来越密切，化学的作用越来越大，所以完整地体现化学课程的价值，这是21世纪我国中学化学课程改革的一项重要任务。五、提供多元化的课程，满足不同学生的需要 教育改革的根本目的是以学生发展为本，促进每个学生的发展。由于学生的个性、需要等千差万别，所以只有设置多元化的课程，体现课程的人本化、个性化，才能满足不同学生的发展需要。从中学化学课程改革的历史来看，尽管中学化学课程改革在一个时期内追求学术性目的，在另一个时期内又转而面向大众普及化学知识，但在化学课程的实施中，人们总是希望化学课程能同时满足各种不同的需要。显然，实施单一的化学课程很难达到这一目的。从美国、英国、德国和日本的中学化学课程设置看，开设不同形式的化学课程供学生选修，从而满足学生的不同需要已成为一种趋势。可以开设几种不同要求的化学课程，在最大程度上满足了学生对化学的不同需要。在全国统一课程标准的基础上，根据学生的需要设置几种不同程度的化学课程，其中有的是必修课程，有的是选修课程。也有的国家尝试把化学课程内容体系开放，增加课程实施的灵活性，对化学科学的迅速发展做出及时的回应和满足学生的不同需要。随着网络的普及，还有的尝试开发了网络化学课程，利用技术上的优势，学生可以自选学习内容，自定学习进程，选择自己认为合适的学习方法。这些化学课程都在最大程度上体现了个性化、人本化的改革趋势。六、拓展化学的视野，重视与其他学科的相互渗透 化学科学不仅与其他自然科学有着密切的关系，而且也渗透到了人文社会科学领域。所以，化学教育不能使学生只从化学的角度来认识、解决社会中的有关问题，而要让学生能综合应用多种科学知识、以跨学科的观点和方法，从整体上认识和解决科学技术发展和现实社会中的问题。为此，近年来发达国家开发和研制的中学化学课程都很重视与其他自然科学甚至人文学科的渗透与联系。美国曾开设的化学中的艺术；艺术中的化学就是一门典型的化学和人文社会科学相互渗透的课程。该课程把化学和视觉艺术两门科学综合起来，不仅为研究艺术和化学提供了有意义的、恰当的、使人感兴趣的方法，而且为进行化学和视觉艺术的教学提供了新的视野，同时也为化学与其他科学的综合开辟了新的途径和方法。20世纪80年代以后，实施综合理科课程在发达国家已成为理科课程能够改革的主要趋势之一。这也可以看作是化学于其他科学相互渗透的课程形式，目的是给学生以科学的全貌，使学生能从多个角度、更全面地去看待问题或解决问题。把科学与人类生活、化学与物理以及生物和地理学综合在一起。 20世纪80年代中期我国开始在个别中学实行综合理科课程，后来又在个别省份试行。在新制定的全日制义务教育新课程体系的初中阶段选择实施了分科课程或综合理科课程。不仅如此，在初中分科化学课程中，也进一步加强了化学与生物、物理、环境等科学的相互联系。七、重视化学教育与人文教育的有机结合现代文化是以科学为中心的文化，科学不仅在物质层面上对人类的社会生活起着重要的作用，而且对人类的精神生活产生着深刻的影响。所以进行科学教育既要关心科学的物质成果，又要重视他对社会文化、人生价值、目的和意义的影响。长期以来，在科学教育中，受实证主义科学观和功利主义科学观的影响2：一方面，我们只重视科学的技术成果及由此而产生的经济利益，而忽视了科学的社会功能，尤其是对文化建设、精神文明建设以及人的全面发展和社会全面进步的意义。其实，就科学活动本身而言，它是一种高品位的文化活动、精神活动或认识活动，除了利用、改造自然造福于人类外，科学还有自身的追求和目的。如科学家对科学知识的渴望、对科学真理的追求等，这些追求和渴望在本质上是非功利的，但却对人的自身发展、对人类的文化及精神建设，对人类的科学认识活动起着积极的推动作用。另一方面，认为只有自然科学才是真正的科学知识，除此之外并不存在其他的什么科学知识；强调自然科学与社会科学的截然不同，把科学看成是一种独特的文化，从而造成了科学世界和人文世界的严重分立。从当代的哲学观点来看，不应存在科学文化和人文文化的严重对立。科学的产生、发展和应用离不开深刻的人文文化的背景，科学探索需要张扬的个性、自由和民主的人文环境，严谨求实的精神、勇于批判的精神、大胆创新的精神、坚强的意志等。另外，科学研究成果就其本身来讲是中性的，但他被应用所产生的结果则取决于应用它的人的价值取向，有人形象地把科学比喻为一把双刃剑，它既可以造福于人类，又可对人类造成危害，其结果的好坏要看是什么人掌握了它，如何利用它。所有这些都对人的素质提出了更高的要求，而具有高素质的人的培养，仅依靠科学知识和方法的教育是达不到目的的，还需要有人文教育的积极参与，这样才能培养出全面发展的人才。从人文文化的产生和发展来看，它同样有深刻的科学背景。当今科学的发展在给人来带来物质生活便利的同时，也引起了人们思想观念、认识方式等的转变，繁荣了人类文化，促进了人类文化的发展。所以，科学和人文不应是分离的，而应该是联系在一起的。著名的物理学家李政道博士在谈到科学和艺术的关系时曾说到：“艺术和科学，表面上看是两个不同的知识范畴，但是进一步思考，就会发现两者是有联系的：他们都是人类的创造，都在寻求真理的普遍性，而都是跨时间、跨空间的。只要有人类，就会去探究自然的奥秘，就会有科学；同样地，只要有人类，就会有情感，也就一定会产生艺术。所以，我把艺术和科学看成是一枚硬币的两面，两者是相通的”。这一论述，精辟地指出了科学与人文的关系。化学教育作为科学教育的重要组成部分，在新世纪的中学化学课程改革中应重视与人文教育的结合，以人为本，以学生的发展为宗旨，体现科学研究的严谨求实的作风、坚强的意志、独立与合作相结合的意识、勇于批判的精神、强烈的社会责任感、大胆创新以及献身精神等；要从化学不仅是一门有特定研究对象的科学知识而且是一种人类文化的角度去理解化学科学，把化学知识作为新世纪的公民所必需的科学素养来掌握；并使学生正确认识应用化学研究成果的利与弊，从文明、道德、伦理、法律的角度对化学品及技术的消费进行反思。这样就可以使化学科学的发展达到与人的发展、与自然的发展、人与自然的发展的和谐统一，完整地体现化学教育的真谛。总之，当前国内外中学化学课程改革正以培养学生的科学素养为宗旨，在课程设置上朝着多样化的方向发展，在内容上力求改变学生的学习方式，重视与其它科学的相互渗透、充分体现化学科学的应用价值、精心设计适宜学生研究的真实化学问题和化学知识生成情境、强调与人文教育的结合，以应对21世纪科学技术和社会可持续发展对象化学教育的要求。注释1 Edward Victor,Richard D.Kellough.Science for the elementary and middle school, p11 ,Merrill, an imprint of Prentice Hall,Upper Saddle River, New Jersey Columbus,Ohio,1997.2孟建伟.论科学的人文价值M.北京:中国社会科学出版社, p4647, 67, 4041.2000.3 姚诗皇.李政道谈科学和艺术.文摘周报.2000.11.13,4