導(dǎo)語：高中化學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]科學(xué)精神是科學(xué)教育的核心目標(biāo)之一，但是科學(xué)精神在實(shí)踐層面沒有得到有效落實(shí)，科學(xué)精神培養(yǎng)缺失問題較為突出。闡述了科學(xué)精神的內(nèi)涵，選擇了蘇教版高中化學(xué)教材“化學(xué)史話”“拓展視野”兩個典型欄目，從“感悟化學(xué)理論曲折發(fā)展過程，培養(yǎng)學(xué)生理性思維”“辯證全面看待化學(xué)的是非功過，鼓勵學(xué)生批判質(zhì)疑”“賞析諾貝爾獎獲獎?wù)咄黄菩怨ぷ?，促進(jìn)學(xué)生勇于探究”三個維度管窺高中化學(xué)教育過程中學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)。最后，對學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)提出若干建議。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)精神；學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)；化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)；化學(xué)教材；欄目素材資源

一、基于學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的科學(xué)精神的探討

科學(xué)精神培養(yǎng)是科學(xué)教育的核心目標(biāo)之一，但是，在長期的高中化學(xué)教育教學(xué)實(shí)踐中，不難發(fā)現(xiàn)，科學(xué)精神的培養(yǎng)在高中化學(xué)課程和教學(xué)中是有所缺失的。綜觀學(xué)校里的科學(xué)教育，大多數(shù)的教師只扮演科學(xué)知識搬運(yùn)工的角色，簡單地把科學(xué)知識轉(zhuǎn)運(yùn)給學(xué)生，卻漏掉了科學(xué)家做學(xué)問的精神、獲得科學(xué)結(jié)論的方法。在這種簡單機(jī)械轉(zhuǎn)移知識的灌輸式僵化教育下，學(xué)生只會把這些知識當(dāng)作推之四海而皆準(zhǔn)的圭臬，科學(xué)精神不可得，卻養(yǎng)成了獨(dú)斷的精神。這是科學(xué)教育幌子下最不科學(xué)的教育。[1]科學(xué)精神是伴隨近代科學(xué)的誕生，在傳承人類科學(xué)思想和知識的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展起來的貫串于科學(xué)研究與探索的價值理念、意志行為和思維品質(zhì)的綜合。[2]每個時代的科學(xué)精神都有其特定的內(nèi)涵，是人類科學(xué)精神中發(fā)展的鏈條。近而言之，當(dāng)代中學(xué)生的科學(xué)精神應(yīng)有其特定的歷史內(nèi)涵，其界定既要考慮到國家特定歷史時期的時代要求，又要考慮到當(dāng)代中國中學(xué)生發(fā)展現(xiàn)狀和特定學(xué)科科學(xué)知識發(fā)展現(xiàn)狀，從中提煉出中學(xué)生科學(xué)精神的基本要素。只有這樣，才能為當(dāng)前中學(xué)生科學(xué)精神的養(yǎng)成明確方向及實(shí)施路徑。《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》將“科學(xué)精神”作為學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的六大維度之一[3]，教育部正在組織專家修訂的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也將“科學(xué)精神和社會責(zé)任”作為高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的五個維度之一[4]?？梢?，科學(xué)精神的重要性已經(jīng)得到國家教育部門的高度重視。科學(xué)精神的培養(yǎng)必將成為未來高中化學(xué)課程改革的重要目標(biāo)加以落實(shí)。科學(xué)精神的培養(yǎng)需要基于高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確的目標(biāo)規(guī)定、內(nèi)容要求、教材編寫中豐富的素材資源和教師創(chuàng)造性的實(shí)踐才能實(shí)現(xiàn)。本文對科學(xué)精神培養(yǎng)的討論采用《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》的描述和界定，即理性思維、批判質(zhì)疑、勇于探究，并基于蘇教版高中化學(xué)教材“化學(xué)史話”“拓展視野”欄目教學(xué)素材資源功能和價值的挖掘，探討如何在高中化學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神。

二、基于高中化學(xué)教材欄目素材資源培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神舉隅

筆者選擇了蘇教版高中化學(xué)教材“化學(xué)史話”“拓展視野”兩個典型欄目，從“感悟化學(xué)理論曲折發(fā)展過程，培養(yǎng)學(xué)生理性思維”“辯證全面看待化學(xué)的是非功過，鼓勵學(xué)生批判質(zhì)疑”“賞析諾貝爾獎獲獎?wù)咄黄菩怨ぷ?，促進(jìn)學(xué)生勇于探究”三個維度管窺高中化學(xué)教育過程中學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)。

（一）感悟化學(xué)理論曲折發(fā)展過程，培養(yǎng)學(xué)生理性思維

化學(xué)學(xué)科的理性思維是指學(xué)生能運(yùn)用化學(xué)的科學(xué)原理和方法去分析生活中具體化學(xué)現(xiàn)象，從中養(yǎng)成科學(xué)的思維方式，尊重事實(shí)、實(shí)證求知的態(tài)度。從原子分子論建立至今，化學(xué)理論的發(fā)展經(jīng)歷了漫長發(fā)展歷程，從迷茫到雛形，再從雛形到質(zhì)疑，又從質(zhì)疑到創(chuàng)新，在創(chuàng)新中不斷地完善和發(fā)展，建立了許多新的化學(xué)發(fā)展理論，科學(xué)合理地解釋了現(xiàn)實(shí)中遇到的問題。正如原子結(jié)構(gòu)模型經(jīng)歷了“道爾頓的‘實(shí)心球’→湯姆生的‘葡萄干面包式’→盧瑟福的‘行星式’→玻爾的‘舊量子化’→電子云”的演變，盡管每個模型的提出在當(dāng)時解釋近乎合理，但隨著科學(xué)的實(shí)踐與發(fā)展，需要不斷地修正完善。任何的真理在特定條件下都有局限性，要理性認(rèn)識客觀規(guī)律，崇尚真知，積極探求解決問題的新方法和新途徑，突破思維定式，用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖聦?shí)和證據(jù)，創(chuàng)立新的科學(xué)理論。[案例1]為了解釋共價分子的結(jié)構(gòu)，美國化學(xué)家路易斯(G.N.Lewis)于1916年提出了共價鍵的概念。他認(rèn)為分子中原子間通過共用電子對而使每個原子都達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。路易斯的共價鍵概念初步解釋了一些原子形成簡單共價分子的過程及共價鍵與離子鍵的區(qū)別，但其共價鍵概念有其局限性，它存在下列幾個方面的不足：（1）路易斯的共價鍵概念未能闡明共價鍵的本質(zhì)和特性。例如，它不能說明為什么共用電子對能使兩個原子牢固地結(jié)合在一起。（2）路易斯的共價鍵概念不能解釋許多化合物的中心原子的外圍電子數(shù)超過8個仍然很穩(wěn)定的事實(shí)。如PCl5分子中磷原子的外圍電子數(shù)是l0個而不是8個。為了解決這些矛盾，德國化學(xué)家海勒特(W.Heitler)和倫敦(F.London)等人于1927年首先把量子力學(xué)理論應(yīng)用到分子結(jié)構(gòu)中，后來鮑林等人又加以發(fā)展，建立了現(xiàn)代價鍵理論(ValenceBondTheory)，簡稱VB法(又叫電子配對理論)。1932年，美國化學(xué)家慕利肯(R.S.Mulliken)和德國化學(xué)家洪特（F.Hund）從不同于價鍵理論的角度，提出分子軌道理論（Mo⁃lecularOrbitalTheory），簡稱MO法。20世紀(jì)30年代以后，就形成了兩種現(xiàn)代共價鍵理論——現(xiàn)代價鍵理論和分子軌道理論。蘇教版高中化學(xué)教材選修模塊《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》“拓展視野”欄目中編寫了共價鍵理論從經(jīng)典到現(xiàn)代的發(fā)展歷程，每一次跨越，都是在前人研究的基礎(chǔ)上，引發(fā)不同觀點(diǎn)的碰撞，理性辯證地認(rèn)識前人的研究成果，由表及里，從不同的角度，用不同方法揭示事物發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律。所以，在教學(xué)上要用好這些素材，有條件的學(xué)校還可以通過專題講座、情景劇、講述化學(xué)史故事等途徑讓學(xué)生了解化學(xué)理論曲折的發(fā)展歷程，懂得尊重事實(shí)和證據(jù)，遵循科學(xué)倫理，培養(yǎng)學(xué)生理性思維。

（二）辯證全面看待化學(xué)的是非功過，鼓勵學(xué)生批判質(zhì)疑

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》對科學(xué)精神之批判質(zhì)疑的主要表現(xiàn)描述如下：具有問題意識；能獨(dú)立思考、獨(dú)立判斷；思維縝密，能多角度、辯證地分析問題，做出選擇和決定等?；瘜W(xué)史是一部質(zhì)疑批判的發(fā)展史，正因?yàn)橛幸慌忠慌茖W(xué)家不迷信書本和權(quán)威，善于捕捉問題，尊重事實(shí)和證據(jù)，敢于質(zhì)疑，才能推動科學(xué)不斷發(fā)展。正如普利斯特利和舍勒在發(fā)現(xiàn)氧氣之后，仍忠實(shí)于“燃素說”，而拉瓦錫正因?yàn)椴幻摹⒏矣谫|(zhì)疑批判，推翻了化學(xué)界“燃素說”百年之久的統(tǒng)治地位，掀起了一場史無前例的“化學(xué)革命”?？茖W(xué)的發(fā)展充滿著質(zhì)疑批判，有成功的喜悅，也有失敗的教訓(xùn)，應(yīng)在質(zhì)疑和教訓(xùn)中不斷發(fā)現(xiàn)和解決問題，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展。[案例2]1948年瑞典皇家科學(xué)院將諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎授予1939年發(fā)現(xiàn)第一種有機(jī)農(nóng)藥DDT(俗稱滴滴涕)的瑞士科學(xué)家米勒(P.H.Müller)。但是，DDT這一歷史上最著名的有機(jī)氯殺蟲劑只使用了20年的時間，便在全世界各地逐漸遭到禁用，因此，有人認(rèn)為這是一個發(fā)“錯”的諾貝爾獎。DDT是當(dāng)時人類首次合成的有機(jī)農(nóng)藥，不但具有絕佳的廣譜殺蟲作用，而且對溫血動物和植物基本無毒害，更重要的是價格低廉，可大量生產(chǎn)，以至在世界范圍內(nèi)廣泛使用起來，在促進(jìn)農(nóng)林業(yè)的發(fā)展、保障人體健康等方面發(fā)揮了重要的作用。第二次世界大戰(zhàn)期間，這種DDT有效控制了那不勒斯斑疹傷寒(主要通過虱子傳播)在同盟軍軍營中的早期流行。但是，不久以后，人們發(fā)現(xiàn)DDT相當(dāng)穩(wěn)定，能在自然界滯留較長時間，而且還借助食物鏈聚集在動物體內(nèi)，慢慢形成累積性殘留，給人類身體健康以及整個生態(tài)環(huán)境造成諸多不利影響。因此，從20世紀(jì)60年代開始，一批新的農(nóng)藥被合成并替代DDT，DDT逐漸被停止使用，但DDT事件留給人類的思考卻是深刻而長遠(yuǎn)的。蘇教版高中化學(xué)教材選修模塊《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》“化學(xué)史話”欄目編寫了“發(fā)‘錯’了的諾貝爾獎”等化學(xué)史實(shí)，用事實(shí)和教訓(xùn)告訴學(xué)生科學(xué)的發(fā)展是要經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)的。讓學(xué)生認(rèn)識到在學(xué)習(xí)中要拓展知識面，不盲從，敢于質(zhì)疑批判，勇于實(shí)踐，尊重事實(shí)和證據(jù)，科學(xué)辯證地分析和解決問題。

（三）賞析諾貝爾獎獲獎?wù)咄黄菩怨ぷ?，促進(jìn)學(xué)生勇于探究

《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》對科學(xué)精神之勇于探索的主要表現(xiàn)描述如下：具有好奇心和想象力；能不畏困難，有堅持不懈的探究精神；能大膽嘗試，積極尋求有效的問題解決方法等。諾貝爾獎的獲獎史是一部科學(xué)家不懈追求真知，不畏艱難，獻(xiàn)身科學(xué)的發(fā)展史。[案例3]我們知道，物質(zhì)由分子、原子、離子等微粒構(gòu)成，分子由原子構(gòu)成，原子由質(zhì)子、中子、電子等基本粒子構(gòu)成。那么，基本粒子可不可以再分？1964年，美國科學(xué)家蓋爾曼（M.Gellman）設(shè)計了夸克模型，提出質(zhì)子、中子由更小的夸克構(gòu)成。由于該模型能成功解釋許多事實(shí)，引起了人們的普遍重視，于是掀起了一股尋找夸克的熱潮。1967年，美國斯坦福大學(xué)直線加速器中心建成一座長達(dá)3km的電子直線加速器。以費(fèi)里德曼（J.Frideman）、肯達(dá)爾（H.Kendall）、泰勒（R.Taylor）為核心的研究小組用此加速器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終證明了夸克的存在。這三位科學(xué)家也因此獲得了1990年的諾貝爾物理學(xué)獎。但迄今為止，人們尚未能分離出單個的夸克。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對夸克等基本粒子的認(rèn)識不斷深入。美國科學(xué)家戴維•格羅斯（D.J.Gross）、戴維•波利策（H.D.Politzer）和弗蘭克•維爾切克（F.Wailezek）發(fā)現(xiàn)夸克相距很近時，相互間作用力很小，但當(dāng)距離增大時，相互作用力急劇增大。這解釋了人們在尋找單個夸克過程中所遭遇的困惑。為此，這三位科學(xué)家榮獲了2004年的諾貝爾物理學(xué)獎。蘇教版高中化學(xué)教材重視弘揚(yáng)不同時期化學(xué)領(lǐng)域新成就，重點(diǎn)介紹了不同階段諾貝爾化學(xué)獎獲獎案例。如“不對稱合成”“鹵代烴在有機(jī)合成中的應(yīng)用”“有機(jī)物的三維結(jié)構(gòu)”“化學(xué)家鮑林”等，這些素材是激發(fā)學(xué)生的好奇心和想象力的很好載體。好奇心和想象力是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的源泉，是推動人類進(jìn)步和社會文明發(fā)展的基石。在教學(xué)中，適時開展“走近諾貝爾獎”主題沙龍活動，讓學(xué)生通過設(shè)計方案、查找資料、沙龍交流等活動，了解科學(xué)家在研究中的艱辛與挫折。讓學(xué)生通過生動具體的史實(shí)和身臨其境的實(shí)驗(yàn)，接受科學(xué)精神的熏陶，明白科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)，不僅要有扎實(shí)知識，敏銳的觀察力，豐富的想象力，還要有不畏困難、勇于實(shí)踐的探究精神。

三、研究結(jié)論與啟示

國家教育部已將“科學(xué)精神”作為學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)重要組成要素之一，也是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，作為一線高中化學(xué)教師，未來應(yīng)該在高中化學(xué)教學(xué)的細(xì)節(jié)中更加重視學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神任重道遠(yuǎn)，應(yīng)該從小學(xué)科學(xué)教育、初中化學(xué)教育做起，而高中化學(xué)教育是科學(xué)精神培養(yǎng)的關(guān)鍵時期。為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)精神的培養(yǎng)，作為教學(xué)主導(dǎo)的高中化學(xué)教師應(yīng)該著力加強(qiáng)自身對科學(xué)精神的認(rèn)識和理解，強(qiáng)化自身科學(xué)精神教育的責(zé)任意識，并充分挖掘高中化學(xué)教材中素材資源，通過靈活多樣的形式或途徑，幫助學(xué)生感知、領(lǐng)悟、體驗(yàn)科學(xué)精神的核心要義。高中化學(xué)教師在化學(xué)教育過程中，還須充分考慮不同學(xué)段科學(xué)教育、科學(xué)教育不同學(xué)科之間的交叉和融合。作為教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和教研機(jī)構(gòu)，要充分認(rèn)識到科學(xué)精神培養(yǎng)的重要性，將科學(xué)精神、科學(xué)文化、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)史以及科學(xué)社會學(xué)等內(nèi)容作為重要培訓(xùn)課程內(nèi)容，幫助高中化學(xué)教師提升自身科學(xué)精神素養(yǎng)。[5]為推動學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)，全社會還要大力開展科學(xué)精神普及和科學(xué)傳播工作，通過圖書著作、報紙、電視、互聯(lián)網(wǎng)、自媒體等多種形式準(zhǔn)確、生動地弘揚(yáng)科學(xué)精神，使學(xué)生在掌握科學(xué)知識和科學(xué)技能的同時，逐漸地形成科學(xué)精神。

作者:吳云 單位:福建省云霄第一中學(xué)

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