高中化学教育的价值_化学教育论文

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由“应试教育”向素质教育转变是当今教育改革的主题。教育改革能否按照正确的目标与方向进行,关键在于教育实施者的教育观念,特别是教育价值观。因为它是确定和理解教育目标、选择和组织教育内容、优化教学过程、探索教学方法等教育行为深层次的、上位的观念。本文从未来社会需求、国际化学教育会议主题、普通高中的性质和任务、普通高中的培养目标等多角度、多层面对普通高中化学教育的价值进行探讨。

一、从未来社会需求看化学教育的价值

(一)增产食物

据联合国粮农组织(FAO)预测,2000年世界人口将达62亿。用有限的土地资源产出足够的粮食,这是人类面临的一个严峻问题。对于我国来说,形势更为紧迫,需要用占世界总耕地面积7%的耕地去养活占世界22%的人口。在耕地面积不可能增加的情况下,我们必须通过下列途径来增产食物:1.提高种植业的产量;2.提高养殖业的产量;3.寻找增产食物的根本途径(光合作用的研究);4.食物的储藏;5.来自海洋的食物。从化学的角度来看,就要研究化肥、除草剂、植物生长促进剂、土壤改良剂、昆虫引诱剂、昆虫信息素、高效低毒低残留农药、动物生长激素及调节剂、固氮和光合作用、食物保鲜剂等。

(二)增加能源

能源是当今社会三大支柱产业之一。随着人类经济活动的日益扩大,人类对能源的需求急剧增加。有人预计,若将全部能耗都折合成标准煤计算,2000年需煤2万兆吨。我们现在使用的能源主要来自煤炭、石油和天然气等,据有人预计,按目前世界能源的消耗速度,如果在勘探上没有重大发现的话,石油和天然气资源到2020年将开发完毕。储量最多的煤炭资源到下个世纪中期,开采量将达最大值,而且只能满足世界总能耗需求的15%。在我国,能源供应紧张局面已持续了二十多年,自80年代以来,全国大约每年缺少煤炭2000万吨以上,石油1000万吨以上,电500亿度以上,全国约有25%的工业生产能力因缺少能源而不能发挥作用,影响产值近1000亿元人民币。为了更好地解决能源问题,人们一方面在研究如何提高煤炭的燃烧效率,另一方面也在寻找新能源,如太阳能、生物能、核能、氢能源等。化学在解决能源问题中起着中心科学作用。

(三)发展材料

材料也是当今社会三大支柱产业之一,是人类赖以生存和发展的物质基础。新材料的发明、应用和开发往往是人类社会文明发展进程的里程碑。人类的进步对材料不断提出新的要求,可归纳为以下几点:1.结构与功能相结合,要求材料不仅能起到结构上的作用,而且能有特定的功能;2.智能型,要求材料本身具有感知、自我调节和反馈的能力,即具有敏感和驱动的双重功能,就如同模仿生命体系的作用一样;3.少污染,为了人类的健康,要求材料在制作和废弃的过程中尽可能减少对环境的污染;4.可再生,一方面是保护和充分利用自然资源,另一方面又不为地球积存太多的废料;5.节约能源,要求制作时能耗少且能利用或开辟新的能源;6.长寿命,要求材料能少维修或不维修。研究满足上述要求的材料,化学起着核心的作用。

(四)改善环境

环境问题是当今全球关注的问题。在世界人口不断增长、人口日益密集(城市化)、生产不断发展以及生活水准不断提高的过程中,由于对环境与生产发展的关系协调不够,以及对废弃物处理不当,使环境受到了不同程度的污染。

保护和改善环境的有效战略是需要足够的知识和深刻理解下列问题:1.我们的空气、水、土壤和食品中,已经严重存在着哪些污染和潜在的不受欢迎的物质?2.这些物质来自何处?3.有什么办法能治理这些污染或减轻与控制污染?要回答这些问题,化学首当其冲。

(五)裨益健康

对健康的关注是人类面对的重要课题。一切生命过程都是通过化学反应来完成的。因此,与人体健康有关的抗生素研究、药物研究、防卫系统研究和癌症研究等离不开化学。

综上所述,在未来社会发展中,化学起着中心科学的作用,如下图所示。

化学以物质的组成、结构、性质及变化规律为研究对象,这些内容构成了化学的基础。化学教育要以此为基本内容,但不能当作唯一内容,否则便成为“封闭式”的化学教育,或者说是“纯化学”的教育。化学教育应该联系社会,作为现代社会的公民应该了解化学与社会的联系,关心环境、能源、卫生、健康等与社会有关的化学问题。时至今日,化学教育应该成为有关化学的教育,即“开放式”的化学教育。

二、从国际化学教育会议(ICCE)主题看化学教育的价值

80年代以来,国际化学教育会议的主题(见下表)就是强调化学教育的价值:1.化学是未来世纪的中心学科;2.化学教育要向公众普及,化学教育既包括未来化学家的教育,也包括非化学家的教育;3.化学教育要联系社会;4.化学教育要在环境、能源、材料以及生命科学中发挥重要的作用。

三、从普通高中的性质和任务看化学教育的价值

我国普通高中的性质是在义务教育基础上的较高层次的基础教育。《中国教育改革与发展纲要》明确指出:“基础教育是提高民族素质的奠基工程。”也就是说基础教育的价值就在于为提高全民族的素质奠定基础,它强调的是基本素质的培养,而不是专业人员或专门人才的培养。因此,普通高中的化学教育不应隶属于培养未来化学家的教育,而是一种公众的基础化学教育,这种基础性表现在对学生未来分流的影响。有人把接受基础化学教育的学生的分流分为五组:1.未来的化学家;2.有志于以化学为基础的其它职业(如生物学家、地学家、工程师、物理学家和营养学家);3.技术人员(如工业、保健科学或农业技术人员);4.潜在的各级管理人员;5.普通公民。普通高中的化学教育要对上述每一组学生打好基础。随着社会、科学的发展,这种基础也将不断演变。

普通高中具有双重任务,既要为高一级学校输送合格的新生,又要为各行各业输送劳动后备力量。对于学生毕业后的实际去向来说,就可分为侧重于升学的学生和侧重于就业预备教育的学生。侧重于升学的学生又分为侧重于文科和侧重于理科两类。

根据上述任务和学生不同发展的要求,普通高中的化学教育也是多层面的。就课程来说,应该由单一的模式改变为必修课、限选课和任选课等。化学必修课是全体高中学生都必须学习的,应该选择那些最基础、最重要的化学知识作为载体,加强对学生能力和科学素质的培养,从而为现代公民打下共同的化学素质基础。化学限选课是为侧重于升学的理科学生开设,进一步拓宽和加深学生对于化学的理解。化学任选课可分为三类:1.学术性化学,可适当加深学生的化学知识,以满足有化学学习潜力的学生的需求;2.应用化学,可适当渗透职业教育因素,为学生高中毕业后直接就业作准备,如化学分析;3.与化学有关的综合课,如环境保护等。

四、从普通高中的培养目标看化学教育的价值

培养目标规定了受教育者的质量标准,其实质在于培养什么规格的学生。普通高中以提高学生的思想品德素质、文化科学素质、劳动技术素质和身体素质为培养目标。这一总目标是通过课程设置和各学科的教育过程来实现的。根据化学学科和化学教育过程的特点,化学教育在知识、能力、技能、方法以及情意等多维度发挥着重要的教育功能。

(一)知识

1.理解和获得最能体现化学学科基本结构的以物质结构和化学反应与能量为重点的化学基本概念和基本原理,包括:原子结构、元素周期律和元素周期表、化学键、晶体类型与性质的关系、物质的量、化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、胶体及其应用、氧化还原反应、原电池原理及其应用、电解原理及其应用等。

2.掌握一些有重要用途的元素化合物知识,包括无机部分(如卤族、氧族、碳族、碱金属、镁、铝及其化合物、铁、铜及其化合物)和有机部分(如烷烃、烯烃、炔烃、苯、醇、醛、羧、酸、酯、糖类、蛋白质等)。

(二)能力

1.观察能力 观察能力是有效探索世界、认识事物的一种基本能力。高中化学教学中观察的内容有:(1)物质的状态、颜色、气味、溶解性等;(2)化学变化中的能量和质量变化、颜色变化、沉淀和气体生成;(3)实验操作的动作和教科书中规范操作图;(4)直观材料,如实物、图表、模型等。

2.思维能力 高中化学教学中培养的思维能力主要包括以下几方面内容:(1)抽象概括、形成规律性认识的能力,例如,在学习化学概念过程中对实验现象的抽象概括,在元素周期律学习过程中对实验事实的归纳;(2)整理知识、形成知识结构的归纳能力,例如,在章、单元小结、专题组块复习中的归纳;(3)对微观世界的空间想像能力,例如,对核外电子运动的特征的想像;(4)类比能力,例如,在同族元素性质学习中,以典型元素的性质学习为主,然后通过类比的方式研究、学习同族其它元素的性质。(5)演绎推理能力,例如,在以元素周期律为指导研究元素化合物性质的过程中,培养学生的演绎推理能力。

3.实验能力 高中化学实验能力主要包括以下几方面内容:(1)能够正确完成大纲所规定的“学生实验”中验证性实验的能力;(2)能够设计和实施简单实验,以解决大纲规定的“实验习题”的能力;(3)观察、记录实验现象并对此加以分析,从而得出科学结论的能力;(4)能够完成教科书中提供的“家庭小实验”的能力;(5)撰写实验报告的能力;(6)在活动课中,能够利用化学实验解决化学问题的能力。

4.自学能力 高中化学教学中,培养学生自学能力主要有以下途径:(1)教师引导学生阅读教科书中的[阅读]、[资料]、[选学];(2)通过“学生实验”培养学生的自学能力;(3)通过阅读教科书中的图表、数据,培养学生的自学能力;(4)通过信息给予的形式或“论题式”教学培养学生的自学能力;(5)充分利用多种媒体和信息渠道,使学生自主地获取化学知识。

(三)技能

1.使用化学仪器的技能和化学实验操作的技能。

2.化学计算技能。高中化学计算技能主要包括有关物质的量的计算,有关化学反应的计算以及有关有机物分子式确定的计算。

3.使用化学用语的技能。

(四)科学方法

1.宏观与微观相结合的方法 描述化学(宏观)与理论化学(微观)的有机结合,构成了化学学科体系,也是化学学习和研究的思想方法。

2.科学研究的一般模式。

模式Ⅰ:

[问题]-[实验]-[观察]-[分析、归纳、得出结论]

模式Ⅱ:

[问题]-[实验]-[观察][分析、归纳、得出结论]-[推论、预测]-[实验验证]-[理论]

3.分类-比较的研究方法 无机化合物按照族来进行研究、有机化合物按照官能团来进行研究。

4.归纳-演绎的研究方法 以元素周期律为核心,“律”前为归纳研究,“律”后为演绎研究。

5.模型方法 原子结构模型、分子结构模型、晶体结构模型等化学模型方法。

(五)情意

1.利用化学实验激发学生的学习兴趣。

2.通过介绍化学与社会、生活、生产以及科学技术的密切联系,激发学生深层次的学习兴趣和动机。

3.教育学生关心环境、能源、卫生、健康等与现代社会有关的化学问题,培养他们的社会责任感。

4.可以结合物质的组成、分类、结构、性质和变化规律等内容,对学生进行辩证唯物主义观点教育。主要包括:(1)世界是物质的,物质是永恒运动的观点;(2)对立统一的观点;(3)量变引起质变的观点;(4)内因是变化的根据,外因是变化的条件,外因通过内因起作用,是事物发展变化的普遍规律的观点。

5.可以结合我国古代在化学方面的发明创造,建国以来在化学化工等方面取得的巨大成就以及丰富的矿产资源等,对学生进行爱国主义教育。

6.可以结合化学史上科学家工作成败的典型事例,对学生进行坚持真理,勇于探索的科学精神和谦虚谨慎、严格求实的科学态度的教育。

上述“五维度”的化学教育价值观具有可操作性,即教师可以根据大纲,结合教科书进行“五维度”教学分析(笔者已进行过专论,见参考资料),挖掘素质教育要素,进行教学设计,从而有目的、有计划地落实素质教育要求。

总之,在深化普通高中化学教育改革的过程中,教育的实施者必须树立以下化学教育价值观:1.普通化学教育属于基础教育;2.普通高中的化学教育属于科学素质教育;3.化学教育要联系社会;4.化学教育在落实总目标方面发挥着“多维度”的功能。

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