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基础教育化学课程改革已经进行10年了，在化学课程改革实践中，人们已经形成了一个共识：中学化学课程以培养学生的化学学科能力、提升学生的科学素养为主旨。那么，如何在化学课程实施中培养学生的化学学科能力？如何测量和评价学生化学学科能力的高低？这都是广大基础化学教育工作者十分关注并正在深入研究的课题。而探讨在化学课程实施中如何培养学生的化学学科能力，就必须认识什么是化学，必须研究什么是中学化学学科特色。
一、什么是化学
自从有人类以来，化学知识就处于不断积累之中。化学的历史渊源非常古老，可以说从人类学会使用火，就开始了最早的化学实践活动。化学科学发展经历了以制陶、冶金、酿造、炼金术等实践活动为特征的萌芽时期，以炼丹和医药化学为特征的化学科学形成准备时期，以燃素说为代表的近代化学孕育时期，以定量实验为特征的近代化学发展时期和以学科相互渗透交融为特征的现代化学时期。化学科学体系的形成和发展过程可以简要概括为：从依靠自然观察和通过生活实践积累经验化学知识，到在实验室建立了化学实验方法并通过独立的化学实践活动以发展化学概念、定律和理论；从原始、朴素地探寻物质本原和物质转变到元素概念的形成、原子—分子学说的建立、元素周期律的发现；从化学科学的初步形成到“由宏观向微观、由静态向动态、由定性向定量、由分化向交叉融合”的系统化学科学体系的发展。整个化学科学的发展告诉我们，人类对化学科学的认识经历了一个由外及里、由表观到本质的复杂曲折过程[1]。
许多化学家根据化学发展历史、化学研究范畴和化学发展的趋向，给出了化学的定义。《中国大百科全书·化学卷》的定义是“化学是研究物质的性质、组成、结构、变化和应用的科学”[2]。徐光宪先生曾将化学定义为“化学是研究原子、分子、生物大分子和超分子及其凝聚态的组成、结构、性质、化学反应及其规律和应用的科学”[3]。魏光等则将化学定义为“化学是研究分子及其近层次物质性能、构成、演变、应用诸运动规律的科学”[4]。
虽然化学的定义有许多种，但简单地说，化学就是研究分子的科学，是识别和创造分子的科学。
二、什么是中学化学学科特色
化学作为学校教育所设置的一门基础课程，必然具有能彰显其学科特征的学科特色。那么，什么是中学化学的学科特色？化学学科特色又如何在化学课程中得到体现呢？化学学科特色必须体现化学的本质和核心，凸显化学的特点，展示化学的魅力。中学化学学科特色受化学课程内容、课程结构和课程目标等因素影响。
《高中化学课程标准》对高中化学课程目标做了如下阐述：高中化学课程立足于九年义务教育的基础，以进一步提高学生的科学素养为宗旨，激发学生学习化学的兴趣，尊重和促进学生的个性发展；帮助学生获得未来发展所必需的化学知识、技能和方法，提高学生的科学探究能力；在实践中增强学生的社会责任感，培养学生热爱祖国、热爱生活、热爱集体的情操；引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响，理解科学、技术与社会的相互作用，形成科学的价值观和实事求是的科学态度；培养学生的合作精神，激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力。为实现高中化学课程目标，高中化学课程设置了必修和多样化的选修课程模块（包括化学与生活、化学与技术、有机化学基础、化学反应原理、物质结构基础和实验化学模块）。从整体看，服务于高中化学课程目标的课程内容既体现了化学科学体系的系统性，又适应中学生的认知特点和规律，能够为学生的未来发展提供化学学科基础，充分体现了高中化学课程的基础性、实践性、时代性和选择性的特征。分析高中化学课程目标、结构和内容，我们认为，化学实验、化学思维方法和化学语言是高中化学学科的三大特色[5]。
1.化学实验
近代科学是建立在观察、实验与数学逻辑推理相结合的基础之上的。以物质、生命、地球、宇宙和空间等为研究领域的自然科学，都是以实验为基础的，但由于研究对象和各自肩负使命的不同，其赖于建立的实验基础也表现为不同的特色。
化学被认为是一门研究分子的科学。它在识别和创造分子的过程中始终离不开实验，如通过分离实验获得分子，通过实验分析与结构测定识别分子，通过动力学实验揭示分子重组的规律，通过合成实验创造分子。因此，实验方法是化学研究的重要方法，化学实验是检验化学理论和化学原理的唯一准绳，观察与实验是化学研究中所不可缺少的。
由于学生的认知能力等方面的制约，高中化学课程选择了化学科学中基础的知识，化学反应的动态研究、精密化定量实验研究和物质运动规律的计算研究等基本没有涉及。高中化学中所涉及的基本理论和原理，多数是在对化学实验现象和事实进行观察的基础上，经过归纳、概括而建立的。通过化学实验学习物质性质、化学变化、反应原理可以更加直观，有利于学生建立科学研究的一般理念。这就使得化学实验成为中学化学学科的首要特色。
化学实验之所以成为中学化学学科的首要特色，不仅是因为化学实验是中学化学课程的重要组成部分，是学生进行化学科学探究的重要方法，还在于化学实验能够激发学生对化学学科的极大兴趣，能够促使学生养成科学方法和科学精神，能启迪学生思维和培养学生的创新意识。
2.化学思维方法
科学是人类对于客观世界及其运动规律的系统化认识和理论化总结。科学不仅向人们提供一般意义上的知识成果，并将其转化为生产力推动经济和社会的发展，而且向人们提供先进的世界观、方法论、思维方式和行动准则。
科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中，总结出来的正确的思维方式和行为方式，是人们有效地认识自然和改造自然的工具和手段。思维方法是思维主体在思维活动中所运用的工具和手段。思维主体运用思维方法，认识和把握对象，并且创新和改造对象。科学思维的逻辑方法（如推理、比较、分类、分析与综合、归纳与演绎、类比等）是自然科学方法中的重要部分。
化学思维方法是化学家科学活动和人类智慧的结晶，既有科学思维方法的一般特征，也反映了化学科学研究的思维方法的特殊规律，在科学思维方法中具有相对的独立性。历史上的多次化学革命总是与化学家所运用的思维方法的变革相联系着，在一定的意义上来说，化学思维方法推动着化学的进步。
化学科学的发展反映了化学思维方法在化学研究中的深入和扩展。化学研究的对象是分子、原子、离子和超分子等分子层次实物粒子，而实物粒子在一般研究中是不能直接观察到的，化学反应的本质及其规律也隐藏在复杂的化学现象之中，这就需要用思维去分析，用模型去具体化，用归纳统计、抽象概括去揭示规律，就需要用比较、类比、推理、假说和模型等科学方法作为化学研究的重要工具。
化学理论形成的主要标志在于它能够反映化学运动的客观规律，具有学科体系的严密逻辑性和进行定量表达的精确性等。化学理论的真理性必须由化学实验方法加以检验和证实。化学理论的逻辑性则需要运用化学思维方法去建立，把零星或散乱的知识依照本质关系和因果关系纳入一个严密的学科体系。
课程改革背景下的基础化学课程，不但要让学生学习化学基础知识和基本技能，还必须让学生感悟和学习贯穿在化学科学知识体系中的化学思维方法。一方面化学思维方法是获得化学知识的手段，学生掌握了化学思维方法就能更快地获得化学科学知识，更透彻地理解化学规律，了解它们产生、发展的本质原因，理解化学科学发展过程；另一方面，作为思维和行为方式，化学思维方法蕴涵着极大的智能价值，学生一旦将化学思维方法内化为自己的思维和行为方式，智力水平和学习能力会得以提高。
3.化学语言
学科文化是伴随学科知识发展而产生的同质性文化因子及其系统，如价值取向、思维方式、行为规范、语言系统和心理归属等[6]。化学学科发展既是化学知识体系的重建过程，也是化学学科文化的发展过程，更是学科共同体的价值观念、思维模式、语言规则、实践标准等的“跃迁”。化学学科的话语系统即化学语言是化学学科文化的重要内容。
化学语言是随着化学的发生和发展而逐渐成长起来的、学科共同体的所有成员所认可的、表达传递化学知识和进行科学研究与交流的语言。化学语言是储存、加工和输出化学思维信息的工具，化学思维出发的前提是化学语言，化学思维的最终成果也是化学语言，化学科学呈现在我们面前的就是由化学语言组成的宏伟画面。
基础教育学科就其内容而言，其实是以语言—符号为中心的学习[7]。在中学化学课程体系中，化学语言主要包括文字语言、符号语言和图表语言（见表1）。化学语言是化学学习中记忆、理解、思维和应用等各项活动中不可缺少的工具和中介[8]。离开了化学语言，学生就不可能进行化学学习。例如，学生在学习中，只有较好地掌握了元素符号、化学式、化学方程式、离子方程式、原子结构示意图、电子式、电子排布式、结构式等化学用语，才能正确地认识、理解或表达物质的组成、结构和变化规律，进行一系列的化学思维活动。
化学语言不仅囊括了化学知识和化学思想，而且也积淀着化学方法和化学精神。学生通过对化学语言的识别、转换、表达和应用，不仅能够系统掌握化学学科知识，养成观察、空间想象、思维和表达能力，而且还能够理解化学之真，陶醉化学之美，感受化学之善。
化学是初、高中学校教育的基本科目。认识中学化学的学科特色，就能够在化学课程实施中、在中学化学教材编写中充分体现化学学科特色，充分发挥化学实验和化学语言的育人功能，着力培养学生的化学思维能力，使化学课程为培养和提升学生的科学素养发挥应有的作用。
