例谈化学教师的科学素养，本文主要内容关键词为：化学论文,教师论文,科学素养论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
最近应重庆市教科院邀请作了以此为题的专题报告。之后有不少教师要我把它整理成文字，引荐给更多的老师参酌。 素养两个字，“素”指平时、平常；“养”指历练、修行，积微成著地养功夫。两个字合起来对于我们理科教师来说，指明了我们平时应该做什么事，应该怎么做。最终要达到能够把修炼的结果印在脑子里，融在血液中，落在行动上，让它成为我们化学学科教师的一种科学精神。 一、要实事求是 尽管这是一个老生常谈的话题，对于格物致知、穷究事物原理的化学教师来说，实事求是是教师的最高科学素养。事实就是证据，从某种程度上讲，打官司就是比证据。报纸上曾经报道过一则消息，说是一对青年男女打官司。交朋友期间女方曾借用了男方6万元人民币，解除关系时，该还这笔钱就是理，但是在法庭上男方拿不出证据（没有借条），最终有理无据败诉。有人说法律是无情的。不，应当说法律有情，证据是无情的。我们自然学科教师应当在课堂上充分展示（演示）事物的真实面目。再穷的学校，理、化、生等自然学科都有提供事实的实验室。可以这样说，教师不做实验或不能成功地做好实验本身，就是不能向学生提供真实的事实。如果真要打起官司（比如考试）来，败诉的应该是教师。 现在课堂上广泛采用视频，可以肯定地说，任何视频材料都有不真实的成分。尽管教师面对视频振振有词地说得逼真恳切，如果教师做不出实验，至少说明教师没有提供这种事实的本领，教师同样要（应该）吃败诉的官司。 还是在20世纪50年代，我国著名科学家余光远教授曾经告诫我们说，任何站得住脚的科学结论，有两条：一条是事实可靠，一条是合乎逻辑。紧接着他又补充说：“我们一定要避免发生事实性的错误。”在求是的问题上他还说：“我们一定要注意在推理（推论）或者讨论时不要违反逻辑。” 伟大的哥白尼从宇宙天体观测实践中深信：“理论是月亮的光辉，事实是太阳的光辉。”这一极富哲理的名言，给我们自然学科教师提出，通过实验向学生提供事实，不仅是教师的天职，更是教师的一种品质。否则，要么是教师的失职，要么是教师没有那种提供事实的本事（不合格）。如果再提高点嗓门说这是教师缺德，也似不为过。 二、要有证实、证伪的方法和较真的勇气 前人通过实践所形成的文字——书，是文化和文化遗产的一部分。我们应当承认，这里正确无误的不少，我们应当继承，但是书中还有不少不够完善、不够完美的东西也是常态。莫言大师在他的《与大师约会》一书的序言中写道：“写几年文章，可以抖擞着精神，保证篇篇都是精品。但写上三十年，就泥沙俱下，良莠不齐了。”这就是尽信书不如无书的道理，正是证实、证伪需要较真，使科学进步有了创新的空间。下面介绍几例进行说明。
证实与证伪表明：反应是有条件的，在短时间加热的条件下生成铁的情况不属实。只有在高温或长时间加热的条件下才有Fe生成是属“实”。 2.苯不能使酸性
溶液褪色吗？这似乎是早有定论的。我们可以信，但那是被动的。当我们真正去实验的时候就会发现： （1）在短时间之内，苯不能使酸性
溶液褪色。如果放置一段时间，比如把实验的情况跟两个小时以后的情况相比较；上午实验的情况跟下午的情况相比较；甚至是今天实验情况跟隔一两天后的情况相比较。现象明显地表现出来——色泽有变化，甚至褪成无色。
引申到我们人类社会生活中可以看到，即使是有毒的东西，量少、时间短，跟那种量多、长时间积累所产生的效果是完全不相同的。在科学实验的现实中，即使是绝对化的某些说法，也是有前提的，有条件的。 无论是证实还是证伪，都要有恰当的方法，并且有较真的信心和勇气，但是更为重要的是，要避免发生事实上的疏漏、错误，和结论上的违反逻辑。 三、要有实验为源、理论为本的治学理念 中学理科教师几乎都有大学理科的理论基础，而理论的运用和发展，几乎全依赖于通过实验事实的应用。 我特别喜爱通过实验来获取新知识，验证旧知识。我常说，实验室是我知识的家，它是知识的宝库，是我真诚真心信得过的老师。一个人无论你有多大的学问，是文学大家，甚至是语言学家，当你看一两篇文章、读一两张报纸没有一个不认识的字、词、成语，这是可能的，但是当你读一部经典、一部小说，你就可能有不认识的字、词，搞不清楚的短语、成语，怎么办？请教别人——未必有效，无师自通——更不可能。这时，一本字典、辞典，一本成语大词典就可以基本解决问题。字典、词典都解决不了的问题，毕竟是极个别的情况。其实学科实验就可以起到字典、辞典的作用，何乐而不为呢？道理上其实大家都懂，可实际教学过程中很少有人能做得到。我认为这个中原因，是一个人求知欲高不高的问题。 之所以说理论为本，是因为理论常常使我们产生很多想法，可以指导我们的实践，但它本身不能算作真正的知识。真正的知识，特别是那种真正属于自己的知识，只能从实验的观察中得来。有人说，诗在书外，功夫在书外。其实，教自然学科的教师知识的功夫，从来都是来自实践，来自实验室的实验和观察中。下面介绍几例笔者从实验得到的新知识。 1.高中化学（有机化学——选修5第52页）有如下反应：
铜丝可以上下伸放多次，黑色铜丝反复由黑变红，又由红变黑。当用镊子夹取一片湿润的蓝色石蕊试纸，伸到酒精液面上方观察，蓝色试纸会立即变红，确认有酸生成。这样确认
无疑。 2.氯水光分解实验。多有文献指出，用“新制”的、“饱和”的氯水进行光（日光）解。中学化学教材中曾经反复图示过这个实验。我不认为有人不相信这个实验的真实性——不过这是别人的知识；我也不见有教师在课堂内、课堂外演示过这个实验——实际我们多数教师没有这个实际知识。
3.修正和扩大我们对浓
的认识。把一片紫红色光亮的铜片放进盛有少量浓硫酸的液面下观察：几小时之内，铜片光泽如初；隔日观察，铜片的光泽度变化不大；时隔三四天，铜片表面发暗；隔上十天半个月或更长时间，铜片变黑。
以理论为本——以上三个实验是在理论指导下的实践；尽管你有理论知识，如果不去做实验，你就得不到这些实际的知识。这就是实验为源的道理。科学实验就在于我们要用理性的方法去整理实验的材料。 四、要有理论思维的勇气 我们这里不是指理科教师一定都要去著书立说，而是在你不断的实践（实验）中，总会产生一些想法，特别是那些与实验不符的结果，总会在你的脑海中打转。科学研究的任务就在于不断发现客观世界的新现象，寻找新的规律。前人的认识尽管很宝贵，但总会有不够完善、不够完美的地方。这就给我们的认识留下了创新的空间。正确与否暂且不说，只要我们留心实验，仔细观察和缜密思考之后，或许可以得到许多意想不到的有用的东西。下面介绍几例进行说明。
2.初中化学上册123页有如下一道“练习与应用”题：“有人说在煤炉上放一壶水就能防止一氧化碳中毒，这种说法对吗？为什么？” 这个题在教参、教辅上都没有现成答案。笔者访问过不下20位教师、教研人员，他们的回答几乎都是一样的：“没有作用”“不能防止煤气中毒”。笔者同时注意到，这个题目是新中国成立后从苏联教材里引进到我国中学化学教材中的，已有半个多世纪，无论教材版本如何改写，这道题几乎原封不动沿用至今。 首先，我们认为“有没有作用”和“能不能防止煤气中毒”这两句话是有区别的，应该分开讨论。 其次，我们可以引用现行高中化学选修4的第30页上的如下一道题，帮助我们讨论。 在密闭容器中，将200mol CO与10mol
混合加热到800C，达到下列平衡：
求CO转化为
的转化率。 该题提供的答案：CO转化为
的转化率为83%。 根据教材提供的这个信息，煤炉内足够有800C这个反应温度（条件），水壶所提供的水蒸气与空气中的CO混合很自然，当空气
再次进入煤炉时CO不可能没有转化，而且理论上CO转换率如此之高。可见，说放一壶水所提供的水蒸气对防止煤气中毒没有一点作用，是缺少理论依据的。说它有作用，至少符合逻辑并且是有文献支撑的。至于说一壶水就可以防止煤气中毒，那又是万万不可信的。笔者认为，通过这个题应当给学生这样的答案：放一壶水所提供的水蒸气可起到降低煤气中毒的作用，真正防止煤气中毒的方法是打开门窗，让空气流通。 3.对实验室常压合成氨的非议。高中化学选修2第11页上的实验1-1，是实验室常压下
与
催化合成
。图3是合成氨的实验装置，它是第一次出现在中学化学教材的演示实验中。
不过这个实验装置有违常压下合成氨最基本的科学原理。
（2）实验室用酒精灯所提供的反应温度，即便是理想状态（500C），
的体积分数也只有0.1%，温度再高，对合成
反倒不利。如果温度低，反应速度很难得到保证。 （3）“铁丝绒”的活性如何？一个“绒”字，写在纸上容易，符合什么要求的铁丝才可以称得上是“铁丝绒”呢？即便有“铁丝绒”，它就会有合成氨所需要的活性吗？ （4）对于没有这个实验经历的大多数教师来说，这个装置给实验者的直觉是一定会有轻而易举的实验效果。就我个人的经历[3]，要做好这个实验，观察到湿润的pH试纸变蓝（酚酞试液变红），谈何容易！笔者倒是相信实验的设计者曾经观察到pH试纸变蓝（或酚酞试纸、红色石蕊试纸变色）的可能性。但我更愿意相信（甚至怀疑）合成氨早先提供的20 mL干燥的
（原料气）中含有
。
正因为如此，按教材所示的要求完成这个实验，几乎是不可能的。 笔者认为，素养素养，素在于平时的坚持，重要的是要不断地在“养”字上下工夫，素养之气即会油然而生。作为一名化学教师，科学素养本身还是师德的重要组成部分。自然学科几乎都是通过跟物质打交道去认识自然、认识社会、服务社会的。不论是思想方法、行为举止、教学方法，教师都是学生的榜样。以上四方面的认识和实例分析，是笔者的切身体悟，把它视为自然学科（化学）教师的科学素养、科学品德，旨在抛砖引玉，与教学同仁分享和共勉。
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