美國化學(xué)教材ChemCom中的人文意蘊及啟示

社會中的化學(xué)（Chemistry in the Community）（以下簡稱ChemCom）是上世紀(jì)80年代末在美國誕生的一部具有跨時代意義的化學(xué)課程。自1988年ChemCom首版正式發(fā)行以來，經(jīng)過1993、1998、2002和2005年四次修訂，2005年秋，ChemCom第五版正式發(fā)行并投入使用。ChemCom作為美國科學(xué)教育的經(jīng)典作品，其課程設(shè)計理念對我國化學(xué)課程及教學(xué)改革有重要的借鑒意義。現(xiàn)摘取其中一例，著重分析其人文意蘊，以期對中學(xué)化學(xué)教學(xué)改革有所啟示。

案例：ChemCom第八單元《化學(xué)工業(yè)：承諾與挑戰(zhàn)》節(jié)選[1]

你決定：贊成還是反對

Riverwood居民將通過公民投票表決是否允許EKS在他們鎮(zhèn)周圍建造氨生產(chǎn)廠，如果你是Riverwood居民，你的選擇是什么？你如何決定？

為了澄清這些問題，你將對在Riverwood建造這樣一座化工廠的益處與危害進行課堂討論。這里有一些你可能希望參考的因素。

【有利因素】

·地方經(jīng)濟將會增長 該工廠為當(dāng)?shù)鼐用裉峁?00個就業(yè)崗位，分三班工作。每年Riverwood經(jīng)濟將增加400萬美元。另外，每個工廠就業(yè)者又間接地給另外四個人提供了工作，這對擁有21，000勞動力，目前有7％失業(yè)的Riverwood來說相當(dāng)誘人。

·農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本將降低 目前Riverwood附近的農(nóng)民使用的化肥是從200英里以外的化肥廠運來的。每噸氮肥農(nóng)民需支出14美元的運費，每年Riverwood地區(qū)的農(nóng)場需要700噸化肥，這樣在運費上每年可節(jié)約9，800美元。

·Riverwood的空氣質(zhì)量將會提高 一家天然氣（甲烷，CH4）公司將給Riverwood的氨廠鋪設(shè)一條天然氣管道。使用燃油的居民將能用上天然氣，如果11，000戶居民和企業(yè)都使用天然氣而不是油，SO2和粉塵物質(zhì)的排放量會降低。

·增加稅收 氨廠將按現(xiàn)行Riverwood的商業(yè)稅率納稅，這會大大增加社區(qū)的財政收入。

【不利因素】

·傷害和事故帶來的威脅 生產(chǎn)氨需要高溫和高壓，工廠事故可使附近的工人受到傷害。在每100位美國氮肥廠的工人中，每年都有幾起有關(guān)傷害或引起疾病的報道，個別情況下還有有關(guān)死亡的報道。

·生產(chǎn)涉及到化學(xué)危險品 在常溫常壓下氨是一種氣體，濃度很高時，毒性很大。它通常用罐車運輸。在公路上或工廠里發(fā)生的大量氨泄漏事故會危害健康。雖然這類事故很少，但20世紀(jì)70年代在Houston發(fā)生的交通事故使氨罐破裂，造成5人死亡，178人受傷。盡管自20世紀(jì)80年代處以來總事故發(fā)生率已經(jīng)減少，但每年都有在儲藏和運輸氨中發(fā)生傷亡事故的報道。

·水質(zhì)受到威脅 在生產(chǎn)過程中，少量的氨會溶解在水中并進入輸水管道，這樣的水呈堿性——也就是說，它的pH大于7。若工廠發(fā)生故障，充滿氨的廢水排放會使Snake河的水生物斃命。

·氨市場可能萎縮 化肥工業(yè)是氨的最大用戶，目前化肥密集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已引起爭議。盡管合成肥料的使用增加，但在一些地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量卻在下降。一些農(nóng)民盡量不使用合成肥料，今后氨需求量可能會減少。雖然氨廠能提供短期經(jīng)濟效益，但這可能會影響Riverwood未來的經(jīng)濟。

在投票決定是否建設(shè)化工廠前，Riverwood居民有六個月的時間考慮這個問題。在此期間，許多人需要熟悉化學(xué)工業(yè)和氨廠的工作。

在我們傳統(tǒng)的化學(xué)教材中，對“氨”這一內(nèi)容的呈現(xiàn)大多會按“性質(zhì)——制備——用途”這樣的線索來呈現(xiàn)，化學(xué)教師通常也會從這三個方面來組織教學(xué)。于是，通過這樣的教材及教學(xué)，我們的學(xué)生大多會知道氨極易溶于水（噴泉實驗）、合成氨的化學(xué)原理（催化氧化）、氨的主要用途（生產(chǎn)化肥）等化學(xué)知識。至于氨與人類社會、生活有什么關(guān)系，我們除了知道用它來生產(chǎn)化肥外，并無什么深刻的感受。而在案例中，編者將有關(guān)“氨”的知識融于一個社會問題解決的背景中，在問題解決過程中，學(xué)生不僅需要掌握氨的性質(zhì)、工藝流程、貯存運輸方法等，而且在潛移默化中獲得了人文熏陶。

一、對化學(xué)的辯證態(tài)度

教材一方面提供有利因素讓學(xué)生明白化學(xué)的貢獻(xiàn)——氨工廠的建成和投產(chǎn)對降低當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)成本、發(fā)展地方經(jīng)濟的作用；另一方面又不回避不利因素——傷害、事故、潛在危險等。在開誠布公的討論中，讓學(xué)生清楚地知道，化工生產(chǎn)是風(fēng)險和利潤共擔(dān)的。而且，沒有任何化學(xué)工業(yè)活動或政府能完全消除制造化學(xué)物質(zhì)所帶來的危險，它的危險性并不會比駕駛汽車更大。知道這些危害，深入地進行研究，謹(jǐn)慎地處理它們是至關(guān)重要的。對這些問題的關(guān)心不僅僅是化學(xué)工業(yè)的責(zé)任，作為化工產(chǎn)品的使用者，我們也有責(zé)任。我們了解一些化工產(chǎn)品生產(chǎn)的基本知識，包括物質(zhì)是如何被加工的、如何滿足能量需要、用什么原材料以及原材料如何獲得、廢物如何處理、操作中存在什么危險、對環(huán)境存在什么潛在危害等。有了這些知識，在判斷對我們和環(huán)境是有害還是有益時就變得主動了。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的過程中必須理解一個事實：我們在享受科學(xué)技術(shù)福祉的同時，也要對其局限性進行反思，辯證地看待風(fēng)險和收益，盡可能用科學(xué)的方法減少或避免這些風(fēng)險；我們應(yīng)當(dāng)通過交流，用科學(xué)技術(shù)知識回應(yīng)不同的觀點和顧慮。了解化學(xué)與科學(xué)技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會生活的聯(lián)系，培養(yǎng)正確的世界觀、價值觀和應(yīng)用化學(xué)知識解決實際問題的能力。將來在處理復(fù)雜社會問題時，能運用化學(xué)知識權(quán)衡利弊、準(zhǔn)確判斷，做出恰當(dāng)?shù)倪x擇和處理。

二、對自然的關(guān)愛

氨是一種重要中間體，盡管EKS公司利用自己生產(chǎn)的氨制造化肥，它也把氨賣給其他生產(chǎn)塑料、樹脂、纖維和炸藥的化學(xué)公司。同樣，EKS從其他化學(xué)公司也購買化工產(chǎn)品用于生成化肥。化工產(chǎn)品需求量正在穩(wěn)步增加，由于生產(chǎn)這些物質(zhì)需要越來越多的自然資源，眾多問題就產(chǎn)生了：我們?nèi)绾螐牡貧ぶ蝎@得大量原料而不破壞地球的美麗和平衡？如何處理大量的廢物？它們許多都含有有毒物質(zhì)，怎樣控制大氣和水污染？如何防止和減少化學(xué)物質(zhì)泄漏以及保證工人和普通公眾不受化學(xué)物質(zhì)傷害？這些問題的討論強化了學(xué)生對于自然的關(guān)愛意識。“人類缺少的不是智慧而是駕馭智慧的智慧，即人文智慧。”科學(xué)技術(shù)發(fā)展是推動歷史前進和社會變革的最重要因素之一，科技的價值取向歸根結(jié)底取決于人的素質(zhì)。能否對科學(xué)技術(shù)社會有客觀的認(rèn)識和做出正確的決策，取決于人類能否關(guān)注自身，關(guān)注自然，能否對其他生命懷有一種終極關(guān)懷。

三、對社會的責(zé)任感

化學(xué)在為人類創(chuàng)造財富、促進社會發(fā)展時的同時，也給人類社會造成了一些嚴(yán)重的問題。化學(xué)工業(yè)有責(zé)任采用各種方法盡可能使化學(xué)品沒有危險，盡可能使工作場所安全。教材中還給學(xué)生提供了一則材料，如以下案例所示。

案例：CMA會員公司必須遵守的原則[1]

近年來，美國工業(yè)界和公民已經(jīng)認(rèn)識到他們共同的責(zé)任是確保化工產(chǎn)品有利潤并對社會造成的危害最小。美國環(huán)境保護局（EPA）作為公眾利益的代表，為致力于這種合作作出了貢獻(xiàn)。擁有近200個會員公司的化學(xué)制造業(yè)聯(lián)盟（CMA）擁有美國化工產(chǎn)品90％的生產(chǎn)能力，CMA中任何一會員公司必須遵守以下原則：

·在生產(chǎn)、運輸、儲存、使用以及處理化學(xué)品時必須確保安全和對環(huán)境負(fù)責(zé)。

·回答社區(qū)關(guān)心的化學(xué)物質(zhì)及生產(chǎn)問題。

·幫助社區(qū)做好處理泄漏和其他排放物等緊急情況的準(zhǔn)備。

·使公民和政府官員知道與化學(xué)物有關(guān)的健康和環(huán)境危害。

由科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而導(dǎo)致的社會問題的解決，不僅僅是科學(xué)家和政治學(xué)家們的事情，也同樣是大眾的事情。學(xué)校不僅要培養(yǎng)了解社會、致力于社會的科學(xué)家和技術(shù)人才，還要培養(yǎng)了解科學(xué)技術(shù)及其后果并能參與科學(xué)決策的公民。在給予學(xué)生化學(xué)科學(xué)力量的同時，也要教給他們正確使用這種力量的方法。即從人文的角度，反思化學(xué)的能力，認(rèn)識它促進社會發(fā)展的同時給社會帶來的負(fù)面影響，并以人類發(fā)展為前途去思考和行動，建立高度的社會責(zé)任感和使命感。

ChemCom將化學(xué)的人文價值作為一條暗線貫穿于教材的始終，它告訴我們：化學(xué)并非只有“工具理性”或技術(shù)價值，其中蘊涵豐富的人文內(nèi)涵，中學(xué)化學(xué)教育要培養(yǎng)的不僅僅是化學(xué)家，而且是對化學(xué)學(xué)科有所了解和體悟的普通公民。高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出了“在人類文化背景下構(gòu)建高中化學(xué)課程體系，充分體現(xiàn)化學(xué)課程的人文內(nèi)涵，發(fā)揮化學(xué)課程對培養(yǎng)學(xué)生人文精神的積極作用”[2]。化學(xué)教學(xué)不僅提供給學(xué)生基本的化學(xué)知識、技能和方法，更重要的是要讓他們能從化學(xué)的視角去認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)、社會和生活方面的有關(guān)問題，在面臨與化學(xué)有關(guān)的社會問題的挑戰(zhàn)時，能做出更理智、更科學(xué)的決策。學(xué)生不僅從化學(xué)中學(xué)到科學(xué)知識和方法，也學(xué)會思考，學(xué)會懷疑，同時也學(xué)會關(guān)懷。培養(yǎng)這種具有科學(xué)精神和人文精神的個體，才是現(xiàn)代中學(xué)化學(xué)教育的最終目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ameican Chemical Society. Chemistry in the

Community 5th Edition.W.H. Freeman and Company Publishers，2005

[2] 中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn). 北京：人民教育出版社，2003