分類觀是化學學科的基本觀念嗎

2015-06-18 00:24:59吳俊明

化學教學 2015年4期

摘要：從理論和實際兩方面看，分類觀都不是化學學科的基本觀念；不能說“分類觀是化學學科（獨有）的觀念”，也不能說“分類觀是科學（獨有）的觀念”。通常所說“分類”有多種含義，要注意甄別。從本體觀、方法觀、價值觀和認識觀4方面闡釋了分類觀，確定分類觀應該歸屬于方法觀。指出守恒觀、平衡觀等也有類似情況需要注意。舉一反三，總結了需要注意的幾點。

關鍵詞：分類觀；科學觀念；化學觀念；基本觀念；觀念泛化

文章編號：1005–6629（2015）4–0003–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

一段時間以來，有不少人問：分類觀是化學學科的基本觀念嗎？稍稍留心了一下，發現持有或者沿用“分類觀是化學學科基本觀念（之一）”這個觀點的作者不在少數。與此有關的一種現象是：“酸和堿的化學性質”的教學要建構分類觀；“弱電解質的電離”教學要以分類觀為指導；在“鹽的水解”教學中要講分類觀，有機化合物的教學更是要突出分類觀……分類觀的教育似乎成了一種時尚。思考之后，覺得有必要就一些問題進行討論。茲略述如下，以就教于讀者諸君。

1 分類觀是化學學科的基本觀念嗎

作為一門學科的基本觀念，它應該是對該學科基本問題的抽象的、概括的和總結性的認識與見解[1]。弄清化學科學的基本問題是什么，對于確定分類觀是不是化學學科的基本觀念是很關鍵的。

化學的基本問題應該貫穿于化學的全部歷史，對于化學具有基本的性質。從這個認識出發，張嘉同教授研究化學科學的發展歷史，發現組成問題、結構問題和反應問題是影響近代化學和現代化學形成和發展的、帶有根本性的重要問題，確定它們是化學科學的基本問題。唐有祺院士和王夔院士在他們主編的《化學與社會》一書中把化學組成、化學結構和化學反應分別作為“第11章化學與哲學”全部3節的標題，表明他們持有相同或者相近的看法[2，3，4]。

有人認為，化學科學的基本問題是“物質及其轉化”，這種說法不能說是錯的，但似失于籠統，不能使人得到要領。實際上，不了解物質的組成和結構，就不能深入地認識物質的化學反應，也就不能解決“物質及其轉化”問題了，把基本問題具體地說清楚實在是有必要的。

有人認為，學科觀念是學生在深入理解學科本質特征的基礎上所形成的對物質世界的基本看法和態度，常表現為學生能自覺地從學科視角看問題的思維習慣。在學科觀念中，對學生發展和公民生活最基礎、最基本的觀念就是化學基本觀念。把學科觀念以及學科基本觀念的認識主體限定于學生，把學科限定為跟物質有關的學科，把態度列入觀念范疇，似都不太合理。

相形之下，分類對于化學科學形成和發展的重要性跟上述組成、結構和反應3個問題是不可比的。例如，分類在人們認識元素、單質和化合物（特別是有機化合物）以及化學鍵、化學反應等等的過程中都得到應用，受到重視。但是分類在這些研究中所起的作用主要是對跟研究對象有關的事實材料或信息等進行梳理以便于檢索、記憶，并不能保證達到深入的認識。例如，1789年，拉瓦錫把“簡單物質”分為“屬于整個自然界的簡單物質（包括光、熱素、氧、氮、氫5種）”、“可氧化與可酸化的簡單非金屬物質”（共6種）、“可氧化與可酸化的金屬物質”（共17種）以及“可酸化簡單土質物質”（共5種）[5]4類。這種分類主要是以性質特點為依據的，從歷史的角度看，對化學的發展沒有起到多大的促進作用。到了19世紀，化學家們開始注意原子量對元素性質和分類的影響，提出了許多不同的分類方案，一步步地向真理逼近，終于在19世紀后半期由邁爾（J.L.Meyer，1830～1895，德）和門捷列夫（Д.И.Менделеев，1834～1907，俄）提出各自的周期表，直接導致了元素周期律的發現。進入20世紀后，人們了解了原子的內部結構，才真正理解了元素周期律。這段歷史表明，元素周期律的發現不是純粹的分類的產物，科學的元素概念和對原子結構的認識對發現元素周期律的關鍵作用是分類方法無法比擬的。再如，近代化學家早就把氧化物、酸、堿、鹽等作為復合物（化合物）的主要類型[6]，他們對化合物如此分類是基本正確的，然而這也沒有對化學科學發展起到很突出的推動作用。

總之，從理論和實際兩方面看，分類觀都不是化學學科的基本觀念。

2 分類觀是化學學科獨有的觀念嗎

分類絕非化學學科特有，各門學科都有分類問題。就分類的重要性而言，在有些學科中還超過了化學。例如，在18世紀中期以前，人們發現了許許多多的植物和動物，但是往往難以區分它們，難以弄清它們之間的聯系。博物學家經常任意地指定分類的標準，甚至有把全部家養動物或者全部水生動物武斷地歸并在一起的混亂現象，造成了近代首次生物信息危機。面對這種情況，林奈（Carolus Linnaeus，1707～1778，瑞典）一邊蒐集生物材料，一邊對材料進行仔細、認真的研究和比較。他注意從各種生物的形態和習性中找出其共同點，把它們歸類區分，又注意找出各類生物之間的關系及其固有秩序。終于在1735年出版了《自然系統》一書，對動、植物進行了初步的系統分類。在隨后的幾年里，他繼續發展他的分類系統，在歷時6年后，于1753年又完成了《植物種志》一書，奠定了近代植物分類學的基礎。《自然系統》在多次再版過程中不斷地大量增補和修訂，在1758年刊行的第10版由最初的14頁擴展為1384頁的巨著。書中鑒定并命名了數以萬計的動、植物物種，結束了動、植物分類命名的混亂局面，大大促進了科學分類學的發展。林奈也因這一偉績獲得了“植物學之王”和“近代生物分類學之父”的美譽。

在林奈之前，生物學研究一直處于蒐集和累積材料的階段。眾多生物學家所作的工作只是將成千上萬種動、植物一種種地搜集，而后雜亂無章地堆積。林奈以此為基礎，開始了生物學的研究工作。可以說，沒有林奈的分類工作，就沒有近代生物學的發展。林奈為生物界確立秩序，使人們對生物的認識有了可依循的規律，所以有人夸張地把他與牛頓相提并論，說牛頓確立了天體的秩序而林奈則確立了生物的秩序。

由于受到宗教的影響，林奈原先是堅定的物種不變論者。晚年時，在大量事實面前，他不得不承認“物種是時間的產兒”，反映了人類認識由物種不變論到物種可變論再到進化論的發展趨勢。林奈創造性地提出了應對由地理大發現所導致的近代首次生物信息危機的有效解決方案。他的分類法沒有反映物種自然進化的親緣關系，屬于人為分類法，但在應用上非常方便，所以很快便被廣為采用，一直延續到19世紀。其后終因不符合生物進化的實際情況，才被自然分類法所取代[7，8，9]。以達爾文生物進化論為基礎建立的生物自然分類系統，曾經成功地預言了“始祖鳥”等許多應當存在而在當時尚未發現的各分類階元之間缺失的中間類型，使得根據生物分類系統尋找某種生物成為直至當今的生物學家的一項重要工作，而達爾文的進化論在很大程度上是以分類工作為基礎的。這些事實凸顯了分類對于生物學的特別意義。

實際上，分類不僅存在于科學之中。在其他領域，甚至在日常生活中，人們都常常要進行分類，這表明分類已成為人類的一種基本的思維方式和研究方法。有關的例子俯拾皆是，完全不需筆者贅述。

由此看來，我們不但不能說“分類觀是化學學科（獨有）的觀念”，就是說“分類觀是科學（獨有）的觀念”也是大有問題的。

3 什么才是分類觀

通常所說的“分類”有多種含義：可能是指分類方法或者分類操作、分類結果，也可能是指分類觀念、分類思想、分類策略等。這意味著“分類”不僅僅就是分類觀，要注意對其所指進行甄別，避免把“分類”都改稱為“分類觀”，造成觀念泛化。

有人認為，對物質進行科學的分類，把握物質的本質屬性和內在聯系，分門別類地研究物質是科學研究的基本方法。這也是值得商榷的：分類只有在研究對象的種類較多時才有需要，大量的科學研究的對象種類不多，因而不需要分類。這樣，怎么能認定分類是科學研究的基本方法呢？至于是不是要限定于“對物質進行分類”、限定于物質科學，就不需要說了。

對種類繁多的物質進行分類，然后逐一展開研究，特別是選擇代表性物質，研究各類物質的通性以及重要物質的個性（特殊性質）相結合，這是化學研究的重要方法之一，是化學應對物質種類繁多的有效策略，也是化學研究的一個特點。在化學教學中有必要讓學生重視和掌握化學研究中這種重要方法。但是，這里的“分類”屬于方法、策略層次，毋需上升為分類觀。此外，還應注意分類多用于對象數量較多、不能枚舉的復雜情況；對只有少數幾個或者可以枚舉的對象只需進行一般的劃分或區分，若作分類則有濫用之嫌。

什么才是分類觀？按照觀念的一般界定，可以把分類觀界定為對以“分類是什么”為核心的有關問題的抽象的、概括的和總結性的認識與見解。所謂化學分類觀則是對化學學科中分類問題的抽象的、概括的和總結性的認識與見解，其中包括對化學學科中分類的特點和適用范圍等問題的抽象的、概括的和總結性的認識與見解。分類觀主要由下列部分組成：

3.1 分類本體觀

回答“分類是什么”問題。主要內容是：分類是根據事物的本質屬性或顯著特征進行的劃分，是系統地總結和掌握已經識別的各種事物的思維方法。劃分是分類的基礎，是把事物（母項）分為若干個子項，從而揭示和分解母項概念外延的邏輯方法。分類跟劃分的根本性差別在于：分類以事物的本質屬性或顯著特征作為劃分標準，其余的一般劃分則是以能起區分作用的表觀屬性作為劃分標準。

科學分類跟日常分類有所不同。科學分類是按照一定方法、遵循一定規則進行的；日常分類多為一般劃分，沒有一定的方法和規則，還常常隱藏著邏輯錯誤。

3.2 分類方法觀

回答“怎樣進行分類”問題。具體地說，科學分類通常以事物的某種本質屬性或關系作為標準，分類的標準是多種多樣的，可以根據不同的需要采用不同的標準對事物作不同的分類。但是，在同一次分類中必須采用相同的標準。也就是說，科學分類必須有一定的標準。在進行科學分類時，需要掌握一定的專業知識，才能恰當地選擇反映事物比較深刻本質的屬性或特征作為分類標準。

事物之間的共同點和差異點只有經過比較才能發現，因此分類是以比較為前提的。根據共同點將事物歸合為同類，根據差異點將事物劃分為不同的類，這個過程就是分類。

為了做出恰當的分類，除了需要搜集和積累必要的信息或材料，選擇恰當的分類標準之外，還需要遵守分類的規則：（1）各子項之和跟被劃分的母項正好相等，不能發生分類過寬或過窄的邏輯錯誤；（2）每一次分類必須根據同一標準進行，不能發生子項重疊或缺漏的邏輯錯誤；（3）多級分類必須按照一定層次逐級進行，不能出現越級劃分的邏輯錯誤。

實際分類時，需要對具體情況作具體分析，需要通過辯證思維區分事物的本質特征和非本質特征、主要特征和次要特征。

3.3 分類價值觀

回答“為什么要進行分類，分類有何意義”問題。主要內容是：

分類涉及事物眾多信息的存取，可以為有關的檢索提供方便。

分類可以使大量、繁雜的事物信息條理化、系統化，為進一步的研究創造條件。涉及大量事物（或材料、信息）的研究和其他活動都離不開分類。

分類能夠反映事物內部的聯系和規律性，因而具有科學的預見性，能夠成為尋找或認識某一具體事物的認知向導。

3.4 分類認識觀

從認識論角度闡述分類知識的主干內容、特點、本質、類型、形成、發展等問題。例如：

分類也是對客觀事物的一種反映方式。

從依據現象分類到依據本質分類，從不太深刻的本質分類到比較深刻的本質分類，是分類逐步深化、發展的過程。

根據事物的本質特征或內部聯系所進行的分類屬于本質分類，常稱為自然分類。根據事物的外部特征或外在聯系所進行的分類屬于現象分類；現象分類常常會把本質不同的事物歸屬于同一類別，把本質相同的事物歸屬于不同類別，有很強的人為性質，所以也被稱為人為分類。

科學中的分類應該是自然分類。現象分類有時也有一定的使用價值，等等。

由此看來，分類觀應該歸屬于方法觀。在“酸和堿的化學性質”、“弱電解質的電離”、“鹽的水解”以及有機化合物等知識的教學中雖然涉及到分類問題，或可作一些分類觀滲透，但不宜把分類觀教育列為教學任務，不需要也不適宜明講、大講分類觀。分類觀教育比較適宜在具有緒言、綜述、概論等性質的課上進行，特別是在具有總結性的單元小結、總結、回顧、復習一類的課上進行，要堅持初期以滲透、積累為主，而且要“潤物細無聲”，不要隨便貼“分類觀教育”的標簽，不必大聲嚷嚷“我在進行分類觀教育了”，后期才適時、適當地總結、上升、升華。

4 總結：需要注意的幾點

上面討論了跟分類觀有關的幾個問題，實際上，守恒觀、平衡觀、模型觀、儀器觀等也有類似的情況，需要注意。

我們應該舉一反三，注意下列幾點[10]：

（1）正確地認識和理解什么是觀念，防止把觀念跟方法、策略、智力操作以及有關結果等混淆起來，稍稍沾一點邊就上綱為觀念，致使外延錯亂；要力戒生造觀念（例如定量觀等），致使觀念泛化。

（2）分清觀念層次，避免歸屬不當，發生層次穿越（例如把科學本質觀、守恒觀、平衡觀等歸屬于化學學科觀念）。

（3）弄清學科基本問題，不隨意擴編基本觀念。

（4）重點抓好基本觀念教育，有重有輕，不一味貪多。

（5）遵循觀念養成規律，力求“功到自然成”，力戒違背規律急于求成。

參考文獻：

[1]吳俊明，吳敏.為什么要關注科學觀念[J].化學教學，2014，（4）：3～6，13.

[2]張嘉同.化學哲學[M].南昌：江西教育出版社，1994：103～106，35～42.

[3]唐有祺，王夔主編.化學與社會[M].北京：高等教育出版社，1997：227.