理解化學文化　踐行學科育人

朱志江　趙華

摘要：文化認識復雜性帶來化學文化理解的多元化。立足化學本體理解化學文化，從文化學者認識趨同的文化性質分析，探究化學文化的本質屬性。化學文化的發生發展機制是實踐活動，其外顯模式是化學知識，內隱模式是科學精神。傳承、發展、創新化學文化，踐行學科育人推進學科核心素養落地，需要建構落實文化實踐型的教學方法模式，深化文化符號的學科知識學習，以及加強化學文化本質的科學精神教育。

關鍵詞：化學文化;踐行;學科育人

文章編號：1005-6629（2021）05-0003-06 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1概述

文化作為與人類本身同樣古老的現實存在，文化定義大約有300多種。化學是自然科學，討論化學文化具有挑戰性。

在化學文化研究中，有的從具體事實出發，例說化學文化的感性存在。如鄭胤飛認為“化學和數學、文學、物理學、歷史學等基礎學科一樣，是人文素養的重要組分之一”“化學真的是一種文化”。化學文化教育著力于“簡約形象”地表現化學學科思想觀念方法的教學設計。有學者從教育對生命的發展本質出發，演繹說明化學文化是“源于人的本質發展性建立的對物質世界認識過程中形成的化學知識體系及衍生而來的價值觀念體系的總和”“包括化學文化的事實之維和價值之維”。

趙萬里從“科學文化”視角，指出“化學文化是人類科學文化的亞文化，它是化學物質、化學活動方式和化學精神的復合體”。郭瑞斌、莫尊理等從“文化學”角度闡釋化學文化是“探討化學產生、發展規律及其文化本質的科學”。畢吉利從科學文化的共性個性統一角度，認為化學文化的本質規定是“物質世界求真”“社會發展崇善”“自然世界臻美”的結合。王偉群等從“文化視野”指出化學的文化特征為“追求真理和崇尚人性”“創造化學物質和科學精神”“追求理性美與形式美”“改變人們生活方式和價值觀念”“認識活動和社會活動”，從人類文化大視角對化學應有的文化特征進行了推演性和想象性描述，提出可通過“注重教學目標多元”“突出教學內容人性”“強調探究過程體驗”“倡導合作學習經歷”進行化學文化教育。

付勇等從“文化構成要素”分析指出，化學文化是“人類在認識和改造世界過程中，發現、創造和形成的化學理論體系所具有的思想、方法、概念、定律，是學科中所采用的語言符號、價值標準、科學精神或人文精神、文化產品以及工作方法的總和”。如此化學文化包括3個層次，一是具體有形的與化學有關的物品，如化學儀器設備物質產品等;二是無形的學科本體，如符號概念思想方法等;三是潛隱的觀念層面，如價值標準、科學精神和人文精神等，指出化學文化教育可以通過“運用化學史料、發揮實驗功能以及加強社會聯系”等途徑來開展。

綜上，化學文化研究無論是感性體悟總結還是理性分析歸納，最終可歸為兩點：一是將化學文化與人類文化關聯，主要表現是化學與人文文化的附著，二是用科學文化演繹化學文化，結果都是化學與文化的“我”“他”二元映射關系的分析說明。化學文化教育更多傾向于對科學文化和人文文化元素的牽附，缺乏化學本體系統性意義。

2理解化學文化

“不可否認，很多學者對文化進行了深刻的、自覺的理性反思，而且很多學者充分認識到文化的普遍性”“文化雖然無處不在，但又是無形的、難以直接把握的東西”。因為文化的普遍性，人們對文化的認識并不一致，化學文化討論不會簡單。縮小討論視界，從“科學文化”“人文文化”切入，界定化學文化仍是難題，不如從文化學者認識趨同的觀點結論著手，立足于活生生的化學本體，探究化學文化的基本屬性，理解化學文化的基本意涵。

2.1化學文化的發生發展機制是實踐活動

對于人類文化的發生機制問題文化學者的意見是統一的。人類文化最根本的意義是人之歷史地凝結成的生存方式，文化根植于人的超越性和創造性。用馬克思實踐哲學看待文化發生的超越創造性活動，該活動就是人類實踐。馬克思實踐論認為：實踐是人與自然分裂與統一的根本，實踐把人從自然物中分離出來，創造了“第二自然”的文化;實踐是人與人、人與社會分裂與統一的基礎，實踐塑造了人的社會制度，人成了以“類”存在的“文化人”;實踐是主體與客體、精神與物質分裂統一的基礎，實現認識主體與對象的同構耦合，完成了文化源于實踐的超越和創造。如此，文化作為人類實踐活動的對象化，活動性是文化的核心基因，是文化之源的“元文化”。一切文化都是人的實踐產物，文化構成了實踐活動的內在機理方式，是實踐活動的方法和形式。

人類大約在50萬年前學會取火，開始支配火這種自然力，實現了人與動物的初步分開。用火是人類在實踐中形成的最簡單而又了不起的“火”文化。人類在生命過程中產生延續生命的愿望，享受生命也需要更多物質財富，火的運用催生了“金丹”文化。人類掌握了火（用火和保存火種）是一件了不起的大事，也可以說是化學的開端。中國古代煉丹家樸素的物質觀（五行）以及變化觀（賤的變成貴的），支持他們無畏無懼、無怨無悔地用“火”工作了一、二千年，是為實驗法探究元素化合物性質，盡管幼稚懵懂，亦為現代科學實證研究之肇始。

現代化學思想萌芽于16、17世紀的西方，哥白尼日心地動說和機械唯物主義自然觀的牛頓力學，帶來科學思想的大革命。化學哲學家開始尋求對人和自然的統一性理解，主張通過觀察、實驗等實踐活動探索人和自然，通過“化學操作”來進行未知世界認知，“通過一系列實際的化學操作而不是邏輯思辨來研究人與自然”。把觀察和實驗置于重要地位，主張并重視實驗中的定量研究，“在化學實驗室里工作一年，比爭論亞里士多德論文幾世紀更有益”。觀察法和實驗法的普遍應用，帶來了18世紀拉瓦錫化學革命，發揚光大拉瓦錫定量化學的法國氧化學派，結束了燃素說的長期統治，現代意義的化學思想出現了。正是定量實驗研究的進一步發展，道爾頓完善了現代化學確立標志的原子論，使得原子從古希臘的哲學思辨中來到了現代科學，為現代化學學科確立帶來了突破性進展。正如恩格斯所指出的，化學新時代是從原子論開始的。

綜上，無論是化學的起源發端還是發展為現代學科，都是人類實踐活動的結果，表現了人類實踐的一種獨特形式方法，化學成為人類文化歷史長河中一朵美麗的浪花。

2.2化學文化的外顯模式是學科知識

文化學者將文化分成不同模式進行研究。“文化包括各種內隱的和外顯的行為模式”。文化的外顯模式主要包括承載傳輸文化信息的物質載體、文化規定的行為規范準則等。如此，化學文化的外顯模式就是化學學科知識，具體指文字符號系統表征的化學知識，包括化學事實、概念原理以及思想方法的所有化學本體。化學知識是符號化了的化學文化。需要特別強調的是，符號化了的文化外顯模式往往會消解“元文化”，遮掩文化內隱的精神本質。

教育載體主要是課程、學科，課程是人類文化加工的產物，可以把課程形態的文化叫做課程文化，簡稱“課程”。在課程化進程中同其他學科一樣，化學也逐漸演變成了文化的工具性存在，淡出了文化的發展性存在。化學文化的課程化和學科化不斷強化其外顯模式，發生了“文化隱失”現象。從學科起源發展看，學科形成過程就是文化整理歸納、分類加工、充實發展的精致化過程。這種簡約化、邏輯化了的文化（學科）“精品”，看起來非常便于學校的文化教育傳承，事實是付出了“元文化”悄悄隱失的代價，文化鮮活消隱在學科邏輯體系的抽象符號中，化學文化也不例外。

例如，人們在長期社會生產生活實踐中，觀察總結發現“雷雨發莊稼”以及某些豆科類植物能夠“輕而易舉”地生長，受此啟發產生高能和催化兩種固氮思路，偉大的化學家們經過艱難的探索研究，實現了合成氨固氮，為人類帶來福祉。此過程體現了觀察法和實驗法的行為方式，據此人們認識到“物質是變化的，變化是有條件的，變化是可以控制的”等變化思想觀念，另外，合成氨的方法過程結果還蘊含著豐富的化學價值存在。如此飽含文化實踐成分的化學過程，在教材中只是一些抽象的符號，消隱了絕大部分人類合成氨實踐過程的文化基因。化學文化同其他學科文化一樣，文化的外顯模式并非文化本質，只是凝結了的文化符號。文化外顯模式與本質之問這種分裂統一的性質，對學校教育教學具有重大啟發意義。

2.3化學文化的內隱模式是科學精神

文化的外顯模式與內隱模式不可分割，文化的內隱模式主要指向文化的思維方式價值觀念情感取向等。化學文化的內隱模式是科學精神。探討科學本質回答科學是什么，是科學哲學命題。無論素樸科學觀、后實證的科學哲學還是科學范式論，大都承認科學的本質是證實或證偽，這是科學的真理性表現。馬克思認為科學是“人對自然界的理論關系”，這是對科學本質更深刻、更一般的哲學概括，人對自然的理論關系集中反映在兩方面，即客觀真理意義和主觀價值意義。化學科學發展過程就是化學概念理論的發展演化過程。元素概念在化學發展中的重要性無可替代，回溯元素概念的形成發展過程，可以幫助我們進一步深化理解化學文化內隱模式中的求真精神和求善意義。

偉大的古代思想家擺脫神力或超自然力束縛，意圖從自然物質世界本身認識自然解釋世界。中國古代“五行說”、古希臘“四元素”以及歐洲的“三要素說”都是思辨意義的元素概念，這只是古代天才哲學家的直覺和臆測，但不可否認其對于元素真實存在認知的歷史貢獻。歐洲文藝復興帶來科學大發展，大量煉金醫藥工藝化學的實踐活動促進了化學科學的繁榮，拉瓦錫在1787年定義“元素是任何方法都不能分解的物質”，這是經驗分析意義的元素概念。拉瓦錫在此確定了元素的判斷標準，沒能描述元素結構假設，沒能從原子角度建構元素概念，歷史局限地混淆了元素與單質的區別，無法實現元素、原子和單質概念的系統自洽。到1803年，道爾頓繼承古代原子論思想，創立科學原子論，揭示了元素與原子的內在聯系。原子理論的元素觀反映了事物的本來面目，給元素概念帶來了前所未有的明確性和系統性，“元素”在求真道路上邁出了更大步伐。從哲學思辨的元素概念到經驗分析的元素概念直至原子理論的元素概念，表現出了化學求真的內隱模式，是化學文化科學精神求真本質的具體表現。

到19世紀末20世紀初，元素概念發生了一系列深刻變化，表現了化學科學求真精神與求善價值的統一。19世紀末，物理學X射線、放射性和電子的發現，打破了原子不可分的原有認識，同時也毀壞了原子理論的元素概念基礎。1902年，盧瑟福和索迪對天然放射現象研究，提出元素衰變說，1910年索迪的同位素假設得到證實，否定了自道爾頓以來的“一種元素對應一種原子”的觀點。現代科學元素認識論逐漸清晰，到1913年莫斯萊發現原子序數就是核電荷數，人們對周期律及元素的本質認識發生了質的飛躍。1919年盧瑟福實現人工核變，20世紀30年代，元素的轉化已成為平常之事，“元素是核電荷數（質子數）相同的一類原子的總稱”得到明確承認。現代科學元素理論認識過程中，射線、放射性、同位素以及核變等科學的內在價值得到充分體現的同時，其對應的科學社會價值也彰顯無遺，如在人類生命健康和能源利用領域的科技發展方面作出的巨大貢獻，為人類社會帶來利益。可以確定，化學文化內隱模式之科學精神，其“求真向善”的文化氣質是永恒的。

3踐行學科育人

3.1轉變教學模式

“立德樹人”教育改革要求教育回歸文化意義本體而非文化工具事實，教學必須要落實學科育人的教育思想。踐行文化發展意義的教育教學，當下相當迫切的改革任務就是轉變課堂教學的方法模式。

傳統課堂由技術教學論主導，以塑造知識人為鵠的，使得最應具有文化行為范式的教學丟失了文化意蘊，學生淪為文化符號知識的搬運工。化學學科要踐行文化育人，必須從文化發生發展機制中獲得啟示，化學文化教學論應該是意義體驗的實踐論而非技術工具的操作論。從化學文化理解視角建構化學教學新模式，教學應該是學生在其“生活世界”中的實踐行為，最起碼應是化學文化發生過程的模擬行動。這意味著化學教學需要學生回歸真實“生活世界”，通過驚奇的現象觀察發現引發興趣和心理需要，根據經驗體驗和行動合作提出有意義的思考命題，經過實踐探索對問題假設進行證實證偽，最后在任務解決運用中獲得認知結論，形成符號表征。比如化學反應速率影響因素的教學，從“人體為什么能保持恒溫”“胃怎么能消化多種食物”“感冒發燒為什么沒胃口”等經驗開始，通過猜想假設、設計實驗和探究討論獲得認識結論。這種教學重演知識形成的活動歷程，比知識闡釋記憶訓練具有更多的文化生成意味。化學文化意義教學絕不是學科知識的強行植入，而是巧妙地通過符號知識工具載體，創設真實問題情境，在活動過程中對文化知識形成進行重演。如此演繹哪怕是虛擬的真實（學校條件限制），也是具有文化生發意義的，這也正是素養化教學強調真實情境問題教學的價值所在。在化學文化實踐性教學模式建構中，要嘗試多樣化的教學方法方式，比如基于科學史及知識發展史的教學，基于發展多維素養的STEAM教學，基于學科超越促進學生心智轉換的項目式學習，具有文化敘事特征的以大觀念為中心的主題單元整體教學等。

3.2深化知識學習

化學文化外顯模式是知識，知識學習是文化發展的必然行為，知識學習與文化育人是辯證統一的。文化育人目標是人的發展，所以知識的學習目標是發展性，知識本身是不能實現人的發展的，知識是發展的工具，知識學習最終任務要落到學生發展上來，知識學習需要深化來促進人的發展。

“化智成慧”意在知識學習實現自我教育價值，完成知識的人生智慧轉化。知識學習要獲得文化意義并實現自我教育，啟迪生存意識慧悟人生價值，把知識學習升華到理想信念和人格陶冶的高級層面，才是知識文化教育的應然狀態。以元素周期律（表）知識學習為例，須在周期律表呈現的概念原理背后，了解科學家們百年多來科學實踐情境中的探究歷程，揭示周期律體現的從量變到質變、新的量變到質變的哲學規律，啟發學生“防微杜漸”的警醒意識和“循序漸進”的發展認識，從而獲得人生發展幫助。如此學習體現了知識的發展意義，只有“將知識與人聯系起來，將知識回歸到人身上，回歸到人的德性與精神世界的建構上，知識才能夠獲得自己的生存結構，即意義結構”。知識的“意義問題已經逐漸進入人們的研究視野，并成為時代主題”。知識學習的發展意義是教學文化回歸的必然，是學科育人的重要途徑。

3.3強化科學教育

化學文化內隱模式是科學精神，現代科學精神本質是求真向善，表現科學的事實之維和價值之維。2017年版普通高中化學課程標準提出化學學科核心素養，大部分落在科學精神方面。如“證據推理與模型認知”是認知方法，是人類探索物質世界過程中積淀形成的一種有效的科學文化行為模式。“科學探究與創新意識”強調求真的態度意識和開拓創造精神，包括化學實驗探究這一重要的文化實踐方法。“科學態度與社會責任”則是對化學文化科學精神價值維度的理想訴求。踐行化學育人，要彰顯化學文化內隱的科學精神，通過化學學科核心素養的培育實行化學的文化教育，這正是化學文化傳承的時代路徑。由此觀之，化學文化教育與化學學科核心素養的本質規定是一致的。

科學求真態度意識培養，可從平常教學細節處入手，在教學中注意處理好教學預設和生成的關系。如Fe粉與CuCl₂溶液反應，有的實驗并未出現預想的棕紅色沉淀Cu，而是灰白色渾濁物。對此意外現象，通過復盤實驗過程，比較操作異同，猜測原因，查閱資料，重新實驗等環節，探究得出科學結論。這是因為少量Fe粉與過量CuCl₂溶液反應并不能生成Cu，而是生成了灰白色的CuCl沉淀。注重現象細節的探究教學，有利于對學生進行“注重事實”“敢于懷疑”“勇于探索”等科學精神的培養。

落實科學求真方法培養，更多是要關注科學的認知方法與策略培養，如在化學概念（定義規律原理）教學中，必須通過證據推理與模型認知的方法進行建構式學習，必須徹底拋棄概念闡釋加訓練記憶的教學模式。此論已經得到大家關注，具體案例不再贅述。

“追求真理是值得我們活動的唯一價值”，這指的是科學的內在價值，表現出人類對客觀真理的追求，科學的外在價值指向人和社會，表現出人類對價值意義的體驗感受，如化學學科核心素養的“社會責任”。在合成氨教學中引入德國化學家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）的故事，一方面哈伯勇于探索實現人類固氮偉大成就，體現了科學的內在價值，同時被人贊揚“是天使，為人類帶來豐收和喜悅，是用空氣制造面包的圣人”，體現出了科學的巨大社會價值。另一方面，德國因此大量合成氨用于制造炸藥，延長了戰爭時問，加重了戰爭災難。哈伯還研制化學武器用于戰爭，作為化學武器的始作俑者成為人類的罪人，詛咒他的人說他“是魔鬼，給人類帶來死亡和災難”。通過該案例學習，讓學生感悟到科學在實現“追求真理”內在價值的同時，絕不能忘記“求功向善”的社會價值，這對于培養學生正確的科學價值觀具有非常重要的意義。

4結語

人類文化源遠流長、博大疏闊，理解化學文化踐行學科育人，化學文化教育需要立足化學本體，從化學文化外顯模式知識入手，彰顯化學文化內隱科學精神，用新課程思想指導教學文化實踐行動，加快課堂轉型推進素養落地，真正實現化學傳承、發展、創新人類文化的教育使命，回應新時代“立德樹人”的教育吁求。