哲學(xué)視野下的高中化學(xué)教學(xué)重構(gòu)

王換榮　陳進(jìn)前

【摘 要】高中化學(xué)教學(xué)更關(guān)注化學(xué)思想和方法的傳遞。哲學(xué)為化學(xué)學(xué)科提供思想觀和方法論，化學(xué)課程也為哲學(xué)提供理論實(shí)證和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。文章分析了高中化學(xué)的方法論和教學(xué)論，論述了在哲學(xué)思想指導(dǎo)下的化學(xué)教學(xué)重構(gòu)，幫助教師認(rèn)識(shí)、理解化學(xué)教學(xué)應(yīng)堅(jiān)守的邏輯和理念，合理選擇教學(xué)素材，科學(xué)重構(gòu)教學(xué)，包括知識(shí)與問(wèn)題建構(gòu)、教材與情境建構(gòu)，為教師提高教學(xué)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、針對(duì)性和有效性提供參考，從根源上落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】哲學(xué)；學(xué)科哲學(xué)；方法論；教學(xué)論；教學(xué)重構(gòu)

心理學(xué)認(rèn)為，遺忘的實(shí)質(zhì)是知識(shí)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的過(guò)程。在學(xué)科知識(shí)迅速增長(zhǎng)與學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間和精力有限的矛盾下，淺層學(xué)習(xí)所得的具體知識(shí)很容易被遺忘。而蘊(yùn)含在知識(shí)之中的學(xué)科思想和方法等則會(huì)根植于學(xué)生的頭腦中，形成從化學(xué)視角認(rèn)識(shí)事物和處理問(wèn)題的思維習(xí)慣，即化學(xué)觀念。［1］盡管化學(xué)觀念從內(nèi)容的文字表達(dá)上屬于知識(shí)，但學(xué)生很難通過(guò)教師的講授來(lái)獲得，而是需要經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和遷移來(lái)獲得。

哲學(xué)有著普適性和深刻性的特點(diǎn)，研究自然科學(xué)離不開(kāi)哲學(xué)的思維、判斷與邏輯。哲學(xué)思想能有效地指導(dǎo)學(xué)生探求物質(zhì)變化的規(guī)律并形成化學(xué)觀念。化學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖匀豢茖W(xué)，高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)著力讓學(xué)生準(zhǔn)確、牢固地建立基本的化學(xué)觀念。這就需要教師把哲學(xué)思想指導(dǎo)下的“化學(xué)觀念和方法”作為教學(xué)的重要內(nèi)容，以適合化學(xué)學(xué)科的特質(zhì)。同時(shí)，教師應(yīng)構(gòu)筑化學(xué)和哲學(xué)碰撞、融合的有效途徑，以有效培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念。學(xué)生唯有掌握化學(xué)學(xué)習(xí)的方法，才能獨(dú)立自主地持續(xù)獲得化學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)和解決日常生活中的實(shí)際問(wèn)題，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、哲學(xué)思想對(duì)化學(xué)教學(xué)的意義

當(dāng)前，很多學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)缺乏規(guī)律性認(rèn)識(shí)和辯證性思考，以致被各個(gè)零散的知識(shí)點(diǎn)所迷惑，陷入死記硬背的困境。教師應(yīng)直面“知識(shí)傳授式為主”的教學(xué)存在的問(wèn)題，基于課標(biāo)要求、章節(jié)內(nèi)容和歷史發(fā)展等資源去重構(gòu)教學(xué)，通過(guò)教材的再創(chuàng)造和科學(xué)施教，引導(dǎo)學(xué)生用辯證唯物主義哲學(xué)思想去建構(gòu)新知，幫助學(xué)生透過(guò)紛繁復(fù)雜的表象認(rèn)清知識(shí)的本質(zhì)，讓他們盡可能形成完整的知識(shí)體系和正確的化學(xué)觀念。

二、化學(xué)哲學(xué)思想的內(nèi)涵

哲學(xué)觀點(diǎn)貫穿并支配著自然科學(xué)的發(fā)展歷程，哲學(xué)思想具有批判性，而學(xué)科的本質(zhì)是問(wèn)題源。可見(jiàn)，學(xué)科教學(xué)也是學(xué)與問(wèn)的辯證法。

（一）化學(xué)和哲學(xué)的關(guān)系

學(xué)科哲學(xué)就是本學(xué)科所蘊(yùn)含反映的世界觀、方法論和價(jià)值觀，即學(xué)科思想觀念、學(xué)科思維方法和學(xué)科精神文化。［2］筆者對(duì)其內(nèi)涵概括如下（如圖1）。而化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的自然科學(xué)，蘊(yùn)含著豐富的辯證唯物主義思想。將哲學(xué)運(yùn)用于化學(xué)教學(xué)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并在更高層次上幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)現(xiàn)象、理解規(guī)律，提高學(xué)生的思維能力。

（二）化學(xué)教學(xué)的兩大理論基礎(chǔ)

化學(xué)教學(xué)的兩大理論基礎(chǔ)是化學(xué)方法論和化學(xué)教學(xué)論，產(chǎn)生于哲學(xué)的世界觀和方法論，內(nèi)涵如圖2所示。化學(xué)教學(xué)的實(shí)質(zhì)是教師把人類(lèi)已知的化學(xué)真理通過(guò)創(chuàng)造性教學(xué)內(nèi)化為學(xué)生的真知，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的一種特殊的認(rèn)知過(guò)程。

三、哲學(xué)思想指導(dǎo)下的化學(xué)教學(xué)重構(gòu)

教學(xué)建構(gòu)包括知識(shí)與問(wèn)題建構(gòu)、教材與情境建構(gòu)。知識(shí)與問(wèn)題建構(gòu)就是從知識(shí)表象出發(fā)，設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，由淺入深，形成嚴(yán)密的邏輯推理形式，并由思辨的哲學(xué)思想糾正思維方向。教材與情境建構(gòu)則是根據(jù)教材提供的教學(xué)內(nèi)容與性質(zhì)準(zhǔn)確選擇并整合恰當(dāng)?shù)那榫乘夭摹W(xué)科本質(zhì)是問(wèn)題源，生態(tài)課堂是對(duì)問(wèn)題源的把握，而問(wèn)題教學(xué)也是學(xué)與問(wèn)的辯證法［3］。哲學(xué)思想指導(dǎo)下的化學(xué)教學(xué)重構(gòu)要求教師既能深入研究教材，又能跳出知識(shí)層面，以學(xué)科思想駕馭教材，進(jìn)入問(wèn)題源。由此，筆者整理了哲學(xué)視野下的高中化學(xué)教學(xué)方向和內(nèi)容（見(jiàn)表1）。

（一）哲學(xué)思想指導(dǎo)下的化學(xué)教學(xué)流程

在理論教學(xué)中，教師應(yīng)首先根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)的個(gè)性，找出與學(xué)生已習(xí)得知識(shí)具有共性的教學(xué)內(nèi)容，再選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。其次，運(yùn)用矛盾的觀點(diǎn)得出知識(shí)的具體特征和本質(zhì)規(guī)律。學(xué)生既要運(yùn)用歸納與總結(jié)的思維方式，也要發(fā)揮合理聯(lián)想和創(chuàng)造性思維，最大程度地激發(fā)認(rèn)識(shí)潛能。課堂教學(xué)完成后，學(xué)生再利用抽象和具象思維，獲得最終的結(jié)論。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以要求學(xué)生運(yùn)用辯證思維探究整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路和每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟之間的內(nèi)在聯(lián)系，歸納總結(jié)出最佳方案。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不能只是按照步驟逐步完成實(shí)驗(yàn)，而是需要透過(guò)實(shí)驗(yàn)表象了解其內(nèi)在聯(lián)系，完成綜合分析，再總結(jié)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)結(jié)論和關(guān)系，形成最終的結(jié)論。需要強(qiáng)調(diào)的是，成功的實(shí)驗(yàn)可以為理論教學(xué)提供有力的解釋?zhuān)〉膶?shí)驗(yàn)也是學(xué)習(xí)的一種資料。總之，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要著重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，透過(guò)現(xiàn)象抓住本質(zhì)，這樣分析和解決問(wèn)題才會(huì)得心應(yīng)手。［4］

（二）哲學(xué)思想的具體運(yùn)用

重構(gòu)教學(xué)的目的是回歸教育的本真。教師可以圍繞以下化學(xué)哲學(xué)思想，幫助學(xué)生提高學(xué)科認(rèn)識(shí)和判斷力，發(fā)展創(chuàng)新思維。

1.以對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律理解化學(xué)概念

對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律又稱(chēng)矛盾規(guī)律，揭示了事物發(fā)展的實(shí)質(zhì)。對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律轉(zhuǎn)化為方法論，就是矛盾分析法。在進(jìn)行化學(xué)概念教學(xué)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生正確理解概念的內(nèi)涵和外延，用對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律理解化學(xué)概念。如在“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)中，教師首先引導(dǎo)學(xué)生分析元素的化合價(jià)有升必有降，從宏觀上認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。其次，基于化合價(jià)變化與電子轉(zhuǎn)移的相關(guān)性，即電子有得必有失，從微觀上認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。最后，引導(dǎo)學(xué)生利用氧化還原反應(yīng)的概念判斷物質(zhì)的氧化性和還原性，并歸納常見(jiàn)的氧化劑和還原劑。其中，對(duì)于陌生氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，需要先根據(jù)元素化合價(jià)的升和降判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物，再按照“氧化劑+還原劑＝還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”的模式進(jìn)一步書(shū)寫(xiě)，并注意酸堿性。如此，學(xué)生有據(jù)可查，才能更好地理解化學(xué)概念。

2.以量變引起質(zhì)變思想預(yù)測(cè)化學(xué)規(guī)律

量變是在原有度的范圍內(nèi)漸進(jìn)的變化，不改變事物的根本性質(zhì)。質(zhì)變是事物超出度的界限的變化，是本質(zhì)上的顯著變動(dòng)。元素周期律是元素性質(zhì)量變和質(zhì)變的完美統(tǒng)一，運(yùn)用元素周期律可以預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)。如堿金屬鈉與鉀是ⅠA族元素，它們都能與水反應(yīng)。銣、鈉、鉀屬于同族元素，可預(yù)測(cè)出銣也能與水反應(yīng)。堿土金屬鍶與鈣是ⅡA族元素，鈣是活潑金屬，氫氧化鈣是強(qiáng)堿，可預(yù)測(cè)出氫氧化鍶也是強(qiáng)堿。

3.以結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)觀念梳理化學(xué)內(nèi)容

因果律是自然科學(xué)的基石。對(duì)于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，性質(zhì)是表象，是果；結(jié)構(gòu)是本質(zhì)，是因。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的核心觀念，貫穿整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程。對(duì)于這一觀念的學(xué)習(xí)，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出可以整體設(shè)計(jì)為四個(gè)階段：在必修階段元素周期律的學(xué)習(xí)中，認(rèn)識(shí)元素“位”“構(gòu)”“性”之間的內(nèi)在聯(lián)系，能根據(jù)元素“位”“構(gòu)”的特點(diǎn)預(yù)測(cè)和解釋元素的性質(zhì)；在選擇性必修課程化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)中，能根據(jù)化學(xué)鍵的特點(diǎn)，解釋和預(yù)測(cè)化合物的性質(zhì)；在選擇性必修課程分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)中，能解釋和說(shuō)明分子間作用力、氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響；在選擇性必修課程“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”模塊的學(xué)習(xí)中，能根據(jù)有機(jī)化合物官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)解釋和預(yù)測(cè)有機(jī)化合物的性質(zhì)。［5］由此，教師可以根據(jù)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)這個(gè)觀念梳理化學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的理解水平。

4.以歸納總結(jié)方法提升學(xué)習(xí)效率

歸納總結(jié)是對(duì)知識(shí)的再加工和重組，是學(xué)生必備的學(xué)習(xí)方式和邏輯思維方法。在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)之初，教師可以建立物質(zhì)分類(lèi)的思想，讓學(xué)生能夠體會(huì)采用科學(xué)的方法提高學(xué)習(xí)效率的喜悅，感受化學(xué)世界有章可循的微妙之處，為整個(gè)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。其中，物質(zhì)及其變化的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)從物質(zhì)的組成和性質(zhì)等宏觀視角，拓展到物質(zhì)的構(gòu)成、結(jié)構(gòu)和參加化學(xué)反應(yīng)的粒子等微觀視角。教師可以引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用分類(lèi)的方法，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其變化的規(guī)律，預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)及可能發(fā)生的變化，為物質(zhì)的轉(zhuǎn)化埋下伏筆。

5.以理論聯(lián)系實(shí)際觀念提高關(guān)鍵能力

學(xué)習(xí)的基本方法是用理論分析實(shí)際，以實(shí)際驗(yàn)證理論，從理論與實(shí)際的結(jié)合中理解并運(yùn)用知識(shí)。化學(xué)的實(shí)踐性特點(diǎn)，決定了學(xué)習(xí)化學(xué)的正確態(tài)度和根本方法是理論聯(lián)系實(shí)際，并將習(xí)得的知識(shí)應(yīng)用于生活中。因此，要充分重視并發(fā)揮觀察和實(shí)驗(yàn)的作用。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞生命健康的相關(guān)問(wèn)題，開(kāi)展綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生的關(guān)鍵能力。其中，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主題有食物成分的檢測(cè)——菠菜中的色素，天然藥物的提取——茶葉中咖啡因等成分的提取，藥物成分檢驗(yàn)——比色法測(cè)定補(bǔ)鐵劑中鐵元素的含量、抑酸劑抗酸容量的探測(cè)，食品加工過(guò)程探究——啤酒的釀造，藥物設(shè)計(jì)與合成——阿司匹林的合成等。

6.以普遍聯(lián)系規(guī)律尋找化學(xué)規(guī)則

物質(zhì)內(nèi)部、物質(zhì)與物質(zhì)之間的聯(lián)系都是普遍存在的，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)普遍聯(lián)系規(guī)律，尋找化學(xué)規(guī)則。例如，學(xué)會(huì)從物質(zhì)類(lèi)別和元素價(jià)態(tài)兩個(gè)視角認(rèn)識(shí)具有變價(jià)元素的物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并建立認(rèn)識(shí)模型，既可以豐富研究物質(zhì)的思路和方法，也可以總結(jié)出學(xué)習(xí)元素及其化合物性質(zhì)的一般規(guī)則。也就是說(shuō)，學(xué)生可以依據(jù)研究目的設(shè)計(jì)探究方案，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究元素及其化合物的化學(xué)性質(zhì)；也可以結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，將元素及其化合物性質(zhì)的知識(shí)運(yùn)用于解決生產(chǎn)、生活中簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題，強(qiáng)化性質(zhì)決定用途的核心觀念。這也是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)思維方式的具體表現(xiàn)形式。

7.以主次矛盾思想落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)

主要矛盾和次要矛盾互相聯(lián)系，兩者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。教師在集中力量解決主要矛盾的同時(shí)，要學(xué)會(huì)統(tǒng)籌兼顧，恰當(dāng)處理次要矛盾。在化學(xué)教學(xué)中，教師既要傳授學(xué)生化學(xué)學(xué)科知識(shí)，更要采取有效方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)思維和深度思維，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)的學(xué)科價(jià)值，這是主要矛盾和次要矛盾的典型體現(xiàn)。這兩者互相依賴(lài)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)均具有重要意義。例如，學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的一般思路和方法時(shí)，要抓住主要矛盾，先從結(jié)構(gòu)入手，分析其碳骨架和官能團(tuán)，推測(cè)該有機(jī)物可能具有的性質(zhì)和用途。同時(shí)，根據(jù)有機(jī)物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，了解其在有機(jī)合成中的作用。至于復(fù)雜有機(jī)物的所屬類(lèi)別和名稱(chēng)，則不必過(guò)于糾結(jié)。

8.以共性和個(gè)性觀念提升學(xué)習(xí)品質(zhì)

共性和個(gè)性是一切事物固有的本性，共性決定事物的基本性質(zhì)，個(gè)性揭示事物之間的差異。例如，化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡這四大平衡的共性是絕對(duì)的。在分析和解決四大平衡的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生既要掌握勒夏特列原理的定性判斷，也要學(xué)會(huì)運(yùn)用平衡常數(shù)的定量計(jì)算。處理更復(fù)雜的定量問(wèn)題時(shí)，還要用到平衡疊加原理。個(gè)性是相對(duì)的、有條件的。如運(yùn)用反映相關(guān)量變化關(guān)系的圖像分析問(wèn)題時(shí)，對(duì)于不同的平衡圖像，其橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的含義均不同；曲線(xiàn)的斜率或趨勢(shì)、曲線(xiàn)上的特殊點(diǎn)，如起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)和拐點(diǎn)等也不同。

哲學(xué)和自然科學(xué)是相輔相成的。化學(xué)是自然科學(xué)［6］，有著獨(dú)特的方法論和教學(xué)論，哲學(xué)思想能夠指導(dǎo)教師更準(zhǔn)確地把握教學(xué)方向和內(nèi)容。哲學(xué)引領(lǐng)的教學(xué)要求教師充分挖掘化學(xué)學(xué)科中的哲學(xué)素材，改變現(xiàn)行課堂史哲素養(yǎng)缺失的現(xiàn)狀，將哲學(xué)思想科學(xué)地運(yùn)用到高中化學(xué)課堂教學(xué)，循序漸進(jìn)地推進(jìn)，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入五彩繽紛的化學(xué)世界，使學(xué)生由感受化學(xué)中的哲學(xué)思想逐漸轉(zhuǎn)化為運(yùn)用哲學(xué)思想解決化學(xué)問(wèn)題。

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（責(zé)任編輯：羅小熒）

【作者簡(jiǎn)介】王換榮，高級(jí)教師，杭州市優(yōu)秀教師、新銳教師，主要從事高中化學(xué)教育教學(xué)研究；陳進(jìn)前，杭州市基礎(chǔ)教育研究室化學(xué)教研員，正高級(jí)教師，特級(jí)教師，主要從事高中化學(xué)教育教學(xué)研究。

【基金項(xiàng)目】2023年浙江省教研課題“杭州探索：提升科學(xué)實(shí)踐能力的高中化學(xué)課堂教學(xué)研究”（G2023033）