理解化学文化 践行学科育人

朱志江　赵华

摘要：文化认识复杂性带来化学文化理解的多元化。立足化学本体理解化学文化，从文化学者认识趋同的文化性质分析，探究化学文化的本质属性。化学文化的发生发展机制是实践活动，其外显模式是化学知识，内隐模式是科学精神。传承、发展、创新化学文化，践行学科育人推进学科核心素养落地，需要建构落实文化实践型的教学方法模式，深化文化符号的学科知识学习，以及加强化学文化本质的科学精神教育。

关键词：化学文化;践行;学科育人

文章编号：1005-6629（2021）05-0003-06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1概述

文化作为与人类本身同样古老的现实存在，文化定义大约有300多种。化学是自然科学，讨论化学文化具有挑战性。

在化学文化研究中，有的从具体事实出发，例说化学文化的感性存在。如郑胤飞认为“化学和数学、文学、物理学、历史学等基础学科一样，是人文素养的重要组分之一”“化学真的是一种文化”。化学文化教育着力于“简约形象”地表现化学学科思想观念方法的教学设计。有学者从教育对生命的发展本质出发，演绎说明化学文化是“源于人的本质发展性建立的对物质世界认识过程中形成的化学知识体系及衍生而来的价值观念体系的总和”“包括化学文化的事实之维和价值之维”。

赵万里从“科学文化”视角，指出“化学文化是人类科学文化的亚文化，它是化学物质、化学活动方式和化学精神的复合体”。郭瑞斌、莫尊理等从“文化学”角度阐释化学文化是“探讨化学产生、发展规律及其文化本质的科学”。毕吉利从科学文化的共性个性统一角度，认为化学文化的本质规定是“物质世界求真”“社会发展崇善”“自然世界臻美”的结合。王伟群等从“文化视野”指出化学的文化特征为“追求真理和崇尚人性”“创造化学物质和科学精神”“追求理性美与形式美”“改变人们生活方式和价值观念”“认识活动和社会活动”，从人类文化大视角对化学应有的文化特征进行了推演性和想象性描述，提出可通过“注重教学目标多元”“突出教学内容人性”“强调探究过程体验”“倡导合作学习经历”进行化学文化教育。

付勇等从“文化构成要素”分析指出，化学文化是“人类在认识和改造世界过程中，发现、创造和形成的化学理论体系所具有的思想、方法、概念、定律，是学科中所采用的语言符号、价值标准、科学精神或人文精神、文化产品以及工作方法的总和”。如此化学文化包括3个层次，一是具体有形的与化学有关的物品，如化学仪器设备物质产品等;二是无形的学科本体，如符号概念思想方法等;三是潜隐的观念层面，如价值标准、科学精神和人文精神等，指出化学文化教育可以通过“运用化学史料、发挥实验功能以及加强社会联系”等途径来开展。

综上，化学文化研究无论是感性体悟总结还是理性分析归纳，最终可归为两点：一是将化学文化与人类文化关联，主要表现是化学与人文文化的附着，二是用科学文化演绎化学文化，结果都是化学与文化的“我”“他”二元映射关系的分析说明。化学文化教育更多倾向于对科学文化和人文文化元素的牵附，缺乏化学本体系统性意义。

2理解化学文化

“不可否认，很多学者对文化进行了深刻的、自觉的理性反思，而且很多学者充分认识到文化的普遍性”“文化虽然无处不在，但又是无形的、难以直接把握的东西”。因为文化的普遍性，人们对文化的认识并不一致，化学文化讨论不会简单。缩小讨论视界，从“科学文化”“人文文化”切入，界定化学文化仍是难题，不如从文化学者认识趋同的观点结论着手，立足于活生生的化学本体，探究化学文化的基本属性，理解化学文化的基本意涵。

2.1化学文化的发生发展机制是实践活动

对于人类文化的发生机制问题文化学者的意见是统一的。人类文化最根本的意义是人之历史地凝结成的生存方式，文化根植于人的超越性和创造性。用马克思实践哲学看待文化发生的超越创造性活动，该活动就是人类实践。马克思实践论认为：实践是人与自然分裂与统一的根本，实践把人从自然物中分离出来，创造了“第二自然”的文化;实践是人与人、人与社会分裂与统一的基础，实践塑造了人的社会制度，人成了以“类”存在的“文化人”;实践是主体与客体、精神与物质分裂统一的基础，实现认识主体与对象的同构耦合，完成了文化源于实践的超越和创造。如此，文化作为人类实践活动的对象化，活动性是文化的核心基因，是文化之源的“元文化”。一切文化都是人的实践产物，文化构成了实践活动的内在机理方式，是实践活动的方法和形式。

人类大约在50万年前学会取火，开始支配火这种自然力，实现了人与动物的初步分开。用火是人类在实践中形成的最简单而又了不起的“火”文化。人类在生命过程中产生延续生命的愿望，享受生命也需要更多物质财富，火的运用催生了“金丹”文化。人类掌握了火（用火和保存火种）是一件了不起的大事，也可以说是化学的开端。中国古代炼丹家朴素的物质观（五行）以及变化观（贱的变成贵的），支持他们无畏无惧、无怨无悔地用“火”工作了一、二千年，是为实验法探究元素化合物性质，尽管幼稚懵懂，亦为现代科学实证研究之肇始。

现代化学思想萌芽于16、17世纪的西方，哥白尼日心地动说和机械唯物主义自然观的牛顿力学，带来科学思想的大革命。化学哲学家开始寻求对人和自然的统一性理解，主张通過观察、实验等实践活动探索人和自然，通过“化学操作”来进行未知世界认知，“通过一系列实际的化学操作而不是逻辑思辨来研究人与自然”。把观察和实验置于重要地位，主张并重视实验中的定量研究，“在化学实验室里工作一年，比争论亚里士多德论文几世纪更有益”。观察法和实验法的普遍应用，带来了18世纪拉瓦锡化学革命，发扬光大拉瓦锡定量化学的法国氧化学派，结束了燃素说的长期统治，现代意义的化学思想出现了。正是定量实验研究的进一步发展，道尔顿完善了现代化学确立标志的原子论，使得原子从古希腊的哲学思辨中来到了现代科学，为现代化学学科确立带来了突破性进展。正如恩格斯所指出的，化学新时代是从原子论开始的。

综上，无论是化学的起源发端还是发展为现代学科，都是人类实践活动的结果，表现了人类实践的一种独特形式方法，化学成为人类文化历史长河中一朵美丽的浪花。

2.2化学文化的外显模式是学科知识

文化学者将文化分成不同模式进行研究。“文化包括各种内隐的和外显的行为模式”。文化的外显模式主要包括承载传输文化信息的物质载体、文化规定的行为规范准则等。如此，化学文化的外显模式就是化学学科知识，具体指文字符号系统表征的化学知识，包括化学事实、概念原理以及思想方法的所有化学本体。化学知识是符号化了的化学文化。需要特别强调的是，符号化了的文化外显模式往往会消解“元文化”，遮掩文化内隐的精神本质。

教育载体主要是课程、学科，课程是人类文化加工的产物，可以把课程形态的文化叫做课程文化，简称“课程”。在课程化进程中同其他学科一样，化学也逐渐演变成了文化的工具性存在，淡出了文化的发展性存在。化学文化的课程化和学科化不断强化其外显模式，发生了“文化隐失”现象。从学科起源发展看，学科形成过程就是文化整理归纳、分类加工、充实发展的精致化过程。这种简约化、逻辑化了的文化（学科）“精品”，看起来非常便于学校的文化教育传承，事实是付出了“元文化”悄悄隐失的代价，文化鲜活消隐在学科逻辑体系的抽象符号中，化学文化也不例外。

例如，人们在长期社会生产生活实践中，观察总结发现“雷雨发庄稼”以及某些豆科类植物能够“轻而易举”地生长，受此启发产生高能和催化两种固氮思路，伟大的化学家们经过艰难的探索研究，实现了合成氨固氮，为人类带来福祉。此过程体现了观察法和实验法的行为方式，据此人们认识到“物质是变化的，变化是有条件的，变化是可以控制的”等变化思想观念，另外，合成氨的方法过程结果还蕴含着丰富的化学价值存在。如此饱含文化实践成分的化学过程，在教材中只是一些抽象的符号，消隐了绝大部分人类合成氨实践过程的文化基因。化学文化同其他学科文化一样，文化的外显模式并非文化本质，只是凝结了的文化符号。文化外显模式与本质之问这种分裂统一的性质，对学校教育教学具有重大启发意义。

2.3化学文化的内隐模式是科学精神

文化的外显模式与内隐模式不可分割，文化的内隐模式主要指向文化的思维方式价值观念情感取向等。化学文化的内隐模式是科学精神。探讨科学本质回答科学是什么，是科学哲学命题。无论素朴科学观、后实证的科学哲学还是科学范式论，大都承认科学的本质是证实或证伪，这是科学的真理性表现。马克思认为科学是“人对自然界的理论关系”，这是对科学本质更深刻、更一般的哲学概括，人对自然的理论关系集中反映在两方面，即客观真理意义和主观价值意义。化学科学发展过程就是化学概念理论的发展演化过程。元素概念在化学发展中的重要性无可替代，回溯元素概念的形成发展过程，可以帮助我们进一步深化理解化学文化内隐模式中的求真精神和求善意义。

伟大的古代思想家摆脱神力或超自然力束缚，意图从自然物质世界本身认识自然解释世界。中国古代“五行说”、古希腊“四元素”以及欧洲的“三要素说”都是思辨意义的元素概念，这只是古代天才哲学家的直觉和臆测，但不可否认其对于元素真实存在认知的历史贡献。欧洲文艺复兴带来科学大发展，大量炼金医药工艺化学的实践活动促进了化学科学的繁荣，拉瓦锡在1787年定义“元素是任何方法都不能分解的物质”，这是经验分析意义的元素概念。拉瓦锡在此确定了元素的判断标准，没能描述元素结构假设，没能从原子角度建构元素概念，历史局限地混淆了元素与单质的区别，无法实现元素、原子和单质概念的系统自洽。到1803年，道尔顿继承古代原子论思想，创立科学原子论，揭示了元素与原子的内在联系。原子理论的元素观反映了事物的本来面目，给元素概念带来了前所未有的明确性和系统性，“元素”在求真道路上迈出了更大步伐。从哲学思辨的元素概念到经验分析的元素概念直至原子理论的元素概念，表现出了化学求真的内隐模式，是化学文化科学精神求真本质的具体表现。

到19世纪末20世纪初，元素概念发生了一系列深刻变化，表现了化学科学求真精神与求善价值的统一。19世纪末，物理学X射线、放射性和电子的发现，打破了原子不可分的原有认识，同时也毁坏了原子理论的元素概念基础。1902年，卢瑟福和索迪对天然放射现象研究，提出元素衰变说，1910年索迪的同位素假设得到证实，否定了自道尔顿以来的“一种元素对应一种原子”的观点。现代科学元素认识论逐渐清晰，到1913年莫斯莱发现原子序数就是核电荷数，人们对周期律及元素的本质认识发生了质的飞跃。1919年卢瑟福实现人工核变，20世纪30年代，元素的转化已成为平常之事，“元素是核电荷数（质子数）相同的一类原子的总称”得到明确承认。现代科学元素理论认识过程中，射线、放射性、同位素以及核变等科学的内在价值得到充分体现的同时，其对应的科学社会价值也彰显无遗，如在人类生命健康和能源利用领域的科技发展方面作出的巨大贡献，为人类社会带来利益。可以确定，化学文化内隐模式之科学精神，其“求真向善”的文化气质是永恒的。

3践行学科育人

3.1转变教学模式

“立德树人”教育改革要求教育回归文化意义本体而非文化工具事实，教学必须要落实学科育人的教育思想。践行文化发展意义的教育教学，当下相当迫切的改革任务就是转变课堂教学的方法模式。

传统课堂由技术教学论主导，以塑造知识人为鹄的，使得最应具有文化行为范式的教学丢失了文化意蕴，学生沦为文化符号知识的搬运工。化学学科要践行文化育人，必须从文化发生发展机制中获得启示，化学文化教学论应该是意义体验的实践论而非技术工具的操作论。从化学文化理解视角建构化学教学新模式，教学应该是学生在其“生活世界”中的实践行为，最起码应是化学文化发生过程的模拟行动。这意味着化学教学需要学生回归真实“生活世界”，通过惊奇的现象观察发现引发兴趣和心理需要，根据经验体验和行动合作提出有意义的思考命题，经过实践探索对问题假设进行证实证伪，最后在任务解决运用中获得认知结论，形成符号表征。比如化学反应速率影响因素的教学，從“人体为什么能保持恒温”“胃怎么能消化多种食物”“感冒发烧为什么没胃口”等经验开始，通过猜想假设、设计实验和探究讨论获得认识结论。这种教学重演知识形成的活动历程，比知识阐释记忆训练具有更多的文化生成意味。化学文化意义教学绝不是学科知识的强行植入，而是巧妙地通过符号知识工具载体，创设真实问题情境，在活动过程中对文化知识形成进行重演。如此演绎哪怕是虚拟的真实（学校条件限制），也是具有文化生发意义的，这也正是素养化教学强调真实情境问题教学的价值所在。在化学文化实践性教学模式建构中，要尝试多样化的教学方法方式，比如基于科学史及知识发展史的教学，基于发展多维素养的STEAM教学，基于学科超越促进学生心智转换的项目式学习，具有文化叙事特征的以大观念为中心的主题单元整体教学等。

3.2深化知识学习

化学文化外显模式是知识，知识学习是文化发展的必然行为，知识学习与文化育人是辩证统一的。文化育人目标是人的发展，所以知识的学习目标是发展性，知识本身是不能实现人的发展的，知识是发展的工具，知识学习最终任务要落到学生发展上来，知识学习需要深化来促进人的发展。

“化智成慧”意在知识学习实现自我教育价值，完成知识的人生智慧转化。知识学习要获得文化意义并实现自我教育，启迪生存意识慧悟人生价值，把知识学习升华到理想信念和人格陶冶的高级层面，才是知识文化教育的应然状态。以元素周期律（表）知识学习为例，须在周期律表呈现的概念原理背后，了解科学家们百年多来科学实践情境中的探究历程，揭示周期律体现的从量变到质变、新的量变到质变的哲学规律，启发学生“防微杜渐”的警醒意识和“循序渐进”的发展认识，从而获得人生发展帮助。如此学习体现了知识的发展意义，只有“将知识与人联系起来，将知识回归到人身上，回归到人的德性与精神世界的建構上，知识才能够获得自己的生存结构，即意义结构”。知识的“意义问题已经逐渐进入人们的研究视野，并成为时代主题”。知识学习的发展意义是教学文化回归的必然，是学科育人的重要途径。

3.3强化科学教育

化学文化内隐模式是科学精神，现代科学精神本质是求真向善，表现科学的事实之维和价值之维。2017年版普通高中化学课程标准提出化学学科核心素养，大部分落在科学精神方面。如“证据推理与模型认知”是认知方法，是人类探索物质世界过程中积淀形成的一种有效的科学文化行为模式。“科学探究与创新意识”强调求真的态度意识和开拓创造精神，包括化学实验探究这一重要的文化实践方法。“科学态度与社会责任”则是对化学文化科学精神价值维度的理想诉求。践行化学育人，要彰显化学文化内隐的科学精神，通过化学学科核心素养的培育实行化学的文化教育，这正是化学文化传承的时代路径。由此观之，化学文化教育与化学学科核心素养的本质规定是一致的。

科学求真态度意识培养，可从平常教学细节处入手，在教学中注意处理好教学预设和生成的关系。如Fe粉与CuCl₂溶液反应，有的实验并未出现预想的棕红色沉淀Cu，而是灰白色浑浊物。对此意外现象，通过复盘实验过程，比较操作异同，猜测原因，查阅资料，重新实验等环节，探究得出科学结论。这是因为少量Fe粉与过量CuCl₂溶液反应并不能生成Cu，而是生成了灰白色的CuCl沉淀。注重现象细节的探究教学，有利于对学生进行“注重事实”“敢于怀疑”“勇于探索”等科学精神的培养。

落实科学求真方法培养，更多是要关注科学的认知方法与策略培养，如在化学概念（定义规律原理）教学中，必须通过证据推理与模型认知的方法进行建构式学习，必须彻底抛弃概念阐释加训练记忆的教学模式。此论已经得到大家关注，具体案例不再赘述。

“追求真理是值得我们活动的唯一价值”，这指的是科学的内在价值，表现出人类对客观真理的追求，科学的外在价值指向人和社会，表现出人类对价值意义的体验感受，如化学学科核心素养的“社会责任”。在合成氨教学中引入德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）的故事，一方面哈伯勇于探索实现人类固氮伟大成就，体现了科学的内在价值，同时被人赞扬“是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人”，体现出了科学的巨大社会价值。另一方面，德国因此大量合成氨用于制造炸药，延长了战争时问，加重了战争灾难。哈伯还研制化学武器用于战争，作为化学武器的始作俑者成为人类的罪人，诅咒他的人说他“是魔鬼，给人类带来死亡和灾难”。通过该案例学习，让学生感悟到科学在实现“追求真理”内在价值的同时，绝不能忘记“求功向善”的社会价值，这对于培养学生正确的科学价值观具有非常重要的意义。

4结语

人类文化源远流长、博大疏阔，理解化学文化践行学科育人，化学文化教育需要立足化学本体，从化学文化外显模式知识入手，彰显化学文化内隐科学精神，用新课程思想指导教学文化实践行动，加快课堂转型推进素养落地，真正实现化学传承、发展、创新人类文化的教育使命，回应新时代“立德树人”的教育吁求。