1、“中學化學和現代化學科學發展”的讀書筆記136042 周德功 一、現代化學發展特點及現狀 20 世紀是科學技術突飛猛進的時代，作為自然科學基礎學科之一的化學也經歷了使人眼花繚亂的100 年，基于化學過程的物質生產更是實現了飛躍性的發展, 從而深刻地影響著我們這個賴以生存的地球的方方面面。今天的高度物質文明離不開化學的發展, 化學創造了我們美好的生活。21 世紀化學科學發展的特點是各學科縱橫交叉解決實際問題,即化學學科的自身繼續發展和相關學科融合發展相結合；化學學科內部的傳統分支繼續發展和整體發展相結合；研究化學科學基本問題與解決實際問題相結合。然而，令人遺憾乃至不可思議的是，現今化學學科發展卻

2、面臨學科聲譽不佳、吸引力不強、后繼相對乏人的窘境。人們總是將化學與化學災難、環境污染、恐怖威脅等負面的東西或事件聯系在一起，化學被冷落了，被邊緣化了。造成這種局面的原因是多方面的，而歸根到底，化學工作者不會也不去宣傳自己的學科、不注意培養學科工作繼承者絕對是最主要的原因。 中學課程內容之間，既存在互不聯系、彼此脫節的現象，也存在相互重復的現象。此外，課程內容相對陳舊，與現代化學脫節。真正反映現代化學內容的半導體化學、新能源化學、分子材料、分子電子學、軟物質等沒有得到應有的介紹。以這樣的課程體系和課程內容很難吸引優秀中學生繼續學習化學、獻身化學。當今的化學教育與教學已經嚴重滯后于化學學科發展已經

3、是不爭的事實。可以說，化學學科發展面臨的諸多問題無不與化學教育有關。作為化學教育工作者，職業決定了我們對學科不僅僅承擔著培養學科后來者的責任，也承擔著讓社會各群體客觀了解化學、認識化學、支持化學的責任。而通過面向不同學生群體開展的化學教育無疑是我們宣傳化學，讓大眾了解化學的主要渠道，因此，根據化學學科發展面臨的問題和化學學科的發展現實，集廣思益，做好中學化學和現代化學科學發展的頂層設計顯得尤為重要。 二、 現代化學發展趨勢 傳統的化學是研究分子的科學，它著重研究物質的組成、結構、性能和變化規律。隨著社會的物質文明飛速發展，傳統的化學研究范圍并不能滿足當代科學家進一步了解事物、服務現代社會的要求

4、，由此應運而生，推進了研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各種不同尺度和不同復雜程度的聚集態的合成反應、分離和分析、結構形態、物理性能和生物活性及其規律和應用的現代科學。 （1）環境相容性化學綠色化學 綠色化學研究的核心問題是綠色合成技術方法和過程、可再生資源的利用和轉化中存在的一系列問題的研究以及礦物質資源高效利用中存在的關鍵科學問題的研究。 （2）新材料化學科學新材料的研究主要有以下幾個方面：復合型材料、新型能源材料、可生物降解高分子材料、有機物體系膜分離及膜材料的研究和生物材料化學。（3） 化學中的生命科學包括生物超分子功能的研究、模擬生物體系的自由基化學和物理有機化學研究

5、和無機化合物藥用的研究三個方面。（4）化學工程技術從液滴反應器的尺度范圍內對化學轉化影響下的某些重要的物理現象進行研究就形成了化學工程。具有經濟、環境優化性的化學過程集成智能方法，對化學反應的原子經濟、飛秒激光控制化學反應、微系統（MEMS）的新型活性加工技術及微流量系統的研究。 （5）農業化學科學糧食問題的解決，除了不斷發展其他領域的農業（如海洋藍色農業、微生物白色農業等）之外，化肥工業是支撐農業發展不可動搖的基石。其重要研究內容包括固氮工程、光合作用、長效緩釋化肥等；當然，它還對植物激素及生長調節物質、昆蟲激素及生長調節物質、昆蟲信息素、生物活性發展的分離和鑒定等進行了重點領域的研究。（6

6、） 催化化學研究各種形式的催化過程，如化學催化、生物催化、擇形催化、電催化、光催化等在綠色合成中的作用，以消除有害物質為目的的新的能源環保為特征。（7） 計算機化學科學 一方面電子信息產業需要大量的化工原料，另一方面，隨著分子生物學的不斷興起和發展，人們發現在生物大分子之間遵循化學和生理規律發生相互作用過程中，能形成具有類似于計算機的信息傳輸和處理、甚至邏輯運算功能的“生物電路”，從而誕生了生物計算。計算機化學科學的另一領域是發展理論化學計算及微觀過程模型的軟件。三、 現代化學科學發展趨勢對中學化學教育發展的指導 （一）基于現代化學科學發展的中學化學教學內容選取原則 1. 指導生活原則 從學生

7、生活實際經驗出發，選擇趣味度高的問題作為化學學習的切入點，聯系有關化學知識進行討論學習，教學內容生活氣息濃厚，有一定的生活實用性。 2. 滲透觀念、運用化學知識原則 緊密結合所討論的生活問題，幫助學生學習或應用相關的化學知識，科學性、知識性較強。 3. 價值觀情感態度教育原則 引導學生從化學視角討論與化學相關的生活問題，重視化學基本觀念教育和價值觀教育，教學內容富有思想性。 4. 與時俱進原則在化學科學知識內容選取上，需將基礎性與現代性有機結合起來。科學理論革命的發生往往會導致一些傳統知識變得過時或陳舊，這就要求我們不斷對科學課程的內容進行更新。盡管對中學生的化學科學教育在內容上應當注重基礎性

8、，但是注意基礎科學知識與現代科學理論的銜接，讓基礎教育的內容緊隨時代發展步伐，也是提高化學科學教育水平的需要。 （二）中學化學課程中所涉及的科學觀念及其培養途徑科學思想是科學素養的重要組成部分，科學理論的變革往往會導致一些傳統科學觀念變得過時或陳舊。這就要求我們在科學思想上，要用新的科學觀念來統籌和整合科學課程內容，要讓學生接受最新的科學觀念，并在此背景下認識自然現象。這樣才能有效地、全面地提高學生的科學素養。包括化學學科在內的各門具體學科的科學概念、科學理論等知識；科學發展史；科學技術的社會化帶來的新觀念和新思想是中學化學課程中（1）物質是不斷運動變化的（2）物質的性質是由其組成和結構決定的

9、（3）物質不可能無緣無故消失，只可能有規律地轉化（4）環境問題較多是由人類不正確使用科技成果造成的，各門科學可以繼續為解決環境問題貢獻力量（5）人是自然的一部分，人的生存、成長和發展需要借助科學知識、遵循科學規律（6）自然是人類可利用的重要資源，也是人類的朋友（7）科學研究有方法可循，但是方法不是萬能的等科學觀念的來源。科學觀念的形成，是在對具體的科學知識、技能和方法的學習與實踐活動過程中，通過內化、升華而逐漸形成、發展起來的，其主要可以從以下幾個方面進行培養，以順應當代化學科學發展的要求：1. 構建合理的學科知識結構2. 重視知識發生和獲得的過程3. 以適當方式促進學生感悟4. 深挖課程中蘊

10、含的科學觀念，形成觀念體系。 （三）中學化學科學發現能力的培養 現代化學的飛速發展，離不開中學生學習化學時的科學發現能力的培養，時刻保持對化學前沿知識的敏銳度，不斷通過自我發現、自我突破來順應現代化學發展的要求，促進新型現代化學的可持續發展，是當今中學化學教學的教育重點。1. 教師在課堂上適時適度滲透現代化學發展的最新趨勢和觀點，積極引導學生從自然界發現新的事實，通過新的觀察工具與實驗手段發現新的自然客體或自然現象；2. 教師進行積極充電，參閱現代化學科學發展的中出現的具有代表性、啟發性的研究觀點，在平時的課堂科學研究中適當介紹提出新的概念、原理、假設、定律，逐漸在中學生腦海中建立新的理論體系

11、印象，為他們今后進行進一步化學科學學習奠定基礎。（四）中學化學教學中可持續發展觀念的滲透當我們走進化學領域的時候，我們不僅要熟練的掌握化學的基本原理，也要用心的體會前人所曾遇到的問題和挑戰，從前人的智慧中汲取靈感，為現代化學的飛速發展做好準備工作。第1、 找準結合點，突出教育性。中學化學教材中設計了諸多課外探究活動，其中有些與可持續發展教育相關。教師在教學過程中，要善于挖掘其中的關聯，在組織課堂內外探究活動中滲透可持續發展教育內容，將化學科學教育性和可持續發展教育性妥當結合點，為中學化學服務于現代化學的發展提供可能途徑。第二、找準課堂教學的切人點。教學過程中我們非常講究教學的時機，因此找準可持續發展教育的切入點尤為重要，我們要學會“借題發揮”。第四、親身體驗、感觸更深。化學來源于生活，必將回歸于生活生活中的化學給了我們活生生的教學資源。善于將生活經驗通過合適的教學設計展現在學生面前，將生活中前沿的化學發展滲透于生活的實際發展中，是促進中學化學和現代化學發展的有力途徑之一，也是促進現代化學可持續發展的必要手段。 總之，當前國內外中學化學課程正以培養學生的科學素養為宗旨，在課程設置上