中学化学和现代化学科学发展的读书

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一、现代化学发展特点及现状

20世纪是科学技术突飞猛进的时代，作为自然科学基础学科之一的化学也经历了使人眼花缭乱的100年，基于化学过程的物质生产更是实现了飞跃性的发展,从而深刻地影响着我们这个赖以生存的地球的方方面面。今天的高度物质文明离不开化学的发展,化学创造了我们美好的生活。

21世纪化学科学发展的特点是各学科纵横交叉解决实际问题,即化学学科的自身继续发展和相关学科融合发展相结合；化学学科内部的传统分支继续发展和整体发展相结合；研究化学科学基本问题与解决实际问题相结合。然而，令人遗憾乃至不可思议的是，现今化学学科发展却面临学科声誉不佳、吸引力不强、后继相对乏人的窘境。人们总是将化学与化学灾难、环境污染、恐怖威胁等负面的东西或事件联系在一起，化学被冷落了，被边缘化了。造成这种局面的原因是多方面的，而归根到底，化学工作者不会也不去宣传自己的学科、不注意培养学科工作继承者绝对是最主要的原因。

中学课程内容之间，既存在互不联系、彼此脱节的现象，也存在相互重复的现象。此外，课程内容相对陈旧，与现代化学脱节。真正反映现代化学内容的半导体化学、新能源化学、分子材料、分子电子学、软物质等没有得到应有的介绍。以这样的课程体系和课程内容很难吸引优秀中学生继续学习化学、献身化学。当今的化学教育与教学已经严重滞后于化学学科发展已经是不争的事实。可以说，化学学科发展面临的诸多问题无不与化学教育有关。

作为化学教育工作者，职业决定了我们对学科不仅仅承担着培养学科后来者的责任，也承担着让社会各群体客观了解化学、认识化学、支持化学的责任。而通过面向不同学生群体开展的化学教育无疑是我们宣传化学，让大众了解化学的主要渠道，因此，根据化学学科发展面临的问题和化学学科的发展现实，集广思益，做好中学化学和现代化学科学发展的顶层设计显得尤为重要。

二、现代化学发展趋势

传统的化学是研究分子的科学，它着重研究物质的组成、结构、性能和变化规律。随着社会的物质文明飞速发展，传统的化学研究范围并不能满足当代科学家进一步了解事物、服务现代社会的要求，由此应运而生，推进了研究原子、分子片、分子、超分子、生物大分子到分子的各种不同尺度和不同复杂程度的聚集态的合成反应、分离和分析、结构形态、物理性能和生物活性及其规律和应用的现代科学。

（1）环境相容性化学－绿色化学

绿色化学研究的核心问题是绿色合成技术方法和过程、可再生资源的利用和转化中存在的一系列问题的研究以及矿物质资源高效利用中存在的关键科学问题的研究。

（2）新材料化学科学

新材料的研究主要有以下几个方面：复合型材料、新型能源材料、可生物降解高分子材料、有机物体系膜分离及膜材料的研究和生物材料化学。

（3）化学中的生命科学

包括生物超分子功能的研究、模拟生物体系的自由基化学和物理有机化学研究和无机化合物药用的研究三个方面。

（4）化学工程技术

从液滴－反应器的尺度范围内对化学转化影响下的某些重要的物理现象进行研究就形成了化学工程。具有经济、环境优化性的化学过程集成智能方法，对化学反应的原子经济、飞秒激光控制化学反应、微系统（MEMS）的新型活性加工技术及微流量系统的研究。

（5）农业化学科学

粮食问题的解决，除了不断发展其他领域的农业（如海洋蓝色农业、微生物白色农业等）之外，化肥工业是支撑农业发展不可动摇的基石。其重要研究内容包括固氮工程、光合作用、长效缓释化肥等；当然，它还对植物激素及生

长调节物质、昆虫激素及生长调节物质、昆虫信息素、生物活性发展的分离和鉴定等进行了重点领域的研究。

（6）催化化学

研究各种形式的催化过程，如化学催化、生物催化、择形催化、电催化、光催化等在绿色合成中的作用，以消除有害物质为目的的新的能源环保为特征。

（7）计算机化学科学

一方面电子信息产业需要大量的化工原料，另一方面，随着分子生物学的不断兴起和发展，人们发现在生物大分子之间遵循化学和生理规律发生相互作用过程中，能形成具有类似于计算机的信息传输和处理、甚至逻辑运算功能的“生物电路”，从而诞生了生物计算。计算机化学科学的另一领域是发展理论化学计算及微观过程模型的软件。

三、现代化学科学发展趋势对中学化学教育发展的指导

（一）基于现代化学科学发展的中学化学教学内容选取原则

1.指导生活原则

从学生生活实际经验出发，选择趣味度高的问题作为化学学习的切入点，联系有关化学知识进行讨论学习，教学内容生活气息浓厚，有一定的生活实用性。

2.渗透观念、运用化学知识原则

紧密结合所讨论的生活问题，帮助学生学习或应用相关的化学知识，科学性、知识性较强。

3.价值观情感态度教育原则

引导学生从化学视角讨论与化学相关的生活问题，重视化学基本观念教育和价值观教育，教学内容富有思想性。

4.与时俱进原则

在化学科学知识内容选取上，需将基础性与现代性有机结合起来。

科学理论革命的发生往往会导致一些传统知识变得过时或陈旧，这就要求我们不断对科学课程的内容进行更新。尽管对中学生的化学科学教育在内容上应当注重基础性，但是注意基础科学知识与现代科学理论的衔接，让基础教育的内容紧随时代发展步伐，也是提高化学科学教育水平的需要。

（二）中学化学课程中所涉及的科学观念及其培养途径

科学思想是科学素养的重要组成部分，科学理论的变革往往会导致一些传统科学观念变得过时或陈旧。这就要求我们在科学思想上，要用新的科学观念来统筹和整合科学课程内容，要让学生接受最新的科学观念，并在此背景下认识自然现象。这样才能有效地、全面地提高学生的科学素养。

包括化学学科在内的各门具体学科的科学概念、科学理论等知识；科学发展史；科学技术的社会化带来的新观念和新思想是中学化学课程中（1）物质是不断运动变化的（2）物质的性质是由其组成和结构决定的（3）物质不可能无缘无故消失，只可能有规律地转化（4）环境问题较多是由人类不正确使用科技成果造成的，各门科学可以继续为解决环境问题贡献力量（5）人是自然的一部分，人的生存、成长和发展需要借助科学知识、遵循科学规律（6）自然是人类可利用的重要资源，也是人类的朋友（7）科学研究有方法可循，但是方法不是万能的等科学观念的来源。

科学观念的形成，是在对具体的科学知识、技能和方法的学习与实践活动过程中，通过内化、升华而逐渐形成、发展起来的，其主要可以从以下几个方面进行培养，以顺应当代化学科学发展的要求：

1.构建合理的学科知识结构

2.重视知识发生和获得的过程

3.以适当方式促进学生感悟

4.深挖课程中蕴含的科学观念，形成观念体系。

（三）中学化学科学发现能力的培养