作者：

王峰，任职于扬州市教育科学研究院，正高级教师，江苏省特级教师，华东师范大学博士研究生

要说明化学学科在当今社会发展中的地位，可以借用中国科学院院士徐光宪的观点：“化学是一门发现的科学，创造的科学，也是支撑国家安全和国民经济发展的科学，化学在解决粮食问题、战胜疾病、解决能源问题、改善环境问题、发展国家防御与安全所用的新材料和新技术等方面起着不可或缺的关键作用。”

化学对生物和新材料等学科或领域发展的支撑和推动作用日益凸显，化学与生物、环境、能源等学科的关系从未像今天这么密切过。正因为此，在高校的理学、工学、农学、医学这四大类中，许多专业要求学生选考化学。在所有专业中，选考化学的考生可报专业高达84.1%。高校化学专业毕业学生的就业领域较广，包括化工、石化、冶金、电子、材料、环保、检验、生物、医药、环境、食品、能源、信息、公安、外贸、国防等。下面从现代化学的研究对象、研究方法和基础化学课程的任务三个角度谈化学课程能带给高中学习者带来什么。

一、现代化学研究什么？

不管未来的职业选择和生活取向是什么，拥有足够的化学素养非常重要——化学是科学技术领域的重要工具，而这种价值性正缘于其提出问题和解决问题的学科思维和研究自然世界的独特视角。

近现代化学学科在技术的推动下迅猛发展，化学在矿物资源的利用、能源结构的变化、环境保护、医药合成和食品工业等领域发挥着重要的作用，在应用和服务于社会生活方面的作用越来越突出。现代化学实现了具有特殊功能的新型材料的制备与生产，如大规模集成电路所需的新型基体材料、高密度信息存储材料等；实现了具有特殊疗效的新型药品的合成，如具有高选择性的药剂、高活性的仿生制剂等；实现了高效节能或蓄能化学体系的开发与利用等。

那么，化学学科在研究对象和研究领域上的独特性是什么呢？世界著名学术期刊《Nature》（自然）的顾问编委P.Ball在对多位著名化学家就“什么是化学学科的大问题”进行专题访谈后，撰写了题为What Chemists Want To Know（化学家想知道什么）的专论。文章指出，在绝大多数科学技术领域中化学已经成为具有关键作用的学科之一，化学应当面对的六个方面的大问题，它们分别是:如何设计出具有特定功能和动态特性的分子；什么是细胞的化学基础；怎样制造未来在能源、空间或医药领域所需要的材料；什么是思维和记忆的化学基础；地球上的生命起源问题以及在其他星球上如何才能够出现生命；如何才能够查明所有元素间的可能组合。

二、现代化学怎么研究？

化学素养关系到一个国家和地区的经济福祉，意味着拥有一流的员工和强大的研发团队——伴随着化学与技术的发展，人们对物质世界的认识由无序走向有序，对物质的合成由无意识走向有意识。

从技术进步的视角来看，由于时间和空间分辨技术的发展，过去很多因为稳定性差、存在时间短而被排除在基础化学研究之外的物态，现在也能够在其寿命内进行类似传统意义稳定物态一样细致的研究，并在实际工作中加以应用。例如，在生命活动、大气污染、高分子材料的老化与变性等有关问题中常涉及的自由基；曾被称为物质的第四态，现已成为一种在加工工艺中和材料科学中使用的“等离子体”；作为很多电光源和激光光源的发光基质的“原子分子的电子激发态”；以纳米材料、原子簇等形式存在的物质胶体状态的延伸“物质的介稳状态”等等。

就创造新物质而言，当今的化学工作者不仅仅可以合成新物质，还可以“组装”新物质。以原子为基础的化学键理论的发展，深化了人们对分子结构（包括晶体和原子的其他聚集态）、性质及反应性能的了解，并唤起对分子及其聚集态体系功能的研究与开发的重视。由于合成化学和分析方法的多年积累加上检测和分离技术的进步，目前发现并确定了其组成和结构的化合物以及在实验室里合成出来的新化合物已经超过2000万种。近几十年来，化学工作者一方面关注了分子间的相互作用和分子群的协同作用，关注分子的有序聚集规律和有序聚集体的性质，以及有序聚集体的可控制备和应用等。另一方面，许多前所未闻的单分子行为、单分子器件的实验研究已经成为现实。

三、基础化学课程能给学生什么？

创造性地合理利用知识在日常生活与职业生涯中解决问题、作出决策，改善自己的生活质量——在实践活动中学习关键概念，形成结构化知识，解释生活生产中的现象，为理解和探究真实情境下较为复杂的问题建立模型和方法。

化学是一门生动有趣、引人入胜的科学：化学现象复杂多变又如此的贴近生活，具有很强烈的实在感；化学通过实验和模型巧妙地绕过了存在于微观和宏观世界之间认识上的鸿沟，使得物质的化学结构和化学变化成为可以用简明扼要化学语言来描述的具体而且富有想象力的符号组合；通过基于证据的推理，可以从已知到未知分析物质的基本性质和反应的主要特点。

从化学学科及其研究对象的发展视角来看，基础教育阶段的化学课程将以更加贴近生活为特征，着重于使人们理解化学在生产生活和人类进步中的作用。化学不仅使人们能够从物质的视角更全面、准确的认识客观世界，提高与改善人类和自然界之间的关系，使之更为和谐，而且也是帮助人类社会实现可持续发展目标的基础课程之一。在这个意义上，基础化学课程内容着力实现学科发展、社会发展和学生发展的需要之间的统一与平衡，尤其是以学生的发展为本，在基础与现代、现代与现实、先进性与学生可接受性等问题上建立平衡。基础化学课程将致力于提高学习者的化学素养和发展其个性特长，课程中的化学基础知识及有关的科学思维与工作方法，将有利于学习者未来生活与工作中创新理念的提出和实现。

化学学科在学习者认知发展上的价值与功能又是什么呢？首先，就学生形成对自然界的整体理解而言，化学是不可或缺的，因为化学研究对象本身就是自然世界的重要组成部分。化学研究的是无处不在的化学物质，“处处有化学”正是从这样的层面来说的。其次，就化学运动的层次而言，“化学位于在物理与生物学的十字路口上。它研究分子的世界……它总是处于中间地带……”。

中间学科的特点使化学学科的学习有助于统摄物理与生物学科，能够很好地沟通微观世界与宏观世界，有助于学生打破学科壁垒，突破宏观现象与微观表征间转化之间的障碍，形成正确的科学观念。因此，化学不仅体现了人们从原子-分子水平认识世界的一种独特视角，也作为其他自然科学研究的一种有力工具。如物理学家费曼基于“原子-分子论”对物质运动变化现象的有效解释作用曾经这样说道：“如果在某次大灾难中，所有的科学知识都将被毁灭，只有一句话能够传给下代人，那么，怎样的说法能够以最少的词汇包含最多的信息呢？我相信那就是：万物都由原子构成。”

 再次，化学的核心是合成，这是化学区别于所有其他科学的特色。化学创造了一个人造世界，化学是一门最富创造性和想象力的科学。科学家霍夫曼认为化学研究中人的创造力和想象力所发挥的巨大作用使其具有“艺术的特征”，他指出：“不能把宇宙还原为少数几种基本粒子或者是100多种元素，应当扩展到所有可能被合成的数量无限的分子。分子能够具有的结构和性能是难以穷尽的”。这种特征使化学成为充满着创造性和想象力的科学。

结束语:

现代社会已经逐渐认识到，制约人类经济和现代文明可持续发展的新能源开发、环境污染治理等重大问题的解决都有赖于化学工作者的努力和化学学科的发展。国际著名的化学战略家George M.Whitesides这样评价化学：“化学处在革命性变革的前夜。化学就是未来，没有化学就没有未来；化学不能代表一切，但没有化学必然没有一切。”目前，化学课程实施现状与化学学科的迅猛发展以及各层次化学专业人才的需求之间还存在着不一致性，这也恰恰成为有志于科学事业的广大学生的一个机会。希望能够有更多家长、学生认识到投入到化学课程学习中的价值与意义，能够有机会发现这门激动人心的创造性的学科和未来应用前景广阔的事业。