中學化學知識不確定性的教育價值及其實現

楊季冬 周小翔 王彥丹

摘? ? ? 要：知識往往具有不確定的屬性，而中學化學教學中往往剔除了化學知識的不確定性，僅強調其確定性。若是能在中學化學教學中回歸知識不確定性屬性，則有助于未來科學的繁榮，為教師提供教學空間，激發學生的探究欲望，促進師生協同發展，從而突破中學化學知識確定性教學的局限性。為了實現中學化學知識不確定性的教育價值，可以在課堂上正視知識的不完備，明確知識成立的條件，注重化學教學的思維發散，促使評價方式的多樣性。

關 鍵 詞：化學教學；知識不確定性；中學化學知識

引用格式：楊季冬，周小翔，王彥丹.中學化學知識不確定性的教育價值及其實現[J].教學與管理，2024（04）：47-50.

知識往往具有不確定性的屬性，但考慮到中學生的認知發展水平，中學化學教材以及化學課堂教學中，往往將化學知識的不確定性屬性剝離開，而更多呈現的是化學知識的確定性屬性，以便于中學生理解。強調確定性知識觀無可厚非，但“唯確定性”的知識教學也會產生弊端，本文主要討論中學化學知識不確定性的教育價值及其教學實現。

一、中學化學知識確定性的內涵及局限性

1.中學化學知識確定性的內涵

自然科學較社會科學而言，客觀事實與主觀意見之間界限分明，較人文學科而言，所獲事實可以被證實或證偽，無疑自然科學在三者之間最具客觀性、準確性、普遍性。有學者研究自然科學知識的確定性，并將其定義為知識的普遍必然性和穩定性。因此，中學化學知識確定性的本質是一種知識觀。簡單的說，就是認為選入中學教育階段的化學知識，其唯一且必然正確，有普遍必然性，且超越時空，在未來也不發生變更，具有穩定性。這種知識觀能給人一種穩定感，使知識簡單化，從而容易被人所接受理解，因此在中學化學教學中被廣泛采用。

許多例子都表明中學化學教學中強調化學知識的確定性。比如教科書在儀器使用規范、實驗操作等知識的呈現上有絕對化與理想化傾向，年復一年不斷固化基礎知識的“標準化試題”，老師要求學生背化學方程式系數等等。中學化學知識確定性確實能在一定程度上起到夯實基礎、提高成績的作用。

2.中學化學知識確定性的局限性

化學知識具有客觀性、準確性和普遍性，秉持確定性知識觀進行教學確實能夠夯實學生基礎，減少學生疑惑。因此，追求確定性化學知識本身沒有問題，但是在教學中一旦“唯確定性”，即過于強調化學知識的確定性，就會嚴重限制教師的教和學生的學，不利于學生全面自由的發展。

（1）造成學生質疑精神缺失

批判質疑是“中國學生發展核心素養”中的“基本要點”之一。有學者指出質疑精神是一種敢于提問的態度，而傳統課堂中接受式的教學方式不利于質疑精神的培養。在確定性知識觀下，選入中學教科書中的化學知識被當作是必然正確的、永恒的，因此師生不僅不敢質疑它，且認為沒有必要質疑它。當他人看法被視為必然真理時，那么就否認了自己看法的必要性和合理性。久而久之，學生缺失自己的想法，便成為了被動的接受者，質疑精神也就無法生長。比如“鉀鈉銨鹽皆可溶”一般情況下都會要求學生記住，甚至將其列入考題，這樣就會造成學生不假思索的記憶，而幾乎不會去質疑其合理性，而事實上有很多反例，如鉍酸鈉是不溶的鈉鹽。

（2）制約學生創新意識發展

創新意識是“化學學科核心素養”之一，也是培養高質量化學化工類拔尖人才所需要的品質。如果過于強調知識的確定性，那么學生的創新意識必然會受到制約。確定性知識觀強調觀點唯一性，學生想法的多樣性在無形之中被打壓。中學化學課堂上經常會出現一個學生表達了自己不同的看法，但是老師會說“這個點你先記住，你以后上了大學還會繼續學的”，這就是教師在強調知識的確定性。問題得不到解決，學生也就不愿再提出新的見解，創新的靈感被遏制。中學化學知識確定性使得實驗探究手段、互動問題答案等課堂要素也會變得固化。也就是說，學生的探究性學習都是按照教師所預期的方式進行，學生的探究依賴某種固定的程式，也無法提出靈活的、多樣的、有爭議的科學問題及觀點。由此可見，過于強調化學知識的確定性難以為學生提供創新的環境，不利于學生創新意識的發展。

（3）固定教學過程的軌跡

教學過程實質上是教師引導學生學習與探究教育內容的教與學相統一活動的時間進程，其本身應該是充滿靈活性的。如果秉持中學化學知識確定性觀念教學，課本上所有的化學知識被當作“圣旨”，在教學中絲毫不對其內容進行任何形變，甚至連其呈現形式都原封不動地照搬給學生，那么會固化教學過程，即學習每一個教育內容的時間進程安排都千篇一律。對于此現象，有學者已經指出其會存在教學意義缺乏生命關照，教學內容“腳本化”和教學過程“線性化”等一系列問題。從時代的發展來看，化學學科在進步，化學課堂教學模式也在日益更新，面對同一個知識點，若還用過去的生活經驗進行導入與建構，不僅無法做到以學生的生活經驗作為知識生長中心點，更會使教育落后于時代。

二、中學化學知識不確定性的內涵及教育價值

1.中學化學知識不確定性的內涵

不確定性是相對于確定性的概念，是對確定性的否定。知識不確定性是在否定知識的普遍必然性及永恒真理性。知識不確定性進一步分為知識的相對性、主觀性、不完備性和多元性。中學化學知識也必然具有這些屬性。然而，由于學生的思維發展程度，為了知識的簡化理解，教師往往會將知識的不確定性屬性給過濾掉。那么可以說，中學化學知識不確定性是一種把以上屬性歸復，還原進中學化學知識，并否定原有確定性內涵的觀念。

例如，當“凡是酸就是在水溶液中電離出的陽離子均為H的化合物，堿就是在水溶液中電離出的陰離子均為OH的化合物”已經在學生腦海里形成思維定勢時，酸堿的定義已經在無形中被絕對化，此時中學化學知識確定性就被體現。而當老師向詢問的學生講解“酸堿理論主要有三種，最基礎的是以電離出的H與OH來判斷酸堿，其次有適用范圍更廣的以提供或接受H來判斷酸堿，最后還有有機化學運用較多的路易斯酸堿理論……”學生進而形成了“判斷酸與堿是有條件的，初中階段只用酸堿電離理論來定義酸堿是不完善的”觀念，那么中學化學知識不確定性就體現出來了。后者達到對前者的否定，同時學生明白了酸堿定義的有條件性與不完備性，獲得了對知識不確定性的感知。

2.中學化學知識不確定性的價值

（1）有利于未來科學研究的繁榮

正是由于化學知識的不完備性，促進著科學研究的不斷發展。在認識分子結構的漫長路途上，化學家路易斯在1916年首先提出了路易斯結構式，即八電子體，認為原子間通過共用電子對結合且受八隅律的制約，然而其無法解釋O分子的順磁性，也無法解釋共價鍵的本質特性。隨后海特勒與倫敦通過H分子研究的認識手段說明了共價鍵本質，同時還完善了價鍵理論，進一步闡釋分子結構。再往后分子軌道理應運而生，該理論不僅解釋了O分子的順磁性，還解釋了單電子、雙電子、三電子鍵的形成。發展至今共價鍵理論與分子軌道理論共同生長，盡管在預測新分子結構上仍有缺陷，但經過修正后變得更加可靠。因此，舊化學理論的不完備處又是孕育新化學理論誕生的地方，化學知識正是因為不完備，才得以被研究與發展。

（2）為化學教師提供了教學空間

教師認識到化學知識具有不確定性的多樣屬性，可以結合自身或學生的經驗靈活地講解化學知識，并分享自己的理解和認識。在這樣的教學環境中，化學教學不再是教師將化學知識以“展品”的形式呈現，而是教師將化學知識融入自己的價值觀中，促使教學與自身融為一體，實現優質化學教學。面對同一個化學知識，教師不僅可以采用多種多樣的教學手段，如小組討論、開辯論會、角色模擬扮演，也可以有多種多樣的目標側重點，如旨在發展學生創新能力，以培養學生邏輯能力、科學態度為目標等。如此，教師實現了教學自由，成為化學知識的新的創造者，從而真正實現教師、學生與化學知識之間的交流與共享。

（3）有助于激發學生的探究欲望

中學生對各種事物充滿著好奇，有著無窮的探究欲望。當學生意識到化學知識有局限性時，如何解決這種局限性便成為了學生探究的驅動力。例如有中學生針對教材中“銅與濃硫酸反應生成硫酸銅、水與二氧化碳”的內容，自己設計了探究實驗并驗證出產物不止這三種，還應該包括氧化銅與硫化銅，這說明教材中的內容具有探索空間，而中學生具備求索精神。因此知識不完備性像一扇未知的大門，會引誘著學生自發探索門后的世界，主動突破中學化學知識局限性，在獲得一些自己的見解的同時，他們也會從中獲得自信。如此，老師即便不刻意為之，學生也能從中激發學習化學的興趣。

（4）促進師生雙方的協同發展

知識的不確定性促使師生的各個方面得以發展。對教師而言，中學化學知識不確定性能促進教師教學能力的提升，教師的教學內容不再停留于簡單的、清晰的中學化學知識確定性的呈現，如何更好地傳遞中學化學知識不確定性內涵及實現它的教育價值，將成為教師探索的目標；對學生而言，不確定性提供了學生創造性成長的可能，原有知識的不完備不僅培養了學生的質疑精神、反思精神，同時也讓學生思考如何向更好的方面去改變與創造，學生不僅在化學學科上，更在人生未來上，獲得了無限生機與可能。

三、中學化學知識不確定性的實現策略

綜上所述，中學化學知識不確定性存在其獨特的教育價值，如果適當采用，可以為教學增益添彩。那么，如何利用具體的教學手段來達到實現其教育價值的目的呢？下面將提供一些實施建議。

1.正視化學知識的不完備性

要想從化學知識的不完備處生枝發芽，獲得新觀念，教師就要做到在中學化學教學中正視知識不完備的地方，并且敢于點明，如此學生才能覺知，進而學生質疑，使創新精神得以發展。教師還可以特意挖掘教材或生活中一些不完備的觀點，引發學生的質疑與探究討論，激發學生對問題的重新認識。學生自己質疑出來的結論，比教師強塞給學生的結論的學習效果要深刻得多。這種質疑能夠激發師生的集體智慧，去發現知識中不完備的地方。

例1，在復習金屬鈉與水反應時，有以下的教學片斷：

學生：老師，您怎么知道鈉的密度比水??？

老師：因為鈉在反應時浮在水上面。

學生：那有沒有考慮周圍的氣體呢？鈉的密度為0.97 g/cm，按照我們學過的物理知識，這種密度的物質在水中應該0.97部分的體積在水下，而只有0.03部分的體積在水上，但鈉與水反應時，金屬鈉卻完全浮在水面上。

對于學生的生成性問題，老師并沒有忽視，而是選擇進行實驗與研究，并在下一節課繼續探討。最終教師證明了學生結論的合理性，在熱烈的討論氣氛中繼續引導學生提出“鈉熔化并不能得出鈉熔點低”的問題，且也被證實。

在該案例中，我們可以看到由一個生成性問題引發的多個問題的探討，并最終改正了一些長期流傳下來而并不嚴謹的化學結論，老師與學生的思維均獲得了發展。老師正視了化學知識的不完備性，尊重學生提出的質疑觀點，而沒有選擇打壓與搪塞。

2.明確化學知識成立的條件

條件性本身就是知識不確定性的屬性之一。在對中學化學知識傳授時，教師需要讓學生明白，任何中學化學知識確定性的成立都是在一定條件下的，超出了條件范圍該知識的權威性就受到了挑戰，知識的正確與否也恰好是在“一定條件”下相互轉換。因此在教學中，明確“一定條件”就顯得尤為必要。

例2，中學生認為1 mol氣體的體積是22.4L，那么教師在講解氣體摩爾體積時就可以突出該結論成立所需要的條件，同時還可以設計針對性教學：

老師：粒子數相同的任何氣體都具有相同體積，所以任何1 mol氣體體積都是22.4L。

學生：不一定，溫度和壓強會改變氣體體積。

老師：說得對，所以我們要在22.4 L/mol前規定一個溫度和壓強的條件，只有在0 ℃和101 kpa的標準情況下，該結論才成立。

老師：這只是一個例子，事實上像這樣在一定條件下才成立的結論還有很多，大家可以討論歸納一下我們所學過的有哪些？

除此之外，在化學反應條件上，老師在講課時也可以故意漏掉，讓學生主動指出，久而久之，學生對化學反應條件的關注得到訓練，明白了脫離一定條件的反應是很難進行的，同時也對化學知識的條件性有了更深層次的理解。

3.注重化學學習思維發散性

化學學科的研究方法本身就有著多樣性，要想學生在化學的學習中突破思維定勢，達到實現知識不確定性價值育人的目的，教師在教學過程中就要注重用多種手段來培養學生的發散思維，破除解的唯一性。例如，可以鼓勵學生一問多解，還可以采用 “頭腦風暴”的方法促使學生提供多種答案。學生從中跳出思維定勢，明白問題的解決手段可以多種多樣時，就能激發出創新意識，躍出確定性的局限。

例3，做好日常防護，要做到勤洗手，勤消毒，不去往人流量密集區域?；诒竟澱n的研究，還有哪些物質可以作為日常消毒劑呢？消毒的原理又是什么呢？

【學生展示】（見表1）

【教師總結】學好化學才能更好地服務于生活，然后總結一些不同消毒劑及其原理。

該案例可以促進學生思維發散，鼓勵學生從不同視角尋找消毒劑，從而與日常生活所需緊密聯系起來，今后可根據實際情況進行選擇。不僅是學生，教師也可以思維發散，對現有中學化學探究方法進行優化。比如有人對焰色反應實驗提出了罐噴霧灼燒、噴粉灼燒等多種不同的創新，方式新穎且現象明顯，為現代中學化學實驗教學的發展做出了貢獻。

4.促使學生評價方式多樣化

既然化學知識具有不確定性，對于學生表現而言評價標準就不是唯一的，因此評價方式應該多樣化，為學生整體發展而服務。在學生表現中，可能蘊含其知識掌握情況、思維動態，以及學科觀、價值觀等多個維度，評價方式可以圍繞以上方面綜合入手，而不是僅停留在與標準答案的出入。這樣能為學生提供學科方法、思想態度，以及人生觀方面的指導，真正做到為學生發展服務。

例4，“硝酸的性質與運用”單元中的評價案例。

【評語】你的等級為合格。本案例學習后，你還需做如下努力：加深理解元素化合物的相互轉化式、轉化條件、轉化價值等知識；對新的信息要善于捕捉、篩選、應用；對綠色化學思想包含的內容還需進一步歸納整理。

這一段評語從知識掌握、思想層面上提出了建議，不僅評價了學生水平，更評價了學生思想上的問題，指出了不足與彌補方法。在日常教學中老師還可以基于學生的科學態度、創新思維等給予適當褒貶?？v使學生答案出錯，也可以肯定其正確性的思維、創新性的想法，使學生繼續保持其優點。

綜上所述，中學化學知識不確定性有重要的教育價值，但我們所批判的是“唯確定性”的知識觀，而不是表達“不確定性知識觀體現得越多越好”，甚至取代確定性知識觀。如果中學化學知識喪失了確定性，學生也會陷入“不可知論”的泥潭。然而目前情況是中學化學知識確定性觀占據了主導，知識的不確定性被忽視，所以要對此予以關注。因此，教師教學中需要把握好一個度，以突破中學化學知識確定性對學生發展的制約。

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【責任編輯? ? 郭振玲】

*該文為湖南省教育科學規劃省級青年資助課題“指向學科核心素養的‘教、學、評’一體化實施困境與破解路徑研究”（XJK22QJC002）的階段性研究成果

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