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化学大科普,可不可以不这样强势?
化学科研梦,大都从中学化学起步。可是在我们梦开始的地方,植入梦的信息与方式,是不是有点“恶”?
中学化学课标以及中高考的判断试题标准:将酸定义为水溶液中电离出的正离子全部是氢离子的化合物。按该定义,至少可以举例说次卤酸、硝酸等都不是酸。因为烯烃的次卤酸加成机理,涉及次卤酸电离出来的卤素正离子;芳烃硝化反应机理,涉及硝酸电离出来的硝酰正离子。
包括中学化学教师在内的化学工作者,几乎都学过或进修过上述相关知识。可返回头向孩子们去灌输这类与许多事实不符的概念时,还都心安理得。相关判断题或选择题等考题的设计、评判,必须遵守概念定义、也必须遵守考纲考点,尽管其并不符合科研事实。
酸如此,碱如此(例如治疗胃酸的碱性药剂之一氢氧化铝,可电离出OH-之外的AlO2-而不符合碱概念),盐更如此(例如胺盐、锍盐等不符合盐概念,中学阶段镁带燃烧生成的氮化镁也不符合盐概念)。
几十年、几代人都习以为常。是什么让其处于化学工作者的盲点?是什么让化学知识体系在构建之初就如此难以自洽、内化?化学工作者对自己所学所建立的知识体系,应有自我纠错与评判的能力,对所受的教育与自己子弟后辈将继续受的化学教育,同人为何失音?
因为在本质上,中学化学教育是最大规模、最系统、最持续的化学科普。人们对近现代化学的认识,皆直接或间接的因其而先入为主。中学化学挟普及义务教育大义,更挟考纲(课标)之威,所以其也是最强势、最不容置疑(或不可理喻)的化学科普。至少本硕时我宁去当清洁工换点菜票,也不敢去带家教,即使是只辅导中学化学,因为我不知该辅导学生去思考,还是教学生去应付考试。
科学史上最初的认识虽然经典,但也多不完善。中学化学教育墨守十九世纪从化学观点对酸碱的最初认识,将20世纪初叶更完善的酸碱理论留到大学。对20世纪初叶化学键理论建立之后的化学键多种断裂可能不加吸收,对更多的副反应实例视而不见。
中高考的给分标准,关系人吾子弟的命运。即使许多教师发现更多问题,是否敢正教?所以化学大科普应该回归科普,而不应用那么多是非判断,非此即彼的选择去强硬灌输。硬灌的东西谁愿意咀嚼并吸收内化?
化学首先应该叙述本学科的关键进步史实与基本的事实,再着重阐述构筑本学科的基本概念与基本规律,更应该介绍这些概念与规律的重要例外。不足与特例,正是最吸引化学爱好者斗志的兴趣点。
有人说普及教育早已经到了大学阶段,可不自洽的问题在大学同样存在。2000年我初登讲台时,带的是无机化学实验课。因为“课比天大”的潜意识,备课时参阅综、理、工、农、医、师各类校的同类教材和译过来的日本教材,同时参考对应理论课教材。我发现好多知识点的矛盾,例如盐效应相关概念,在不同系列教材中就有很不同的解释。或传承自戴安邦先生引入的概念,或传承自黄子卿先生引入的概念。只教了一学期,在判完学生的考卷,统出成绩后,我就逃离了讲台。其他原因不淡,在心理上太虐心了,我不知该教学生思考,还是教学生去应付考试。学生主要考同类院校的研究生,参考同类院校的书,对通用教材中的那些偏错与不合逻辑,我不知应该照讲还是勘误?
中学接受19世纪的正确知识,大学接受20世纪的正确知识,科研又要跟进21世纪的主流认识。在我们大脑中的那些知识,就如关公战罢秦琼,然后还可以分别去与岳飞比武。解决具体问题需要知识时,我们随机选用关公或岳飞。我们的教学缺少与化学史的结合,不去思考历史上的正确性是否等于现在的正确性。我们反复考试强化巩固下的正确知识是各有其时空条件的,但教育过程中又剔除了那些条件。
基础化学需要一次触底的大梳理,教改时风是否应该加上化学。对基础化学认识的根深蒂固,必将严重影响生化、地化、药学等交叉学科前沿的相关创新过程。
从高原回京,上科学网见到博客大赛信息,完全没当会事儿。只是昨天见了科学网金拓的新博客标题“对学科的责任心——学者的最低职业道德标准”。才勾起了我写此文参赛的心:于公,化学的影响真得很广;于私,无论做什么,我终是化学出身。中小学很多科目已经启动教改,为什么不去踢一脚化学?
附:“中学化学大科普的是更具有化学史意义的酸碱概念”主要论据的来由
早期,人类是通过口尝手摸,根据酸涩味道与滑腻感来区分酸碱性。这种认识方法直到17世纪波义耳发现酸碱指示剂之前。
17世纪波义耳最早通过有目的的科学实验,以试剂试纸变色区分酸碱,很实用,辅以后来的pH值,应该是至今最明确区分物质酸碱性的标准,至今基本仍通用。
18世纪拉瓦锡最早尝试理论解读酸,认为氧是酸素。
19世纪的1815年,戴维宣布引发酸性的元素应该是氢。
19世纪的1838年,李比希认为酸是一种可被金属置换出氢的物质,提出活性氢概念。
19世纪末叶,阿仑尼乌斯提出电离理论,人们以电离出氢离子或氢氧根离子来界定酸碱。
20世纪的1923年,酸碱的现代分类与定义“质子理论”与“电子理论”问世,1963年软硬酸碱理论面世。这些定义将更全面、更广泛的实验事实归纳在一起。
注:不全,只考虑了影响较广泛的,未考虑的必然很多:如1939年的酸碱氧离子理论与阴阳理论等。
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