一、关于科学素养的认知
我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代，未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科技产品的创造者或生产者，而几乎所有的人都将是科技产品的消费者。他们在个人生活和社会生活中，要去面对各种各样与科学相关的问题，并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
(一)科学素养概念的提出
20世纪60年代以前，中学科学教育并不强调“科学素养”。随着60年代的理科课程改革的浪潮，人们才提出了科学素养理念。70年代初期，在一些教育发达国家的中学自然科学课程中就提出了科学素养的理念，并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后，这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同，成为当今理科课程发展的一个共同趋势。对科学素养的解释，因时代而有所不同，并且随着时代的发展而发生认识上的变化。即便是在同一个时代，不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此，目前尚没有一个严格的、统一的定义。国内现在多数人认可的解释是：科学素养是指了解进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。由此可见，科学素养包括了两个不同的方面：一方面是对科学知识、态度情感、价值观及科学技能的掌握情况；另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。还有一些人认为，科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况，自然科学的核心基础应该包括：①学生理解基本科学现象、规律，以及科学原理是如何用于技术领域之中的；②学生以在学校的学习为基础，形成终身学习的基本能力和习惯；③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象；④学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观，并以此来指导自己的行为；⑤学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式。
不同的学生在学习自然科学时会表现出不同的天赋和特点，有些学生在学习理科时能表现出很强的数理逻辑优势，有些则会在理科的学习中遇到困难。现代科学教育强调面向所有学生，旨在培养所有未来公民科学素养。因此，对不同的学生来说，科学素养应该有不同的要求。但不论要求的差异如何，科学教育都要使这些学生在原有的基础上得到发展，达到一个最基本的要求。一个具有科学素养的中学毕业生不一定要以科学或工程技术为职业，然而每个公民必须具备科学素养，才能使他们在面对日常生活中的科学现象、事件和观点时，能够运用科学的原理和方法去做出判断或决策。
(二)具有科学素养的人
严格地定义科学素养会有一些困难，因此一些专家和科学教育组织回避去直接定义科学素养，而是用对具备科学素养的人进行描述，间接地解释这一理念。如具备科学素养的人应该：①具有良好的科学态度和科学情感，包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度；②掌握了科学的基本概念和原理；③具有基本的科学探究能力，及对事物的观察能力，思考问题的能力，创造性地解决问题的能力，具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。
科学素养理念的提出，为中学自然科学课程指出了新的方向和任务。理解这一理念，将有助于生物学教育工作者更好地去制定和实施中学生物学课程方案。
二、关于生物科学素养的认知
“科学素养”是20世纪90年代以后许多国家的教育家在课程改革中的共同声音。它已成为我国新一轮理科课程改革的基本目标。在理科课程分科设课的国家、地区或学校提高学生“科学素养”的目的是由各分科课程——生物学、物理学、化学等来共同完成的。中学生物学课程要担负着培养学生科学素养的重要任务。
(一)生物学素养概念的提出
1993年，美国BSCS(生物学课程研究所)出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南，对生物学素养作了详尽的论述，并把它作为生物学课程的基本目的。BSCS认为，一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认知和理解，对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解和掌握，是生物学素养的基本要点。BSCS还具体地描述了一个有生物学素养的人应能表现出的具体特点：他应能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念；了解人类对生物圈的影响；领悟科学探究的过程，知道历史上生物学概念的发展。他应该对科学探究、生物的多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度，对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观。他应该能够对自然界的现象提出不同的问题，具备创造性的思维；知道如何正确地利用科学技术；能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策；能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。
我国是在2001年教育部颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中将生物科学素养的概念正式引入中学生物学课程的，并将它作为初中生物课程的主要目的。《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中指出：“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的，以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。”《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》还将“提高生物科学素养”作为课程的基本理念加以论述。将提高生物学素养作为课程的主要目的和基本课程理念，标志着我国生物课程有了重大变化，这有助于将我国生物学教育提高到一个新的高度。
(二)生物课程标准中的生物科学素养
2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》对于生物科学素养的解释是：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”
课程标准提出“提高学生科学素养”的理念，是期望学生通过生物课的学习能够在以下四个领域得到发展：
1.科学态度和科学的世界观
科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。科学态度包括：①好奇心。生物学教师的任务就是培养学生对科学现象产生好奇，并将这种好奇心转变成对科学和对学习科学的积极态度。②诚实。在生物学教育中，培养学生诚实的品质就要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西，而不是他想象中应该是的东西，也不是他认为老师想要的东西。③合作。团体成员之间的合作意识是科学精神的重要组成部分。④创造力。创造力一般分为两种：一种是特殊才能的创造力，主要是指科学家、发明家和艺术家等杰出人物的创造力；另一种是自我实现的创造力，它指的是对人类社会和其他人来讲未必是新的东西，但对自己来说是初次进行的、新的、前所未有的认识或创造。培养中学生的创造力主要是要求学生能够进行独立思考的创造性学习。因此，中学生的创造力主要是自我实现的创造力。
科学的世界观是指科学家对科学有一些基本的信念和态度，主要包括：①科学认为世界是能够被认知的，世间的万事万物都是以恒定的模式发生和发展，只要通过认真系统的研究都可以被认知。②科学知识是不断变化的，知识的变化是不可避免的。有些新的发现会对已有的理论构成挑战，从而要不断地对这些理论进行检验和修改。③科学虽然处于不断变化中，但这种变化只是处于缓慢的修正之中，绝大部分科学知识是非常稳定的，所以科学知识的主体具有连续性和稳定性。④科学不能为一切问题提供全部答案。人类面临的很多问题，是由政治、经济、文化和环境共同决定的，科学只是其中的因素之一。
此外还有爱国主义教育，包括积极培养热爱大自然，珍爱生命，爱家乡、爱祖国的情感，正确理解人与自然和谐发展的意义，从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
2.科学探究方法与技能
科学探究不是仅仅属于科学家的方法和技能，它也是学生学习科学的有效方式之一。学校的科学探究活动通常是指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。学生们应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。学生进行探究的真正意图，不仅在于掌握生物学知识本身，而更重要的是要让学生学会科学探究的一般方法，让他们亲身体会科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题，并以此渐渐地养成探究的态度和方法。
科学思维的方法，包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。科学的思维习惯不是科学家所特有的，是每个人可以掌握、应该掌握的技能。
3.科学、技术与社会(STS)
生物学课程对学生进行STS的教育，目的在于突出科学、技术、社会之间的关系。学生要了解什么是科学，什么是技术，以及科学和技术的联系。解决技术问题需要科学知识，而一项新的技术的产生又使科学家有可能用新的方法来扩展他们的研究。科学、技术与社会是紧密相连的。社会可以影响科学和技术的发展，科学和技术又会影响社会。通常技术对社会的影响比科学对社会的影响更为直接。
学生在生物学课程的学习过程中，通过参与和解决现实世界中具体问题，来获取科学与技术的知识，形成正确的态度、价值观和社会责任感。这样，在日常生活中，他们就知道如何把所学的知识、方法与实践相结合，如何对科技引起的新的问题进行思考和判断。
4.生物学知识和操作技能
这是生物学教育中我们熟知的一个领域。生物学知识包括基本的生物学概念、原理和规律。操作技能包括正确使用显微镜等生物学实验中的常用工具和仪器，基本的实验操作技能。让学生掌握一定的生物学知识和操作技能也是生物课程所规定的基本任务之一。学生在义务教育初中阶段应获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、基本原理和规律，对生物学的整体画面有一个大致的了解。
生物课程标准提出关于科学素养的理念，是强调在生物学教学中注重学生在知识、科学探究、态度情感、价值观以及对科学、技术和社会的认识等四个领域的全面发展。
(三)生物科学素养的不同水平
培养学生的生物科学素养是我国中学生物学课程的总目标。这一目标指明了生物教师和学生的努力方向。教师的任务是使所有的学生在这个指定的方向上有尽可能大的进步。学生在刚刚进入中学生物学课堂时，他们每个人的起点不尽相同。按照澳大利亚生物教育家DavidMorgan博士的观点，学生开始这门课的时候，他们一般不是零起点；而当学生结束这门课程的学习时，他们大多数人也不会达到课程目标的100%。但他们所有的人都应在自己原有的起点上前进了许多。
美国生物学课程研究所(BSCS)也认为，生物学素养的高低是一个连续变化的过程，每个学生都处于这种连续变化的不同位置上，不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。该研究所还将这种连续的生物学素养分为4个水平，分别是肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。了解了生物学素养的特点，有助于生物学教师在教学中选择适当的教学策略，并实现课程的目的——培养学生的生物学素养。
1.肤浅的生物学素养
学生在日常生活中能够认出哪些是生物学的术语和概念，并能够将这些术语与自然界中的现象相对应。但他们仍然有错误概念，对生物学概念的理解也很不准确。
2.功能化的生物学素养
学生能够使用正确的生物学词汇，对术语的定义表述也很准确。但大都是基于记忆。
3.结构化的生物学素养
学生应能够理解生物学的概念体系，理解科学探究过程的知识和技能，能够用他们自己的话来解释概念。学生能将所学的知识与他们个人生活实际相联系，对于生物学的学习充满兴趣；他们从学习或实践的经历中构建了概念的意义和对概念的理解。
4.多维的生物学素养
学生理解生物学素养在诸多自然学科中的地位，知道生物学的发展史和生物学的本质、特点，理解生物学与社会之间的相互作用。学生能够意识到自己在知识或技能方面的不足，自己主动去获取更多的知识或技能；能够将学科知识应用于解决问题或寻找答案的行动之中。
我们对所有的学生进行科学教育，其核心目标就是培养学生的科学素养。生物科学素养是科学素养的基本组成之一。从培养科学素养的视角来看中学生物教学，中学生物学教师的任务就是将学生的生物科学素养从较低的水平提高到较高的水平。
参考文献：
[1]刘恩山，汪忠.《普通高中生物课程标准(实验)解读》[M]．南京：江苏教育出版社，2004.
1化学教师课程知识的内涵与结构
1.1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”[2],意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识,即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料,以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次[3],认为课程知识既包括“理念的课程”(诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向)和“正式的课程”(由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材),又包括“理解的课程”(学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程)、“运作的课程”(教师在课堂教学中实际执行的课程)和“经验的课程”(学生实际学习或经验的过程)。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识[4]。横面的课程知识,是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容,以便在教学上做横向的贯通;纵面的课程知识,则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上,过去曾经以及未来要学的教材主题及概念,以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识(主要是关于教科书)、技术知识(主要是关于多媒体)以及其他教学资源知识(主要是关于教辅材料)等3部分[5]。随着课程概念的不断发展和丰富,课程知识的范围更加广阔,包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导,以教科书为内容资源、任务资源和活动资源,结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此,从教师课程实践的基本活动来看,教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。
1.2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识,主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识,主要是指依据课程标准确定教学目标,将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求,对教科书进行教学分析,选择课程资源,并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识,主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识,高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的,一旦进行课程改革,或进行课程标准调整,或进行教科书变化,教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的,教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的,这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次:第一层次,关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目,是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块(化学1、化学2)和6个选修模块(化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学)构成。第二层次,关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程,具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养,同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是:认识常见的化学物质,学习重要的化学概念,形成基本的化学观念和科学探究能力,认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系,进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是:了解日常生活中常见物质的性质,探讨生活中常见的化学现象,体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用,形成合理使用化学品的意识,以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是:了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法,研究物质构成的奥秘,认识物质结构与性质之间的关系,提高分析问题和解决问题的能力。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是,第一章“从实验学化学”,第二章“化学物质及其变化”,第三章“金属及其化合物”,第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是,第一章“认识化学科学”,第二章“元素与物质世界”,第三章“自然界中的元素”,第四章“元素与材料世界”。第三层次,关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求,这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化,考虑到学生的一般认知规律,按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源,包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源 和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次:第一层次,关于化学课程目标和教科书基本结构的知识;第二层次,关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中,前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用,教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。
2教师课程知识发展的基本理论
理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先,理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个:(1)教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例,化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”,因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究,因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务:一是探寻“物质及其转化”的基本规律,一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说,既要探讨“物质及其转化”有什么规律,又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说,为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识,化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类,组成相似的物质性质上具有相似性。因此,在“身边的化学物质”主题中,在认识具体物质的基础上,进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性,化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此,化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的,“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解,就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实,高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。(2)教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动,是以学科的标准和目标为依据的,这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练,在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础,使学生达到对化学科学的理解。因此,化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”,就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么?教科书对于相关的具体内容有哪些?这些具体内容的学习要求是什么?这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义?怎样判断学生们是否已经理解了这个课题,理解到了什么程度?教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。(3)教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理:第一,学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的,这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二,有意义学习原理。有意义学习的基本要义是,当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候,能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理,教师需要对教科书进行任务分析,充分利用教科书资源,设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务,以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理,教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构,教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是,学生的化学学习活动也是一种科学认识活动,这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析,充分利用教科书“活动”类资源,设计学习活动。其次,教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说,教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说,教师的课程知识既包含有理论性认识要素,又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说,教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点,知识不是通过传授或移植得到的,而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下,利用必要的学习资源和工具,通过积极的意义建构的方式获得的。换言之,知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物[6]。因此,教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三,教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面,教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述,教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面,教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。
3化学教师课程知识发展的策略
3.1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学[7]。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践,影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度:(1)化学内容知识,主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。(2)化学认识论知识,主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。(3)化学科学的核心观念,主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先,要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解,才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系,从整体上理解化学科学,进而理解科学的本质。其次,要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明,WWHW的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容[8]。第三,建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题,对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用,将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。
3.2理解化学课程结构首先,要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程,就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块,每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题(认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展)与义务教育阶段化学课程的5个内容主题(科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展)在内容性质上是一致的。其次,要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类:第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块,如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法,目的是让学生比较系统地学习化学核心知识,利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块,即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向,目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识,提高学生科学探究能力,使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是STSE(科学、技术、社会和环境)取向的模块,如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向,使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发 及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三,要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升,2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块,“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展,“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展,“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展,“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展,“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。
3.3理解化学教科书结构
教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源,教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是:科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是:(1)走进化学世界;(2)我们周围的空气;(3)自然界的水;(4)物质构成的奥秘;(5)化学方程式;(6)碳和碳的氧化物;(7)燃料及其利用;(8)金属和金属材料;(9)溶液;(10)酸和碱;(11)盐、化肥;(12)化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中(单元1和单元5)和分散(身边的化学物质各单元)的方式进行编排。“化学与社会”采取分散(身边的化学物质)和集中(单元12)的方式进行编排。
3.4把握具体内容的深广度教学活动是一种有目的的活动,教学活动的有效性是以教学目的为参照的。也就是说,按照标准进行教学是有效教学的前提条件。有效教学的“效标”就是课程标准。教师只有把握具体内容的深广度,明确具体内容的学习要求,才有可能实施有效的教学活动。不少具体课程内容在必修模块和选修模块中都有涉及,教师应该注意到学习要求的阶段性和层次性。如“化学反应中的能量转化”内容,在高中化学必修1阶段的学习要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在选修4“化学反应原理”模块中的学习要求是,“了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式”,“能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热和焓变的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”等。
一、关于科学素养的认知
我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代，未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科技产品的创造者或生产者，而几乎所有的人都将是科技产品的消费者。他们在个人生活和社会生活中，要去面对各种各样与科学相关的问题，并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
(一)科学素养概念的提出
20世纪60年代以前，中学科学教育并不强调“科学素养”。随着60年代的理科课程改革的浪潮，人们才提出了科学素养理念。70年代初期，在一些教育发达国家的中学自然科学课程中就提出了科学素养的理念，并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后，这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同，成为当今理科课程发展的一个共同趋势。对科学素养的解释，因时代而有所不同，并且随着时代的发展而发生认识上的变化。即便是在同一个时代，不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此，目前尚没有一个严格的、统一的定义。国内现在多数人认可的解释是：科学素养是指了解进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。由此可见，科学素养包括了两个不同的方面：一方面是对科学知识、态度情感、价值观及科学技能的掌握情况；另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。还有一些人认为，科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况，自然科学的核心基础应该包括：①学生理解基本科学现象、规律，以及科学原理是如何用于技术领域之中的；②学生以在学校的学习为基础，形成终身学习的基本能力和习惯；③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象；④学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观，并以此来指导自己的行为；⑤学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式。
不同的学生在学习自然科学时会表现出不同的天赋和特点，有些学生在学习理科时能表现出很强的数理逻辑优势，有些则会在理科的学习中遇到困难。现代科学教育强调面向所有学生，旨在培养所有未来公民科学素养。因此，对不同的学生来说，科学素养应该有不同的要求。但不论要求的差异如何，科学教育都要使这些学生在原有的基础上得到发展，达到一个最基本的要求。一个具有科学素养的中学毕业生不一定要以科学或工程技术为职业，然而每个公民必须具备科学素养，才能使他们在面对日常生活中的科学现象、事件和观点时，能够运用科学的原理和方法去做出判断或决策。
(二)具有科学素养的人
严格地定义科学素养会有一些困难，因此一些专家和科学教育组织回避去直接定义科学素养，而是用对具备科学素养的人进行描述，间接地解释这一理念。如具备科学素养的人应该：①具有良好的科学态度和科学情感，包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度；②掌握了科学的基本概念和原理；③具有基本的科学探究能力，及对事物的观察能力，思考问题的能力，创造性地解决问题的能力，具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。
科学素养理念的提出，为中学自然科学课程指出了新的方向和任务。理解这一理念，将有助于生物学教育工作者更好地去制定和实施中学生物学课程方案。
二、关于生物科学素养的认知
“科学素养”是20世纪90年代以后许多国家的教育家在课程改革中的共同声音。它已成为我国新一轮理科课程改革的基本目标。在理科课程分科设课的国家、地区或学校提高学生“科学素养”的目的是由各分科课程——生物学、物理学、化学等来共同完成的。中学生物学课程要担负着培养学生科学素养的重要任务。
(一)生物学素养概念的提出
1993年，美国bscs(生物学课程研究所)出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南，对生物学素养作了详尽的论述，并把它作为生物学课程的基本目的。bscs认为，一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认知和理解，对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解和掌握，是生物学素养的基本要点。bscs还具体地描述了一个有生物学素养的人应能表现出的具体特点：他应能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念；了解人类对生物圈的影响；领悟科学探究的过程，知道历史上生物学概念的发展。他应该对科学探究、生物的多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度，对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观。他应该能够对自然界的现象提出不同的问题，具备创造性的思维；知道如何正确地利用科学技术；能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策；能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。
我国是在2001年教育部颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中将生物科学素养的概念正式引入中学生物学课程的，并将它作为初中生物课程的主要目的。《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中指出：“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的，以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。”《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》还将“提高生物科学素养”作为课程的基本理念加以论述。将提高生物学素养作为课程的主要目的和基本课程理念，标志着我国生物课程有了重大变化，这有助于将我国生物学教育提高到一个新的高度。
(二)生物课程标准中的生物科学素养
2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》对于生物科学素养的解释是：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”
课程标准提出“提高学生科学素养”的理念，是期望学生通过生物课的学习能够在以下四个领域得到发展：
1.科学态度和科学的世界观
科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。科学态度包括：①好奇心。生物学教师的任务就是培养学生对科学现象产生好奇，并将这种好奇心转变成对科学和对学习科学的积极态度。②诚实。在生物学教育中，培养学生诚实的品质就要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西，而不是他想象中应该是的东西，也不是他认为老师想要的东西。
③合作。团体成员之间的合作意识是科学精神的重要组成部分。④创造力。创造力一般分为两种：一种是特殊才能的创造力，主要是指科学家、发明家和艺术家等杰出人物的创造力；另一种是自我实现的创造力，它指的是对人类社会和其他人来讲未必是新的东西，但对自己来说是初次进行的、新的、前所未有的认识或创造。培养中学生的创造力主要是要求学生能够进行独立思考的创造性学习。因此，中学生的创造力主要是自我实现的创造力。
科学的世界观是指科学家对科学有一些基本的信念和态度，主要包括：①科学认为世界是能够被认知的，世间的万事万物都是以恒定的模式发生和发展，只要通过认真系统的研究都可以被认知。 ②科学知识是不断变化的，知识的变化是不可避免的。有些新的发现会对已有的理论构成挑战，从而要不断地对这些理论进行检验和修改。③科学虽然处于不断变化中，但这种变化只是处于缓慢的修正之中，绝大部分科学知识是非常稳定的，所以科学知识的主体具有连续性和稳定性。④科学不能为一切问题提供全部答案。人类面临的很多问题，是由政治、经济、文化和环境共同决定的，科学只是其中的因素之一。
此外还有爱国主义教育，包括积极培养热爱大自然，珍爱生命，爱家乡、爱祖国的情感，正确理解人与自然和谐发展的意义，从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
2.科学探究方法与技能
科学探究不是仅仅属于科学家的方法和技能，它也是学生学习科学的有效方式之一。学校的科学探究活动通常是指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。学生们应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。学生进行探究的真正意图，不仅在于掌握生物学知识本身，而更重要的是要让学生学会科学探究的一般方法，让他们亲身体会科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题，并以此渐渐地养成探究的态度和方法。
科学思维的方法，包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。科学的思维习惯不是科学家所特有的，是每个人可以掌握、应该掌握的技能。
3.科学、技术与社会(sts)
生物学课程对学生进行sts的教育，目的在于突出科学、技术、社会之间的关系。学生要了解什么是科学，什么是技术，以及科学和技术的联系。解决技术问题需要科学知识，而一项新的技术的产生又使科学家有可能用新的方法来扩展他们的研究。科学、技术与社会是紧密相连的。社会可以影响科学和技术的发展，科学和技术又会影响社会。通常技术对社会的影响比科学对社会的影响更为直接。
学生在生物学课程的学习过程中，通过参与和解决现实世界中具体问题，来获取科学与技术的知识，形成正确的态度、价值观和社会责任感。这样，在日常生活中，他们就知道如何把所学的知识、方法与实践相结合，如何对科技引起的新的问题进行思考和判断。
4.生物学知识和操作技能
这是生物学教育中我们熟知的一个领域。生物学知识包括基本的生物学概念、原理和规律。操作技能包括正确使用显微镜等生物学实验中的常用工具和仪器，基本的实验操作技能。让学生掌握一定的生物学知识和操作技能也是生物课程所规定的基本任务之一。学生在义务教育初中阶段应获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、基本原理和规律，对生物学的整体画面有一个大致的了解。
生物课程标准提出关于科学素养的理念，是强调在生物学教学中注重学生在知识、科学探究、态度情感、价值观以及对科学、技术和社会的认识等四个领域的全面发展。
(三)生物科学素养的不同水平
培养学生的生物科学素养是我国中学生物学课程的总目标。这一目标指明了生物教师和学生的努力方向。教师的任务是使所有的学生在这个指定的方向上有尽可能大的进步。学生在刚刚进入中学生物学课堂时，他们每个人的起点不尽相同。按照澳大利亚生物教育家david morgan博士的观点，学生开始这门课的时候，他们一般不是零起点；而当学生结束这门课程的学习时，他们大多数人也不会达到课程目标的100%。但他们所有的人都应在自己原有的起点上前进了许多。
美国生物学课程研究所(bscs)也认为，生物学素养的高低是一个连续变化的过程，每个学生都处于这种连续变化的不同位置上，不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。该研究所还将这种连续的生物学素养分为4个水平，分别是肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。了解了生物学素养的特点，有助于生物学教师在教学中选择适当的教学策略，并实现课程的目的——培养学生的生物学素养。
1.肤浅的生物学素养
学生在日常生活中能够认出哪些是生物学的术语和概念，并能够将这些术语与自然界中的现象相对应。但他们仍然有错误概念，对生物学概念的理解也很不准确。
2.功能化的生物学素养
学生能够使用正确的生物学词汇，对术语的定义表述也很准确。但大都是基于记忆。
3.结构化的生物学素养
学生应能够理解生物学的概念体系，理解科学探究过程的知识和技能，能够用他们自己的话来解释概念。学生能将所学的知识与他们个人生活实际相联系，对于生物学的学习充满兴趣；他们从学习或实践的经历中构建了概念的意义和对概念的理解。
4.多维的生物学素养
学生理解生物学素养在诸多自然学科中的地位，知道生物学的发展史和生物学的本质、特点，理解生物学与社会之间的相互作用。学生能够意识到自己在知识或技能方面的不足，自己主动去获取更多的知识或技能；能够将学科知识应用于解决问题或寻找答案的行动之中。
我们对所有的学生进行科学教育，其核心目标就是培养学生的科学素养。生物科学素养是科学素养的基本组成之一。从培养科学素养的视角来看中学生物教学，中学生物学教师的任务就是将学生的生物科学素养从较低的水平提高到较高的水平。
参考文献：
[1]刘恩山，汪忠.《普通高中生物课程标准(实验)解读》[m]．南京：江苏教育出版社，2004.
[关键词]科学；科学的技术；真善美；社会和谐；可持续发展
科学与科学的技术作为人类在认识和改造自然与社会的历史过程中，所显现的人类智慧的产物，已经成为现代社会存在和发展的必要前提。也就是说，离开了这一前提就不会有人类的现代文明，更不会有人类在自然界的主体地位的确立，同样也不会有人化(人工)的自然与原生自然的共存。就此而言，作为人类智慧产物的现代科技，其目的是为使人类生活得更美好，发展得更顺利，且是可持续的发展。所以，科学与科学的技术的本性就是真善美在差异基础上的内在统一。就具体的现实世界而言，科学与科学的技术在人类社会发展进程中的实际表现，却并未达到应有的理想目的。反之，却面临越来越严重的自然生态危机，以及社会生活周期性的经济危机和社会生活的无序，各种社会犯罪率的上升和宗教极端组织的暴力恐怖主义。科学与科学的技术本应该给人类创造快乐，把人从繁重的体力劳动下解放出来，可事实却是有意无意地剥夺了劳工就业的权利；科学与科学的技术本应该给人类创造物质文明与精神文明，把人类从愚昧与野蛮中解放出来，可事实却是用最先进的高科技制造毁灭性的杀人武器；科学与科学的技术本应该为人类创造出全面发展的自由时间与轻松愉快的生活，使人类向着更加和谐与美好的社会发展，可事实却是使人变成了机器人而倍感实际生活的紧张和压力。生活的一切都围绕本能的物欲和而展开，不是离原始越来越远，反而是越来越展现出比原始更丑陋的现代原始(伦理的无序、理性精神的隐去、诚信的缺失、道德的堕落)。因此，对现代科学与科学技术的把握和理解及其与真善美的关系，就不能停留在抽象的议论和赞美上，而是应该与人类的现实生活与社会的可持续发展以及构建和谐社会紧密地联系起来，深刻反思科学与科学技术的过去与现在，展望科学与科学技术与社会发展的未来，使科学与科学的技术实实在在地展现出其应有的最具普遍性真善美的本质。
一、科学与真理
科学是人们认识自然和社会及其过程的结果，是社会生产方式由手工的小生产向集约化社会化的大生产发展，进而真正实现对自然环境的改造，使其更加有利于人类的社会生活，实现自然的人化的必然要求。同时，也是在自然人化的过程中，人类改造自身及社会环境并提升人的精神境界，严格遵循有利于人类生存的普遍而客观的自然舰律(个别、特殊、普遍的内在统一)，在自然人化的过程中实现人化的自然，并使这同一过程的两个方面，也就是社会的物质文明和精神文明的进步发展不町分割地统一起来，从而使人类的社会生活彻底摆脱源于一然本能性的束缚，使人的自然性在人的精神理性的调控下成为真正的属社会的人性。
具体的科学分门别类，对自然事物的认识形成自然科学，对社会事物的认识形成社会人文科学。然而，真正的科学不是对自然现象或社会现象无必然联系的堆积的认识结果，而是对具有差异的不同现象之间必然联系的认识和把握而形成的系统性认识的结果，这才有资格称之为真正的科学及其科学知识或科学理论，也就是要实现对事物的全面而完整的认识，而且是由外到里、由里到外、由事物到环境及其相互关系的认识。对事物完整性、全面性认识的要求，就是人们所熟知的“求真”。对于人类而言，“求真”是人们一切价值实践活动得以开始的基本前提，没有对事物现象及其现象之间必然联系的本质性理解和把握，人就无法找到实现价值即改造自然和社会的现实而可靠的依据。
不可否认，现象是“真”的，事实也是“真”的，但却是有限的“真”或局部的“真”。依据有限的“真”或局部的真去实现价值，自然就是有“缺陷”而片面的价值。而有“缺陷”的片面价值实践活动及其结果，由于缺少了对事物现象之间必然联系的理解和把握，自然就容易在价值实践过程及其结果中产生价值矛盾和冲突，因而往往达不到预期的实践结果，并为此付出不必要的代价。因为对事物的改造所展现的价值实践活动，是对具体事物的改造，而具体事物之所以具体就在于任何具体事物都是由不同的因素在差异基础上的统一体，凡能够与环境相联系而独立存在的事物都莫不如此。所以，要想避免不必要代价的付出，化解已经发生的矛盾和冲突，首先就必须正确地认识和把握事物，而所谓“正确”本身正是全面理解与把握事物及其本质的必然要求，否则何来“正确”可言。其次，在正确认识自然事物的基础上，还应把相应的社会事物联系起来。
认识自然事物是为了改造自然事物，而改造自然事物的活动过程及其结果就是社会事物的表现之一，这就要求在尊重自然规律的同时，也必须同时尊重社会(利益流动的)规律，也就是自然的尺度与人的社会尺度和个人尺度的统一，这样就形成了“求真”过程中的“求理”过程，或者是同一过程不同侧面的统一。人类为什么要追求“真理”，其意义与价值就在这里。因此，科学，不论是自然科学还是社会科学都是追求和探索真理的科学，对事物把握的整体和全面性及其本质和规律性，是科学与真理内在统一的必然性，否则就不是真正的科学，而是伪科学、谬误和诡辩。所以，系统性、协调性、不自相矛盾性是科学知识与科学理论的必然要求和本质特征。科学是理性中的感性，感性中的理性，即“真”(现象、事实)与“理”(本质、规律)的统一，也就是实在而具体的真理。
然而，要真正实现对(自然和社会)客观事物的真理性认识，不是轻而易举的事情，而是要经历从现象到本质、从感性到理性、从联系或关系到规律、从片面到全面、从局部到整体、从事物与环境及其相互关系的认识过程。也就是说，真理性的认识形成于事物之间横向的相互作用，以及由此而形成的事物纵向变化发展的过程及其结果之中。这样的过程只凭人的感性直观是难以做到的，因此要实现从片面到全面、从局部到整体、从规律到本质等的真理性认识，就必须借助于相应实践活动的参与，以便突破感觉器官获取信息的局限性，并在认识过程中检验已有的认识和预见性的认识是否正确是否具有真理性。没有实践活动的积极参与，人的认识就不可能有从有限到无限的转变和飞跃。无限发展的人的认识活动，是人的认识性思维与认识性实践的统一。
认识性思维是指以理解事物、把握事物、认知事物本质和规律为目的的思维活动，包括对自然事物和社会事物的认识与把握。有了这样的前提，才可能有随后在其之上构建可操作实践观念的改造性思 维活动，两种差异的思维活动构成人的思维活动过程的不同环节，也构成人的意识形式与内容差异统一的整体。而与认识性思维活动相匹配的认识性实践，是指为了促进和检验人的认识不断进步和是否正确，借助于一定的工具使认识对象发生形式变化，进而完成认识的目的和任务的实践活动。
首先，在认识自然事物以及与其环境关系(或条件)的过程中，就表现为科学实验的实践与科学考察自然资源的实践括动。在不同的具有差异性的科学实验与科学考察的实践活动的协作下，认识自然事物及自然环境的思维活动不断地向前推进，自然科学的不同学科、交叉学科、综合学科、边缘学科也在不断发展与完善，为人们的现代物质生活，为人们的科学知识的提升，为人们对自然事物与自然环境与人类生存与发展关系的全面理解，提供了必不可少的前提条件。没有现代性的自然科学，就不可能有人们今天的现代物质生活与社会的物质文明，更不会有社会化程度以及科技化、信息化、智能化越来越高的物质生产方式。物质文明与物质生活构成人类社会文明的一个基本方面，也是社会历史变化发展的基础性标志和社会精神文明的重要内容。
其次，在认识社会事物及其与社会环境的关系过程中，就表现为社会调查和社会考古的实践活动。在不同的具有差异性的社会调查与社会考古实践活动的参与和协作下，认识社会事物及其社会环境的思维活动不断地深入和发展，社会科学的不同学科、交叉学科、综合学科，伴随着自然科学的发展也在不断深化和完善，为人们的现代精神生活，为人们社会人文科学知识和理论的提高，为人们正确地认识社会事物与社会环境的关系，以及人的心理过程与行为方式，为人们正确地认识和把握社会个体与群体与国家或社会之间的利益流动关系，为人们精神境界的提升和精神生活的充实与丰富，提供了必不可少的重要前提，更为建构可操作的调整和变革不合理利益关系的改造性思维活动提供了可靠的基础。
不论是关于自然的学说，还是关于社会的学说，只要是真正的科学，都是以认识和把握客观的自然事物和社会事物及其相互关系和本质及变化规律为目的的，即以最终形成真理性的认识为目的的。因为具有真理性的科学认识，是后续可操作实践观念得以构建的必要前提，没有这一前提为基础的实践观念的构建及其实施，就会形成实践唯心主义的过程及结果，实用主义就是最有说服力的证明。然而，从实际的情况看，真理一定有“用”，而且是有“大用”、有“大利”、有“大善”，但有“用”的却不一定是“真理”。
所以，真理性的科学认识，不论是自然的还是社会的科学认识，都不是一个纯粹意义上的“真”与“假”和“真理与谬误”的认识，而是真理性认识本身，还必须具有对客观事物(就人类社会生活而言)有用无用、有利不利、有害无害、有小用还是有大用的认识，甚至进而还应具有真与善(有用)和谐统一基础上关于客观事物是否美与丑的认识。也就是说，完整的真理性认识是真、善、美和谐统一的认识。正所谓，有了可靠的(真理层面的)真假判断，才可能有可靠的(有用无用的)价值判断，进而也才可能有可靠的价值选择和美的感受。有了这样的完整的真理性认识，就为后续建构具有科学与合理性的可操作实践观念并付诸行动提供了坚实的基础，也为人的价值的实现和社会的进步发展提供了可靠的依据。
二、科学的技术与善和至善
对自然和社会的认识只是完成了说明、解释、了解、把握和知晓客观事物的任务，尽管完成这样的任务离不开科学实验、科学考察、社会调查和社会考古等基本实践的参与和协助，以便超越人的感觉器官的局限性，并促进和检验人的认识的正确性与真理性。但是这样的变化并不产生原先没有的人工自然物，即改造客观事物的结果。因此，认识客观事物的最终目的在于改造，并在改造过程中展现人类生活的变化和社会的进步发展和可持续发展。
然而，人类改造自然和社会的活动，并非一般意义的为有用有利而改造，而是要把有用和有利建立在有知，即“真”和“真理”的基础上。在现代社会尤其是世界发展全球化的时代背景下，人类改造自然与社会的实践活动，就更不可能离开现代科学知识和理论的基础性支持。因为目的在于追求真理和把握真理的科学知识和理论，是使客观事物对人的生活有用有利最大化最可靠的根据之一。所以，实践观念的建构及其改造性技术的创造与发明，就要上升到科学的高度和水平，这样才可能使人类改造自然和改造社会的实践活动及其结果，展示出社会进步发展的态势与社会和谐统一的状态。因此，与对人的生活和社会进步发展有用有利直接相联系的科学技术的发明和创造，以及相应的改造性实践活动过程和结果，就自然表现出“善”的社会属性。
现实的人类社会生活是以个体、群体和民族或国家的形式而存在和变化发展的。所以，技术首先对个体而言，就是求得生活的生产技能和与他人进行社会交往的技巧。其熟练程度越高，生活的代价就越小，生活的质量就越好，也就是对个体生活的“善”的实现。没有这样的“善”的实现或可能，就不会有个体人的存在与生活。
其次，对群体而言，就是求得群体生存与发展以及与其他群体社会交往的管理技能、生产技能和交往的技巧。其直接的显著特点就是群体的不同成员之间，在分工加协作的基础上，超越个体技术的局限，使不同的个体技术连成一体即有机的系统性技术，由此就能够产生更大的“善”，不仅有“善”于群体的所有成员，还有“善”于社会的其他群体和个体，也就是社会交往和利益流动的意义所在。
最后，对一个民族或国家而言，就是在个体与群体关系基础上，不同社会群体之间的社会大分工加协作的生存技术的大联盟，使不同的个体技术和群体技术连为一体即社会大系统，并超越个体和群体的局限进而形成国家或社会层面的整体生存能力和发展能力，并通过实际的管理技术、生产技术和社会交往技术及其结果实实在在地展现出来，使社会和谐与可持续发展的态势呈现出来。
但社会的实际状况并没有如人们所愿的那样展现出理想的现实，反倒是各种生产、生存和交往技术的生活方式之间，在具体的运作过程中乃至实现的结果之间经常性地发生明的或暗的利益矛盾或冲突，使得正常的社会生活秩序不时地受到不必要的干扰。究其原因，这些技术的生存都是“真”的，可缺少的就是“理”的内涵。这样，彼此的协调性和贯通性就难以展现，也就是缺乏科学的内涵，以至于成为碎片性的技术生产和生存。这样的生产和生存重在有用有利的真，却有意无意地忽略真理层次的有用有利，这与科学的真理性要求是难以一致的。但是具有真理性的科学知识和理论，也并没有让人们在现实社会生活中看到与科学真理性要求相应的科学技术的充分展示，看到的却是人类赖以生存的自然环境遭到前所未有的严重破坏，并已经威胁到人类社会的可持续发展，而且情况也没有根本缓解的迹象。
造成这种局面的根源究竟在哪里?考察自然科 学知识和理论的基本属性，其任务重在说明和解释自然事物及其自然环境，并揭示具有差异性的自然事物之间的相互关系及其事物的本质与变化规律。在现代社会发展的进程中，自然科学从特殊的物理、化学、生物等客观规律，到自然生态平衡的普遍规律都已经有了较为全面的认识与把握，说起来本不应该出现这样的局面，反之应该给人类的社会生活与可持续发展造成更强劲的推动力，进而实现自然的人化与人化的自然的和谐统一。然而，原因不在科学知识和理论本身，而在技术的发明创造受制于有“真”没“理”的狭隘价值观(伪善)，而走上了片面发展的道路。
而人的价值观是否正确，是否具有真理的属性(真善)，却是社会人文科学知识和理论的研究领域。也就是说自然科学的技术发明和创造，其一，除了遵循自然科学的特殊(物理、化学和生物)规律，还必须严格遵循自然生态平衡的普遍规律，同时还必须严格遵循生态平衡规律在人类社会的展现，即社会和谐统一规律的要求；其二，自然科学的特殊规律和社会人文科学的特殊规律的运用，必须严格遵循彼此共同的普遍规律即自然的生态平衡规律；其三，在严格遵循自然生态平衡规律与社会和谐的统一规律的基础上，建构具有全面科学性与合理性的可操作的实践观念，发明创造既改造自然也保护自然的科学性技术，同时，发明创造还既改造社会也维护社会和谐的科学性技术，也就是生产性技术与回收废料的再利用技术与化解社会利益矛盾进而维护社会和谐的技术的有机统一。
所以，不论是个体的生产和生存技术与社会的交往技术，还是群体的生产和生存技术及其发明创造，不仅要与自然科学联系起来，更要与社会人文科学联系起来，并将科学的真理属性贯彻到可操作实践观念的建构与实施过程的始终，以及先进科学的技术发明创造过程的始终。个体价值的实现所表现的小善，在群体中才可能转化成为特殊的善，在社会生活中才可能转化成为普遍的善乃至有可能转化成为至善。这就是个体的利益与群体的利益与国家(社会)的利益与人类的利益有机的辩证统一，要具有这样的向善意识，首先就必须具有唯物辩证的系统思维方式，在事物与环境即“一与多和多与一”的关系中根本而深刻地理解，不论是个体事物、群体事物，还是国家(社会)事物，都是以相互关联的系统形式而存在的。个体的事物是系统，群体的事物也是系统，国家(社会)的事物同样也是系统。没有辩证的系统关系，任何事物的存在都是不可能的，更何况个体乃是群体、国家(社会)和人类构成的基因，任何个体都承载着个别、特殊到普遍或一般的社会利益关系，只有在辩证系统思维的范围内，这样的社会利益关系才有可能彻底理顺，小善、大善和至善才有可能紧密而不可分割地联系起来，进而实现社会利益平衡顺畅的流动，不给狭隘和极端自私以及社会利益非平衡流动留下空间，人类意义上的“至善”也才一定能够展现出来。
人类的自然科学及其符合科学真理全面性要求的科学技术的产生与发明创造，以及关于人类社会的社会人文科学及其相应的科学技术的发明创造，都是为了人类之中的每一个体、每一群体、每一民族或国家(社会)能够更好地生活与进步发展，都是为了化解、解决乃至避免人类社会生活中的各种不同矛盾和利益冲突，真正实现自然的人化和人化的自然的和谐统一，才展示出科学与科学技术巨大的人类社会价值和人类生命的意义：
首先，在人类社会与自然界的关系上就表现为正确而科学地认识自然、理解自然，把握自然的个别规律、特殊规律和普遍规律，进而在体现自然规律的辩证系统思维的引领下，根据自然界普遍规律(生态平衡规律)的要求，正确地运用好特殊规律和个别规律，发明创造全面性改造自然的科学技术，使社会与自然之间实现利益的平衡流动，这样，社会与自然之间的和谐关系就一定能够建立起来。
其次，在个人与群体与国家(社会)与国际的关系上就表现为正确而科学地认识社会、理解社会、认识人和理解人，把握社会的个别规律、特殊规律和普遍规律，并在辩证系统思维的引领下，根据社会的普遍规律(自然生态平衡规律在人类社会的表现)即差异和谐统一规律的要求，正确地运用好生产关系一定要适合生产力、上层建筑一定要适合经济基础的社会发展规律，维护好社会的和谐与稳定，化解矛盾与避免矛盾，实现社会的和谐与社会的可持续发展，让人的世界真正成为持久和平与发展的世界，这样，科学、技术与真善美的统一就会真实地展现出来。
三、科学、科学的技术与真、善、美
不论是求真务实，还是一切从实际出发；不论是追求真理，还是崇尚科学，目的都是为了向善，即有利于人的社会生活与所有人的公平发展，有利于社会的进步、和谐、稳定和可持续发展，有利于人的精神境界的提升、社会物质生活与精神生活的协调与平衡发展，进而降低个体、群体、国家(社会)的发展代价，减少矛盾和利益冲突的发生率，化解和避免矛盾乃至于战争的发生。而这一切都只能依靠具有真理性的自然科学知识和理论与社会人文科学知识和理论，以及相应的具有科学真理属性的、系统化了的全面性的改造自然和社会的生产、生存与交往技术，才有可能变成现实。这就是自然与社会人文科学追求真理的本性与引导人类向善的本性的统一，是自然科学与社会人文科学协调配合，共同规范改造自然与改造社会的统一，是使人的思维活动的精神价值与人的实践活动的物质价值的统一，更是人类社会物质文明与精神文明共同进步发展的统一。
就此而言，能够与现代自然科学及其技术相匹配的社会人文科学及其技术，唯有马克思主义的哲学、政治经济学和科学社会主义理论及其相应需要进一步发明创造和完善的科学技术。因为马克思、恩格斯当年所揭示的许多有害于人类社会进步发展，有碍于社会彻底实现公平正义和人类自由的严重社会矛盾和问题，至今也没有得到根本的解决，有的只是表面的缓解和社会生活自身内部有意无意彼此伤害的延续，由此也伤害到人类赖以生存的自然界本身。因此，要充分体现科学以及科学的技术对人、人的社会和自然而言向“善”的本质，就必须努力地使自然科学与马克思主义关于社会存在与发展的学说紧密地联系和统一起来，这样，科学与科学的技术的“真”与“善”才能够无矛盾地、真正地统一起来。否则，科学与科学的技术所应该具有的自然美与人文美的统一就难以真正地展现出来。例如人工物作为自然科学与技术物化的结果，不仅要展现出其形式的自然美，还要通过人的实际使用所展示出的平等公正，以及有利于人的物质生活与精神生活愉悦的人文美，科学与科学技术的真善美和谐统一的本性才可能真实地展现出来。
在人类认识和理解自然事物与自然环境的过程中，不是单一地完成认识和把握客观事物的本质及其变化规律的任务，更重要的是要在追求真理的基础上，还要准确地判断哪些规律对人的生活是有利的，哪些规律对人的生活是不利甚至是有害的，并进而做出正确的价值选择，以便利用对人的生活有利 的客观规律，避免或预防或减轻不利的客观规律对人的伤害，并在自然普遍规律允许的范围内能动地改变不利于人的生活的个别或特殊规律，使其转而为人所用为人类造福。这其中的有利不利的判断和对人的生活有利的选择而且是最佳的选择，就是在对自然事物与环境做出正确(真或假)认识的基础上对有利于人的生活的属自然物的“善”的认识。而在对不同自然物的本质及变化规律对人的生活“善”的属性认识的基础上，在对不同自然物的联系性比较和分析判断过程中，进而发现自然物对人的感官所带来的显性或隐性即需要加工的自然美。所以人刈自然的认识和理解过程，就是认识和把握自然物的本质及客观规律(追求真理)的过程、认识和发现对人而言的“善”和“美”的过程。电就是说，完整的对自然的真理性认识是真、善、美和谐统一的系统化认识，只有达到这样的认识，才可能最大限度地避免和减少错误或谬误的发生和持续。
在人类认识和理解社会事物与社会环境的过程中，追求真理的认识活动过程，同时也是判断社会事物的“真假”和“真善或伪善”以及“丑或美”的认识过程。因为人的社会事物或是人的不同实际行为，都同时是“真善美”或“假恶丑”的直接承载者或实现者。对社会事物或人的社会行为方式的认识，如果达到了真理性认识的高度，认识活动领域的真善美是和谐统一的。达不到真理性认识的高度，“真善美”就是矛盾对立的，也就是“真善美”与“似恶丑”之间的界限是不确定的，所以就极易处在自相矛盾的诡辩状态之中，让人看不清“真伪”。直接的“假恶丑”是容易识别的，而直接的“伪善、伪美”即“不真”却是难以辨别的。因此，要实现科学发展观并构建社会主义和谐社会，就必须不断地提升人们对社会的认识水平和理解能力。然而，只有在辩证的系统思维中才有可能具有这样的思维水平和理解能力。所以，在社会的认识领域追求真理，就是追求真善美的和谐统一。而这一追求的目的，则是为了化解和彻底解决各种各样的社会矛盾，减少或避免不必要的社会发展代价的付出，最终实现自然与社会、社会与群体与个体的和谐统一，也就是自然的人化与人化的自然及其自然生态平衡规律与社会和谐统一规律的实现。
要实现社会和谐与恢复自然生态平衡，仅仅停留在认识活动环节是做不到的。而必须把对自然和对社会的真理性认识，即现代自然科学和社会人文科学的本质精神——真善美的和谐统一，彻底地贯穿到可操作的价值实践观念的建构过程之中，贯穿到科学性技术的发明创造过程的始终，也就是使改造自然和社会的活动与认识自然和社会的活动紧密地联系起来，使认识性思维与建构可操作实践观念的改造性思维辩证地统一起来，进而使相应的认识性实践(科学实验、科学考察、社会调查、社会考古)与改造性(物质生产、调整和变革社会利益关系)实践辩证而紧密地联系起来。在认识性思维活动中看到认识性实践活动的参与和协作，在改造性思维活动中看到由观念的先行改造向实际改造性实践活动转换的必然性；同时在认识性实践与改造性实践活动中看到精神活动的参与和协作，是精神力量与物质力量的合力造就了人在自然界的主体地位，造就了人工自然和社会与自然的应有的和谐统一，造就了人类社会的发展史。
要把在认识自然和社会的过程中理解与把握的真善美的统一，贯穿到建构可操作的实践观念过程的始终，并通过实际的实施把观念的东西变成物质的产品与精神文化的产品，并产生真善美和谐统一的实际社会效果，从事自然科学研究与科学技术发明创造的科学家和设计家，就应该把对自然的探索与认识自觉地与社会的物质生活需要联系起来，把自然规律与社会规律联系起来，使自然科学的研究逐步溶进社会人文的因素，这样才可能把自然规律对人类社会的价值和意义发挥到最佳的程度，并最大程度地展现自然科学的真善美。而从事物质产品设计的研究者，就应该严格按照自然科学真理性与真善美统一的要求，在精心设计物质产品时，适时适度地溶进社会人文的因素，使物质产品的设计与实际的生产及其结果更加地展现人性化的品质，使真善美的统一通过物质产品的生产和使用实实在在地展示出来。而从事社会科学研究与社会发展设计的科学家和设计家，就应该自觉地把对社会的认识与把握，与认识自然和改造自然的活动联系起来。因为认识自然和改造自然的活动是社会生活不可缺少的基础部分，也是社会科学家与社会发展的设计家研究的重要领域，以及实现社会和谐统一的基础部分。社会科学家和设计家应该清醒地意识到，社会科学及其技术的发展、完善与实现，不可能离开自然科学及其技术的参与和支持，社会科学及其技术与自然科学及其技术应该相互配合协作攻关，使自然科学与社会人文科学最终成为同一门科学，进而真正实现人对自然和自然对社会的真善美，也就是自然与人与社会的和谐统一。
社会精神产品的生产是自然科学家和社会人文科学家以及设计家的共同任务，是向社会提供精神产品满足社会精神生活需要的脑力劳动者，也是系统化的现代社会不可缺少的重要组成部分。要向社会提供高质量展现真善美的精神产品，不论是自然科学家还是社会人文科学家，都应该具有对已有的思想成果和社会现实的批判意识和强烈的社会责任感，在批判和揭露社会生活中的假恶丑的同时，倡导和弘扬真善美，使科学的意识与实际的行为一致起来，为社会树立可学习的榜样，进而使越来越多的社会行为走上科学的轨道，为实现科学发展观和构建社会主义和谐社会尽到自己的责任，并做出自己应有的贡献。总之，关于自然与社会的科学与科学技术的本质就是真善美的统一，这也是辩证系统思维必然的结论。
[参考文献]
[1]刘国章，马克思新哲学观及其认识与改造理论研究[m]，北京：人民出版社，2008
关键词 水的组成 化学元素观 观念建构教学
“化学元素观”是中学化学的核心观念之一，通过初中化学的学习，学生首先应当建立起“化学元素观”。然而，学生对“化学元素观”的认识是伴随相关具体知识的学习而逐渐发展的。要在相关具体知识的教学中发展学生对“化学元素观”的认识，需要立足学科整体的高度，以“化学元素观”为统领来组织教学，思考具体知识的教学对物质及其化学变化等学科基本问题的渗透、落实和具体化。为此，笔者以初中化学“水的组成”教学为例展开讨论。
1 对初中阶段“化学元素观”的理解
化学是研究物质及其变化的科学，“化学元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解。作为化学核心观念之一的“化学元素观”具有统摄性和持久的迁移价值，不仅能促进学生把握最有价值的化学知识，而且能为学生形成相应的认识思路提供思考框架，为学生形成化学认识指明思维方向。具体来说，物质的元素组成是化学观念的基础，依据物质的元素组成对纯净物进行分类，以元素为核心认识物质及其变化，能够为研究物质的性质和化学反应建立认识框架。因此，化学元素观包括3方面的含义：一是对元素本身的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等；二是从元素角度看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等；三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化等。借鉴梁永平先生关于“化学元素观的基本内涵”的阐述，笔者认为，初中阶段“化学元素观”的基本理解如下，见表1。
学生“化学元素观”的形成和发展是一个循序渐进过程，在不同阶段，基于不同学习内容，学生需要发展的化学元素观不同，其认识层次也不同。如以电解水实验及生成物的检验等事实为支撑，“水的组成”的教学可以发展学生从元素的角度认识物质及其化学变化。从物质的元素组成来认识纯净物并将其分类、归纳，是“化学元素观”的主要内容之一，为此在“水的组成”教学中，可结合水电解前后各物质的元素组成特点，学习纯净物的分类，认识单质和化合物的概念、从水的元素组成特点认识氧化物概念，由此从物质分类的角度依次实现对水是纯净物、化合物、氧化物的认识。不仅如此，从物质的元素组成来认识物质的性质，也是初中阶段“化学元素观”的主要内容，在“水的组成”教学中还可以结合水电解前后各物质的元素组成与性质的差异，引导学生认识纯净物的性质要受到组成元素的影响，对于简单的化合物或单质，元素组成甚至起着决定性的作用。当然，物质的元素组成相同，其性质未必相同，这与物质的结构有关。因此，化学上还要依据物质的性质、结构对纯净物进行进一步的研究，这将是学生后续要学习的内容。
2 从化学元素观看“水的组成”及其教学价值
“水的组成”属于人教版教科书（2012版）第四单元课题3的内容。从“化学元素观”的角度看“水的组成”，就是把该部分内容放在物质及其化学变化等学科基本问题中去考量，思考“水的组成”与“化学元素观”的关系、“水的组成”处于什么位置，能起到什么作用，这样可以从对具体知识的理解上升到对学科基本问题的理解。
“水的组成”涉及较为丰富的事实性知识和概念性知识，这些知识与“化学元素观”之间存在的实质性联系可以用“水的组成”知识层级图来体现（见图1）。
“水的组成”这部分内容，借助电解水的实验及生成物的检验等知识，重在认识电解水实验的实质和水的组成，感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法，并从物质元素组成角度认识纯净物的分类。显然，这部分内容不仅能发展学生从化学的视角来认识水及其变化，而且能为学生“化学元素观”的认识发展提供有力的支撑：第一，根据电解水实验以及对生成的2种气体进行检验，证明水在通电后生成了氢气和氧气，可以揭示水在通电条件下发生了化学变化；第二，根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气燃烧生成水的实验事实，依据化学反应中元素不变，认识水是由氢、氧2种元素组成的；第三，根据电解水实验，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的元素组成特点，认识纯净物可依据元素组成分为单质和化合物，依据水的元素组成特点认识氧化物，发展学生对物质分类的认识；第四，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的性质差异，认识物质的性质与其元素组成有关，组成元素不同，物质性质不同。第五，结合之前学生学习的分子和原子的知识，启发学生初步从微观角度认识化学反应的实质，即水在通电情况下发生化学反应，组成水的氢、氧元素的原子重新组合生成了新物质，加深对化学反应中原子种类不变、元素不变的认识；第六，利用电解水实验来研究水的组成，可以启发学生认识不断分解物质直至不能分解为更简单的成分为止，于是就得到了元素的游离态，即“单质”，这是人类研究和认识物质组成的经验方法，通过此实验人们进一步认识了水：水还可再分，即水不是元素；第七，通过对电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1的分析，为水的化学式——H2O提供了事实依据，这为学生后续学习本单元课题4化学式与化合价打下了铺垫。可见，“水的组成”是发展学生“化学元素观”认识的重要载体。
3 如何围绕“化学元素观”展开深入学习
“化学元素观”是学生需要形成的体现学科本质的深层次理解，围绕“化学元素观”来展开“水的组成”的学习，需要对学生知识学习与化学观念认识发展等有整体考虑，让具体知识的学习为学生化学观念的认识发展提供支撑，使学生化学观念的认识伴随具体知识的学习而逐渐发展。
3.1以“化学元素观”为统领构建教学内容主线
化学观念是指居于化学学科的核心，体现化学学科本质，对学科的性质、研究对象、研究方法和学科的价值等学科基本问题的深层次理解。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度，思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化，与此同时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“水的组成”课堂教学内容主线的设计方面，根据学生的实际和发展需要，以“化学元素观”为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的、能体现“化学元素观”的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。
基于上述考虑，“水的组成”一课的教学整体思路设计见表2。
3.2围绕“化学元素观”的关键性内容设计引导性问题
教学的目的在于促进学生对知识的深层理解，发展对化学观念的认识。把教学任务转化为问题，用问题驱动学生思维，是通向理解、发展化学观念认识的重要途径之一。为此，有必要思考应该提出怎样的引导性问题。笔者认为，在化学观念教学中，引导性问题是能激发学生思维，对达成教学目标起决定作用的、能体现化学观念的关键性问题，是统领课堂、推进教学的主线索。为此，在“水的组成”教学中，针对学生学习的实际，把指向主要教学目标和教学重点、能体现“化学元素观”关键内容的教学任务转化为统领课堂教学的引导性问题（见表2），为学生的思维过程指引方向。在“水的组成”教学中，要利用引导性问题调动学生参与学习过程，激发学生通过问题的思考去理解所学知识，在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟“元素与物质的分类”、“元素与物质的性质”、“元素与化学反应”等学科基本问题，从而为从元素视角认识物质及其化学变化奠定知识和方法基础。
3.3将学习任务和引导性问题转化为“手脑并重”的学习活动
学生的学习需要通过活动体验来完成。活动设计需要注意活动的内容、方式要与教学目标、教学任务、以及引导性问题相一致，要针对教学任务和引导性问题，设计相应的手、脑并重的多样化活动。围绕“化学元素观”展开深入学习的活动设计，有以下几点考虑：
一是关注新旧知识的联系，注意调用学生的已有知识经验来学习新知识。如任务1中的问题1的设计，学生已经学过利用过氧化氢分解制取氧气，利用学生已知的这个反应可以搭建学习新知识的桥梁，启发学生思考水是由什么元素组成的，以及如何推测水的元素组成等问题。还可以借助这个反应，引导学生思考可以由水分解的产物来推测水是由什么元素组成，这样把学生的思维引向深入。
二是充分发挥实验的作用，为学生的学习和理解提供事实证据。电解水实验是学生学习“水的组成”、理解“化学元素观”的重要手段和方式。在活动设计方面，一方面通过电解水实验、电解水生成的2种气体的检验等，为学生提供丰富的感性认识，另一方面以实验事实为证据，根据实验的观察，引导学生思考：你认为水电解发生了什么变化？根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气在空气中燃烧生成水的实验事实，由反应前后各物质的元素组成，说明水是由什么元素组成的？为什么？由此引导学生基于实验事实进行分析、推理并获得相应的结论，使学生的认识从感性走向理性。
三是注重在知识学习的同时，运用分析、比较、总结与概括等方法，提升学生的观念性认识。如问题4和活动4的设计，你知道为什么要对物质进行分类吗？根据电解水实验及生成物的检验，水分解前后各物质的性质有什么不同？从中你能获得哪些认识？这样的设计，改变了以往关注具体事实的识记，重在引导学生思考物质的元素组成与物质性质关系的问题，能够促进学生把握具体知识的本质所在，为学生今后进一步从元素角度认识物质的分类与物质性质的关系打下一定的基础。
生物科学技术对社会生活产生了越来越大的影响，主动适应时代的需要，培养有较高生物科学素养和全面发展的公民，是高中生物学课程改革的任务，所以，高中阶段开设好生物学课程显得很重要。根据高中生物内容较多的情况，以及高二学业水平考试和理科高考的要求，各高中在高一还是在高二起始开课存在着不同的意见，高一开课的学校认为，这样可以缓解课时紧的问题，为高三选修部分及高考复习争取更多的时间。而高二开课的学校认为，高一开课则每周2节课，战线过长，强度过低，不利于学生集中精力学习，会出现前学后忘的现象，高二开设生物课，每周课时多一倍，有利于学生集中学习，教学效果较好。笔者所在学校就选择高二开设生物课。
为了从学生的角度了解学生对生物课程的需求和认识，也为了进一步了解我校高二学生的学习行为与习惯，分析学生学习中存在的问题和困惑，为教师教学方式方法的改进提供参考，帮助学生增强学习的兴趣，改进学习方法，提高学习成绩，为更好地培养学生的生物科学素养打好基础，笔者设计实施了此次问卷调查，为后续的研究提供帮助。
二、问卷内容及样本的确定
三、调查结果与分析
1.学生的学习动机
市一中高二学生已经文理分科，对生物学科的态度有着明显的不同，所以，在问卷的分析中有所区别。另外，个别学生的问卷填写不合要求，问卷分析中不做统计。在学生学习态度方面，95.4%的理科生对生物课重视和较重视，而50.8%的文科生则选择了一般，说明文科生对仅仅要求学业水平测试的课程重视程度是不够的。大多数学生在学习中出现错误和困难的时候，通常会积极询问，或者自己沉思，直到理解清楚为止。66.5%的学生认为自己对生物学很感兴趣和比较感兴趣，70%的学生认为自己对嘉峪关乡土生物很感兴趣和比较感兴趣，58.9%的学生认为在初中时无论是学校、老师，还是自己，均不重视生物这门学科。说明学生还是比较喜欢生物学，渴望了解生物知识，但是没有引起重视。我认为是学业水平测试和高考体制以及教师本身的教学观念问题，如何保持文理科学生浓厚的学习兴趣，是教师要直面的一个问题。
2.学生对生物课程的认识
几乎全部的学生都认为生物较数理化等简单，有学生认为生物是理科中的文科，记忆较多，但对于记忆方法比较困惑，很多学生对老师有相当大的依赖性，约10%的学生认为老师很少或者从不教给他们记忆方法，理科生中有81.1%的学生认为老师的重视程度对自己学习的影响比较大或很大，而文科生调查中却只有54.4%，在简述的问题中，学生感觉在学习中主要困惑在于是生物学科的知识点比较多，比较乱，记不住。对文科生而言，还有些学生觉得学业水平测试如何通过比较头疼，对目前学习中练习比较少表示了质疑。61.8%的学生认为高一开始学习生物比较好。
3.学生的学习方式
学习过程方面，理科生中有22.3%最重视的环节是激发学习兴趣，有30%的学生认为知识的应用应该被重视，25.3%的学生认为应该重视思考、分析和观察。在文科生中，60.0%的学生认为知识的应用是最重要的环节。97.9%的文理科学生不会或者偶尔会有意识地看网络、电视和杂志中的生物学方面的信息。理科生中有10.3%的学生认为学习生物的主要动机是提高自身的科学素养，文科生中则更少，仅为6.8%，77.5%的学生选择了迫于考试的压力而学习。简述问题中，在完成老师布置的作业时，多数学生倾向于自己独立完成及与同学合作完成。
4.学生期望的生物学课程
关键词 科学探究 物理教学
新课标明确提出物理课程的目的是提高全体学生的科学素养；在课程结构上注重共同基础，体现选择性；在课程内容方面体现时代性、基础性和选择性，设计了模块课程供学生选择，这是课程改革的一项重要举措。然而，要真正落实新课标的要求，促进学生科学素养的全面发展，则需要深入开展课堂教学改革，改变以知识传授为主的传统教学方式，逐步形成以促进学生发展为主的现代物理教学方式。即在物理教学中融入科学探究思想。因此，如何理解科学探究和怎样用科学探究的思想指导物理教学改革就成了一个重要的研究课题。
一、对科学探究理解
常言道：“授人以鱼，不如授人以渔。”教师给学生的知识，就数量而言毕竟是有限的，而教会方法，以此来研究问题却可以是无限的。因此，在使学生掌握物理规律的同时，更重要的是让学生掌握获得知识的程序和手段，学会科学的研究方法，能进行科学的思维。目前，物理教育界对于科学探究有不同的理解和认识。有一种观点认为，只有把学生放开，让他们自己发现问题，自己动手实验才是科学探究，才是探究式的学习方式。这种观点是对科学探究的狭义理解，只看到了科学探究的自主性和操作性层面，而忽视了科学探究的本质含义。
从物理教育的角度来看，我们可以从以下三个层面来理解科学探究：首先是观念层面，科学探究体现着现代科学观。学习物理的过程是一个不断转变对自然界的原有认识和观念的过程，是一个自觉的实现观念自我更新的过程。对学生而言，其个体的认识也需要在探究过程中不断发展和改变。第二是思想方法层面，当代科学教育理论认为，科学探究没有固定的模式，但有一些可辨别的要素，如提出科学问题、建立假设、搜集证据、提出理论或模型、评估与交流等，这些都是科学思想和工作方式的体现。在物理课程标准中，根据这些要素提出了对学生理解科学探究和发展科学探究能力的要求。第三是操作技能层面，任何实验探究过程都需要某些思维和操作技能，如控制变量、使用仪器、记录和处理数据等。因此，除了第三个层面要求学生必须动手实验之外，以上两个层面都可以以多种方式渗透在教学过程之中。
二、在教学中的融合
物理课程难教又难学，老师的教与学生的学之间存在差异，这是国际物理教育领域面临的共同难题，中学生对物理的理解和认识是通过亲身经历的学习过程而逐渐形成的。因此，物理课不应当是听课、记笔记、做实验、做习题的结合，而应当是在教师的指导和帮助下不断探究物理现象的本质与内在联系的过程，将科学探究作为物理教学改革的指导思想，表明传统的教学方式不能帮助学生有效地学习。结果表明，探究式教学比较符合学生的认识和发展过程。
任何物理教学内容都是科学探究过程与结果的统一，都是一个发现和提出问题直至问题解决的过程，只是在以前的教学中忽视了作为过程的科学探究方面，常常将科学的结论直接告诉学生，让学生理解和运用，使科学的过程与结果分离开来。在目前条件下，用科学探究的思想指导物理教学改革应当是可行的，关键在于教师对于探究性教学的认同和对于有效的物理教学的责任感，用科学探究的思想和观念指导物理教学，教师首先要创造一种探究学习的课堂氛围，使学生逐步体验和认识到，学习物理就是在教师的引导和帮助下不断探索周围的物质世界，不断发展自己的认识和探究能力，形成科学的思维方式和行为习惯的过程。其次，教师要从科学发展的角度认真分析和研究教学内容，科学提出和解决问题的研究方法；在充分了解学生的原有认识和思维方式的基础上，从学生发展的角度把握每一个重要物理问题的提出、研究和解决过程，针对学生的实际将大问题分解成小问题，最后转化为学生感兴趣而又能够解决的问题。如憨态可掬的不倒翁可帮助我们理解重心与稳度；活泼可爱的“猴荡秋千”可帮助我们理解演单摆的周期及自由振动、受迫振动；千变万化的万花筒可帮助我们理解光的反射。如此等等，妙趣横生，倍受青睐，有助于提高学生的学习兴趣和实验热情。总之，生活中处处有科学，处处有学问，只要我们启发学生认真观察生活、积极思考，他们就会提出许许多多个为什么。从生活走向物理，从物理走向社会，有助于学生形成从客观事物的感性认识入手来探索物理知识的好习惯。第三，给学生提供研究所需的仪器、数据或资料，引导学生用科学的研究方法和思维方式来探究问题的答案，尝试自己解决或通过合作学习解决这些问题。在学生遇到困难时，可以采用多种方式（如多媒体教学等）展示或重现物理学家的探究过程和思想方法，给学生以启迪。在这个过程中，引导学生主动寻求和建立知识之间的联系，自主建构对物理世界的认识。只有这样，物理课程标准提出的三维目标才能在学生身上真正实现。
从物理学的发展历程来看，伽利略开创了实验研究的先河，他对自由落体的研究堪称科学探究的典范；牛顿经过对天体运动的长期思考，最终发现了万有引力，将地球与天体的运动规律统一起来，又何尝不是科学探究里程中的丰碑？电磁感应定律是法拉第实验探究的结果，麦克斯韦预言则是理论思维的结晶。物理学革命的标志――量子论和相对论的创立，哪一个不是科学探究的辉煌成就？因此，科学探究的思想在物理教学改革中是重中之重。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部：《全日制普通高级中学物理课程标准》。
[2]Connecting Physics Education Research with Teacher Education, IPEC. 1998.
关键词：物理学史，科学教育功能
中图分类号：G42 文献标志码：A 文章编号：1673—9094（2012）09—0028—03
物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程，它包含了认识论和方法论的因素。本文就物理教学中发挥物理学史的科学教育功能谈点笔者的管见。
一、教学中适当结合物理学史可以让学生更好理解物理概念、重视实验，去了解物理学的基本观点和思想。
1.在物理教学中适当结合物理学史可以帮助学生深入理解物理概念，纠正错误观念。
认知心理学家奥苏贝尔的有意义学习理论认为，在学习新知识时可以适当利用相关的、概括性的并且比较清晰、稳定的引导性材料。这种引导性材料就是所谓的“先行组织者”，它有助于促进学习和保持信息，并在一定程度上为新知识提供一种“脚手架”，使学生进行有意义的学习。在物理基本概念和规律的教学中，很多时候，物理学史可以提供比较性的组织者或说明性的组织者。比如，在讲述力的概念时，从亚里士多德到伽利略、牛顿，循着伟人的探索历程，比较他们的见解，可以加深学生对力的概念的理解；在讲述电磁感应时，以安培、法拉第、楞次和麦克斯韦等物理学家在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所得的成果为主线，使学生在对电磁发展总体认识的基础上，加深对教材的理解和对概念、定律、公式的掌握。
此外，教师在进行概念教学时，往往是经过抽象的理论分析加以表述，结果会使学生对科学概念的产生和发展引起误解，以为不管什么结论都可以用数学推导出来。引入物理学史，讲清理论的由来和发展，讲述它的成功，它解决了哪些问题，讲述它的局限和发展前景，使学生知道科学发展经历的是一条曲折、艰难的求索道路，不把物理学当一门死科学来学，这样就能更好地理解和掌握物理知识。
2.在物理教学中适当结合物理学史可以促使学生充分认识实验在物理学中的地位和作用。
纵观物理学史，每一个理论的产生与发展都是建立在实验的基础上，而物理学发展所经历的每一次理论上的大综合和大统一，都伴随着实验技术与实验思想的进步。在物理教学中，应该结合教学内容介绍物理学史上一些有重大意义的物理实验，不但要说明实验的背景、条件、手段、方法和过程，而且更要阐明这些著名实验的设计思想和研究处理问题的方法、阐明实验与理论的关系以及实验所做出的重大历史贡献。比如通过结合伽利略对自由落体的研究使学生认识到物理实验是物理学研究的最重要的工具，物理实验对物理理论的产生、发展和验证都有决定性的作用，从而深切理解实验在物理学中的地位和作用；同时也有助于增强学生的实验设计意识，提高学生对实验现象的科学洞察力和对实验结果的分析能力，从而减少物理实验中的失误。
3.在物理教学中适当结合物理学史有助于学生了解物理学的基本观点和思想。
物理教学不仅要使学生掌握物理概念和概念间的联系即规律，还要结合物理学的发展史引导学生了解物理学的基本观点、基本思想及其变革。例如，物理学的“运动观”——包含着运动的绝对性、运动描述的相对性、力和运动的关系、分子运动理论等方面的内容；物理学的“守恒观”——包含着动量守恒、能量守恒、电荷守恒和质量守恒等方面的内容等。在教学中结合物理学史，让学生了解这些物理学基本思想和观念产生的历史背景，以及这些物理学基本观念和思想的历史变革过程，使学生在学习一个新的物理理论的同时，逐步改变自己陈旧的思想观念和思维方法，从而实现从整体上把握物理世界图景、深刻领会物理学思想的真谛。
二、在教学中渗透物理学史可以帮助学生去理解科学的探究本质，进行科学方法和科学思维的熏陶，形成知识的相对观和发展观。
1.在物理教学中渗透物理学史有助于对学生进行科学方法和科学思维的熏陶。
物理学的研究思想和方法是人类智慧的结晶，它们的传授与学习，只有紧密地与物理学史结合起来，才不流于形式、成为空洞无物的条款堆集，而是成为有声有色的活例。在物理教学中适当结合物理学史，展现物理学发展中有代表性的科学家探索知识的思维过程，可以使学生了解前人是用什么样的方法去研究和探索，从而发现新的规律和理论的，从中去领悟物理学的研究方法。比如，通过介绍伽利略的斜面实验，可以使学生了解正是伽利略开创了把物理实验与科学思维相结合的物理学研究方法，就像爱因斯坦评论中所说的：“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”物理学中常见的研究方法都贯穿在物理学发展的整个过程中，因此在物理教学中渗透物理学史，能使学生学到解决问题的种种方法，也会使学生认识到科学研究方法是多种多样的，很多途径都可导致真理的发现或揭示更深层次的奥秘。
2.在物理教学中渗透物理学史有助于学生全面理解科学的探究本质，学习物理学家在研究中所采用的科学方法。
物理学发现的历史也就是物理学探究的历史，在探究过程中洋溢着科学精神，渗透着科学思想和方法。在课堂上教师可选择物理学史上著名的实验或发现事例，经简化、设计，形成富有启发性的材料，让学生“追踪”当年科学家的发现思路，模拟科学家的发现过程，领会科学家的思维方法，而不是只是介绍结论。这样做虽然不是真正的科学“发现”或“创造”，但它不仅能激励学生学习科学家奋勇探索、敢于创新的精神，而且也能使学生从中学到物理学的一些探究方法，丰富自己的思路。
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