【化学学科理解】维度解构与水平提升路径！

1 化学学科理解对象的文献观点分析

对已有文献中论述的化学学科理解应然维度进行罗列如表1所示。

分析表1可知，文献所述化学学科理解对象皆差异性地指向以下范畴：

(1)知识的系统且多元理解，即除知识体系外还强调对知识来源、本质、价值及产生过程等的理解；

(2)学科思维方式、方法、观念及思想等隐性、缄默性“知识”;

(3)对化学学科属性的认识，如研究对象、研究的基本问题及化学与其他学科的关系；

(4)化学学科与外部系统如社会大系统的关系。

对于第(1)点，其中化学知识体系自成一个范畴。而知识的来源、本质及价值皆为化学哲学中的化学认识论讨论范畴，如知识来源于化学经验的积累和科学思维的抽象，知识的本质有其暂定性和经验性，知识的价值有其认知价值和问题解决价值等。至于知识的产生过程则求诸对化学史的了解。

对于第(2)点，学科思想、学科观念、学科方法及学科思维方式本身有着不可分割性和交叉性[14,15,16,17],且都是在化学学科不断产生问题及解决问题的过程中抽离出来的，故对该类“隐性”知识的理解可求诸化学哲学中的化学方法论、化学本体论及化学史。如朱玉军[18]经分析认为国内对化学学科基本观念的界定主要是从化学学科的基本特征及其与其他自然科学的区别来考虑的，如元素观、变化观及能量观指向化学学科的研究对象——物质及其转化，微粒观指向化学学科的研究层次——原子、分子及离子等，实验观、分类观、定量观及科学本质观则指向化学研究方法和认识活动——利用实验、分类、定量等研究方法对“物质及其转化”的探索，而STSE观、绿色化学观等则指向化学学科的研究目的。而化学学科的研究对象、研究水平及研究内容等属于化学本体论讨论范畴，研究方法及认识活动则指向化学方法论及化学史。其他类似研究[14,15,19,20]观点也大抵如此，认为化学学科观念需从研究目的、研究对象与内容、研究过程及研究方法等方面进行提炼总结。

对于第(3)(4)点，则分别属于化学哲学中的化学本体论及化学社会论讨论范畴。

故此，基于归纳与分析，对以上4点进一步进行范畴还原可知，已有文献所述化学学科理解维度皆差异性地从属以下模型(图1)。

2 基于化学哲学视角梳理化学学科理解对象的可行性、合理性及必要性

据以上分析可知，已有文献观点对化学学科理解维度的划分虽从范畴所属角度来说可以还原至化学哲学，但其在论述过程中并未明确指向化学哲学，或者说未从理论演绎的逻辑角度自觉且系统地进行由上而下的分析。而本文经分析认为无论是从实践归纳(对已有文献观点的分析)还是理论演绎(化学哲学本身讨论的问题域)角度来说化学哲学应是一个系统且具学理性的化学学科理解维度梳理路径，阐述如下。

2.1 从化学哲学本体观其可行性

广义上的化学哲学是指以化学基本理论问题和化学运动及其发展的基本规律为研究内容的一门学科[21]。在早期的科学研究中，自然科学的研究往往冠以Philosophy(哲学)一词，所以20世纪以前的化学哲学基本上指的是化学本身，即定义中“化学基本理论问题”。这一点可从近代诸多化学著作中得到例证，如英国化学家道尔顿(J. Dalton)的《化学哲学新体系》(A New System of Chemical Philosophy)(1808年)、英国化学家戴维(H. Davy)的《化学哲学原理》(Elements of Chemical Philosophy)(1812年)。虽早期化学哲学的主要研究对象是化学基本理论本身，但那时的化学家已经自觉或不自觉地担负起了研究化学认识论和方法论的任务[21]。随着时代的发展，基于化学学科日益丰富和发展的需要，将狭义的化学哲学与化学学科本身分离开，即狭义的化学哲学不再对化学学科中的基本理论问题进行探讨，因为该领域已成为化学科学本身探讨的问题。故现今讨论的化学哲学即狭义上的化学哲学，是以化学学科为研究对象，以化学基本运动和化学发展的基本规律为基本研究内容的一门学科。

化学哲学(狭义上，后文所指皆如此)的研究内容较为广泛，可主要有以下几个方面[22,23]:

(1)本体论问题，主要探讨化学运动的本质和特征、化学运动和其他运动的关系等化学学科属性问题；

(2)认识论问题，主要是研究化学知识的积累、存储和传播的规律，包括化学概念和理论的演化、化学教育、化学人才培养、化学发现或发明的规律等问题；

(3)方法论问题，主要是揭示化学的观察、实验、归纳、演绎、机遇、想象和抽象思维等化学研究中的思维规律等问题；

(4)矛盾论问题，主要是考查诸如化合与分解、内因与外因、平衡与速度等一系列对立事物中的统一规律等问题；

(5)社会论问题，主要是分析化学在社会中的地位、作用，化学同整个社会的关系等化学社会学问题。

另还可见对化学发展论如化学发展的动力、结构模式及化学革命等问题的探讨。

故从化学哲学问题讨论范畴的涵盖上可知，已有文献中对化学学科理解对象的维度划分基本上可以直接或间接地归纳到化学哲学领域，故从对已有观点的解释性和囊括性上看是可行的。

2.2 从化学教学的理论基础及其本质观其合理性

化学教学是以辩证唯物主义认识论为指导，以自然科学方法论和教学论为理论基础的一种动态的特殊认识过程[24]46,即化学教学的理论基础一个是化学教学论，一个是化学方法论[25,26]。辩证唯物主义认识论认为，认识是人脑对客观事物的能动反映，表现为认识的2个“飞跃”,即由感性认识到理性认识、由理性认识到实践的飞跃[24]43。而教学就其本质或主要内容而言，乃是教师把人类已知的科学真理创造条件转化为学生的真知，同时引导学生把知识转化为能力的一种特殊的认识过程(即2个“转化”)[27]。刘知新认为自然科学学科教学要实现这2个“飞跃”和“转化”须求诸自然科学方法论[24]44。作为一种特殊认识过程的化学教学，只有运用自然科学方法论才有可能遵循认识规律，从学科特征和教学特征的要求出发，解决教学实际中的各种问题。张嘉同[28]指出一个人认识的发展在某种程度上类似“重演律”,即以必然的形式重演人类认识的发展，或者说个人认识的各个发展阶段可以看作是人的认识在历史上经过的各个阶段的缩影。张霄等[29]也基于类似观点认为学生在课堂中完成学习的过程犹如个体的发生，扼要地重演了知识的进化历史。其认为知识的生成过程是认识论过程的凝练，人类发现的每一项知识内容都存在其必然的生成途径，在化学教学中知识的生成应当与认识论过程相契合，并指出同样应以化学认识论作为指导教学的理论依据。故化学教学不应局限于知识本身的静态结构，还应追溯知识的来源和动态演变，只有这样才能使学生自觉认识到经过实践检验的知识既因包含着正确内容而具有绝对意义，但同时也会因其继续发展而具有相对意义。

故综上可知，对于化学教学，化学哲学中的认识论和方法论皆是其理论基础，有着学科特质和教学本质上的合理性。

2.3 从化学教学与化学哲学的“供需”关系观其必要性

由上可知，作为自然科学在中学传授科目之一的中学化学学科，因其学科的特殊性，有必要以化学哲学中的认识论和方法论作为其教学的理论基础。对于这一点，广大化学教育工作者也对此多抱有共识。

在中学化学教学研究中，有不少研究者分别进行了理论层面的分析和实践层面的应用。在理论层面，研究者们多从逻辑辨析及实践需要角度探讨了化学哲学的讨论范畴，如化学方法论和化学认识论在中学化学教学中的重要性。何明溪等[30]指出化学教育中的公民化学素养发展功能指向化学方法论的研究和学习，要充分发挥方法论的功能以促进教学观念和方法的更新。陈晓燕[31]通过分析化学哲学与化学教学中的知识发展逻辑问题认为化学教学无充分理由拒绝化学哲学内容在其中的渗透，“化学哲学为化学教学提供着认识和把握化学知识人文价值观的主要基础，化学教学要做到真正意义上的知识传授还需不同程度引进化学哲学内容”。化学哲学家王德胜[25]认为在化学知识迅速增长与学生学习时间和精力有限的矛盾下更需要把化学方法论作为化学教学的重要内容，提高学生认识、掌握和应用化学方法的能力以使其能独立自主地持续获得化学知识。余淞发等[32]从实证角度出发，基于对高中生化学认识论信念的测查结果指出，教师在进行化学教学时应注重学生化学认识论信念的培养，尤其是其中的“来源”与“论证”维度。在实践层面，同样有不少研究者利用化学哲学内容自觉地指导中学化学教学。如杨永珍[33]经课堂教学实践证明认识论指导下的科学教学有利于学生学习方式的改变，有利于培养学生的科学本质观、批判意识与创造意识。赵妍等[34]基于WWHW认识论思考模型，即所认识的知识是什么(What)、所认识的知识价值是什么(What)、所认识的知识是如何产生的(How)、为什么所认识的知识是合理的(Why),以“化学反应速率”为教学主题进行教学实践。在国外，国际科学教育也非常重视学生的科学认识论及其发展[35]。不少国家(美国、英国、澳大利亚等)的科学教育改革文件中均强调学生对科学本质的理解，尤其在关于科学知识是如何建构与评价方面[36]。国外研究者们对科学认识论的重视很大程度上离不开科学认识论在学生科学课程学习中所扮演的重要角色[37]。

而在教师的职前培养及职后培训方面，不少中外研究者也给出了肯定意见。包士敏[38]认为学习哲学知识不仅是全面提高学生化学素质的需要，而且也是每一位化学教育者乃至化学工作者必不可少的职责。蔡铁权等[39]基于我国科学教师科学史哲素养缺失现状指出我国科学教师教育必须关注科学史哲，只有这样科学教师才能了解科学家是怎么做的，也学会自己应该如何去做，如此使得科学方法的教育才更具有可操作性。梁永平[40]认为教师既要理解学科知识，又要理解关于学科的知识，理解学科知识就是要对学科的基本内容及其之间的关系有较为精致的理解，理解关于学科的知识就是要从元认知的角度理解学科，如从学科的本质、学科的发展史、学科认识论等方面理解学科。马修斯(M R. Matthews)[41]指出学生要想获得关于一些科学本质的知识则必须求诸教师和课程专家们对科学方法和认识论的理解。塔兰克(V. Talanquer)[42]认为很多学生在完成中学甚至是大学化学课程后在对化学学科的理解以及基于化学视角审视和解决生活中的问题方面并没有得到很好的发展，提出化学教育研究应加深对化学科学的哲学考量以促进教师对化学学科的理解。

故由上可见，综合理论演绎结果及实践逻辑归纳，基于化学哲学视角梳理化学学科理解对象有着较好的可行性、合理性及必要性，即对化学学科理解维度的解构可从化学哲学视角进行探源及梳理。另2017年版课标虽对“化学学科理解”做了结果论上的定义，但基于文献分析，此处拟对该概念做一个过程论上的定义，即化学学科理解是指认知主体对化学学科本体的深度性、系统性及多重语境性(哲学、历史及社会学等)的建构性理解。

3 化学学科理解维度解构路径确立

前已述及，已有研究论述的化学学科理解维度可还原至化学史、化学哲学及化学知识体系三角模型(图1)。此3者都基于化学学科发展而来，其本身有着不可分割的联系(图2)。

人类积攒的关于化学科学的经验会选择性地被课程化以达到经验的传递，而化学哲学中基于化学发展实践的、以化学领域中具有世界观和方法论意义的一般理论问题为讨论对象而辨析出的结果则会反馈到后续化学科学研究中，为今后的化学实践活动起指导作用。化学哲学既然以化学运动和化学发展基本规律为研究内容，那么它必须以化学研究的实践为基础，即化学哲学的研究对象与化学发展历程密不可分[21]。化学哲学脱离了化学发展中的研究实践就不存在化学哲学，化学哲学也不是毫无基础的空中楼阁，它必须从已发生或正在发生的化学实践活动中抽象和升华出来[21]。从某种意义上讲，化学哲学和化学史都可以算是化学学科的衍生内容，但它们又不可能隶属于化学学科。故化学史与化学哲学的辩证关系可表示成图3所示。

化学哲学研究正是基于化学史，以哲学的方法挖掘其中的“智慧”内容，从这些史料中揭示其内在规律以增进对化学学科的深度理解。因此，化学哲学与化学史2者不可分离，化学哲学离开了化学史则成了空洞的思辨；化学史若离开了化学哲学，则其研究往往是目光短浅的，或者是单纯的史料汇集或烦琐的考证[22]508,即“没有哲学的科学史是盲目的，没有历史的科学哲学则是空洞的”[43]。故对化学史的强调不仅仅是强调要了解化学史，更重要的是通过对化学史的了解获取更高层面、更抽象的关于认识论、方法论等方面的隐性知识，达到“以史为鉴”的效果，如获取到学科观念、学科方法、学科精神及学科价值等多元认知结果。显然，化学学科的基础教育阶段同样应渗透部分化学哲学讨论结果，如化学研究的主要方法(逻辑思维方法和经验方法)、化学知识的生成与演化、化学科学与人类社会的关系、化学科学与其他学科的区别、化学科学家的精神与社会责任等等。这为课程学习者更好地理解化学学科和利用化学学科解决生活或研究上的一般问题提供了思想和经验上的工具。从库恩(T S. Kuhn)的科学革命史观来说，这也是维持科学发展中常规阶段的必需。

故经分析认为化学教师作为在实践层面传递人类化学科学经验的主要施动者，其主体对化学学科知识本体和化学哲学问题讨论范畴的双重认识必须达到一定范围和水平上的认识。而对于化学史，其在中学化学教学中的重要性无需多言，中外化学(科学)教育工作者都对其进行了详细探讨。化学史作为认知主体理解化学学科的重要语境素材，其对认知主体完整、系统地认识化学学科本体及其对社会诸子系统的影响有着必要的基础性作用。但纯粹的化学史只是一堆素材，是认知主体获取相关认识的宝库，至于怎么理解、能从中理解出什么，则存在较大不确定性和主体差异性。而如科学(化学)本质观、科学(化学)方法体系及其应用、化学的社会学认识等此类被教育工作者认为是人类必须传递的经验则基本都能在化学哲学讨论领域得到解答，即化学哲学不仅给出了答案，同时也给出了分析范式。

故对于教师的化学学科理解范畴，经学理及经验(文献)分析后认为化学史是化学教师达成化学学科理解的重要素材，但不是最终获得的理解结果，其理解结果应是在知识本体领域和化学哲学领域获取必要的一般性认识，如对学科研究对象、学科特征、研究方法、知识发展、知识本质、学科与社会子系统关系等的认识。基于此，确立化学学科理解的维度解构路径指向化学知识体系本身及化学哲学讨论领域等2大范畴，具体解构路径见图4。

4 结论

化学哲学可以作为化学学科理解维度解构的良好路径，同时也可作为化学教师完善自身学科理解方式、提高学科理解水平的载体，但以下2点是值得注意的。

(1)从化学哲学范畴梳理化学学科理解维度并不是指化学学科理解的直接对象就是化学哲学，其对象仍是知识体系、知识来源、知识本质、研究方法、学科特征、学科与社会子系统的关系等。只不过是这些对象在化学哲学的讨论下都给出了分析范式和理解上的最终结果，故而在该路径下梳理可以较好地保证维度解构的学理性和系统性。是故言之为解构路径而非直接客体。

(2)虽然化学哲学研究的诸多结论可以作为化学教师学科理解的结果和标杆，如对于化学研究方法的系统阐述、对于化学知识来源和本质的认识、对于化学学科与社会子系统关系的认识等。但化学哲学本身是基于自然辩证法对化学学科发展史中所有事物与现象的分析，其虽对提升认知主体对化学学科的理解大有裨益，但在认识水平上不可要求认知主体对化学哲学的认识达到化学哲学(科学哲学)专家的一般深度，即其中诸多内容和论断是在中学化学教师群体学科理解认知需求水平之上。故在具体维度及教师在其上应达到的具体理解标准确立上，其原则应是匹配认知主体教学实际需要的，即在确立结果上不能要求中学化学教师对所确立维度达到一定认识的基础是必须通过系统的化学哲学学习，同时也不要求其在认识水平上达到化学哲学专业工作者的一般深度及广度要求。

引用本文:   

吴俊杰, 姜建文. 化学哲学:化学学科理解维度解构与水平提升路径[J]. 化学教育（中英文）, 2022, 43(5): 8-13

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