中学化学知识不确定性的教育价值及其实现

杨季冬 周小翔 王彦丹

摘      要：知识往往具有不确定的属性，而中学化学教学中往往剔除了化学知识的不确定性，仅强调其确定性。若是能在中学化学教学中回归知识不确定性属性，则有助于未来科学的繁荣，为教师提供教学空间，激发学生的探究欲望，促进师生协同发展，从而突破中学化学知识确定性教学的局限性。为了实现中学化学知识不确定性的教育价值，可以在课堂上正视知识的不完备，明确知识成立的条件，注重化学教学的思维发散，促使评价方式的多样性。

关 键 词：化学教学；知识不确定性；中学化学知识

引用格式：杨季冬，周小翔，王彦丹.中学化学知识不确定性的教育价值及其实现[J].教学与管理，2024（04）：47-50.

知识往往具有不确定性的属性，但考虑到中学生的认知发展水平，中学化学教材以及化学课堂教学中，往往将化学知识的不确定性属性剥离开，而更多呈现的是化学知识的确定性属性，以便于中学生理解。强调确定性知识观无可厚非，但“唯确定性”的知识教学也会产生弊端，本文主要讨论中学化学知识不确定性的教育价值及其教学实现。

一、中学化学知识确定性的内涵及局限性

1.中学化学知识确定性的内涵

自然科学较社会科学而言，客观事实与主观意见之间界限分明，较人文学科而言，所获事实可以被证实或证伪，无疑自然科学在三者之间最具客观性、准确性、普遍性。有学者研究自然科学知识的确定性，并将其定义为知识的普遍必然性和稳定性。因此，中学化学知识确定性的本质是一种知识观。简单的说，就是认为选入中学教育阶段的化学知识，其唯一且必然正确，有普遍必然性，且超越时空，在未来也不发生变更，具有稳定性。这种知识观能给人一种稳定感，使知识简单化，从而容易被人所接受理解，因此在中学化学教学中被广泛采用。

许多例子都表明中学化学教学中强调化学知识的确定性。比如教科书在仪器使用规范、实验操作等知识的呈现上有绝对化与理想化倾向，年复一年不断固化基础知识的“标准化试题”，老师要求学生背化学方程式系数等等。中学化学知识确定性确实能在一定程度上起到夯实基础、提高成绩的作用。

2.中学化学知识确定性的局限性

化学知识具有客观性、准确性和普遍性，秉持确定性知识观进行教学确实能够夯实学生基础，减少学生疑惑。因此，追求确定性化学知识本身没有问题，但是在教学中一旦“唯确定性”，即过于强调化学知识的确定性，就会严重限制教师的教和学生的学，不利于学生全面自由的发展。

（1）造成学生质疑精神缺失

批判质疑是“中国学生发展核心素养”中的“基本要点”之一。有学者指出质疑精神是一种敢于提问的态度，而传统课堂中接受式的教学方式不利于质疑精神的培养。在确定性知识观下，选入中学教科书中的化学知识被当作是必然正确的、永恒的，因此师生不仅不敢质疑它，且认为没有必要质疑它。当他人看法被视为必然真理时，那么就否认了自己看法的必要性和合理性。久而久之，学生缺失自己的想法，便成为了被动的接受者，质疑精神也就无法生长。比如“钾钠铵盐皆可溶”一般情况下都会要求学生记住，甚至将其列入考题，这样就会造成学生不假思索的记忆，而几乎不会去质疑其合理性，而事实上有很多反例，如铋酸钠是不溶的钠盐。

（2）制约学生创新意识发展

创新意识是“化学学科核心素养”之一，也是培养高质量化学化工类拔尖人才所需要的品质。如果过于强调知识的确定性，那么学生的创新意识必然会受到制约。确定性知识观强调观点唯一性，学生想法的多样性在无形之中被打压。中学化学课堂上经常会出现一个学生表达了自己不同的看法，但是老师会说“这个点你先记住，你以后上了大学还会继续学的”，这就是教师在强调知识的确定性。问题得不到解决，学生也就不愿再提出新的见解，创新的灵感被遏制。中学化学知识确定性使得实验探究手段、互动问题答案等课堂要素也会变得固化。也就是说，学生的探究性学习都是按照教师所预期的方式进行，学生的探究依赖某种固定的程式，也无法提出灵活的、多样的、有争议的科学问题及观点。由此可见，过于强调化学知识的确定性难以为学生提供创新的环境，不利于学生创新意识的发展。

（3）固定教学过程的轨迹

教学过程实质上是教师引导学生学习与探究教育内容的教与学相统一活动的时间进程，其本身应该是充满灵活性的。如果秉持中学化学知识确定性观念教学，课本上所有的化学知识被当作“圣旨”，在教学中丝毫不对其内容进行任何形变，甚至连其呈现形式都原封不动地照搬给学生，那么会固化教学过程，即学习每一个教育内容的时间进程安排都千篇一律。对于此现象，有学者已经指出其会存在教学意义缺乏生命关照，教学内容“腳本化”和教学过程“线性化”等一系列问题。从时代的发展来看，化学学科在进步，化学课堂教学模式也在日益更新，面对同一个知识点，若还用过去的生活经验进行导入与建构，不仅无法做到以学生的生活经验作为知识生长中心点，更会使教育落后于时代。

二、中学化学知识不确定性的内涵及教育价值

1.中学化学知识不确定性的内涵

不确定性是相对于确定性的概念，是对确定性的否定。知识不确定性是在否定知识的普遍必然性及永恒真理性。知识不确定性进一步分为知识的相对性、主观性、不完备性和多元性。中学化学知识也必然具有这些属性。然而，由于学生的思维发展程度，为了知识的简化理解，教师往往会将知识的不确定性属性给过滤掉。那么可以说，中学化学知识不确定性是一种把以上属性归复，还原进中学化学知识，并否定原有确定性内涵的观念。

例如，当“凡是酸就是在水溶液中电离出的阳离子均为H的化合物，碱就是在水溶液中电离出的阴离子均为OH的化合物”已经在学生脑海里形成思维定势时，酸碱的定义已经在无形中被绝对化，此时中学化学知识确定性就被体现。而当老师向询问的学生讲解“酸碱理论主要有三种，最基础的是以电离出的H与OH来判断酸碱，其次有适用范围更广的以提供或接受H来判断酸碱，最后还有有机化学运用较多的路易斯酸碱理论……”学生进而形成了“判断酸与碱是有条件的，初中阶段只用酸碱电离理论来定义酸碱是不完善的”观念，那么中学化学知识不确定性就体现出来了。后者达到对前者的否定，同时学生明白了酸碱定义的有条件性与不完备性，获得了对知识不确定性的感知。

2.中学化学知识不确定性的价值

（1）有利于未来科学研究的繁荣

正是由于化学知识的不完备性，促进着科学研究的不断发展。在认识分子结构的漫长路途上，化学家路易斯在1916年首先提出了路易斯结构式，即八电子体，认为原子间通过共用电子对结合且受八隅律的制约，然而其无法解释O分子的顺磁性，也无法解释共价键的本质特性。随后海特勒与伦敦通过H分子研究的认识手段说明了共价键本质，同时还完善了价键理论，进一步阐释分子结构。再往后分子轨道理应运而生，该理论不仅解释了O分子的顺磁性，还解释了单电子、双电子、三电子键的形成。发展至今共价键理论与分子轨道理论共同生长，尽管在预测新分子结构上仍有缺陷，但经过修正后变得更加可靠。因此，旧化学理论的不完备处又是孕育新化学理论诞生的地方，化学知识正是因为不完备，才得以被研究与发展。

（2）为化学教师提供了教学空间

教师认识到化学知识具有不确定性的多样属性，可以结合自身或学生的经验灵活地讲解化学知识，并分享自己的理解和认识。在这样的教学环境中，化学教学不再是教师将化学知识以“展品”的形式呈现，而是教师将化学知识融入自己的价值观中，促使教学与自身融为一体，实现优质化学教学。面对同一个化学知识，教师不仅可以采用多种多样的教学手段，如小组讨论、开辩论会、角色模拟扮演，也可以有多种多样的目标侧重点，如旨在发展学生创新能力，以培养学生逻辑能力、科学态度为目标等。如此，教师实现了教学自由，成为化学知识的新的创造者，从而真正实现教师、学生与化学知识之间的交流与共享。

（3）有助于激发学生的探究欲望

中学生对各种事物充满着好奇，有着无穷的探究欲望。当学生意识到化学知识有局限性时，如何解决这种局限性便成为了学生探究的驱动力。例如有中学生针对教材中“铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、水与二氧化碳”的内容，自己设计了探究实验并验证出产物不止这三种，还应该包括氧化铜与硫化铜，这说明教材中的内容具有探索空间，而中学生具备求索精神。因此知识不完备性像一扇未知的大门，会引诱着学生自发探索门后的世界，主动突破中学化学知识局限性，在获得一些自己的见解的同时，他们也会从中获得自信。如此，老师即便不刻意为之，学生也能从中激发学习化学的兴趣。

（4）促进师生双方的协同发展

知识的不确定性促使师生的各个方面得以发展。对教师而言，中学化学知识不确定性能促进教师教学能力的提升，教师的教学内容不再停留于简单的、清晰的中学化学知识确定性的呈现，如何更好地传递中学化学知识不确定性内涵及实现它的教育价值，将成为教师探索的目标；对学生而言，不确定性提供了学生创造性成长的可能，原有知识的不完备不仅培养了学生的质疑精神、反思精神，同时也让学生思考如何向更好的方面去改变与创造，学生不仅在化学学科上，更在人生未来上，获得了无限生机与可能。

三、中学化学知识不确定性的实现策略

综上所述，中学化学知识不确定性存在其独特的教育价值，如果适当采用，可以为教学增益添彩。那么，如何利用具体的教学手段来达到实现其教育价值的目的呢？下面将提供一些实施建议。

1.正视化学知识的不完备性

要想从化学知识的不完备处生枝发芽，获得新观念，教师就要做到在中学化学教学中正视知识不完备的地方，并且敢于点明，如此学生才能觉知，进而学生质疑，使创新精神得以发展。教师还可以特意挖掘教材或生活中一些不完备的观点，引发学生的质疑与探究讨论，激发学生对问题的重新认识。学生自己质疑出来的结论，比教师强塞给学生的结论的学习效果要深刻得多。这种质疑能够激发师生的集体智慧，去发现知识中不完备的地方。

例1，在复习金属钠与水反应时，有以下的教学片断：

学生：老师，您怎么知道钠的密度比水小？

老师：因为钠在反应时浮在水上面。

学生：那有没有考虑周围的气体呢？钠的密度为0.97 g/cm，按照我们学过的物理知识，这种密度的物质在水中应该0.97部分的体积在水下，而只有0.03部分的體积在水上，但钠与水反应时，金属钠却完全浮在水面上。

对于学生的生成性问题，老师并没有忽视，而是选择进行实验与研究，并在下一节课继续探讨。最终教师证明了学生结论的合理性，在热烈的讨论气氛中继续引导学生提出“钠熔化并不能得出钠熔点低”的问题，且也被证实。

在该案例中，我们可以看到由一个生成性问题引发的多个问题的探讨，并最终改正了一些长期流传下来而并不严谨的化学结论，老师与学生的思维均获得了发展。老师正视了化学知识的不完备性，尊重学生提出的质疑观点，而没有选择打压与搪塞。

2.明确化学知识成立的条件

条件性本身就是知识不确定性的属性之一。在对中学化学知识传授时，教师需要让学生明白，任何中学化学知识确定性的成立都是在一定条件下的，超出了条件范围该知识的权威性就受到了挑战，知识的正确与否也恰好是在“一定条件”下相互转换。因此在教学中，明确“一定条件”就显得尤为必要。

例2，中学生认为1 mol气体的体积是22.4L，那么教师在讲解气体摩尔体积时就可以突出该结论成立所需要的条件，同时还可以设计针对性教学：

老师：粒子数相同的任何气体都具有相同体积，所以任何1 mol气体体积都是22.4L。

学生：不一定，温度和压强会改变气体体积。

老师：说得对，所以我们要在22.4 L/mol前规定一个温度和压强的条件，只有在0 ℃和101 kpa的标准情况下，该结论才成立。

老师：这只是一个例子，事实上像这样在一定条件下才成立的结论还有很多，大家可以讨论归纳一下我们所学过的有哪些？

除此之外，在化学反应条件上，老师在讲课时也可以故意漏掉，让学生主动指出，久而久之，学生对化学反应条件的关注得到训练，明白了脱离一定条件的反应是很难进行的，同时也对化学知识的条件性有了更深层次的理解。

3.注重化学学习思维发散性

化学学科的研究方法本身就有着多样性，要想学生在化学的学习中突破思维定势，达到实现知识不确定性价值育人的目的，教师在教学过程中就要注重用多种手段来培养学生的发散思维，破除解的唯一性。例如，可以鼓励学生一问多解，还可以采用 “头脑风暴”的方法促使学生提供多种答案。学生从中跳出思维定势，明白问题的解决手段可以多种多样时，就能激发出创新意识，跃出确定性的局限。

例3，做好日常防护，要做到勤洗手，勤消毒，不去往人流量密集区域。基于本节课的研究，还有哪些物质可以作为日常消毒剂呢？消毒的原理又是什么呢？

【学生展示】（见表1）

【教师总结】学好化学才能更好地服务于生活，然后总结一些不同消毒剂及其原理。

该案例可以促进学生思维发散，鼓励学生从不同视角寻找消毒剂，从而与日常生活所需紧密联系起来，今后可根据实际情况进行选择。不仅是学生，教师也可以思维发散，对现有中学化学探究方法进行优化。比如有人对焰色反应实验提出了罐喷雾灼烧、喷粉灼烧等多种不同的创新，方式新颖且现象明显，为现代中学化学实验教学的发展做出了贡献。

4.促使学生评价方式多样化

既然化学知识具有不确定性，对于学生表现而言评价标准就不是唯一的，因此评价方式应该多样化，为学生整体发展而服务。在学生表现中，可能蕴含其知识掌握情况、思维动态，以及学科观、价值观等多个维度，评价方式可以围绕以上方面综合入手，而不是仅停留在与标准答案的出入。这样能为学生提供学科方法、思想态度，以及人生观方面的指导，真正做到为学生发展服务。

例4，“硝酸的性质与运用”单元中的评价案例。

【评语】你的等级为合格。本案例学习后，你还需做如下努力：加深理解元素化合物的相互转化式、转化条件、转化价值等知识；对新的信息要善于捕捉、筛选、应用；对绿色化学思想包含的内容还需进一步归纳整理。

这一段评语从知识掌握、思想层面上提出了建议，不仅评价了学生水平，更评价了学生思想上的问题，指出了不足與弥补方法。在日常教学中老师还可以基于学生的科学态度、创新思维等给予适当褒贬。纵使学生答案出错，也可以肯定其正确性的思维、创新性的想法，使学生继续保持其优点。

综上所述，中学化学知识不确定性有重要的教育价值，但我们所批判的是“唯确定性”的知识观，而不是表达“不确定性知识观体现得越多越好”，甚至取代确定性知识观。如果中学化学知识丧失了确定性，学生也会陷入“不可知论”的泥潭。然而目前情况是中学化学知识确定性观占据了主导，知识的不确定性被忽视，所以要对此予以关注。因此，教师教学中需要把握好一个度，以突破中学化学知识确定性对学生发展的制约。

参考文献

[1] 沃勒斯坦.知识的不确定性[M]. 王昺，等译. 济南：山东大学出版社，2006：20-33.

[2][5] 刘大同，王后雄，王敏. 中学化学课程知识呈现方式的“绝对化”偏失与矫正[J]. 内蒙古师范大学学报（教育科学版），2012，25（04）：85-88.

[3] 李醒民. 知识的三大部类：自然科学、社会科学和人文学科[J]. 学术界，2012 （08）：5-33，286.

[4] 张志伟. “有”、“无”之间[D]. 南昌：南昌大学，2008.

[6] 刘怀乐. 化学教学笔谈——评概念教学中的绝对化与死抠[J]. 化学教育，2001 （05）：13-14+16.

[7] 耿淑玲，伍成泉. 培养儿童质疑精神的价值与途径[J]. 学前教育研究，2010（10）：29-31.

[8] 罗祖兵. 由“标准化”到“个性化”：信息社会中的教学变革[J]. 电化教育研究，2011（09）：11-15.

[9] 苗真勇，贺琼琼，陈紫珊，等. 化学化工类拔尖人才创造力的构成要素及其内涵研究[J]. 化工高等教育，2018，35（01）：28-30+61.

[10] 邓阳，王后雄. 凸显“解释——论证”的科学探究：内涵、现实意义和实践策略[J]. 全球教育展望，2015，44（10）：112-119.

[11] 黄甫全. 现代课程与教学论[M]. 北京：人民教育出版社，2011： 310.

[12] 程建坤. 即兴教学化解确定性教学困境的可能与实现[J]. 全球教育展望，2021，50（04）：45-54.

[13] 李坚. 不确定性问题初探[D]. 北京：中国社会科学院研究生院，2006.

[14] 罗祖兵. 不确定性知识观及其教学意蕴[J]. 湖南师范大学教育科学学报，2011，10（05）：69-72，83.

[15] 张惠敏，钱扬义. “焰色反应”实验的创新设计[J]. 化学教育（中英文），2018，39（09）：68-73.

[16] 赖增荣. 实践“表现性评价”促进学生深度发展——以鲁科版高中化学1“硝酸的性质及应用”为例[J]. 化学教学，2016 （06）：27-32.

【责任编辑    郭振玲】

*该文为湖南省教育科学规划省级青年资助课题“指向学科核心素养的‘教、学、评’一体化实施困境与破解路径研究”（XJK22QJC002）的阶段性研究成果

T：通讯作者