两千多年前，古希腊科学家阿基米德在发现了杠杆原理之后曾说：“给我一个支点，我就能撬动地球。”由此，“阿基米德支点”常被用来比喻成功解决问题、能够把理论与事实统筹起来的关键点和最佳切入点。在化学教育领域，是否存在这样的“阿基米德支点”？如果存在，它又是什么呢？众所周知，化学是一门中心的、实用的和创造性的科学[1]，同时，化学也是一门历史悠久的自然科学，在漫长的发展过程中，化学科学积累了丰富知识的同时，也积淀了化学家们认识物质、改造物质和应用物质的思想观点、科学方法、思维方式等。这些丰富的思想、观点、方法彰显了化学的伟大魅力，成就了化学科学在促进社会发展中的强大力量，是化学科学的精髓。很显然，化学科学承载着丰富的教育价值，化学教育根植于化学科学，必须彰显化学科学的魅力和特征，只有这样，化学教育才有生命力，才能促进学生化学核心素养的发展。那么，对化学科学而言，最能展示化学科学魅力的主题是什么？这些主题如何转变为促进学生科学素养全面发展的“阿基米德支点”？ 一、化学学科思想与观念建构教学 如前所述，化学科学在漫长的发展过程中积累了大量知识，而任何知识的发展和形成过程都承载着丰富的内涵，知识的意义绝不仅限于其字面所表达的含义[2]。化学知识是化学家运用一定的科学方法，经历艰难曲折的探索过程而获得的，这一过程倾注了化学家的智慧，体现了化学家的思想、观点和方法，这些思想方法的集合构成了化学学科思想。可以看出，化学学科思想反映了化学学科的特征和化学知识的形成和本质，它是科学共同体对化学学科特征、规律、方法的概括性认识，对化学科学研究和人类认识发展都具有重要价值[3]。因此，化学教育在引导学生学习化学知识的基础上，必须向学生传授化学学科思想。 在化学教学中，通过引导学生对化学知识的学习和对化学学科思想的理解，学生能够建构起从化学的视角认识事物和解决问题的思想、观点和方法，我们称其为“化学基本观念”。如果说化学学科思想是化学家们对化学学科特征的高度概括性认识，那么化学基本观念则是化学学习者对化学学科思想的不同认识和理解，是学生通过化学课程的学习所获得的对化学的总观性认识[4]。不同的学习者学习化学知识的内容和过程不同，对化学学科思想的认识和理解深度不一样，形成的化学基本观念就有较大差别。因此，要体现化学学科思想的魅力，必须要认真研究化学基本观念的内涵及其教学建构，通过实施“观念建构”的化学教学，实现对学生化学学科思想的教育。 那么，在化学教育中应帮助学生建构哪些化学基本观念呢？在化学教育中教授的化学基本观念应该反映化学科学中的学科思想，并需要以适合于学生不同认知发展阶段的方式来表达[5]。因此，我们可以从化学学科和学生学习两个视角来探讨化学基本观念的内容。从学科的视角看，化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门基础自然科学；化学实验是化学科学研究的基本方法和途径；分类是人类认识物质的一种重要思维方法和手段；而科学地改造物质、应用物质，实现自然与社会的和谐、可持续发展则是化学科学的终极目的。从学习的视角出发，化学基本观念是学生对化学学习进行深入反思和体验的结果，这种反思和体验包括对物质的组成、结构和变化规律等知识的概括性认识、对化学探究过程和方法的反思、对化学科学本质及其在社会发展中作用的认识和反思。基于以上分析，我们认为在中学阶段引导学生形成的化学基本观念主要应包括元素观、变化观、微粒观、分类观、实验观和化学价值观[6]。这些化学基本观念能够指导人们更好地认识、改造和应用物质，例如，如果学生建立了“物质是由元素组成的，在化学反应中元素不变”等化学基本观念，就会自觉地从元素组成的角度来认识物质和变化，而像“水变油”这样的伪科学闹剧也就不会上演。宋心琦教授曾精辟地指出：“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。”[7]中学化学教学必须超越传授具体知识的层面，从“知识为本”的教学走向“观念建构”的教学[8]。 在过去的十几年里，化学基本观念作为化学科学魅力的一种教学体现，因其对学生科学素养的发展具有重要意义而受到国内外研究者越来越广泛的关注与实践。一些国家的课程改革文件，如美国的《K-12科学教育框架》[9]和《下一代科学教育标准》[10]中，都突出强调对学科思想观念的理解。我国从2000年开始关注并提倡培养学生的化学基本观念，研究者们无论在理论上还是在实践中都对化学基本观念进行了深入的研究和探索，尤其可喜的是，不少学校和一线教师开始关注化学基本观念，并进行了一系列“观念建构”的化学教学尝试，取得了良好的实践效果[11-12]。然而，任何理论的完善和实践的超越都依赖于对其自身的不断反思，通过对近十年来化学基本观念的相关研究和教学实践进行批判性地审视，我们发现还有许多需要深入思考和探索的具体问题。 例如：（1）化学基本观念的建构遵循怎样的学习进阶？化学基本观念的形成不是一蹴而就的，而是不断丰富发展的，具有阶段性、层次性和渐进性的特点[13]。科学教育研究认为，围绕少数核心观念进行深入探究的进阶学习，能够更好地促进学生科学素养的形成[14]。在不同的年级阶段，化学基本观念的内涵和外延有哪些发展变化，哪些化学知识和核心概念是形成基本观念所必需的？这些问题需要立足于课程编排的整体进行深入研究。（2）强调观念建构是否会弱化了对化学知识的掌握？一些教师因为对化学基本观念的内涵和形成过程缺乏深入了解，从而表达出了这样的担忧。其实，“观念建构”的化学教学实现的是化学知识与基本观念双向建构的共赢过程，教师要深入分析和挖掘教材内容，深刻理解化学基本观念与具体知识、核心概念间的内在联系，引导学生通过对化学知识的理解反思促进基本观念的形成，死记硬背式的学习难以形成化学基本观念。（3）当一节课的内容能够体现不同学科观念的时候，是面面俱到，还是突出核心观念？我们认为，化学基本观念的建构在于深入、系统，而不在于泛泛而谈，如何选择和把握一节课中最本质的核心观念，并且围绕这一核心观念统筹相关知识和其他观念，系统地组织和设计教学，则需要教师的教学经验和智慧。可以说，上述问题对化学教育研究和教师教学提出了更高的挑战和要求。
