新高考背景下化学学科地位与选科思考
2019-06-26杨华山
杨华山
2019年4月,第三批新高考综合改革的八个省市同时发布了新高考的实施方案,都是采取“3+1+2”模式,即物理、历史二选一,再从其余四科中选取两科作为选考科目计入高考总分。这种模式下,物理和历史作为首选科目,其学科地位得到加强,一定程度上解决了之前“3+3”模式下物理弃考问题,而化学成为再选科目之后,其学科地位是否有被弱化的趋势还无从定论。实际上,由于教育部颁布的《普通高校本科招生专业选考科目要求指引(试行)》中化学专业覆盖率较高,加之化学学科对生产、生活及未来科技发展的重要作用,其地位的重要性不可替代,相信化学学科仍将是学生热衷学习及乐意选择的科目。
一、化学学科对人类文明作出了巨大贡献
自從有了人类,化学便与人类结下了不解之缘。钻木取火、用火烧煮食物这些都是最早的化学活动。我国古代劳动人民,在长期的生产和生活实践中学会了烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类,炼丹术、印染、制盐、制漆等化学技术的应用都普遍早于欧洲,更有四大发明中的造纸、黑火药等是我国古代科技发展的骄傲。
在实践活动的基础上,化学家们不断进行探索和实验,发现和制得了不少气体,提出了氧化学说、原子学说和分子学说,这些成就成为近代化学发展的里程碑,并使得化学成为一门独立的系统科学。后来,随着元素周期律的发现,有机结构理论的建立,为现代化学的发展奠定了基础。
二、现代化学工业的飞速发展,给人们的生活带来极大的便利
从19世纪末开始,热力学理论、量子力学理论、价键理论引入化学,这不仅让人们进一步了解了物质结构与性能的关系,还可以判断化学反应的方向和条件,化学理论也提升到了一个新的水平。
进入20世纪后,化学科学迅速发展,合成氨的工业化、放射性元素的发现、量子化学理论的建立、合成化学的兴起、高分子化学的创立,都是现代化学的重大成就。化学工业的快速发展带动相关科学进步的同时,也在服务生产、造福人类,为人们的生活带来了极大的便利。合成氨技术制造出促进粮食增产的氮肥,使成千上万的人免遭饥饿之苦;大量新药物的成功研制,帮助人们战胜许多危及人类生命的疾病;石油炼制技术和三大合成材料的出现,方便了人们的衣食住行;以硅及其化合物为原料制造出的芯片和光导纤维,促进了信息科学的发展,极大丰富了人们的生活。
我国科学家们为现代化学工业做出了许多突出贡献,侯德榜发明的联合制碱法,极大地提高了原料的利用率;我国科学家合成的牛胰岛素,是世界上第一个人工合成蛋白质,为人类探索生命奥秘迈出了关键一步;药学家屠呦呦发现并提取了青蒿中抗疟疾的有效成分,从而获得了2015年度的诺贝尔生理学或医学奖。
三、化学工业发展的前景和挑战
化学是一门基础科学,也是一门实验科学,研究物质组成、结构、性质、变化及应用规律。利用化学方法,可以不断发现新物质,提取有用物质,并制造出具有特殊性能的新物质,每年都有十几万的新物质被合成,因此,化学又是一门具有创造性的科学。
化学作为一门中心学科,是很多学科的核心,如材料化学、生物化学、纳米科技等。随着现代科技的发展,物理学、生命科学、信息科学与化学学科的融合,现代化学已经发展成系统庞大的学科体系,化学与材料、能源、生态环境、生命、医药、军事国防、信息技术、航空航天等领域都有很强的融合,产生了很多边缘科学,如生物化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等,使得生物、电子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。
化学是一门实用的学科,它与数学、物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。用化学的知识来分析和解决社会问题,如能源问题、粮食问题、环境问题、健康问题、资源与可持续发展问题等,可以促进生产的进步,保障人们的身体健康,改善人们的生活条件。
当然,事物都有两面性,化学工业发展也面临巨大挑战。化学学科在与其他学科实现高度融合,促进交叉学科发展的同时,也存在被边缘化的危险趋势,特别是倡导低碳经济、绿色发展的今天,工业发展带来的环境问题、安全问题尤为突出。另外,随着信息技术的不断发展,人工智能时代的到来,将会对化学工业的创新和发展提出更高要求。
四、选考化学学科可报考高校专业覆盖面较广
化学在理学、农学、工学、尤其是医学专业中有着举足轻重的地位,参考2018年教育部下发的《普通高校本科招生专业选考科目要求指引(试行)》,在93个专业类的选考要求中,提及最多的科目是物理,共被60个专业类提及(不含允许无要求的专业类),占专业类总数的64.5%;其次是化学,被58个专业类提及,占62.4%;再次是生物,被29个专业类提及,占31.2%。选考化学的学生可以报考应用化学、化工、制药、医学、食品科学、材料科学、能源、环境科学的各类专业,如果加上那些对选考没有要求的专业,化学学科的可报考专业覆盖率超过90%,仅次于物理,凸显了化学学科地位的重要性。
从之前实施新高考省份的选科数据来看,选考化学的学生比例相对较高。根据前两批高考改革的六省市招生高校数据统计,要求选考化学(包括1门必考、2门必考和3门必考)的专业数量总数有470余个,这其中,所有两门必考的组合里要求“物理+化学”的占了近一半,必考“化学+生物”的占了近40%,这意味着化学在两门必考的高校专业中占了近九成。如北京大学2020年选考科目中有化学类、环境科学类、地质学类、生物科学类等几个专业大类都对物理、化学提出了选考要求,而北京大学医学部有6个专业对物理和化学提出两门必考的要求。再如中南大学的类能源动力、材料类、化工制药类等专业,都将物理和化学列入两门必考,临床医学和口腔医学各类专业都将化学和生物列入两门必考。
浙江省2017届高中毕业生选考化学比例为56.68%,位居全部七科的首位,其次是生物;第二批实施改革的山东省2017级的选考科目中,化学的选科人数比例为49.79%,排在地理和生物之后,列第三位。从以上各类数据比较来看,在“3+3”模式下化学学科地位并没有弱化。
在“3+1+2”模式下,物理学科成了首选,而且专业覆盖率最高,学生在选了物理并确保专业覆盖面之后,还会不会选择相对较难的化学学科就难说了。当然,选学历史学科的学生也会选择化学,但由于这轮改革的高校招生是按照物理和历史分类下达招生计划及分类录取的,同样是选考化学,物理类和历史类的招生计划各自占的比例不确定,这就让学生的选科充满了变数。
但不管怎样,无论从化学与人们日常生活的密切关系以及未来发展的无穷魅力,还是从高校的招生专业要求来看,化学都不应该被忽视、被弱化,都应该是广大学子热衷学习和努力报考的重要学科。著名化学家、国家最高科技奖获得者徐光宪说过:“化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学,化学科学是现代科学技术发展的重要基础学科。”的确,化学引导着发现与创造,也是最具有创新性的一个学科。
21世纪是信息世纪,也是“化学”世纪。随着科学的飞速发展,学科间的相互渗透,自然科学与社会科学的相互交叉,无论将来从事什么工作,人们都必须具备起码的化学基础知识。让我们热爱化学、学好化学,去迎接新世纪的考验。
(作者单位:芷江县第一中学)