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中学理科教育中的创新教育问题 王? 夔 一、在科技领域中未来向过去的继承和批判 人类进步依赖科技进步，科技进步依赖创新。创新包括三方面：发现存在的和曾经存在过的事物，创造不存在的和从未存在的事物以及把存在的事物革新成为新事物。这三者都是在已有的认识基础上实现的。因此，继承与创新是人类文化发展的根本，是人类战胜客观困难得以存在和进步的根本，也是培育人才的根本。要使学生学会继承和创新，才能使人尽其才。 一个民族的兴衰要看它的人民是否向往未来新事物和新世界。“一个民族可以牺牲一切以达到目标，就这一点精神造就了世界的知识分子、科学家和音乐家。一个民族如果除去到处游荡什么事情也不想做，从来也不想今天以后的事，他们那里就一直是一片沙漠。”［S.K.Wolf,Mackinnon’s Machine］。我们需要历史，需要继承，但是更重要的是创造未来，创造历史。这可能是我们教育者的最主要的职责，因为我们的学生能否担负起他们的历史使命，要看我们能否教育他们继往开来。 20世纪科技进步的确创造了辉煌的人类现代文明。化学之所以被看作是核心科学，就是因为它创造了不可胜数的物质和材料，从分子水平打开了认识和控制许多许多变化过程（如生命过程）的途径，今后它还将在这些方面为人类进步作出贡献。科技必然要进步，人类也必然要进步，但是从个别情况来说，并非科技进步必然推动人类进步。当我们展望21世纪之时，我们应当从正反两方面来回顾20世纪的进步。20世纪的确有推动人类进步的几方面的成就。在科学哲学方面，从唯心论和形而上学到唯物论辩证法，到现代科学思想，如系统论、控制论、灾变论等等。在科学界，建立了统治20世纪科学界，指导科技发展的大理论，如牛顿力学、达尔文学说、热力学和量子力学等等，它们也会继续推动下一个世纪的科技进步。此外，推动20世纪科技发展的还有一系列科学方法：如理想化和模型化处理，动态过程的静态处理，非线性关系的线性化分析等处理方法，使我们得以在当时那个条件下对复杂事物进行近似的局部的研究。另外，还不能忽视20世纪技术进步对科学的推动，如现代测试观察仪器、高效计算机技术以及仿真、模拟等等。在20世纪以前，科学研究大部分是在科学家本人兴趣推动下进行的，而在工业化之后，大规模生产促进了资本的集中和大量增值。另外，现代国家机器的形成与发展越来越依赖科学与技术。于是国家利益和各种来源的资本成为科学技术的强大后盾，来自国家和企业的科研基金与资助，国家下达的和企业委托的科研任务向科学研究提供大量经费，出现了大批专业研究人员，并且为了提高科研人员的工作效率，建立了研究所制度。这是20世纪科学研究繁荣的主要原因。也是在这期间，人类能够克服粮食、能源、资源短缺，克服疾病威胁，减少各种天灾而发展进步的原因。这是人所共知的。 但是不能忽视上述几种推动力也可成为科学进步的障碍和限制。我们从科研工作中所走的弯路、所付出的代价以及科研的浪费中，一方面可以看到那些在知识的新陈代谢中由于理性认识的退化和方法学的错误与不足所起的副作用。它们往往限制了创新。另一方面还应看到在资本和市场的国际化和全球竞争激烈之时，庞大的资本推动力有时会使科研被推向偏离实际需要的方向，有时被逼入歧途。科技好像进步了，但是人类未必由此进步。我们可以从未来科技对现代化学的挑战和希望中看出未来科技对20世纪科技的批判。首先，科技进步并不一定能推动人类进步。因为科技成果的评价应该是全面的，包括它对现在和未来，局部和全球的人文、环境、经济和人类的持续发展的作用。因此今后的化学工作者面对的责任和过去有根本的不同。我们在设计一项研究或工程时，需要自始至终考虑以下几方面问题： 1.节能、节约和洁净生产； 2.缩短研究周期； 3.缩短研究结果的“库存量”和“库存期”； 4.减少投入，提高研究的命中率。 以节能、节约和洁净的化学合成为例，我们的化学品的确为人类生存与进步做出了极大贡献，但是为什么公众对化学心怀疑虑？因为化工生产中有许多浪费能源和资源，并且给人类带来对环境和生态平衡影响的近忧和远虑。因此必须彻底改造化学品的选择、使用和生产方法，这必将引起一个大变革。例如，我们正处于传统合成化学向未来合成化学转化的时期，未来的化学合成必须向以下几个方向发展： 1.提高原子利用率； 2.提高转化率； 3.提高合成精度，减少副产物； 4.避免把本来固定在岩石圈里的元素活动化； 5.避免把化学惰性物质变成活性物质； 6.少使用有机溶剂； 7.减少使用和排放有毒的和对生态环境有影响的物质； 8.避免高温及深冷，尤其是高温与深冷的连续操作； 9.尽量使过程可循环，可再生； 10.减少步骤。 达到这些目的，必须从根本上创新。例如一个好几步的合成路线，浪费资源和能源，污染环境，但是改用酶法合成就变成一个洁净节约的工艺。这就要搞合成化学的人重新定下自