化学学科的现状及基础化学教育改革问题 宋心琦 一、化学学科现状简介 自 1 8 0 2 年道尔顿提出原子假说,1 8 1 1 年阿伏加德罗又提出分子学说以来,化学一直在原子和分子学说的基础上发展着。1 8 6 9 年门捷列夫所发现的元素周期律及在此基础上构成的元素周期表,使化学从而成为一门有着严密体系的学科。由于当时对于原子和分子的结构理论还停留在假说的阶段,化学家的研究工作主要侧重于元素的发现、分析或分离组成复杂的样品的方法以及新化合物的合成,所以化学的传统定义中只强调合成和分析两个方面。这个传统在基础化学教育中至今仍然有着深刻的影响。2 0 世纪物理学家对原子结构及有关分子、晶体结构的实验研究成果和以量子力学为代表的诸多理论研究成果,使晶体、分子与原子结构的测定结果和化学家为分子、晶体所设计和编制的化学式与结构式在元素论的基础上演化成为化学家的一种学科语言。在此基础上,合成和分析方法的设计与实践便从主要依靠化学家的个人经验和技术的方式转为同时在理论的指导下的半经验方式。化学学科发展的阶段特点在今天的化学教育体系和课程体系中都可以找到它的痕迹。这个事实说明,在考虑 2 1 世纪的化学教育和基础教育阶段的化学课程目标和内容时,不可不研究 2 0 世纪的化学现状,并对其在 2 1 世纪的发展前景作出合理的预测,至少也应该对 2 1 世纪初的化学学科特点作出有根据的预见和合理的分析。 化学学科的现状可以从理论和技术两方面对其目前的水平及问题作一简单扼要的介绍。 虽然发现元素的工作,早年是化学家和物理学家共同努力的一个领域,但是在元素周期表中的位置逐一被填满并发现天然存在的元素已经告罄之后,用核反应的方法制造人造元素的工作,几乎成了物理学家的专利。而以原子为基础的化学键理论的发展,深化了对分子结构(包括晶体和原子的其他聚集态)、性质及反应性能的了解,并唤起对分子及其聚集态体系功能的研究与开发的重视。因此,分子及其聚集态等逐步成为现代化学的主要研究对象。由于合成化学和分析方法的多年积累,加上检测和分离技术的进步,已经发现并确定了其组成和结构的化合物以及在实验室里合成出来的新化合物,到 2 0 世纪末将超过 2 0 0 0 万种(1 9 9 9 年12 月已达到 2 000 万种),其中有一小部分已建成数据库,但目前数据库的使用率大约只有10%左右。 利用物理效应和计算机技术发展起来的多种谱学方法和技术,已经达到...