化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)這一要素是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)和精華。教學(xué)實(shí)踐證明，凡是重視并認(rèn)真做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能的，教學(xué)質(zhì)量總是較高的，學(xué)生的各種學(xué)習(xí)能力也是較強(qiáng)的。做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)、組織好化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，涉及到許多因素，怎樣認(rèn)識(shí)并確定化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，選擇化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)什么原則，做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)要重視抓住哪些環(huán)節(jié)，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)靈活運(yùn)用哪些化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及采取怎樣的教學(xué)策略等等，都是不可忽視的。

第一節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能

一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的源泉

人類的社會(huì)實(shí)踐表明，一切真知都來(lái)源于實(shí)踐。而人類的社會(huì)實(shí)踐主要包括生產(chǎn)活動(dòng)、政治活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和藝術(shù)活動(dòng)等。其中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類的不同于生產(chǎn)活動(dòng)等的一種特殊的實(shí)踐活動(dòng)，它的主要功能是認(rèn)識(shí)自然，是人們有目的、有計(jì)劃地，或者說(shuō)能動(dòng)地探索自然、適應(yīng)自然和利用自然。從這個(gè)意義上說(shuō)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)觀測(cè)是科學(xué)知識(shí)的主要源泉，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人類正確認(rèn)識(shí)自然和有效地利用自然的銳利武器。科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)觀測(cè)是適應(yīng)自然科學(xué)本身探索自然的需要而產(chǎn)生并為自然科學(xué)研究服務(wù)的；是在自然科學(xué)自身發(fā)展過(guò)程中孕育產(chǎn)生，并作為認(rèn)識(shí)手段而包含于自然科學(xué)研究過(guò)程之中的。許許多多的科學(xué)家，以其勤勞獻(xiàn)身的精神，孜孜不倦地為建造自然科學(xué)大廈嘔心瀝血，甚至獻(xiàn)出寶貴的生命，與此同時(shí)，他們以自己的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)和特有的睿智才華，充實(shí)和發(fā)展了科學(xué)實(shí)驗(yàn)這一認(rèn)識(shí)自然的武器。盡管科學(xué)研究之路并不平坦，不少科學(xué)家遭受挫折、產(chǎn)生失誤，但是正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，使人們的科學(xué)認(rèn)識(shí)更接近于客觀真理。有的學(xué)者講得好：“實(shí)踐在先，理論在后。”“想和做，做和想是人類一切智慧的總和。”人類智慧的積聚和發(fā)展，正是基于社會(huì)實(shí)踐——特別是生產(chǎn)實(shí)踐的推動(dòng)，促進(jìn)科學(xué)家們不懈地開(kāi)展科學(xué)研究，并進(jìn)行新的理論概括，以達(dá)到新的認(rèn)識(shí)層次上的感性活動(dòng)與理性活動(dòng)的統(tǒng)一。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種形式，也是在理性指導(dǎo)下進(jìn)行的，總是先想后做，想好了再做。想，就是構(gòu)想實(shí)驗(yàn)方案，“就是將理性的東西轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)方案，轉(zhuǎn)化成實(shí)驗(yàn)方法”①，“歸結(jié)起來(lái)主 要是：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理，實(shí)驗(yàn)儀器、材料，實(shí)驗(yàn)程序和步驟。”①“實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，實(shí)驗(yàn)者一方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)還要觀察實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象，并把全部現(xiàn)象準(zhǔn)確地描述和記錄下來(lái)。這時(shí)也離不開(kāi)理性。不僅實(shí)驗(yàn)操作和臨時(shí)處置離不開(kāi)理性，而且對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察也離不開(kāi)理性。”②這些論述是很有道理的。

納入教學(xué)中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從理性指導(dǎo)這一原則來(lái)看，服從于化學(xué)教育教學(xué)任務(wù)的需要，它的主要任務(wù)是，通過(guò)生動(dòng)和直觀現(xiàn)象，使學(xué)生感知充分的、可信的事實(shí)材料，激勵(lì)學(xué)生積極思維，形成觀念或概念，達(dá)到掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，發(fā)展智力，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法，培養(yǎng)解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力這一目的。顯然，這類化學(xué)實(shí)驗(yàn)(可簡(jiǎn)稱為教學(xué)實(shí)驗(yàn))跟科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能是不相同的。科學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是探索人類未知的自然奧秘，是為了直接去發(fā)明或發(fā)現(xiàn)；而教學(xué)實(shí)驗(yàn)的功能主要是運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成果，擴(kuò)大學(xué)生的認(rèn)識(shí)領(lǐng)域和縮短認(rèn)識(shí)過(guò)程。由于教學(xué)實(shí)驗(yàn)是依據(jù)教學(xué)認(rèn)識(shí)論來(lái)設(shè)計(jì)的，因此它具有實(shí)效性和簡(jiǎn)約化的特點(diǎn)。

所謂實(shí)效性，就是適合教學(xué)的需要，實(shí)驗(yàn)本身生動(dòng)直觀，容易再現(xiàn)，利于學(xué)生觀察、操作，且需時(shí)不長(zhǎng)；所謂簡(jiǎn)約化，系指實(shí)驗(yàn)的典型性強(qiáng)，利于學(xué)生理解化學(xué)現(xiàn)象的基本特征，容易發(fā)揮以簡(jiǎn)代繁的作用。譬如，在初中化學(xué)教材中，選編氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，均以典型的金屬與可燃物分別跟氧反應(yīng)，或使典型的氧化物跟氫反應(yīng)，而盡可能回避其他干擾因素。這樣做，利教利學(xué)，有利于學(xué)生縮短認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化規(guī)律的過(guò)程，從而利于學(xué)生擴(kuò)大認(rèn)識(shí)領(lǐng)域，了解自然界或生產(chǎn)實(shí)踐中紛繁復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象。

由此可知，教學(xué)中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)以其自身的實(shí)踐性和生動(dòng)性，為學(xué)生的認(rèn)識(shí)從感性到理性的飛躍提供了可靠的源泉和推動(dòng)力，是使學(xué)生認(rèn)識(shí)深化發(fā)展的最佳途徑。

二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練科學(xué)方法的有效途徑

我們都了解，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)，不僅要掌握人類從生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的規(guī)律性知識(shí)，還要在思想觀點(diǎn)、意志品德方面受到熏陶，從終身教育的意義看，更為重要的是還必須掌握科學(xué)方法(包括正確的思維方法、學(xué)習(xí)方法和實(shí)踐行為過(guò)程必需的操作方法等)。即如何進(jìn)行觀察，并通過(guò)觀察來(lái)發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題；如何搜集(查閱和利用)文獻(xiàn)資料；如何設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；如何整理數(shù)據(jù)和撰寫報(bào)告；等等。這都是讓學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手，理論聯(lián)系實(shí)際，經(jīng)受科學(xué)方法的嚴(yán)格訓(xùn)練的重要途徑。從培養(yǎng)人才來(lái)講，強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法的訓(xùn)練，從而強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，無(wú)論如何強(qiáng)調(diào)也不會(huì)過(guò)分。因?yàn)榛瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生是最有魅力、最具活力的學(xué)習(xí)對(duì)象。國(guó)內(nèi)外教育界的統(tǒng)計(jì)表明，中學(xué)生因?yàn)橄矚g做化學(xué)實(shí)驗(yàn)從而喜愛(ài)學(xué)習(xí)化學(xué)的人數(shù)占被調(diào)查人數(shù)的70％以上。

有不少化學(xué)家就是在中學(xué)學(xué)習(xí)階段受到執(zhí)教老師的感染和化學(xué)學(xué)科本身特有的魅力的吸引，而走上躬耕化學(xué)科學(xué)之路的。綜觀我國(guó)的化學(xué)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍是薄弱環(huán)節(jié)，從認(rèn)識(shí)到實(shí)踐，較普遍地存在著忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、忽視科學(xué)方法的培養(yǎng)訓(xùn)練的偏向。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，這是違背學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，阻抑化學(xué)人才的全面成長(zhǎng)的。

腦科學(xué)研究表明：人腦左右兩半球具有不同的功能。左半球是處理言語(yǔ)、進(jìn)行抽象邏輯思維、集中思維和分析思維的中樞。它主管著人們的說(shuō)話、閱讀、書寫、計(jì)算、排列、分類、言語(yǔ)回憶和時(shí)間感覺(jué)，具有連續(xù)性、有序性和分析性等機(jī)能。右半腦是處理表象、進(jìn)行具體形象思維、發(fā)散思維和直覺(jué)思維的中樞。它主管著人們的視知覺(jué)、復(fù)雜知覺(jué)模型再認(rèn)、形象記憶、認(rèn)識(shí)空間關(guān)系、識(shí)別幾何圖形、想象、做夢(mèng)、理解隱喻、發(fā)現(xiàn)隱蔽關(guān)系、模仿、音樂(lè)、節(jié)奏、舞蹈以及態(tài)度、情感等，具有不連續(xù)性、彌漫性和整體性等機(jī)能①。

學(xué)習(xí)心理學(xué)的研究指出：我國(guó)今日的學(xué)校教育，重左腦輕右腦有種種表現(xiàn)，在課程和教材編制中，注重言語(yǔ)材料、符號(hào)材料、抽象材料的介紹，忽視圖形材料、形象材料、非言語(yǔ)材料的學(xué)習(xí)；在教學(xué)方法的運(yùn)用上，過(guò)分注重講授，輕視演示法、實(shí)驗(yàn)法和參觀法等；在培養(yǎng)能力上，只注重觀察力、記憶力、邏輯思維能力，特別是集中思維和分析思維等，而忽視想象力、直覺(jué)思維能力和發(fā)散思維能力的培養(yǎng)。這種狀態(tài)十分不利于創(chuàng)造型人才的成長(zhǎng)，已為高等學(xué)校和高級(jí)專門人才的培養(yǎng)帶來(lái)不良影響。經(jīng)高等學(xué)校入學(xué)考試升入高等學(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生，有一些表現(xiàn)出的高分低能現(xiàn)象就是典型的佐證。

我們認(rèn)為，為了糾正化學(xué)教學(xué)中的不重視用腦衛(wèi)生的偏向，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)決采取各種有效的辦法，包括規(guī)范的和簡(jiǎn)易代用的儀器、試劑，讓學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)。只有讓學(xué)生親身去做，在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)的重要意義和作用，才有可能給他們帶來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)的情趣，激發(fā)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的志趣，并不斷提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和水平。這里的道理是明晰的：學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)歸根結(jié)蒂是獲得知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和行為變化的過(guò)程。而知識(shí)經(jīng)驗(yàn)總是以感性與理性認(rèn)識(shí)的綜合體來(lái)呈現(xiàn)在或同化于學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中；行為變化則是在環(huán)境影響下引起學(xué)生產(chǎn)生的內(nèi)在生理和心理變化的外在反應(yīng)，包括外現(xiàn)的活動(dòng)、動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)、反應(yīng)或行動(dòng)。讓學(xué)生做化學(xué)實(shí)驗(yàn)恰能自然貫通地使獲得知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和行為變化協(xié)同發(fā)展，發(fā)揮大腦左右兩半球的機(jī)能優(yōu)勢(shì)，有利于創(chuàng)造思維的發(fā)展。這正是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法訓(xùn)練的理論依據(jù)。

從方法論來(lái)考察，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法是最重要的一種科學(xué)方法。學(xué)生要完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從知識(shí)和操作上要了解實(shí)驗(yàn)本身的要求，要知道并學(xué)會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件、排除某些干擾因素，以盡量保證觀測(cè)的準(zhǔn)確性和全面性；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要隨時(shí)將觀察到的現(xiàn)象和測(cè)量出的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，并有處置可能出現(xiàn)的問(wèn)題或臨發(fā)事件的準(zhǔn)備；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，還要進(jìn)行計(jì)算、處理數(shù)據(jù)、繪制圖表、概括得出結(jié)論，以及清洗儀器等工作。這一系列的在理性指導(dǎo)下的選擇和安裝儀器、使用試劑、觀察、操作、簡(jiǎn)化、強(qiáng)化、對(duì)照、分 析、判斷、理想化等，都是讓學(xué)生經(jīng)受科學(xué)方法訓(xùn)練的切實(shí)有效的方式和途徑。簡(jiǎn)言之，科學(xué)方法對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)作用，一是啟迪、引導(dǎo)他們掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和研究方法；二是培養(yǎng)、訓(xùn)練他們的正確的思維方法。在這兩方面，化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)是養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度的必由之路

科學(xué)態(tài)度是人們能夠正確對(duì)待客觀事物的一種持久的內(nèi)在的反應(yīng)傾向，是經(jīng)過(guò)實(shí)踐活動(dòng)而習(xí)得和養(yǎng)成的。科學(xué)家之所以取得令人矚目的各項(xiàng)成就，除去他們具有常人所缺少的勤奮拼搏和優(yōu)異的才智以外，最基本也是最重要的一點(diǎn)是他們具有為追求真理而不怕?tīng)奚?yán)謹(jǐn)治學(xué)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。這是唯物史觀在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中的體現(xiàn)，不管科學(xué)家本身是否自覺(jué)地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。為了弘揚(yáng)這種精神和品格，學(xué)校教育應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)自然觀的教育。

學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)，往往容易單純從興趣出發(fā)，用某種已習(xí)慣了的思維定勢(shì)去觀察問(wèn)題，去認(rèn)識(shí)復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象。也就是說(shuō)，基于這種思維定勢(shì)，學(xué)生往往受化學(xué)實(shí)驗(yàn)所給予的強(qiáng)刺激信號(hào)的左右，很容易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，從而得出本末倒置、以偏概全的錯(cuò)誤結(jié)論。譬如，將發(fā)光、放熱作為認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的判據(jù)，而忽略新物質(zhì)生成這一本質(zhì)特征；根據(jù)敞口容器蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來(lái)否定質(zhì)量守恒定律；從多數(shù)酸性氧化物可以直接水化生成酸性物質(zhì)，就斷定所有酸性氧化物都具有這種性質(zhì)；等等。

學(xué)生中存在的違背科學(xué)態(tài)度的另一種表現(xiàn)是，喜歡用個(gè)人的猜測(cè)、臆斷來(lái)對(duì)待化學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：當(dāng)遇到“異常的”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，不是本著“科學(xué)是老老實(shí)實(shí)的學(xué)問(wèn)，任何一點(diǎn)調(diào)皮都是不行的”這一至理名言，去查尋(復(fù)核)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是否出現(xiàn)了新的變動(dòng)因子。而是依先入為主的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或機(jī)械地以書本中給出的結(jié)論為依據(jù)，來(lái)處理問(wèn)題，甚至將一開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)時(shí)如實(shí)記錄在案的數(shù)據(jù)進(jìn)行涂改，以得出符合自己需要的數(shù)值。這是教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)自然觀和科學(xué)態(tài)度教育最典型的素材。宜結(jié)合學(xué)生認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤，適時(shí)講述怎樣的情境才是科學(xué)方法論中提倡的猜想和 想象，哪些做法是先驗(yàn)論的和先入為主的臆想和猜測(cè)。

科學(xué)家在豐富的科學(xué)研究實(shí)踐的基礎(chǔ)上，自覺(jué)或不自覺(jué)地運(yùn)用猜測(cè)和想象，提出和建立假說(shuō)，這是科學(xué)思維的過(guò)程，也是創(chuàng)新的探索過(guò)程。但是，這些猜測(cè)和想象，以及由此建立的假說(shuō)必須接受實(shí)踐的檢驗(yàn)，只有在嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中證明了假說(shuō)適用于各種情況，假說(shuō)才可以上升到理論范疇。由此可見(jiàn)，牛頓等科學(xué)家強(qiáng)調(diào)的：“沒(méi)有大膽的猜測(cè)就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)。”“若無(wú)某種大膽放肆的猜測(cè)，一般是做不出知識(shí)的進(jìn)展的。”①只宜在科學(xué)家重視理論與實(shí)踐相結(jié)合，堅(jiān)持實(shí)事求是、不唯書、不唯上這樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的基礎(chǔ)上，才是正確的、可以提倡和仿效的。相反，那種把主觀預(yù)測(cè)和判斷作為衡量客觀事實(shí)正確與否的出發(fā)點(diǎn)，讓實(shí)驗(yàn)來(lái)符合這些預(yù)測(cè)和判斷，凡符合主觀設(shè)想的現(xiàn)象則保留，不符合的就舍去，如此種種，都是與科學(xué)態(tài)度背道而馳的，是應(yīng)當(dāng)防范的。然而，不尊重科學(xué)、違反科學(xué)態(tài)度的現(xiàn)象在教學(xué)中仍時(shí)有發(fā)生，甚至出現(xiàn)全國(guó)競(jìng)賽參賽選手(這批學(xué)生是各省市選派的佼佼者)私下涂改實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)的問(wèn)題，這不能不說(shuō)是科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)訓(xùn)練并未深深在學(xué)生心目中扎根造成的苦果。

分析上述問(wèn)題的根源，從學(xué)校教育內(nèi)部來(lái)看，最主要的原因是沒(méi)有把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度這一任務(wù)提到應(yīng)有的高度，加之缺乏培養(yǎng)訓(xùn)練的具體措施，難以落到實(shí)處。

從化學(xué)教學(xué)的指導(dǎo)思想看，多數(shù)學(xué)校在教學(xué)要求上，往往忽略對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的訓(xùn)練，即使明確提出培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力等要求，對(duì)科學(xué)態(tài)度在培養(yǎng)能力中的意義和作用也缺乏細(xì)致的研究。

上海市在《當(dāng)前改進(jìn)中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)的意見(jiàn)》這一文件②中，曾明確提出過(guò)“加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、發(fā)展智力”的思想，促使化學(xué)教學(xué)在多方面發(fā)生了可喜的變化，教學(xué)質(zhì)量逐步提高。我們認(rèn)為，上海市概括的編寫教材從指導(dǎo)思想——興趣、知識(shí)、能力、 觀點(diǎn)和方法——較準(zhǔn)確地揭示了教材的教學(xué)功能及教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)著重抓住的主要環(huán)節(jié)，較好地體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)。這一指導(dǎo)思想與科學(xué)教育的廣域四目的①——態(tài)度、過(guò)程、知識(shí)、技能——是一致的。這里的態(tài)度指培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣、好奇心，激發(fā)學(xué)生的對(duì)客觀事物的驚異感、探究的渴望，以及科學(xué)態(tài)度等積極的反應(yīng)傾向。

日本學(xué)者基于“基礎(chǔ)學(xué)力”論的思想②，在理科教學(xué)中倡導(dǎo)的基礎(chǔ)學(xué)力構(gòu)成說(shuō)③——知識(shí)、技能、能力、態(tài)度依次深入構(gòu)成四個(gè)層次——基本上也是這樣的思路。基礎(chǔ)學(xué)力將態(tài)度視為最重要、最核心的成分是有道理的。結(jié)合科學(xué)過(guò)程來(lái)考察，不論是5階段還是13階段的劃分，無(wú)不自始至終貫串著科學(xué)態(tài)度或科學(xué)精神的基本要求，依此來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)教育，方有可能切實(shí)有效地、讓學(xué)生通過(guò)感覺(jué)器官，進(jìn)行思維加工，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中的兩個(gè)“飛躍”和兩個(gè)“轉(zhuǎn)化”④。這里講到的5階段包括：搜集數(shù)據(jù)；探尋規(guī)律性與提出定律和理論；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和預(yù)見(jiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)證據(jù)修正或拋棄某一定理；發(fā)表研究成果。13步過(guò)程是：①觀察，②分類，③數(shù)值關(guān)系，④測(cè)量；⑤空間時(shí)間關(guān)系，⑥傳達(dá)，⑦預(yù)見(jiàn)，⑧推論，⑨獲得操作型定義，⑩形成假說(shuō)，(11)解釋數(shù)據(jù)，(12)識(shí)別和控制變因，(13)實(shí)驗(yàn)。定義，⑩形成假說(shuō)，(11)解釋數(shù)據(jù)，(12)

將上述科學(xué)過(guò)程作適當(dāng)變動(dòng)或直接移植到化學(xué)教學(xué)中，已有不少成功的實(shí)例。關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是精心設(shè)計(jì)教材中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從學(xué)生實(shí)際(知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力水平)出發(fā)，組織好(始終貫串科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的培養(yǎng)、訓(xùn)練)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程。

總而言之，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能可以歸結(jié)為既相互聯(lián)系又可 以適當(dāng)分割的幾個(gè)方面的內(nèi)容：具有深刻的認(rèn)識(shí)論意義，能深刻影響科學(xué)的世界觀和方法論的形成，能有力地培養(yǎng)學(xué)生的各種學(xué)習(xí)能力和良好的學(xué)風(fēng)①。

第二節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和內(nèi)容的選擇

一 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是受課程類型、學(xué)習(xí)階段和實(shí)驗(yàn)設(shè)備等因素制約的。不同類型的課程、學(xué)生的學(xué)習(xí)年級(jí)不同，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備齊全與否都會(huì)給制訂與實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的帶來(lái)決定性的影響。如果從化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求來(lái)考察，國(guó)際上被廣泛接受的教學(xué)目的是②：

(1)發(fā)展觀察、操作和制備技能及使用儀器的技能；

(2)獲得、驗(yàn)證并擴(kuò)展化學(xué)知識(shí)；

(3)通過(guò)解釋實(shí)驗(yàn)，啟迪思維；

(4)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)室工作的精確性和局限性；

(5)記錄做得準(zhǔn)確，結(jié)果表達(dá)得清楚；

(6)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)展個(gè)人的責(zé)任心和可靠性；

(7)通過(guò)有效地利用實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備，計(jì)劃并進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室工作。

從上述教學(xué)目的涵蓋的內(nèi)容可以得知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際上是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，搜集信息、利用和加工信息，以及評(píng)價(jià)信息的過(guò)程；是了解觀察和實(shí)驗(yàn)在發(fā)展科學(xué)理論中的作用，練習(xí)著將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力、將書面形式的系統(tǒng)知識(shí)轉(zhuǎn)換成融會(huì)貫通的 完全知識(shí)系統(tǒng)的過(guò)程；也是學(xué)用一致統(tǒng)一、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的過(guò)程。這些基本精神，對(duì)于各級(jí)各類學(xué)校的不同類型的化學(xué)課程，從教育方向和教學(xué)論原則上都是適用的。只是由于學(xué)生學(xué)習(xí)階段不同、課程內(nèi)容和要求不同，在實(shí)施時(shí)的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度不應(yīng)該也不可能劃一。即使同為中等教育階段，由于各國(guó)的教育任務(wù)、國(guó)情及教育傳統(tǒng)的差異，在各自的教學(xué)大綱(或課程標(biāo)準(zhǔn))中規(guī)定的化學(xué)教學(xué)目的(包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的)也不盡相同。譬如，英國(guó)普通中等教育證書國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)部分規(guī)定①：實(shí)驗(yàn)方面的教學(xué)目標(biāo)：①使學(xué)生認(rèn)識(shí)準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法的重要意義；②發(fā)展學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的能力，充分注意安全；③發(fā)展學(xué)生觀察的能力以及記錄和解釋那些觀察的能力；④發(fā)展學(xué)生形成假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證這些假設(shè)的能力。而日本高級(jí)中學(xué)教學(xué)大綱對(duì)普通科中的理科教學(xué)目標(biāo)規(guī)定為②：通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)等，在培養(yǎng)探索自然的能力和態(tài)度的同時(shí)，加深對(duì)自然界事物和現(xiàn)象的基本科學(xué)概念的理解，養(yǎng)成科學(xué)的自然觀。化學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是：就自然事物、現(xiàn)象中的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，物質(zhì)的狀態(tài)及化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生理解原理和法則，養(yǎng)成化學(xué)的考察能力和態(tài)度。

我國(guó)國(guó)家教委制訂的《全日制中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱(修訂本)》沒(méi)有對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)單獨(dú)列述教學(xué)目的，而是涵蓋于“使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和化學(xué)基本技能”，及“逐步培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的觀察能力、思維能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰妥詫W(xué)能力等，重視科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法的教育……”之中，并在“教學(xué)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題”的標(biāo)題下，單獨(dú)列述了“加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的意義、作用及對(duì)演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本要求。

國(guó)外倡導(dǎo)的重視“過(guò)程目的”的教學(xué)思想和策略，通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以自然地落實(shí)和體現(xiàn)。

這里講的過(guò)程是指學(xué)生的智力探究過(guò)程，包括獲得知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程，依據(jù)科學(xué)的觀察、思考并得出結(jié)論的過(guò)程，按一定的準(zhǔn)則對(duì)作出的結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程，以及試探著去組織、設(shè)計(jì)并實(shí)施科學(xué)探究，獲得新的洞察力的過(guò)程。

從心理學(xué)的角度來(lái)分析，包括①激勵(lì)過(guò)程，即動(dòng)機(jī)作用過(guò)程；②認(rèn)識(shí)過(guò)程；③控制過(guò)程；④情感過(guò)程①。顯然，基于這些觀念而展開(kāi)的化學(xué)教學(xué)活動(dòng)——實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是其最具典型性的范例，已遠(yuǎn)非通常(或傳統(tǒng))教學(xué)強(qiáng)調(diào)“內(nèi)容目的”所能涵蓋。關(guān)于這方面的新鮮經(jīng)驗(yàn)，還需要努力積累和挖掘。

二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的選擇

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)備同屬于實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)體因素。在化學(xué)教學(xué)系統(tǒng)中，師生雙方的認(rèn)知、情感和動(dòng)作技能等領(lǐng)域的交互作用，無(wú)不以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)，并以實(shí)驗(yàn)設(shè)備為載體而和諧展開(kāi)，并得以深入發(fā)展。這是實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，尤其是實(shí)施過(guò)程目的的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。可以說(shuō)，以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為基礎(chǔ)展開(kāi)的化學(xué)教學(xué)活動(dòng)，是最為活躍，也是師生的情感最為亢奮的序列。

教學(xué)實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的精選與合理組合是提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量和水平的核心環(huán)節(jié)，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的合理組合(構(gòu)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化的必需條件)必須以精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為前提。

精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的方法論原則主要是，遵循教學(xué)的目的對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改造，刪繁就簡(jiǎn)達(dá)到簡(jiǎn)約化。具體地講，可以歸納為以下幾條②：

(1)應(yīng)有利于培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，無(wú)助于培養(yǎng)操作技能的不選；

(2)應(yīng)有助于促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)事實(shí)和化學(xué)原理的理解、掌握，無(wú)助于理解事實(shí)和原理的不選；

(3)應(yīng)有助于學(xué)生得出明確的結(jié)果并作出科學(xué)結(jié)論，無(wú)助于此的不選；

(4)便于學(xué)生安全操作，利于養(yǎng)成科學(xué)方法，無(wú)助于達(dá)成這些要求的不選；

(5)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)學(xué)生能夠完成，時(shí)間太長(zhǎng)的不選。

選擇演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)化學(xué)教學(xué)的目的及教師演示操作的特點(diǎn)，宜遵循以下原則：

(1)必須及時(shí)和適當(dāng)；

(2)應(yīng)有充分準(zhǔn)備并預(yù)演過(guò)；

(3)必須簡(jiǎn)明和采用大型儀器；

(4)必須簡(jiǎn)捷而不雜亂；

(5)必須直接而生動(dòng)；

(6)必須有鼓動(dòng)性，能打動(dòng)學(xué)生。

在第8屆國(guó)際化學(xué)教育會(huì)議上，有的專家列舉出良好的演示實(shí)驗(yàn)必須具備諸多條件，從一定意義講，這些條件也是選擇演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)予以參照的原則。這些條件①是：

(1)勿需太多的時(shí)間準(zhǔn)備，且以后容易組裝；

(2)化學(xué)反應(yīng)的速度適中；

(3)沒(méi)有危險(xiǎn)；

(4)應(yīng)當(dāng)有理論依據(jù)；

(5)應(yīng)當(dāng)有趣；

(6)應(yīng)當(dāng)是廉價(jià)的。

三 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和基本環(huán)節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以從不同的尺度進(jìn)行界定。譬如，從學(xué)科分類來(lái)劃分，可分為無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)等；還可以按內(nèi)容的質(zhì)和量的關(guān)系，劃分為定性實(shí)驗(yàn)與定量實(shí)驗(yàn)等等。從中等教育的實(shí)際來(lái)看，依據(jù)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用與教學(xué)特點(diǎn)，可以將 化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容劃分為以下幾類①：

(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作；

(2)物質(zhì)的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)；

(3)論證基本概念和原理的實(shí)驗(yàn)；

(4)結(jié)合生產(chǎn)和生活實(shí)際的實(shí)驗(yàn)；

(5)讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作是各類實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。基本操作的規(guī)范、程序和方法，應(yīng)由易到難、由簡(jiǎn)及繁地貫串于各類具體實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，或單獨(dú)編制以演練單項(xiàng)基本操作為重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，粗鹽的提純、配制一定質(zhì)量百分比濃度的溶液；或結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)，具體運(yùn)用某項(xiàng)基本操作，達(dá)到熟練基本操作、解決某些化學(xué)實(shí)際問(wèn)題的目的。無(wú)論是哪種情況，都要堅(jiān)持實(shí)施基本操作的規(guī)范化。因?yàn)檫@一系列的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)是保證實(shí)驗(yàn)安全與獲得準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)結(jié)果所必需的基準(zhǔn)，不可違反。

物質(zhì)的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)在各類實(shí)驗(yàn)中占有重要地位。學(xué)生學(xué)習(xí)物質(zhì)及其變化、物質(zhì)的制備和應(yīng)用，以及有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律性等知識(shí)，都直接或間接以物質(zhì)的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的由表及里、由感性到理性的深化。同時(shí)，還對(duì)學(xué)生使用儀器的技能、實(shí)驗(yàn)操作技能以及繪制儀器裝置圖的技能、觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的技能等，提供一個(gè)練習(xí)運(yùn)用、不斷強(qiáng)化的機(jī)會(huì)。這樣的練習(xí)運(yùn)用，對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作是一種有效的正遷移，可以切合實(shí)際地排除學(xué)生錯(cuò)誤操作的干擾。例如，用試管作反應(yīng)器進(jìn)行加熱操作，除了練習(xí)運(yùn)用試劑的取用、試管夾的使用及酒精燈的使用等基本操作外，還結(jié)合具體物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)物的類型以及反應(yīng)條件等，分別采用不同的操作方法和態(tài)勢(shì)，這就有利于糾正學(xué)生習(xí)慣于用自己熟悉的某種操作定勢(shì)去應(yīng)付不同的實(shí)驗(yàn)要求這類偏向。

論證基本概念和原理的實(shí)驗(yàn)的首要任務(wù)是為學(xué)生形成基本概念和理解化學(xué)原理提供生動(dòng)可信的直觀。隨后，在這一情境中， 教師方有可能引導(dǎo)學(xué)生順利地進(jìn)行抽象概括，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)上的飛躍。這類實(shí)驗(yàn)的選擇要突出典型性，簡(jiǎn)明易行，不可失之蕪雜。任何節(jié)外生枝之舉都會(huì)分散學(xué)生的注意，阻抑科學(xué)概念的形成。這類實(shí)驗(yàn)有益于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，練習(xí)著去分析、闡述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，并進(jìn)行理論概括，把握具有普遍意義的規(guī)律性知識(shí)。

結(jié)合生產(chǎn)和生活實(shí)際的實(shí)驗(yàn)是直接聯(lián)系社會(huì)現(xiàn)實(shí)的一類實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)的首要任務(wù)應(yīng)當(dāng)是揭示有關(guān)生產(chǎn)和生活中典型實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)原理，而不宜去追求其中的技術(shù)細(xì)節(jié)。

讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是一類帶有研究性的實(shí)驗(yàn)，它的主要目的是提高、發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作能力。這類實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能選擇那些既能讓學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，又能讓他們發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)主題。

不言而喻，上述各類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容構(gòu)成化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的體系。從教學(xué)認(rèn)識(shí)論來(lái)考察，前三類實(shí)驗(yàn)是學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)的主干，是為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及形成實(shí)驗(yàn)技能打基礎(chǔ)的；后二類實(shí)驗(yàn)是前三類實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用、提高，也是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，探討或解決化學(xué)實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐活動(dòng)。

總之，無(wú)論是哪類實(shí)驗(yàn)，在納入課程中時(shí)或在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施時(shí)，均應(yīng)從體現(xiàn)教學(xué)目的、充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能著眼，切實(shí)抓好實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的基本環(huán)節(jié)的落實(shí)。這些基本環(huán)節(jié)主要是：

(1)讓學(xué)生學(xué)會(huì)識(shí)別并掌握常用儀器和試劑的名稱、性能及用法；

(2)懂得常用實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)條件與有關(guān)反應(yīng)原理的關(guān)系；

(3)學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)的一般操作程序、操作要領(lǐng)和操作規(guī)范；

(4)學(xué)會(huì)觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、繪制裝置圖，能夠從實(shí)際出發(fā)，分析綜合，抽象概括，得出結(jié)論。