學科教育論文-第四章化學實驗教學（六）化學實驗教學是化學教學系統的一個子系統。化學實驗這一要素是化學教學的基礎和精華。教學實踐證明，凡是重視并認真做好化學實驗，充分發揮化學實驗的教學功能的，教學質量總是較高的，學生的各種學習能力也是較強的。做好化學實驗、組織好化學實驗教學，涉及到許多因素，怎樣認識并確定化學實驗教學的目的，選擇化學實驗時應當依據什么原則，做好化學實驗要重視抓住哪些環節，在教學中應當靈活運用哪些化學實驗教學模式及采取怎樣的教學策略等等，都是不可忽視的。第一節化學實驗的教學功能一化學實驗是化學科學認識的源泉人類的社會實踐表明，一切真知都來源于實踐。而人類的社會實踐主要包括生產活動、政治活動、科學實驗和藝術活動等。其中，科學實驗是人類的不同于生產活動等的一種特殊的實踐活動，它的主要功能是認識自然，是人們有目的、有計劃地，或者說能動地探索自然、適應自然和利用自然。從這個意義上說，科學實驗和科學觀測是科學知識的主要源泉，科學實驗是人類正確認識自然和有效地利用自然的銳利武器。科學實驗和科學觀測是適應自然科學本身探索自然的需要而產生并為自然科學研究服務的；是在自然科學自身發展過程中孕育產生，并作為認識手段而包含于自然科學研究過程之中的。許許多多的科學家，以其勤勞獻身的精神，孜孜不倦地為建造自然科學大廈嘔心瀝血，甚至獻出寶貴的生命，與此同時，他們以自己的科學實踐活動和特有的睿智才華，充實和發展了科學實驗這一認識自然的武器。盡管科學研究之路并不平坦，不少科學家遭受挫折、產生失誤，但是正反兩方面的經驗教訓，使人們的科學認識更接近于客觀真理。有的學者講得好：“實踐在先，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展，正是基于社會實踐特別是生產實踐的推動，促進科學家們不懈地開展科學研究，并進行新的理論概括，以達到新的認識層次上的感性活動與理性活動的統一。化學實驗作為科學實驗的一種形式，也是在理性指導下進行的，總是先想后做，想好了再做。想，就是構想實驗方案，“就是將理性的東西轉化為實驗方案，轉化成實驗方法”，“歸結起來主要是：實驗內容和原理，實驗儀器、材料，實驗程序和步驟。”“實驗進行中，實驗者一方面進行實驗操作，同時還要觀察實驗中產生的現象，并把全部現象準確地描述和記錄下來。這時也離不開理性。不僅實驗操作和臨時處置離不開理性，而且對現象進行觀察也離不開理性。”這些論述是很有道理的。納入教學中的化學實驗，從理性指導這一原則來看，服從于化學教育教學任務的需要，它的主要任務是，通過生動和直觀現象，使學生感知充分的、可信的事實材料，激勵學生積極思維，形成觀念或概念，達到掌握化學基礎知識和基本技能，發展智力，養成科學態度和科學方法，培養解決化學實際問題的能力這一目的。顯然，這類化學實驗(可簡稱為教學實驗)跟科學實驗中的化學實驗的功能是不相同的。科學實驗的任務是探索人類未知的自然奧秘，是為了直接去發明或發現；而教學實驗的功能主要是運用科學實驗的成果，擴大學生的認識領域和縮短認識過程。由于教學實驗是依據教學認識論來設計的，因此它具有實效性和簡約化的特點。所謂實效性，就是適合教學的需要，實驗本身生動直觀，容易再現，利于學生觀察、操作，且需時不長；所謂簡約化，系指實驗的典型性強，利于學生理解化學現象的基本特征，容易發揮以簡代繁的作用。譬如，在初中化學教材中，選編氧化反應或還原反應的實驗，均以典型的金屬與可燃物分別跟氧反應，或使典型的氧化物跟氫反應，而盡可能回避其他干擾因素。這樣做，利教利學，有利于學生縮短認識物質及其變化規律的過程，從而利于學生擴大認識領域，了解自然界或生產實踐中紛繁復雜的化學現象。由此可知，教學中的化學實驗以其自身的實踐性和生動性，為學生的認識從感性到理性的飛躍提供了可靠的源泉和推動力，是使學生認識深化發展的最佳途徑。二化學實驗是訓練科學方法的有效途徑我們都了解，學生學習化學，不僅要掌握人類從生產實踐和科學實驗中總結出來的規律性知識，還要在思想觀點、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方法(包括正確的思維方法、學習方法和實踐行為過程必需的操作方法等)。即如何進行觀察，并通過觀察來發現和分析問題；如何搜集(查閱和利用)文獻資料；如何設計和進行實驗；如何整理數據和撰寫報告；等等。這都是讓學生動腦動手，理論聯系實際，經受科學方法的嚴格訓練的重要途徑。從培養人才來講，強調科學方法的訓練，從而強調加強化學實驗，無論如何強調也不會過分。因為化學實驗是化學教學的基礎，化學實驗對于學生是最有魅力、最具活力的學習對象。國內外教育界的統計表明，中學生因為喜歡做化學實驗從而喜愛學習化學的人數占被調查人數的70以上。有不少化學家就是在中學學習階段受到執教老師的感染和化學學科本身特有的魅力的吸引，而走上躬耕化學科學之路的。綜觀我國的化學教學，實驗教學仍是薄弱環節，從認識到實踐，較普遍地存在著忽視實驗教學、忽視科學方法的培養訓練的偏向。應當說，這是違背學生的認識規律，阻抑化學人才的全面成長的。腦科學研究表明：人腦左右兩半球具有不同的功能。左半球是處理言語、進行抽象邏輯思維、集中思維和分析思維的中樞。它主管著人們的說話、閱讀、書寫、計算、排列、分類、言語回憶和時間感覺，具有連續性、有序性和分析性等機能。右半腦是處理表象、進行具體形象思維、發散思維和直覺思維的中樞。它主管著人們的視知覺、復雜知覺模型再認、形象記憶、認識空間關系、識別幾何圖形、想象、做夢、理解隱喻、發現隱蔽關系、模仿、音樂、節奏、舞蹈以及態度、情感等，具有不連續性、彌漫性和整體性等機能。學習心理學的研究指出：我國今日的學校教育，重左腦輕右腦有種種表現，在課程和教材編制中，注重言語材料、符號材料、抽象材料的介紹，忽視圖形材料、形象材料、非言語材料的學習；在教學方法的運用上，過分注重講授，輕視演示法、實驗法和參觀法等；在培養能力上，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、直覺思維能力和發散思維能力的培養。這種狀態十分不利于創造型人才的成長，已為高等學校和高級專門人才的培養帶來不良影響。經高等學校入學考試升入高等學校學習的學生，有一些表現出的高分低能現象就是典型的佐證。我們認為，為了糾正化學教學中的不重視用腦衛生的偏向，應當堅決采取各種有效的辦法，包括規范的和簡易代用的儀器、試劑，讓學生多做實驗。只有讓學生親身去做，在做實驗的過程中體驗實驗對學習化學的重要意義和作用，才有可能給他們帶來學習化學的情趣，激發進一步學習的志趣，并不斷提高學習質量和水平。這里的道理是明晰的：學生的學習活動歸根結蒂是獲得知識經驗和行為變化的過程。而知識經驗總是以感性與理性認識的綜合體來呈現在或同化于學生的認知結構中；行為變化則是在環境影響下引起學生產生的內在生理和心理變化的外在反應，包括外現的活動、動作、運動、反應或行動。讓學生做化學實驗恰能自然貫通地使獲得知識經驗和行為變化協同發展，發揮大腦左右兩半球的機能優勢，有利于創造思維的發展。這正是對學生進行科學方法訓練的理論依據。從方法論來考察，化學實驗方法是最重要的一種科學方法。學生要完成化學實驗，從知識和操作上要了解實驗本身的要求，要知道并學會控制實驗條件、排除某些干擾因素，以盡量保證觀測的準確性和全面性；在實驗過程中，要隨時將觀察到的現象和測量出的數據記錄下來，并有處置可能出現的問題或臨發事件的準備；實驗結束后，還要進行計算、處理數據、繪制圖表、概括得出結論，以及清洗儀器等工作。這一系列的在