新課程化學實驗功能分析論文

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[摘要]新課程實驗化學模塊與其他模塊中的化學實驗有著不同的功能和價值，從課程論、認識論、方法論和教學論等角度對二者進行比較分析，我們可以發現，新課程實驗化學模塊與其他模塊申的化學實驗存在顯著的功能差異，只有深入了解這些差異，才能理解實驗化學模塊的設置目的和課程取向，最大程度地實現實驗化學的課程價值，從而為高中新課程實驗化學的教學提供指導和借鑒。

[關鍵詞]實驗化學；化學實驗；新課程

新一輪基礎教育課程改革第一次以課程的形式設置了實驗化學模塊，它和物質結構與性質、化學反應原理、有機化學基礎、化學與生活、化學與技術等其他五個模塊共同構建了多樣化的選修課程，從不同層次和角度，滿足學生興趣和未來發展的個性化需求，有利于構建“知識與技能”“過程與方法”“情感態度與價值觀”相融合的高中化學課程目標體系。實驗化學作為其中的技能性課程，無論是在學生的科學素養發展方面，還是在課程建設方面，都具有獨到的作用和價值。但從當前實驗化學教學的實施情況來看，由于對實驗化學的課程理論和教學實踐研究得不夠深入，對實驗化學與化學實驗的功能區別認識不清，在一定程度上制約實驗化學的教學質量和模塊整體價值的實現。我們有必要從課程論、認識論、方法論和教學論等角度對實驗化學和化學實驗的功能加以辨析。

一、課程論視域下的分析

課程具體表現為三種形態，即課程計劃、課程標準和教科書。

從教科書編寫來看，化學實驗隸屬于各個課程模塊，是各模塊內容的一部分；而實驗化學是一個獨立的課程模塊，是以實驗內容為主的一門學科課程，它的開設是為了更好地滿足那些對化學實驗有興趣、有潛力，有實驗特長的學生的個性發展的需求。

化學實驗雖有一定的實驗目的，但沒有獨立的課程標準，它只是實現所在模塊課程標準的一種方法和手段。例如：課程標準要求學生通過化學反應原理模塊的學習能夠認識化學變化所遵循的基本原理，初步形成關于物質變化的正確觀念，該模塊中的化學實驗的目的之一就是通過實驗方法幫助學生了解化學概念、化學原理的形成和發展，驗證并正確理解化學反應原理。而作為課程形態的實驗化學則有著自己的課程標準，總體要求是“認識化學實驗是學習化學知識、解決生產和生活中實際問題的重要途徑和方法；掌握基本的化學實驗方法和技能，了解現代儀器在物質的組成、結構和性質研究中的應用；了解化學實驗研究的一般過程，初步形成運用化學實驗解決問題的能力；形成實事求是、嚴謹細致的科學態度，具有批判精神和創新意識；形成綠色化學的觀念，強化實驗安全意識。”

化學實驗沒有單獨的課程計劃和課時計劃，其開設順序、所用課時由所在模塊整體課程計劃所決定。除了舊課程設有獨立的學生實驗外，新課程不再刻意劃分學生實驗和演示實驗，基本上不單獨占用教學課時。實驗化學有獨立的課程計劃，包括開設順序、教學課時和課時分配等。課程標準規定實驗化學模塊應在必修化學之后開設，教學時段為18周，共36學時，2學分。

二、認識論視域下的分析

化學認識論主要研究的是關于化學認識的辯證運動和化學認識過程的本質規律等一系列問題，即化學知識的產生和積累、化學理論的形成和發展、化學研究的方式和方法等。

按照化學實驗論的觀點，化學實驗具有以下認識論功能：一是化學實驗是引發化學教學問題，提出化學教學認識問題的重要途徑之一；二是化學實驗能夠克服人的生理限制，提高人自身的感覺能力和分辨能力，能夠在嚴格控制外界條件下去變革物質的變化過程，從而豐富人的感性認識內容；三是化學實驗能夠超越生產實踐的局限性，走在生產實踐的前面，直接推動化學科學理論的研究，是化學理論賴以產生的基礎，又是化學理論運用于實踐的橋梁和中介；四是化學實驗具有客觀陸、普遍性和直接現實性，能夠為檢驗化學理論、驗證化學假說提供化學實驗事實，是檢驗化學科學知識真理性的標準。

由化學實驗構成的實驗化學課程除同樣具有上述認識論功能外，更強調其作為一門課程所具有的獨特的認識論功能。

一是幫助學生形成關于人類了解、研究物質世界過程的認識。實驗化學的內容編排按照分離、提純(獲取純凈的物質)→物質的組成的研究→物質的性質和應用的研究→物質的制備與合成的研究的順序展開，這也是人們通常認識、研究物質的過程。通過對物質定性、定量兩方面的研究，達到對研究對象的系統而深刻的認識。

二是認識到化學實驗是解決化學問題的重要途徑。實驗化學以課題為組成單元，每一個課題即是一個任務，通過任務分析、方案設計、實驗實施等來解決給定的化學問題。

正是由于在認識論功能上的不同，二者在處理學科知識與實驗的關系上有著顯著的差異。在其他學科知識模塊中，實驗主要是學習學科知識的一種方法，各個模塊有其特定的知識體系，實驗的安排要服從知識體系的需要。而在實驗化學中，實驗的主要目的不是為了獲取知識、驗證化學原理，而是讓學生在解決問題的過程中認識人類研究物質的過程和實驗方法。學科知識僅僅是完成某一特定實驗任務的“準備態”，是為實驗服務的，學科知識的選擇和安排要服從于實驗化學課程內容體系的要求。前者依據知識選擇實驗，后者依據實驗選擇知識。

三、方法論視域下的分析

化學方法論是科學方法論的一個重要分支，主要研究化學科學常用的研究方法及其產生、發展的過程等。化學研究方法有很多種，如化學符號語言系統、化學觀察與實驗、化學假說、化學模型、化學推理等。其中化學實驗方法最具化學學科研究方法的個性特點，是最基本、最重要的化學研究方法。

學科知識模塊中的化學實驗，學生在習得知識的同時也會學到一些基本的實驗技能，如蒸餾、過濾、萃取以及各種元素化合物的檢驗等。但這些技能學習是零散的，缺乏內在聯系，很難有系統性的提高；而且多是操作層次上的實驗技能，較少含有理性思維的方法。相比之下，實驗化學模塊具有自己獨特的、整體的方法論功能。

一是構建完整的實驗技能和能力培養的課程體系，將基本實驗方法系統化。課程中的實驗編排遵從科學家開發和研究物質世界的邏輯順序，將物質的分離和提純方法、物質的性質研究方法、物質的檢驗與鑒別方法、反應條件的控制方法(包括物質的定量分析方法)和物質的制備、合成方法等系統地介紹給學生。根據學生實驗能力發展的規律，又將實驗按照基本實驗操作、實驗探究和綜合實驗活動三個主題由簡單到復雜的順序進行組織，最終培養學生的綜合實驗能力。各實驗間有著內在的相互聯系，其中的每一實驗都是該課程系統學習和訓練鏈條中的一環。因此，實驗化學除了單個實驗應有的功能和作用之外，還具有了課程系統學習、訓練上所承載的整體的功能和價值。二是重視理論方法與經驗方法的相互轉化，強調實驗方法論對化學實驗的指導作用。感性的實驗方法只有上升到理論高度，才能更好地揭示化學運動的規律，也才具有更高的遷移、指導價值。實驗化學在重視基本實驗操作方法的同時，更重視對這些方法的歸納、概括，使之上升為解決同類化學問題的一般思路和方法。例如，通過對各類混合物的分離和提純的實驗教學，概括出物質提純和分離的原則、常用方法及適用范圍，反過來再指導物質分離、提純的實驗方案設計。與化學實驗重視培養學生的實驗操作技能相比，實驗化學更偏重于實驗方案設計的原則和方法、實驗探究的程序和方法的學習，而將實驗基本操作技能融合到實驗探究活動的過程中。如：根據實驗原理設計科學可行的實驗方案，通過控制實驗條件來探究某個因素的影響等。這一點也體現在兩種化學實驗的教學活動的編排模式上，以魯科版(山東科學技術出版社版本)為例，學科知識模塊中的化學實驗編排模式為：實驗目的→實驗原理→實驗裝置→實驗步驟→實驗記錄和結論；實驗化學模塊中的化學實驗編排模式為：活動背景→活動任務→設計實驗方案→實施實驗方案。

三是關注現代科學技術在化學實驗研究中的應用。例如，現代儀器分析技術在物質結構研究方面的應用，現代合成技術在有機合成方面的應用，手持技術、信息技術在化學實驗中的應用等。

由此可知，實驗化學更重視基本技能的系統化，實驗方法的理論化和實驗技術的現代化。

四、教學論視域下的分析

化學實驗和實驗化學模塊同樣具有如下教學論功能，但由于受在課程中地位的限制，知識性模塊中的化學實驗，很難充分實現這些教學功能。而作為一門獨立課程的實驗化學，其內容選取上的豐富性，組織、結構上的完整、系統性，以實驗活動為主的學習方式等課程特征，決定了其能夠在更深的層次、更高的水平上實現化學實驗的教學論功能。

(一)化學實驗能夠激發學生的化學學習興趣

興趣是學習動機中最現實、最活躍的成分，是促進學生探究物質及其變化規律性的一種重要的內在動力。根據化學實驗激發學生興趣的方式和水平高低不同，化學實驗的興趣功能可劃分為感知興趣、操作興趣、探究興趣和創造興趣。感知興趣是指通過觀察教師演示實驗現象和各種實驗儀器裝置產生的興趣，屬于一種淺層次的實驗興趣；操作興趣是指學生通過實驗操作產生的實驗興趣，也屬于直接興趣；探究興趣是指學生通過實驗的方法探究物質及其變化產生的原因而形成的一種興趣，是間接興趣，水平更高，具有穩定、持久的特點。而創造興趣則是指學生在運用所學知識、技能和方法進行創造性活動中形成的一種興趣，是學習興趣的最高水平。

知識模塊中的化學實驗，更多的是培養學生的感知興趣和操作興趣，雖然新課程中通常將部分化學實驗冠以“活動，探究”的名稱，但由于教材編寫的原因和實際教學的需要，多數都是在教材或教師給出原理和實驗方案、甚至在已經知道實驗結果的情況下，進行的演示實驗或學生實驗，仍然停留在感知和操作層面的興趣上，缺少真正意義上的探究。實驗化學模塊以問題解決、實驗探究為主要課堂活動方式，很多實驗只提出活動任務，要求學生能夠運用正確的實驗原理并獨立完成實驗方案的設計，有些綜合性實驗還要求學生能夠運用的知識、實驗技能創造陸地解決問題。因此更有利于培養學生的探究興趣、創造興趣，激發學生內在的學習動機。

(二)化學實驗能夠創設生動活潑的化學教學情景

情景創設是現代化學教學設計的重要內容之一，對于促進有效性學習有著十分重要的作用。情景創設的方法很多，如化學實驗、化學問題、科學史實等，而通過化學實驗創設的教學情景具有直觀、生動的特征，是化學教學中最常用的一種形式。

其他模塊的化學實驗往往只限于是通過一個實驗情景引入教學，為學生提供一個知識產生的背景。實驗化學則更重視驅動性問題的創設，所創設的情景具有驅動性、參與性和生成性。實驗化學以課題任務的形式驅動學生提出假設、設計方案、進行實驗探究。將問題隋景與實驗情景融為一體，任務貫穿于整個實驗活動過程，并隨著活動的進行提出新的問題，強化并調控學生的實驗探究活動。

(三)實驗探究是轉變學生學習方式和發展科學探究能力的重要途徑

實驗探究是通過以實驗方法為主進行的一種探究活動，實驗探究具有問題性、活動性和體驗性，能夠有效地改變學生的學習方式和教師的教學方式，使化學教學從當前的“學化學”“聽化學”向“做化學”“探究化學”轉變。

其他模塊中的化學實驗，雖然也提倡實驗探究的學習方式，但因為實驗只是課時教學內容的一部分，受模塊教學目標、教學內容和課時的限制，這種探究只能是片斷的、一定層次的，是在教師強力主導下的探究，很難從根本上改變課堂的教學方式。實驗化學不同，它以實驗技能的獲取和探究能力的培養為主要目標，以學生自主探究為基本課堂活動方式，有較充裕的時間作保障，因此能夠從根本上改變課堂的教學方式和學習方式。

(四)化學實驗是落實“情感態度與價值觀”目標的重要手段

化學實驗以其體驗、經歷的特征讓學生在實驗探究的過程中，培養熱愛科學實驗的積極情感，體驗化學實驗在生產、生活中的巨大價值。

實驗化學也比其他模塊的化學實驗能夠更好地落實“情感態度與價值觀”的目標。這是因為其他模塊的化學實驗要服務于元素化合物的知識和化學原理的教學，無法自由選取那些具有豐富情感態度與價值觀的實驗的內容。實驗化學則不同，圍繞每一個課題，可以廣泛地選擇與生活、生產聯系最密切的、學生最感興趣的日常生活和社會問題作為實驗內容，如“比色法測定抗貧血藥物中鐵的含量”“食醋中總酸量的測定”“藍瓶子實驗”等，能夠最大限度地培養學生積極的化學情感，感受化學實驗在解決環境、生活和社會問題中的重要作用。

除此之外，實驗化學在實現以下教學論功能方面也具有獨特的優勢。一是與其他模塊內基礎、簡單的化學實驗相比，實驗化學模塊更能培養學生綜合運用所學的化學知識和技能，進行實驗設計和綜合實驗，分析和解決與化學有關的實際問題的能力。二是強調實驗方案設計和評價的實驗化學能夠更好地幫助學生樹立綠色化學思想，培養環境保護意識。三是實驗任務都有一定難度，這就要求小組內同學具有較強的合作意識，很好地分工協作，更有利于培養學生合作學習、團結協作的意識。四是實驗化學具有定性和定量研究相結合的特點，突出實驗方法論對化學實驗的指導作用，這些都更有利于培養學生嚴謹的科學態度、批判精神和創新意識。

新課程實驗化學模塊與其他模塊中的化學實驗存在著顯著的功能差異，只有深入了解這些差異，才能正確理解實驗化學模塊設置目的和課程取向。進而選取更有效的教學策略，最大程度地實現實驗化學的課程價值。例如，教師在實驗化學模塊的教學中要注意整體構建實驗方法體系，滲透科學方法論教育，不能只著眼于某一類實驗技能的學習；要多采用實驗探究、問題解決為主的教學方式，突出實驗方案設計能力的培養，加強實驗方案設計的教學，突出理性思維的價值。