新课程化学实验功能辨析(一)

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[摘 要]新课程实验化学模块与其他模块中的化学实验有着不同的功能和价值，从课程论、认识论、方法论和教学论等角度对二者进行比较分析，我们可以发现，新课程实验化学模块与其他模块申的化学实验存在显著的功能差异，只有深入了解这些差异，才能理解实验化学模块的设置目的和课程取向，最大程度地实现实验化学的课程价值，从而为高中新课程实验化学的教学提供指导和借鉴。
　　[关键词]实验化学；化学实验；新课程
　　
　　新一轮基础教育课程改革第一次以课程的形式设置了实验化学模块，它和物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、化学与生活、化学与技术等其他五个模块共同构建了多样化的选修课程，从不同层次和角度，满足学生兴趣和未来发展的个性化需求，有利于构建“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系。实验化学作为其中的技能性课程，无论是在学生的科学素养发展方面，还是在课程建设方面，都具有独到的作用和价值。但从当前实验化学教学的实施情况来看，由于对实验化学的课程理论和教学实践研究得不够深入，对实验化学与化学实验的功能区别认识不清，在一定程度上制约实验化学的教学质量和模块整体价值的实现。我们有必要从课程论、认识论、方法论和教学论等角度对实验化学和化学实验的功能加以辨析。
　　
　　一、课程论视域下的分析
　　
　　课程具体表现为三种形态，即课程计划、课程标准和教科书。
　　从教科书编写来看，化学实验隶属于各个课程模块，是各模块内容的一部分；而实验化学是一个独立的课程模块，是以实验内容为主的一门学科课程，它的开设是为了更好地满足那些对化学实验有兴趣、有潜力，有实验特长的学生的个性发展的需求。
　　化学实验虽有一定的实验目的，但没有独立的课程标准，它只是实现所在模块课程标准的一种方法和手段。例如：课程标准要求学生通过化学反应原理模块的学习能够认识化学变化所遵循的基本原理，初步形成关于物质变化的正确观念，该模块中的化学实验的目的之一就是通过实验方法帮助学生了解化学概念、化学原理的形成和发展，验证并正确理解化学反应原理。而作为课程形态的实验化学则有着自己的课程标准，总体要求是“认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中实际问题的重要途径和方法；掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；形成实事求是、严谨细致的科学态度，具有批判精神和创新意识；形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。”
　　化学实验没有单独的课程计划和课时计划，其开设顺序、所用课时由所在模块整体课程计划所决定。除了旧课程设有独立的学生实验外，新课程不再刻意划分学生实验和演示实验，基本上不单独占用教学课时。实验化学有独立的课程计划，包括开设顺序、教学课时和课时分配等。课程标准规定实验化学模块应在必修化学之后开设，教学时段为18周，共36学时，2学分。
　　
　　二、认识论视域下的分析
　　
　　化学认识论主要研究的是关于化学认识的辩证运动和化学认识过程的本质规律等一系列问题，即化学知识的产生和积累、化学理论的形成和发展、化学研究的方式和方法等。
　　按照化学实验论的观点，化学实验具有以下认识论功能：一是化学实验是引发化学教学问题，提出化学教学认识问题的重要途径之一；二是化学实验能够克服人的生理限制，提高人自身的感觉能力和分辨能力，能够在严格控制外界条件下去变革物质的变化过程，从而丰富人的感性认识内容；三是化学实验能够超越生产实践的局限性，走在生产实践的前面，直接推动化学科学理论的研究，是化学理论赖以产生的基础，又是化学理论运用于实践的桥梁和中介；四是化学实验具有客观陆、普遍性和直接现实性，能够为检验化学理论、验证化学假说提供化学实验事实，是检验化学科学知识真理性的标准。
　　由化学实验构成的实验化学课程除同样具有上述认识论功能外，更强调其作为一门课程所具有的独特的认识论功能。
　　一是帮助学生形成关于人类了解、研究物质世界过程的认识。实验化学的内容编排按照分离、提纯(获取纯净的物质)→物质的组成的研究→物质的性质和应用的研究→物质的制备与合成的研究的顺序展开，这也是人们通常认识、研究物质的过程。通过对物质定性、定量两方面的研究，达到对研究对象的系统而深刻的认识。
　　二是认识到化学实验是解决化学问题的重要途径。实验化学以课题为组成单元，每一个课题即是一个任务，通过任务分析、方案设计、实验实施等来解决给定的化学问题。
　　正是由于在认识论功能上的不同，二者在处理学科知识与实验的关系上有着显著的差异。在其他学科知识模块中，实验主要是学习学科知识的一种方法，各个模块有其特定的知识体系，实验的安排要服从知识体系的需要。而在实验化学中，实验的主要目的不是为了获取知识、验证化学原理，而是让学生在解决问题的过程中认识人类研究物质的过程和实验方法。学科知识仅仅是完成某一特定实验任务的“准备态”，是为实验服务的，学科知识的选择和安排要服从于实验化学课程内容体系的要求。前者依据知识选择实验，后者依据实验选择知识。
　　
　　三、方法论视域下的分析
　　
　　化学方法论是科学方法论的一个重要分支，主要研究化学科学常用的研究方法及其产生、发展的过程等。化学研究方法有很多种，如化学符号语言系统、化学观察与实验、化学假说、化学模型、化学推理等。其中化学实验方法最具化学学科研究方法的个性特点，是最基本、最重要的化学研究方法。
　　学科知识模块中的化学实验，学生在习得知识的同时也会学到一些基本的实验技能，如蒸馏、过滤、萃取以及各种元素化合物的检验等。但这些技能学习是零散的，缺乏内在联系，很难有系统性的提高；而且多是操作层次上的实验技能，较少含有理性思维的方法。相比之下，实验化学模块具有自己独特的、整体的方法论功能。
　　一是构建完整的实验技能和能力培养的课程体系，将基本实验方法系统化。课程中的实验编排遵从科学家开发和研究物质世界的逻辑顺序，将物质的分离和提纯方法、物质的性质研究方法、物质的检验与鉴别方法、反应条件的控制方法(包括物质的定量分析方法)和物质的制备、合成方法等系统地介绍给学生。根据学生实验能力发展的规律，又将实验按照基本实验操作、实验探究和综合实验活动三个主题由简单到复杂的顺序进行组织，最终培养学生的综合实验能力。各实验间有着内在的相互联系，其中的每一实验都是该课程系统学习和训练链条中的一环。因此，实验化学除了单个实验应有的功能和作用之外，还具有了课程系统学习、训练上所承载的整体的功能和价值。