化学实验教学是化学教学系统的一个子系统。化学实验这一要素是化学教学的基础和精华。教学实践证明，凡是重视并认真做好化学实验，充分发挥化学实验的教学功能的，教学质量总是较高的，学生的各种学习能力也是较强的。做好化学实验、组织好化学实验教学，涉及到许多因素，怎样认识并确定化学实验教学的目的，选择化学实验时应当依据什么原则，做好化学实验要重视抓住哪些环节，在教学中应当灵活运用哪些化学实验教学模式及采取怎样的教学策略等等，都是不可忽视的。
第一节 化学实验的教学功能
一 化学实验是化学科学认识的源泉
人类的社会实践表明，一切真知都来源于实践。而人类的社会实践主要包括生产活动、政治活动、科学实验和艺术活动等。其中，科学实验是人类的不同于生产活动等的一种特殊的实践活动，它的主要功能是认识自然，是人们有目的、有计划地，或者说能动地探索自然、适应自然和利用自然。从这个意义上说，科学实验和科学观测是科学知识的主要源泉，科学实验是人类正确认识自然和有效地利用自然的锐利武器。科学实验和科学观测是适应自然科学本身探索自然的需要而产生并为自然科学研究服务的；是在自然科学自身发展过程中孕育产生，并作为认识手段而包含于自然科学研究过程之中的。许许多多的科学家，以其勤劳献身的精神，孜孜不倦地为建造自然科学大厦呕心沥血，甚至献出宝贵的生命，与此同时，他们以自己的科学实践活动和特有的睿智才华，充实和发展了科学实验这一认识自然的武器。尽管科学研究之路并不平坦，不少科学家遭受挫折、产生失误，但是正反两方面的经验教训，使人们的科学认识更接近于客观真理。有的学者讲得好：“实践在先，理论在后。”“想和做，做和想是人类一切智慧的总和。”人类智慧的积聚和发展，正是基于社会实践——特别是生产实践的推动，促进科学家们不懈地开展科学研究，并进行新的理论概括，以达到新的认识层次上的感性活动与理性活动的统一。
化学实验作为科学实验的一种形式，也是在理性指导下进行的，总是先想后做，想好了再做。想，就是构想实验方案，“就是将理性的东西转化为实验方案，转化成实验方法”①，“归结起来主 要是：实验内容和原理，实验仪器、材料，实验程序和步骤。”①“实验进行中，实验者一方面进行实验操作，同时还要观察实验中产生的现象，并把全部现象准确地描述和记录下来。这时也离不开理性。不仅实验操作和临时处置离不开理性，而且对现象进行观察也离不开理性。”②这些论述是很有道理的。
纳入教学中的化学实验，从理性指导这一原则来看，服从于化学教育教学任务的需要，它的主要任务是，通过生动和直观现象，使学生感知充分的、可信的事实材料，激励学生积极思维，形成观念或概念，达到掌握化学基础知识和基本技能，发展智力，养成科学态度和科学方法，培养解决化学实际问题的能力这一目的。显然，这类化学实验(可简称为教学实验)跟科学实验中的化学实验的功能是不相同的。科学实验的任务是探索人类未知的自然奥秘，是为了直接去发明或发现；而教学实验的功能主要是运用科学实验的成果，扩大学生的认识领域和缩短认识过程。由于教学实验是依据教学认识论来设计的，因此它具有实效性和简约化的特点。
所谓实效性，就是适合教学的需要，实验本身生动直观，容易再现，利于学生观察、操作，且需时不长；所谓简约化，系指实验的典型性强，利于学生理解化学现象的基本特征，容易发挥以简代繁的作用。譬如，在初中化学教材中，选编氧化反应或还原反应的实验，均以典型的金属与可燃物分别跟氧反应，或使典型的氧化物跟氢反应，而尽可能回避其他干扰因素。这样做，利教利学，有利于学生缩短认识物质及其变化规律的过程，从而利于学生扩大认识领域，了解自然界或生产实践中纷繁复杂的化学现象。
由此可知，教学中的化学实验以其自身的实践性和生动性，为学生的认识从感性到理性的飞跃提供了可靠的源泉和推动力，是使学生认识深化发展的最佳途径。
二 化学实验是训练科学方法的有效途径
我们都了解，学生学习化学，不仅要掌握人类从生产实践和科学实验中总结出来的规律性知识，还要在思想观点、意志品德方面受到熏陶，从终身教育的意义看，更为重要的是还必须掌握科学方法(包括正确的思维方法、学习方法和实践行为过程必需的操作方法等)。即如何进行观察，并通过观察来发现和分析问题；如何搜集(查阅和利用)文献资料；如何设计和进行实验；如何整理数据和撰写报告；等等。这都是让学生动脑动手，理论联系实际，经受科学方法的严格训练的重要途径。从培养人才来讲，强调科学方法的训练，从而强调加强化学实验，无论如何强调也不会过分。因为化学实验是化学教学的基础，化学实验对于学生是最有魅力、最具活力的学习对象。国内外教育界的统计表明，中学生因为喜欢做化学实验从而喜爱学习化学的人数占被调查人数的70％以上。
有不少化学家就是在中学学习阶段受到执教老师的感染和化学学科本身特有的魅力的吸引，而走上躬耕化学科学之路的。综观我国的化学教学，实验教学仍是薄弱环节，从认识到实践，较普遍地存在着忽视实验教学、忽视科学方法的培养训练的偏向。应当说，这是违背学生的认识规律，阻抑化学人才的全面成长的。
脑科学研究表明：人脑左右两半球具有不同的功能。左半球是处理言语、进行抽象逻辑思维、集中思维和分析思维的中枢。它主管着人们的说话、阅读、书写、计算、排列、分类、言语回忆和时间感觉，具有连续性、有序性和分析性等机能。右半脑是处理表象、进行具体形象思维、发散思维和直觉思维的中枢。它主管着人们的视知觉、复杂知觉模型再认、形象记忆、认识空间关系、识别几何图形、想象、做梦、理解隐喻、发现隐蔽关系、模仿、音乐、节奏、舞蹈以及态度、情感等，具有不连续性、弥漫性和整体性等机能①。
学习心理学的研究指出：我国今日的学校教育，重左脑轻右脑有种种表现，在课程和教材编制中，注重言语材料、符号材料、抽象材料的介绍，忽视图形材料、形象材料、非言语材料的学习；在教学方法的运用上，过分注重讲授，轻视演示法、实验法和参观法等；在培养能力上，只注重观察力、记忆力、逻辑思维能力，特别是集中思维和分析思维等，而忽视想象力、直觉思维能力和发散思维能力的培养。这种状态十分不利于创造型人才的成长，已为高等学校和高级专门人才的培养带来不良影响。经高等学校入学考试升入高等学校学习的学生，有一些表现出的高分低能现象就是典型的佐证。
我们认为，为了纠正化学教学中的不重视用脑卫生的偏向，应当坚决采取各种有效的办法，包括规范的和简易代用的仪器、试剂，让学生多做实验。只有让学生亲身去做，在做实验的过程中体验实验对学习化学的重要意义和作用，才有可能给他们带来学习化学的情趣，激发进一步学习的志趣，并不断提高学习质量和水平。这里的道理是明晰的：学生的学习活动归根结蒂是获得知识经验和行为变化的过程。而知识经验总是以感性与理性认识的综合体来呈现在或同化于学生的认知结构中；行为变化则是在环境影响下引起学生产生的内在生理和心理变化的外在反应，包括外现的活动、动作、运动、反应或行动。让学生做化学实验恰能自然贯通地使获得知识经验和行为变化协同发展，发挥大脑左右两半球的机能优势，有利于创造思维的发展。这正是对学生进行科学方法训练的理论依据。
从方法论来考察，化学实验方法是最重要的一种科学方法。学生要完成化学实验，从知识和操作上要了解实验本身的要求，要知道并学会控制实验条件、排除某些干扰因素，以尽量保证观测的准确性和全面性；在实验过程中，要随时将观察到的现象和测量出的数据记录下来，并有处置可能出现的问题或临发事件的准备；实验结束后，还要进行计算、处理数据、绘制图表、概括得出结论，以及清洗仪器等工作。这一系列的在理性指导下的选择和安装仪器、使用试剂、观察、操作、简化、强化、对照、分 析、判断、理想化等，都是让学生经受科学方法训练的切实有效的方式和途径。简言之，科学方法对学生的指导作用，一是启迪、引导他们掌握科学的学习方法和研究方法；二是培养、训练他们的正确的思维方法。在这两方面，化学实验具有独特的优势。
三 化学实验是养成科学态度的必由之路
科学态度是人们能够正确对待客观事物的一种持久的内在的反应倾向，是经过实践活动而习得和养成的。科学家之所以取得令人瞩目的各项成就，除去他们具有常人所缺少的勤奋拼搏和优异的才智以外，最基本也是最重要的一点是他们具有为追求真理而不怕牺牲、严谨治学、实事求是的科学态度。这是唯物史观在科学实践活动中的体现，不管科学家本身是否自觉地认识到这一点。为了弘扬这种精神和品格，学校教育应当坚持对学生进行科学态度和科学自然观的教育。
学生学习化学，往往容易单纯从兴趣出发，用某种已习惯了的思维定势去观察问题，去认识复杂的化学现象。也就是说，基于这种思维定势，学生往往受化学实验所给予的强刺激信号的左右，很容易产生错觉，从而得出本末倒置、以偏概全的错误结论。譬如，将发光、放热作为认识化学变化的判据，而忽略新物质生成这一本质特征；根据敞口容器蜡烛燃烧实验的现象来否定质量守恒定律；从多数酸性氧化物可以直接水化生成酸性物质，就断定所有酸性氧化物都具有这种性质；等等。
学生中存在的违背科学态度的另一种表现是，喜欢用个人的猜测、臆断来对待化学实验的结果：当遇到“异常的”实验现象时，不是本着“科学是老老实实的学问，任何一点调皮都是不行的”这一至理名言，去查寻(复核)实验过程中是否出现了新的变动因子。而是依先入为主的知识经验或机械地以书本中给出的结论为依据，来处理问题，甚至将一开始做实验时如实记录在案的数据进行涂改，以得出符合自己需要的数值。这是教师对学生进行科学自然观和科学态度教育最典型的素材。宜结合学生认识上的错误，适时讲述怎样的情境才是科学方法论中提倡的猜想和 想象，哪些做法是先验论的和先入为主的臆想和猜测。
科学家在丰富的科学研究实践的基础上，自觉或不自觉地运用猜测和想象，提出和建立假说，这是科学思维的过程，也是创新的探索过程。但是，这些猜测和想象，以及由此建立的假说必须接受实践的检验，只有在严格的科学实验中证明了假说适用于各种情况，假说才可以上升到理论范畴。由此可见，牛顿等科学家强调的：“没有大胆的猜测就做不出伟大的发现。”“若无某种大胆放肆的猜测，一般是做不出知识的进展的。”①只宜在科学家重视理论与实践相结合，坚持实事求是、不唯书、不唯上这样严谨的科学态度的基础上，才是正确的、可以提倡和仿效的。相反，那种把主观预测和判断作为衡量客观事实正确与否的出发点，让实验来符合这些预测和判断，凡符合主观设想的现象则保留，不符合的就舍去，如此种种，都是与科学态度背道而驰的，是应当防范的。然而，不尊重科学、违反科学态度的现象在教学中仍时有发生，甚至出现全国竞赛参赛选手(这批学生是各省市选派的佼佼者)私下涂改实验记录数据的问题，这不能不说是科学态度的培养训练并未深深在学生心目中扎根造成的苦果。
分析上述问题的根源，从学校教育内部来看，最主要的原因是没有把培养学生的科学态度这一任务提到应有的高度，加之缺乏培养训练的具体措施，难以落到实处。
从化学教学的指导思想看，多数学校在教学要求上，往往忽略对学生进行科学态度的训练，即使明确提出培养学习能力等要求，对科学态度在培养能力中的意义和作用也缺乏细致的研究。
上海市在《当前改进中学化学课堂教学的意见》这一文件②中，曾明确提出过“加强基础、培养能力、发展智力”的思想，促使化学教学在多方面发生了可喜的变化，教学质量逐步提高。我们认为，上海市概括的编写教材从指导思想——兴趣、知识、能力、 观点和方法——较准确地揭示了教材的教学功能及教学时应当着重抓住的主要环节，较好地体现了学生学习化学的认识特点。这一指导思想与科学教育的广域四目的①——态度、过程、知识、技能——是一致的。这里的态度指培养学生学习科学的兴趣、好奇心，激发学生的对客观事物的惊异感、探究的渴望，以及科学态度等积极的反应倾向。
日本学者基于“基础学力”论的思想②，在理科教学中倡导的基础学力构成说③——知识、技能、能力、态度依次深入构成四个层次——基本上也是这样的思路。基础学力将态度视为最重要、最核心的成分是有道理的。结合科学过程来考察，不论是5阶段还是13阶段的划分，无不自始至终贯串着科学态度或科学精神的基本要求，依此来对学生进行培养教育，方有可能切实有效地、让学生通过感觉器官，进行思维加工，以实现教学过程中的两个“飞跃”和两个“转化”④。这里讲到的5阶段包括：搜集数据；探寻规律性与提出定律和理论；进行实验和预见实验结果；根据新的实验证据修正或抛弃某一定理；发表研究成果。13步过程是：①观察，②分类，③数值关系，④测量；⑤空间时间关系，⑥传达，⑦预见，⑧推论，⑨获得操作型定义，⑩形成假说，(11)解释数据，(12)识别和控制变因，(13)实验。定义，⑩形成假说，(11)解释数据，(12)
将上述科学过程作适当变动或直接移植到化学教学中，已有不少成功的实例。关键的环节是精心设计教材中的化学实验内容，从学生实际(知识、经验和能力水平)出发，组织好(始终贯串科学态度和科学方法的培养、训练)实验的实施过程。
总而言之，化学实验的教学功能可以归结为既相互联系又可 以适当分割的几个方面的内容：具有深刻的认识论意义，能深刻影响科学的世界观和方法论的形成，能有力地培养学生的各种学习能力和良好的学风①。
免费论文下载中心第二节 化学实验教学的目的和内容的选择
一 化学实验教学的目的
化学实验教学的目的是受课程类型、学习阶段和实验设备等因素制约的。不同类型的课程、学生的学习年级不同，以及实验设备齐全与否都会给制订与实施实验教学的目的带来决定性的影响。如果从化学实验教学的基本要求来考察，国际上被广泛接受的教学目的是②：
(1)发展观察、操作和制备技能及使用仪器的技能；
(2)获得、验证并扩展化学知识；
(3)通过解释实验，启迪思维；
(4)认识实验室工作的精确性和局限性；
(5)记录做得准确，结果表达得清楚；
(6)在进行实验时发展个人的责任心和可靠性；
(7)通过有效地利用实验室提供的设备，计划并进一步进行实验室工作。
从上述教学目的涵盖的内容可以得知，化学实验教学实际上是学生在教师的引导下，搜集信息、利用和加工信息，以及评价信息的过程；是了解观察和实验在发展科学理论中的作用，练习着将知识转化为能力、将书面形式的系统知识转换成融会贯通的 完全知识系统的过程；也是学用一致统一、养成科学态度和科学方法的过程。这些基本精神，对于各级各类学校的不同类型的化学课程，从教育方向和教学论原则上都是适用的。只是由于学生学习阶段不同、课程内容和要求不同，在实施时的教学目标达成度不应该也不可能划一。即使同为中等教育阶段，由于各国的教育任务、国情及教育传统的差异，在各自的教学大纲(或课程标准)中规定的化学教学目的(包括实验教学的目的)也不尽相同。譬如，英国普通中等教育证书国家标准化学部分规定①：实验方面的教学目标：①使学生认识准确的实验的科学方法的重要意义；②发展学生完成实验的能力，充分注意安全；③发展学生观察的能力以及记录和解释那些观察的能力；④发展学生形成假设和设计实验以验证这些假设的能力。而日本高级中学教学大纲对普通科中的理科教学目标规定为②：通过观察、实验等，在培养探索自然的能力和态度的同时，加深对自然界事物和现象的基本科学概念的理解，养成科学的自然观。化学的教学目标是：就自然事物、现象中的物质的化学性质，物质的状态及化学反应，进行观察、实验等，使学生理解原理和法则，养成化学的考察能力和态度。
我国国家教委制订的《全日制中学化学教学大纲(修订本)》没有对化学实验教学单独列述教学目的，而是涵盖于“使学生比较系统地掌握化学基础知识和化学基本技能”，及“逐步培养和发展学生的观察能力、思维能力、实验能力和自学能力等，重视科学态度和科学方法的教育……”之中，并在“教学中应该注意的几个问题”的标题下，单独列述了“加强实验教学”的意义、作用及对演示实验与学生实验的基本要求。
国外倡导的重视“过程目的”的教学思想和策略，通过化学实验教学得以自然地落实和体现。
这里讲的过程是指学生的智力探究过程，包括获得知识和运用知识的过程，依据科学的观察、思考并得出结论的过程，按一定的准则对作出的结论进行评价的过程，以及试探着去组织、设计并实施科学探究，获得新的洞察力的过程。
从心理学的角度来分析，包括①激励过程，即动机作用过程；②认识过程；③控制过程；④情感过程①。显然，基于这些观念而展开的化学教学活动——实验教学则是其最具典型性的范例，已远非通常(或传统)教学强调“内容目的”所能涵盖。关于这方面的新鲜经验，还需要努力积累和挖掘。
二 化学实验教学内容的选择
实验内容和实验设备同属于实验教学系统的实体因素。在化学教学系统中，师生双方的认知、情感和动作技能等领域的交互作用，无不以实验内容为基础，并以实验设备为载体而和谐展开，并得以深入发展。这是实施实验教学目的，尤其是实施过程目的的基础环节。可以说，以实验内容为基础展开的化学教学活动，是最为活跃，也是师生的情感最为亢奋的序列。
教学实践证明，实验内容的精选与合理组合是提高化学教学质量和水平的核心环节，而实验内容的合理组合(构成实验教学优化的必需条件)必须以精选实验内容为前提。
精选实验内容的方法论原则主要是，遵循教学的目的对化学实验的科学内容进行改造，删繁就简达到简约化。具体地讲，可以归纳为以下几条②：
(1)应有利于培养和发展学生的实验操作技能，无助于培养操作技能的不选；
(2)应有助于促进学生对化学事实和化学原理的理解、掌握，无助于理解事实和原理的不选；
(3)应有助于学生得出明确的结果并作出科学结论，无助于此的不选；
(4)便于学生安全操作，利于养成科学方法，无助于达成这些要求的不选；
(5)在规定的时间内学生能够完成，时间太长的不选。
选择演示实验时，根据化学教学的目的及教师演示操作的特点，宜遵循以下原则：
(1)必须及时和适当；
(2)应有充分准备并预演过；
(3)必须简明和采用大型仪器；
(4)必须简捷而不杂乱；
(5)必须直接而生动；
(6)必须有鼓动性，能打动学生。
在第8届国际化学教育会议上，有的专家列举出良好的演示实验必须具备诸多条件，从一定意义讲，这些条件也是选择演示实验内容应予以参照的原则。这些条件①是：
(1)勿需太多的时间准备，且以后容易组装；
(2)化学反应的速度适中；
(3)没有危险；
(4)应当有理论依据；
(5)应当有趣；
(6)应当是廉价的。
三 化学实验的内容和基本环节
化学实验的内容可以从不同的尺度进行界定。譬如，从学科分类来划分，可分为无机化学实验与有机化学实验等；还可以按内容的质和量的关系，划分为定性实验与定量实验等等。从中等教育的实际来看，依据实验在教学中的作用与教学特点，可以将 化学实验内容划分为以下几类①：
(1)化学实验基本操作；
(2)物质的性质和制备实验；
(3)论证基本概念和原理的实验；
(4)结合生产和生活实际的实验；
(5)让学生进行独立设计的实验。
化学实验基本操作是各类实验的基础。基本操作的规范、程序和方法，应由易到难、由简及繁地贯串于各类具体实验的过程中，或单独编制以演练单项基本操作为重点的实验内容。例如，粗盐的提纯、配制一定质量百分比浓度的溶液；或结合物质的性质和制备实验，具体运用某项基本操作，达到熟练基本操作、解决某些化学实际问题的目的。无论是哪种情况，都要坚持实施基本操作的规范化。因为这一系列的规定和标准是保证实验安全与获得准确实验结果所必需的基准，不可违反。
物质的性质和制备实验在各类实验中占有重要地位。学生学习物质及其变化、物质的制备和应用，以及有关化学反应的规律性等知识，都直接或间接以物质的性质和制备实验为基础，以实现认识的由表及里、由感性到理性的深化。同时，还对学生使用仪器的技能、实验操作技能以及绘制仪器装置图的技能、观察和记录实验现象的技能等，提供一个练习运用、不断强化的机会。这样的练习运用，对于化学实验基本操作是一种有效的正迁移，可以切合实际地排除学生错误操作的干扰。例如，用试管作反应器进行加热操作，除了练习运用试剂的取用、试管夹的使用及酒精灯的使用等基本操作外，还结合具体物质的性质、反应物的类型以及反应条件等，分别采用不同的操作方法和态势，这就有利于纠正学生习惯于用自己熟悉的某种操作定势去应付不同的实验要求这类偏向。
论证基本概念和原理的实验的首要任务是为学生形成基本概念和理解化学原理提供生动可信的直观。随后，在这一情境中， 教师方有可能引导学生顺利地进行抽象概括，实现认识上的飞跃。这类实验的选择要突出典型性，简明易行，不可失之芜杂。任何节外生枝之举都会分散学生的注意，阻抑科学概念的形成。这类实验有益于培养学生运用所学的基础知识，练习着去分析、阐述实验现象的本质，并进行理论概括，把握具有普遍意义的规律性知识。
结合生产和生活实际的实验是直接联系社会现实的一类实验。这类实验的首要任务应当是揭示有关生产和生活中典型实际的化学反应原理，而不宜去追求其中的技术细节。
让学生进行独立设计的实验是一类带有研究性的实验，它的主要目的是提高、发展学生的认识和实验操作能力。这类实验应尽可能选择那些既能让学生灵活运用基础知识和基本技能，又能让他们发挥主动性和创造性的实验主题。
不言而喻，上述各类实验内容构成化学实验内容的体系。从教学认识论来考察，前三类实验是学生实验或演示实验的主干，是为学生学习化学科学基础知识及形成实验技能打基础的；后二类实验是前三类实验的运用、提高，也是学生运用所学的基础知识和基本技能，探讨或解决化学实际问题的实践活动。
总之，无论是哪类实验，在纳入课程中时或在教学过程中实施时，均应从体现教学目的、充分发挥实验教学的功能着眼，切实抓好实验活动的基本环节的落实。这些基本环节主要是：
(1)让学生学会识别并掌握常用仪器和试剂的名称、性能及用法；
(2)懂得常用实验装置、实验条件与有关反应原理的关系；
(3)学会实验的一般操作程序、操作要领和操作规范；
(4)学会观察和记录实验现象、绘制装置图，能够从实际出发，分析综合，抽象概括，得出结论。
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