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关于化学实验在化学专业训练和化学教学中的作用，化学界和教育界早已达成共识，不必再加以论证。但是近年来在化学教学中，特别是初等化学实验教学中，由于不能引起学生的探究热情，再加上实验经费不足、笔试问卷中难以全面考核等原因，它在化学教学中的作用正日益下降。学生实验能力不能达到课程大纲的要求的后果，不仅体现在国际国内的各种化学竞赛成绩中，而且体现在中学生对化学学习兴趣的普遍下降，更为严重的是，它将影响到我国新世纪公民的基本素质。在我们研讨如何进行21世纪的教学改革，尤其是基础化学教学改革时，不可忽视化学实验教学改革问题的迫切性与艰巨性。
化学实验教学内容和基本指导思想，在近几十年里有过不少争论和变化，但是应当承认，并没有发生根本的改变，仍然以验证原理和培养化学实验室所需基本操作为主线（这种情况在大学化学实验教学中也同样地存在）。不可否认，它在几代化学工作者的培养和对于中学生的基本科学教育方面，曾经起到过重要的作用，而且其中所积累的经验和资料，今天仍然有很高的价值。尽管如此，面对学生的实际状况和科技与社会发展的实际，我们不能不认真地对原有的化学实验教学内容以及方法从新的角度来加以研究和剖析，以便从中找出适合时代和学生要求的改革方案。
1 原有的化学教学实验功能过于狭窄
原有的化学教学实验的功能，通常以验证原理和训练化学实验室基本操作为主。现在看来，仅仅突现以上的功能，有过于狭窄的问题，亦即化学教学实验的功能未能充分发掘出来。
验证意识是科学方法和科学态度中的重要组成之一。在化学学科中，没有经过验证的理论或发现，通常被认为是不确定的。但是对于科学理论或发现的验证的要求也是非常严格的；验证必须严格地和理论或发现所倚为基础的条件一致，否则验证就失去了它的价值。在初等化学中，由于教材局限于启蒙和介绍一些基本的化学常识，对化学现象侧重于现象本身的观察和描述，不可能对产生该现象时的条件进行详细的讨论或探究。因此在这种局限下的验证，本身就有着先天的不足。如果过分地强化它的验证作用，必然使学生对实验条件的认识更加淡化，而对于客观事物或现象的发生和演变要受到环境或实验条件的制约认识不足，甚至根本没有认识，等于没有完整的或正确的科学世界观，同时表明化学课没有达到应有的科学教育的作用。所以学生在学习化学课程时必须同时参加化学实验课的实践，从中获得有关的经验，以提高他们的科学素质。目前的化学实验的教学目标和它的实际效果之间所存在着的差距或不协调，和我们习以为常地只重视化学实验的验证功能和培养基本操作功能，有着密切的关系。
2 过分重视实验目标而不重视过程
过分重视实验的目标，对实验的过程重视不足、引导不力的现象存在非常普遍。固然和化学学时以及实验学时不足有关，但是和过分强调实验所起的“验证原理”和加深印象的作用，也不无关系。不重视过程的实验等于把生动活泼的化学现象变成了静止的某个预期的“结论”，何况这个“结论”学生从教师的表演实验和书本上早已知道，就象水平很低的侦探小说或者电影那样，没有悬念，引不起学生的积极思维，没有发现时的快乐，感受不到科学的魅力。同时由于结论和书本所叙述的或理论所推测所预期的完全一致，教师无须为解释或探讨学生在实验过程中所发现的新的或未曾预料到的化学现象进行思考，因而失去了许多深入了解或理解化学的机会。重视实验过程，把它在科学教育中的作用充分发挥出来，将有利于师生间的互动和积极参与教学过程。国外在化学教学实验的评价体系中，突出了对实验过程的评价，是很有见地的一项措施。此外，在他们的评价体系中还设有一项是属于安全的，也值得我们借鉴，它体现了在教学的全部活动中始终都贯穿着以学生为本的原则。
有位教育家曾经强调过：“科学实验不能没有目标，但是在实验过程中应当首先忘掉这个目标”，真是经验之谈。
3 不适当地过分要求化学基本操作的熟练性
过分重视化学基本操作的熟练性，但是对其教育意义却强调得很不够，是目前化学实验教学中的另一个倾向。亦即过分重视技术，反而忽视了它在科学习惯方面的作用。我们认为，因为绝大多数的学生以后不会以化学为职业方向，即使准备从事化学有关工作的学生，在今天科学技术已经高速发展的条件下，传统的化学基本操作的重要性也并不一成不变，何况他们还要经过多年的专业或职业培训，所以更应当突出化学实验基本操作在培养科学作风和科学习惯方面的作用，而不去过分追求操作技术本身的熟练。
化学实验基本操作以生动有趣的化学实验现象为载体，它本身的灵巧和所构建实验系统的美观和实用性，最有利于对学生进行科学作风和科学习惯等方面的教育。它使学生在类似于制造立体模型的过程中添加了对科学实验所要求的严格、细致和一丝不苟的作风的教育。这种教育虽然更多是潜移默化式的，正因为如此，它的影响也就更加深刻。但是如果教师没有有意识地加以强化和引导，也可能达不到它应有的效果。呆板的，没有明确目标的重复的技术训练有时反而会引起学生的厌烦，许多教师都曾经有过类似的经验。如果我们清楚地认识到，化学实验基本操作所要求的细致和精确，以及为此所注入的种种思考，可以使学生体会到在做任何工作时，只有事先进行认真地、细致地思考，才有可能提高成功的机会，它体现了科学作风和科学习惯的重要性。化学实验所涉及的各式各样的仪器和由一些简单仪器所能构成的适合不同实验要求的实验装置，由于可以由学生参与设计和操作，应当更加有利于发挥它在素质教育中的作用，要达到这个目的，在教学过程中要给学生留有独立思考和实践的机会和时间。
4 缺乏时代气息
缺乏时代气息，是目前化学教学实验改革中最值得重视，但是又是实现起来困难可能最大的问题之一。尽管在阐明某个现象或化学变化的基本原理时，应当尽量采用简单而有效的方式或方法。这种做法也符合我国的国情，但是我们也不应当忽视科学技术的进步所提供给我们的新的条件。因而在经济条件许可的情况下，改变化学实验所包含的科学技术含量，增加化学实验的时代气息，应当是合理的。这不仅可以提高学生对科学实验的兴趣，而且可以从中学到许多其他方面的知识和技术，更加有利于开阔学生的视野，提高他们从事创新活动或探索的信心。
从大学、工厂和科研院所的化学实验室的基本仪器和设备在近50年内的变迁来看，可以看出科学技术的发展的轨迹。科研人员所困惑的仪器设备的更新速度太快问题，近年来更为突出。由于现代科学实验仪器普遍采用计算机来控制、采集数据和处理数据，所以由计算机的换代速度就可以从一个侧面看出科学实验技术的急剧变化。激光技术的发展与普及，是另一个大家亲身经历的例子。20年前，大多数化学家对激光还很陌生，10年前已经因为激光技术在大量仪器中的广泛使用，特别是固体激光器的研制成功并在光驱、乃至儿童玩具中的应用，已经成为人们的基本常识的一部分。集成电路的市场化，使得人们在设计电路时，可以把仪器的体积做得很小，制造时的工艺大为简化，孩子们从电动玩具中已经有所体验。如果我们的化学实验仍然停留在50年前的水平，有的和一百多年前拉瓦西时代基本相同，学生是否会感到它缺乏时代气息？因为我们面对的不是未来的化学家，至少其中大部分不是化学家，过分侧重于学科训练的实验，不仅功能过于单一，而且未必有利于培养学生的创新意识和诱发学生对科学实验的兴趣。
但是由于目前在岗的绝大多数化学教师本身缺乏对化学之外的科学技术的训练和积累，在他们的继续教育方案中目前仍仅仅限于学习一般的计算机技术和对现代仪器的参观。即使有心进行改革，也会产生“心有余而力不足”的情况。可能在高等师范教育中把中学科学实验的改革作为一个重要的课题，并把它列入各科学学系的教学计划之中，是一个从根本上解决这个问题的办法。再加上现有的部分有志者的工作和摸索，还有适当地从国外引进一些值得仿效或推广的成套实验器材等等。问题应当是可以解决的。
5 Pimental关于9至12岁少年科学训练方案的再审视
Pimental是美国的一位著名的化学家，同时也是一位杰出的教育家。他曾经组织领导过中学化学教材的编写，此外还担任过美国自然科学基金会的领导工作。他对于科学素养有很独到的看法和提法，他认为科学素养的养成在科学实验中可以分成4个阶段或方面，即：观察， 记录和描述观察的结果；实验和测量；提出模型或“理论”；分析理论的不确定性，并设法进行检验和校核。
Pimental认为第四阶段是科学素质培养中最核心的阶段，而这个阶段恰恰是我国基础科学教育中所缺乏的。以验证原理和培养基本操作技术为主的实验目标中恰恰少了这方面的训练，而这种意识又恰恰是创新意识和能力的基础。
澳大利亚的一本科学教材中，在讲到什么样的人才是科学家时，提出有两个重要的特点。一个是“科学家是对自己的理论或发现永远不会感到满足的人”；另一个特点是“科学家是经常在危险的地方——实验室工作的人”。后一点也是我们过去很少论及的，它一方面起着提醒学生的安全意识的作用，因为实验室中有化学品、易燃物和电源；另一方面向学生作出暗示，科学家是一群勇于献身的人，是值得敬重的人。我想，这种说法，不仅更加全面，而且有着深刻的教育意义。
Pimental在他的报告（1991年IUPAC 大会）中还介绍了一个由他自己设计的适合于9至12岁儿童以生物实验为载体的培养方案。 例如把一个班的学生分成两组，每个学生领到一个花盆，20粒种子，一个水桶（一组为红色，另一组为绿色）。种子种下去之后，一组的花盆放在窗台上，另一组的花盆则放在避光的墙角下。然后要求学生每天按时浇水。经过几周后，种子发芽了，这时教师要求学生量出芽的高度，教师把每组的结果在黑板上分别作出统计图（这点非常重要！），并要求学生对实验的结果提出自己的看法—理论。当然不仅仅是光照的多少，花盆的高度、水桶的颜色等等都应当是这个实验结果的“原因”。然后再要求学生设法来证实和校核所有的这些“理论”。
Pimental的设计方案内容远不止此，但是从上面所介绍的部分内容已经可以看出，它包含着许多科学实验的基本原则，例如如何选取参比系、数据的统计性原则等等，最重要的是，它避免了我们在实验教学中不自觉地一再进入先验性误区的问题。很值得我们深思。
6 提倡用最简单的仪器和技术来训练学生
这个提法好象和我在（四）中所讲的互相矛盾。我在这里提出这个问题的初衷是针对那种一谈到要改进实验，要使实验具有时代气息，就要花费大量的经费去购买高级仪器的倾向。而且不少学校由于怕损坏。对买来的仪器往往很少发挥作用，甚至束之高阁，并没有真正在实验教学中起到应有的作用。
如果我们注意到现在使用非常普遍的光控、声控开关，火警报警装置，家用抽油烟机上的报警装置，以及电动玩具中的控制器件等等，都是价格很低，却可以用于化学实验使之具有时代气息的资源。这些简单易行的技术或装置，加上我们精心设计的实验体系，再用上计算机采集数据和处理数据，不仅可以极大地激发学生的科学兴趣和创造热情，而且可以把实验过程观察得更为细致，从而进一步推动学生对化学以及相关学科的学习。
我想，这正是科学家们在实验室中，总是那样地兴致勃勃、流连忘返的主要原因吧。所以，只要我们认识到传统的化学实验教学模式的不足和素质教育对改革化学教学实验的要求，把我们对于中学化学教学的丰富经验和改革意识有机地结合起来，把我们的创造性和精力投注到化学教学实验的改革中去，符合素质教育要求的化学教学实验改革和“现代化”问题是一定会得到解决的。