摘要：化學實驗教學為什么要現(xiàn)代化、什么是教學現(xiàn)代化?；瘜W實驗教學現(xiàn)代化必須認真考慮“人性的解放”和“效率的解放”，努力實現(xiàn)化學實驗教學的創(chuàng)新、改革和超越式發(fā)展，實現(xiàn)思想觀念的現(xiàn)代化、內容的現(xiàn)代化、方法的現(xiàn)代化、裝備的現(xiàn)代化以及評價的現(xiàn)代化等。傳感實驗可以促進化學實驗教學現(xiàn)代化，但有很大的局限性，只能覆蓋有限的實驗內容，只能適當地提倡和推廣，不能“化”，也“化”不了，這方面的研究有待于進一步拓展和深入。

關鍵詞：化學實驗；化學實驗教學；現(xiàn)代化；傳感實驗

文章編號：1005–6629（2013）10–0003–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

跟200多年之前比，我們中學化學實驗的儀器沒有多大變化。

現(xiàn)在，有人到中學參觀時，校長們最不愿意帶客人看的地方可能就是化學實驗室了，原因是“沒什么看點”！確實，如果不看光鮮氣派的房舍和桌椅，就只有簡陋、落后，類似古董的瓶瓶罐罐，簡直就像煉丹術士的實驗室，不能給校長臉面帶來光彩，卻可能讓校長難堪。而物理實驗可以讓客人看看復雜、精巧和洋溢現(xiàn)代氣息的儀器，生物實驗室可以讓客人看看稀奇、珍貴的標本、模型……所謂化學實驗也只不過用來重現(xiàn)教師講述的某些化學現(xiàn)象，使學生能夠更好地應付考試而已。至于化學實驗過程中難免產生污染，就更令人唯恐避之不及了。

究竟我們的化學實驗能夠向人們展現(xiàn)怎樣的美好形象？怎樣才能激發(fā)學生的學習興趣，更好地幫助學生了解化學、學好化學？怎樣才能與時俱進、反映時代氣息？這樣，化學實驗及化學實驗教學現(xiàn)代化就成了我們必須思考和研究的問題。

1 化學實驗教學為什么要現(xiàn)代化

化學實驗教學為什么要現(xiàn)代化？大體上可以概括為下列幾點：

（1）化學實驗教學現(xiàn)代化可以減少繁瑣、低效的實驗運作，更加突出實驗思維過程，顯著地提高教學效果。同時，也能優(yōu)化實驗環(huán)境，顯著地減少人身傷害事故和環(huán)境污染。

（2）化學實驗教學現(xiàn)代化能讓學生初步了解和學習現(xiàn)代化學實驗技能，為他們全面地提高科學技術素養(yǎng)，手腦并用，更好地發(fā)展并順應現(xiàn)代社會需要奠定良好的基礎。

（3）化學實驗教學現(xiàn)代化能讓學生生動地感受、體驗現(xiàn)代化學和現(xiàn)代化學實驗在泛分子水平上開展的微觀探究、深入化學過程探究、強化理論指導作用以及研究的跨學科性等重要特點。

（4）現(xiàn)代化學實驗是現(xiàn)代科學與現(xiàn)代技術越來越緊密結合的范例之一。因此，化學實驗教學現(xiàn)代化有利于學生更好地了解現(xiàn)代科學和現(xiàn)代技術，也有利于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，有利于創(chuàng)新人才的成長。

（5）化學實驗教學現(xiàn)代化能夠展現(xiàn)現(xiàn)代化學實驗的美好形象，激發(fā)學生的學習興趣，減少恐懼感，促進他們學好化學。

（6）化學實驗教學現(xiàn)代化能實現(xiàn)與時俱進、反映時代進步，鼓勵積極進取、革新的精神等等。

但是，對于什么是化學實驗教學現(xiàn)代化、怎樣實現(xiàn)化學實驗教學現(xiàn)代化等問題，人們大多缺少深入的理性思考，憑著感覺從事，使得化學實驗教學現(xiàn)代化的實踐難合人意。針對這種情況，有必要對化學實驗教學現(xiàn)代化做專門的思考和討論。

2 什么是現(xiàn)代化

現(xiàn)代化是一種社會和文化的變遷現(xiàn)象，常被用來描述人類社會從工業(yè)革命以來所經歷的涉及社會生活諸領域的深刻的變革過程。狹義的現(xiàn)代化僅指使社會具有現(xiàn)代先進科技水平。廣義的現(xiàn)代化有多種不同的解釋，例如指稱近代以來世界各國追求歐美國家近現(xiàn)代價值目標、尋求新的出路的過程，包括學術知識的科學化、政治的民主化、經濟的工業(yè)化、社會生活的城市化、思想領域的自由化和民主化、文化的人性化等，與西方化的內涵相近。很多研究認為，由于東西方文化存在差別，國家和地區(qū)之間存在差異，西方化并不是現(xiàn)代化的唯一模式。

隨著現(xiàn)代化的發(fā)生，社會文化各個方面都要隨之發(fā)生變化。它使人類思想以驚人的速度和數量增長與傳遞，不同文化之間的差別在縮小，學習的機會擴大，技術飛速發(fā)展并且在專業(yè)技術領域方面差別擴大。

現(xiàn)代化的核心是“人性的解放”和“效率的解放”，是社會文明要素的創(chuàng)新、選擇、傳播和改革交叉進行的過程，是追趕、達到和保持世界先進水平的國際競爭，因而是人類文明的一種深刻變化。

現(xiàn)代化是社會科學的重要研究課題，在這個研究領域，有多種不同的現(xiàn)代化理論。

教育領域的現(xiàn)代化即教育現(xiàn)代化，其界定及主要內容存在著多種不同意見。通常認為，教育現(xiàn)代化是用現(xiàn)代先進教育思想和科學技術武裝人們，使教育思想觀念、教育內容、方法與手段以及裝備等逐步提高到現(xiàn)代世界的先進水平，培養(yǎng)出適應參與國際經濟競爭和綜合國力競爭的新型勞動者和高素質人才的過程。教育現(xiàn)代化包括教育觀念現(xiàn)代化、教育內容現(xiàn)代化、教育裝備現(xiàn)代化、師資隊伍現(xiàn)代化、教育管理現(xiàn)代化等；也有人認為，教育現(xiàn)代化包括教育普及化、教育終生化、教育個性化、教育國際化和教育信息化。

教育現(xiàn)代化是對傳統(tǒng)教育的超越，是傳統(tǒng)教育在現(xiàn)代社會的轉化。教育現(xiàn)代化的核心是實現(xiàn)人的現(xiàn)代化。

3 化學實驗教學怎樣才算現(xiàn)代化

化學實驗和化學實驗教學的現(xiàn)代化不能簡單地搬用社會現(xiàn)代化的思維框架。但是，必須認真地考慮“人性的解放”和“效率的解放”問題，考慮思想觀念的現(xiàn)代化、內容的現(xiàn)代化、方法的現(xiàn)代化、裝備的現(xiàn)代化以及評價的現(xiàn)代化等問題，努力實現(xiàn)化學實驗教學的創(chuàng)新、改革和超越式發(fā)展。

從歷史的角度看，近代科學起源于西方，是一種西方文化，而我國的化學教育從一開始就受到讀經講經教育的嚴重干擾，到了現(xiàn)在又受到應試教育的嚴重掣肘。在多數地方，化學實驗教學的現(xiàn)代化實際上是補課的問題，是革舊布新的問題，必須在各方面做出全面的努力，否則就難以成功。

3.1 化學實驗教學觀念現(xiàn)代化

要做到化學實驗教學觀念現(xiàn)代化，就要體現(xiàn)“人性的解放”，在思考和研究化學實驗和化學實驗教學問題時，首先必須做到以人為本，尤其要注意以學生為本，絕不能“見物不見人”、心中無學生。其次，要以學生的發(fā)展為本，重視發(fā)展他們的聰明才智及創(chuàng)造性潛力，使他們既實現(xiàn)“腦的解放”，也實現(xiàn)“手的解放”，全面、持續(xù)、健康、快樂和有個性地發(fā)展。第三，要真正地把學生作為學習主體，讓他們自主地學習，要發(fā)揮并協(xié)調好教師與學生的主動性和能動性。第四，近代科學是伴隨著解放人性的“文藝復興”運動產生的。“文藝復興”運動啟示我們：不但要努力傳承人類的文明和智慧，弘揚人文精神，而且要反對盲從，反對抹殺學生的人性，把學生當作灌注知識的被動容器，禁止危害學生健康的反人道、反文明行為。這4條可以簡單地概括為人本觀、發(fā)展觀、主體觀、人道和人性精神，也適用于其他教育教學活動。

要做到化學實驗教學觀念現(xiàn)代化，還要體現(xiàn)“效率的解放”，首先要調動人的主動性，發(fā)揮并協(xié)調好教師的主導積極性、能動性和學生的主體積極性、能動性，沒有教師與學生的主動性、積極性和能動性相互協(xié)調、配合，就不可能有“效率的解放”。第二，要強化教師與學生“雙主體”的理性意識，注重價值的導向、內容的選擇，注重通過方法、手段和裝備的改進來提高實驗技術過程的效率。為此，要有正確的實驗觀，正確看待和處理化學實驗教學的地位、目的、任務和方法等問題，認識到實驗不但是搞好科學教學的重要手段，是現(xiàn)代社會培養(yǎng)后備人才和合格公民，使他們手腦協(xié)同發(fā)展的重要育人手段，也是科學教育的重要目標之一；認識到實驗的根本目的是認識包括人自身在內的自然界，處理好人與自然的關系，實現(xiàn)人類更好的發(fā)展；認識到不但要重視實驗及實驗教學方法的效率，還要重視實驗及實驗教學方法的價值，重視人的能動性的發(fā)揮，等等。概括地說，“雙主體”協(xié)調觀、實驗觀、效率觀、實驗理性等，都是實現(xiàn)“效率的解放”所必須的。

要做到化學實驗教學觀念現(xiàn)代化，重視化學實驗教學是前提。在作為歐洲現(xiàn)代化運動前奏的文藝復興運動中，科學方法和科學實驗起了開路先鋒作用。沒有科學方法和科學實驗，就不能摧毀僵化死板的經院哲學體系，就難以開創(chuàng)探索人和現(xiàn)實世界的新風氣，就不能為17到19世紀自然科學的大發(fā)展打下堅實的基礎。當時，伽利略通過多次實驗發(fā)現(xiàn)了自由落體、拋物體和振擺三大定律，使人對宇宙有了新的認識。他的學生托里拆利經過實驗證明了空氣壓力，發(fā)明了水銀柱氣壓計；法國科學家帕斯卡發(fā)現(xiàn)液體和氣體中壓力的傳播定律；英國科學家波義耳發(fā)現(xiàn)氣體壓力定律。笛卡爾第一次對折射定律提出了理論上的推證、第一次明確地提出了動量守恒定律，對碰撞和離心力等問題曾作過初步研究，給后來惠更斯的成功創(chuàng)造了條件。

對于當前的化學教學來說，怎樣看待實驗教學與知識教學，怎樣看待實驗教學與知識教學的關系，是實驗教學為知識教學服務還是相反，是關系著實驗教學地位的重要問題之一。把實驗僅僅看作是為知識教學服務的工具，很容易造成實驗像“使喚丫頭”那樣“用則喚來，不用揮去”的狀況。實際上，實驗教學不僅為學生建構化學知識提供直接的和間接的經驗基礎，為學生學習應用化學知識提供實際的情境和場所，是學生自主地建構化學知識的必要條件，而且是完整地了解化學、學習化學必不可少的，必須明確地作為化學課程過程方法目標的主要內容之一。

實驗是科學和技術結合的結晶，有很強的技術性，需要講究實驗理性。對于實驗活動來說，要實現(xiàn)“人性的解放”，就必須具有價值理性。要實現(xiàn)“效率的解放”就必須講究工具理性。從根本上說，沒有“人性的解放”就沒有“效率的解放”，首先要講究價值理性，還要講究工具理性。

3.2 化學教學中實驗及其裝備現(xiàn)代化

說到化學實驗教學的現(xiàn)代化，人們往往首先關注化學實驗的現(xiàn)代化，特別是化學實驗裝備的現(xiàn)代化。其實，化學實驗裝備的現(xiàn)代化是一個歷史的過程，或者說，化學實驗裝備具有歷史性，它跟化學科學的發(fā)展，跟不同時期化學科學所關注的問題的演變有關。

3.2.1 化學實驗及其裝備的現(xiàn)代化回顧

17世紀中葉，波義耳把科學的實驗方法引入化學，他以實驗方法為基礎，證明元素是對物質進行化學分解的最后界限，物質的性質決定于物質的元素組成，物質分解和結合的過程就是化學反應過程。不過，由于掌握的實驗依據很有限，他沒能確定究竟哪些物質是真正的元素。在18世紀，許多化學家接受了他的這個思想，相繼發(fā)現(xiàn)了許多元素，特別是發(fā)現(xiàn)了氣體元素氧，建立了燃燒的氧化學說，使化學走上了正確道路；化學研究從定性發(fā)展到定量，相繼確立了物質組成和化學反應中的一些基本定律，如質量守恒定律、當量定律、定組成定律等。但是，經驗資料積累不夠致使化學家們對化學反應的研究難以深入，對化學反應規(guī)律的研究沒有多大進展。

就實驗研究方法和裝備來說，在近代化學形成之前，人們主要從煉金術士、實用冶金工藝和醫(yī)藥化學研究者那里繼承了簡陋粗笨、各不相同的研究方法和裝備。從17世紀中葉到18世紀末，是近代化學的形成時期。在近代化學形成時期，化學家們通過化學反應來發(fā)現(xiàn)新的元素和化合物，形成了多種分離提純方法、分析方法和各種檢驗檢定方法、吹管分析、硼砂珠試驗、焰色反應、顯微結晶分析、有機物的元素分析和滴定分析法等逐步成為常用手段。這時，已經有了專門設計的、用玻璃制造的一些實驗器皿，這些器皿是后來實驗儀器的雛形。利用天平進行量的分析和研究，對于化學的進步和發(fā)展起了很大的作用。

進入19世紀，特別是19世紀上半葉，化學在繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新元素、研究物質的性質及其化學變化的同時，著重研究了物質的組成和結構，取得了引人矚目的成果。19世紀初，道爾頓建立了化學原子論，半個世紀后，阿伏伽德羅提出的分子假說獲得廣泛承認。在化學反應研究方面也有了許多成果：1800年，伏特宣布制成電堆裝置，揭開了電化學研究的大幕；1815年，比奧發(fā)現(xiàn)了一些有機物的旋光性，促成了立體有機化學的興起；1824年，維勒首次實現(xiàn)了尿素的人工合成，有機合成自此迅速發(fā)展；1850年，威廉用旋光儀研究蔗糖水解問題，最終導致動態(tài)平衡概念和質量守恒定律的提出；1887年，阿倫尼烏斯提出電離理論，科學的電解質溶液理論自此建立；19世紀下半葉，化學熱力學和化學動力學理論相繼提出……整個19世紀是近代化學的發(fā)展時期。在這個時期，一套相對比較完整的化學常規(guī)儀器和設備基本形成，化學實驗手段初步擺脫簡陋粗笨，達到了相當的水平；天平靈敏度大有提高，使原子量和分子量的測定更加精密，從特定角度為確定原子和分子的存在，以及元素周期律的發(fā)現(xiàn)提供了保證；重量分析法以及電解法、光譜法開始在化學研究中得到應用，滴定分析法則進入發(fā)展中的極盛時期。

進入20世紀后，科學認識深入到原子內部，化學家們開始研究物質的化學結構和化學反應的本質是什么?；陔娮拥陌l(fā)現(xiàn)、原子核模型的提出和量子力學理論的建立，化學研究以化學鍵概念和理論為中心，進一步揭示了化學結構的實質，在此基礎上深入認識了化學反應的規(guī)律性，認識了化學結構和化學反應的聯(lián)系，化學科學進入到現(xiàn)代化學時期。無機制備、有機合成的發(fā)展，導致材料化學、儀器分析、天然有機物化學、高分子化學以及結構化學等等分支的建立和發(fā)展。

為了解決19世紀基本定型的化學常規(guī)儀器設備使用還不夠方便、種類還不夠齊全、精確性和靈敏度還不夠等不足，在20世紀，人們在對原有的化學實驗裝備進行改進的同時，積極吸收現(xiàn)代各種科學技術的新成果，創(chuàng)造和發(fā)明了一大批現(xiàn)代化的實驗儀器和設備。在分析、分離手段，微量和痕量檢測，化學元素或組分測定，微觀分子結構，晶體結構，表面化學結構等研究中應用吸收與輻射光譜、核磁共振、順磁共振、質譜、光電子能譜、拉曼激光光譜、熒光光譜、掃描電鏡、電子探針、低能電子衍射、X射線晶體衍射、中子衍射、分子束等等現(xiàn)代科學技術的發(fā)展成果，使用了很多靈敏、精確和快速的實驗手段，呈現(xiàn)出儀器化的特點?；瘜W定量檢測達到微米（10^-6）、納米（10^-9）、甚至皮米（10-^-12）數量級，大大促進了化學實驗手段的精密化。傳感技術和微電子技術的應用、各種儀器的聯(lián)機使用，使傳統(tǒng)的實驗觀測和化學操作自動化、智能化，使化學科學進入了加速發(fā)展的道路，化學從研究已有的物質發(fā)展到創(chuàng)造自然界沒有的物質，從探索物質的微觀結構發(fā)展到進行分子設計，從了解化學變化過程發(fā)展到調控化學變化過程……領域越來越寬廣、復雜，手段越來越強大、有效，研究越來越精細、深入?；瘜W實驗儀器的自動化、智能化使化學實驗在“人性解放”和“效率解放”方面有了很大進步。

3.2.2 化學教學中實驗及其裝備的現(xiàn)代化

回顧化學實驗及其裝備的現(xiàn)代化發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代化學的許多重大突破都與化學實驗手段的改進、發(fā)明和創(chuàng)造緊密相關?；瘜W實驗手段是制約化學科學研究的重要因素，常常能夠起到決定性的作用。回顧化學實驗及其裝備的現(xiàn)代化發(fā)展歷程還可以發(fā)現(xiàn)，在不同的發(fā)展時期，化學科學研究的問題不同，研究對象不同，所采用的研究方法、手段也不同，實驗裝備會發(fā)生很大的變化。

化學課程內容的發(fā)展與化學學科發(fā)展的基本邏輯是一致的。中學化學具有基礎性，肯定要涉及近代化學關注的物質的組成、結構和轉化關系3個基本問題。這決定了中學化學實驗及其裝備必然有很強的近代色彩，不可能也不應該是完全現(xiàn)代化的。但是，中學化學課程還必須具有時代性和選擇性，也應適當地涉及現(xiàn)代化學的內容，中學化學實驗及其裝備也要適當反映它的現(xiàn)代化特點，反映現(xiàn)代化學對組成、結構、功能和過程調控等基本問題的關注。即使在引導學生初步認識物質的組成、結構和轉化關系3個基本問題時，也可以使用現(xiàn)代化的手段?，F(xiàn)實的中學化學實驗及其裝備應該處理好基礎性和時代性的平衡，以選擇性幫助處理好基礎性和時代性的平衡，并且適應不同地區(qū)、學校的實際，滿足不同的需要。

隨著實驗教學經費增加和實驗儀器裝備制造能力增長，以科研機構和大學為主要用戶的現(xiàn)代化學實驗裝備將會越來越多地出現(xiàn)在中學化學實驗室。但是跟傳統(tǒng)裝備不同，現(xiàn)代化學實驗裝備大多精度很高、價格昂貴，需要開發(fā)要求較低、價格適于推廣的“教學級”儀器設備供應學校所需，或者組織建立現(xiàn)代化學實驗中心，作為共有資源由學區(qū)各校所共享。

有人把用電腦和多媒體技術模擬實驗也歸屬于化學實驗的現(xiàn)代化，這樣的認識是錯誤的。模擬實驗代替不了真實的實驗。所以，必須堅決反對用電腦和多媒體技術模擬實驗完全取代化學實驗。

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