关于中学化学教学实验改革问题的思考
冷燕平 宋心琦
（１.人民教育出版社化学室，北京100081；２.清华大学化学系，北京 100084）
1 一个目前很难回答的问题
根据高中化学课程标准（实验）的设计和规定，除去在大部分教学模块中都有建议必做（包括课堂演示）和选做的实验之外，还专门为喜爱化学或喜欢动手做实验的学生设计了一个《实验化学》模块（选修）。这在过去的中学化学教材中是罕见的，应该认为在诸多中学化学教学模块的设计方案中，是一种有新意的方案。但是如何实现这个方案设计时的主要思想，却难以一蹴而就，需要一个摸索和试验的过程。教材编写者做了很大的努力，按照课标要求和目前中学的客观条件，以及实验内容的可行性和趣味性，形成了目前提供给实验区高中选用的这个模块教材。
教材得到了审查专家们的初步肯定和支持，同时提出了很多宝贵的意见和建议。其中有一个具有根本性质的问题：“究竟是实验化学，还是化学实验”？这是一个很好的问题，也是一个目前很难回答的问题。促使我们再一次从化学教育和教学改革的角度来审视和探索中学化学教学实验的教育价值和实验化学课程的教育目标问题。
2 化学学科的特点决定了化学必定是一门实验性科学
化学的基本任务在于认识和识别物质，并在此基础上研究和发现物质间存在本征差异的外在和内涵因素，从而使之成为分离、鉴别、合成和设计新物质的基础。由学科的任务和特点可以看出，化学在研究物质世界时，更着重于物质的个性。在积累了大量有关个别物质的数据及经验之后，人们试图从中找出某些共性，并进一步构成学科理论，使得对物质世界的认识逐步由分立的经验数据进步为系统的，便于传承的科学知识。后者也就是已为人们熟知的所谓由感性到理性的认识过程的跨越。从神龙尝百草的传说到李时珍编撰《本草纲目》的历史记载中，都可以找到类似的认知轨迹，也就是说，这种以研究对象的个性为基础逐步形成对大量客观事物共性（包括对它们之间某些差异的变化规律性在内）的认识方法，是一种已为人们广泛应用于各个领域的方法。实践证明，这是一种行之有效的科学方法。
认识和识别事物，从来就是人类维持正常生活和发展智力过程中不可或缺的基本要素。但是作为科学的化学，对此却附加了极为严格的律条，即所谓的“双盲原则”。它要求在相同的客观条件下，任何正常人用同样的方法（或技术）在认识或识别某个确定的物质时，都能够得到相同的结论。亦即对物质的认识或识别不应当带有任何主观的色彩。由于物质的存在形式、所处的状态、以及研究主体之外的杂质的干扰，往往会掩盖本来面目，而科学又从不寄希望于人们都能具有超凡的“透过现象看清本质”的能力，所以不仅要求严格地确定实验时物质体系所处的环境条件（包括温度、压强、大气组成、存放物质的器皿材质等等），而且要求以纯净物为研究对象（在此基础上，可以进一步研究有着确定组成的混合物,包括溶液及其他分散系等）。这是化学是一门实验性科学的最基本也是最重要的注解之一。
宇宙间的物质都是由它们的原子或分子以某种结合或聚集方式组成的，这是化学学科的基本假设和学科基础。但是在20世纪80年代之前，由于缺乏能够用于直接观察或操纵单个或少数个（相对于阿伏加德罗常数而言）原子分子的技术手段，人们只能采用通过对大量原子分子行为的统计平均表现来完成对物质的认识与识别。这种 “见著而知微”的方法，虽然有经得起反复验证的实验事实为依据，但是有时却过分依赖于研究者的经验或灵感，当研究对象比较复杂或影响因素较多时，所得结论的不确定性往往很高。C60的发现史就是一个耳熟能详的例子。自从有关原子结构的实验结果和相应的理论得到普遍接受之后，以微观粒子为观察对象的实验方法和技术，特别是以扫描隧道显微技术为代表的一系列能够直接用于单个或少数个原子分子的技术的发展和进步，人们已经可以直接获得有关原子分子的静态或准动态特性的信息；核磁共振和电子自旋共振技术、质谱技术、和几乎遍及整个频谱的发射与吸收光谱技术的不断完善，人们能够迅速而且准确地获得有关原子、分子、晶体、固体表面的结构信息；可调谐及超短脉冲激光技术和时间分辨技术的发展和应用，不仅有助于了解大多数介稳物种的静态与动态行为，而且为了解在不同条件下物质变化过程的细节提供了可能。目前，人们对物质的认识和识别水平，已远非经典化学方法和前辈化学家的经
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