① 刘知新、王祖浩著，化学教学系统论，南宁：广西教育出版社，1996 年版，第 130～131 页。





三、揭示知识的内在联系
　　中学化学包含的事实性知识内容庞杂，全面地详尽讨论既不可能、也不 一定奏效，教学时如能理清知识间错综复杂的内在联系，找到主要的知识线 索和重点研究的对象，则可收到事半功倍的效果。这一策略的具体实施可从 以下几方面入手。
1.突出典型元素及其化合物知识的教学 中学教材按类或族讨论物质的具体性质，常常从具体的代表物入手研究
其性质，再推广到一般，这种“求同”归纳的思路在事实性知识的教学中应 用广泛。例如，在分别讨论了盐酸、硫酸和硝酸三种酸的性质之后归纳出酸 的通性；在重点研究氯单质及其化合物的性质基础上，概括出卤族元素及化 合物的一些共性；从分析乙醛的结构和性质入手导出醛的通性、通式等。同 时采用的另一条思路是，抓住某些物质的特殊性或反常现象作“求异”分析， 很容易将它们与同类或同族的共性相分离。例如，酸类中的浓盐酸具有还原 性，浓硫酸和硝酸具有强的氧化性，硝酸还具有不稳定性等等，制法上也各 异。卤素原子由于电子层数的差异，单质的性质出现递变，其中氟是最活泼 的非金属，能置换出水中的氧，碘的性质最不活泼，但能使淀粉溶液呈现特 殊的蓝色，卤素的一些化合物（如 HClO 等）也有各自的特性。
循上思路进行教学，既触类旁通，从一种或几种物质入手引出一类物质
的通性，又兼顾到个别物质的特性，使复杂的知识在突出重点的同时得以简 化。
2.理顺结构、性质、存在、制法、用途之间的关系
　　物质的结构、性质、存在、制法、用途等具体的知识并不是彼此孤立的， 而是有机地联系在一起。物质的性质（物理性质和化学性质）作为核心，维 系着两条线索，即“结构——性质——用途”和“性质——存在——制法”。
①前一条线索隐含的关系是：物质的结构特点决定物质的性质，物质的性质
是结构特点的反映；物质的性质影响用途，物质的用途反映出物质的一定性 质。因此，教学时应注意从微观角度探讨物质具有某种性质的原因。单质的 性质主要考虑原子结构的特点（非金属还需分析成键情况），化合物的性质 主要联系分子结构的特点。物理性质多与物质分子的聚集态（晶体结构）有
关（如“干冰”是分子晶体，SiO2 是原子晶体，两者的物理性质完全不同），
化学性质多与电子得失或转移的倾向有关。当物质的某些性质体现出一定的 实用价值时，就构成了用途的具体内容。如氯气能与碱（Ca（OH）2）反应， 故可用于制漂白粉；食盐既可熔融电解，也可制成饱和水溶液电解，能得到 钠、氯气、氢氧化钠等产品，因而是重要的化工原料；CO 具有还原性，可用 于冶炼金属；甲烷具有可燃性，是一种很好的气体燃料。
从后一条线索可知，物质的性质直接影响它在自然界中的存在形态，像



① 吴永仁主编，中国中学教学百科全书（化学卷），沈阳：沈阳出版社，1990 年版，第 474～475 页。





稀有气体、氮气等性质稳定的物质，一般不容易与其他物质起化学反应，在
自然界中主要以游离态存在；较活泼的物质多以化合态存在于自然界（如 镁、铝主要存在于矿石中）。物质的性质和存在形态又决定着这种物质的制 取和收集的方式。例如，金属钠性质活泼，用化学方法较难制得，可通过熔 融电解自然界中大量存在的氯化钠来获得钠。为防止阴极产物钠的挥发（氯 化钠的熔点为 1073K，钠的沸点为 1156K），在原料中加入氯化钙降低熔点
（混合盐熔点为 873K），并可减少钠的分散（熔融混合物的密度比钠大，钠 易浮于面上）。①因此，通过分析物质的性质和存在形态，可以解释直接液 化或气化分离、一般的化学方法或电解手段制取某物质的原因，从而将看起 来似乎是孤立的知识很好地串联起来，在理解的基础上强化记忆。
3.明确不同物质之间的相互转化关系 物质的相互转化关系也称反应规律，是事实性知识内在联系的重要方
面。揭示这种关系时，有两点必须明确：一是转化的方向，二是转化的条件。

例如，FeS

??①? SO

??②? SO

??③? H SO

表明了从黄铁矿到硫酸的

2 2 3 2 4
转化过程，其中的反应都是有条件的：①需将矿石粉碎后加高温煅烧；②需
在 400—500℃温度下加 V2O5 催化；③理论上加水即可，但实际生产时常用
98.3％的硫酸吸收以避免形成酸雾。又如，有机物之间的某种转化关系
的条件是：①需在加热、加压、催化 剂条件下方可水化；②需在催化剂存在下小心氧化；③需催化条件下氧化；
④需镍催化和加热条件下加氢；⑤需在 170℃左右，浓硫酸存在条件下脱水。
　　同一元素及其化合物之间的转化关系有时是很复杂的，可以找出多条 “主干”。例如，硫及其化合物除了上面提到的转化关系外，还有
S H2S Na2S NaHS、SO2 H2SO3 →Na2SO3 →Na2SO4 →BaSO4 等多条
“主干”。教学时必须充分挖掘，系统整理，形成纵横交错的、完整的知识 网络，有助于学生对事实性知识的理解和记忆，提高知识迁移的效率。
确定具体物质转化的一般依据有：复分解反应发生的条件，氧化剂、还
原剂的相对强弱，有机物官能团的性质等。但不少反应由其特性决定（如 Al
（OH）3→NaAlO2），必须根据实际情况进行分析。
四、结合实际活用知识
应用知识解决问题是教学的重要环节，也是检查、评价学生掌握知识程 度的主要手段，但问题的性质是有差异的，有的是简单地应用知识解决与教 材中描述的内容同类的作业，有的则是灵活运用知识解决一些实际问题。显 然，后者是掌握知识、深化知识的有效途径。化学事实性知识是对实际的化 学现象和化学过程的反映，因而在解决实际问题时表现出广泛的应用价值。 联系生产生活实际和自然现象讲解事实性知识，既能激发学生的兴趣，


① 北京师范大学等校编，无机化学（下册），北京：高等教育出版社，1992 年版，第 676 页。





又有利于开阔学生的知识视野，帮助学生理解知识，在教学中值得提倡。例
如，润肤蜜中加适量甘油，是利用了甘油的吸湿性；在制苏打饼干或面包时， 常在面粉中掺进小苏打粉，受热分解便放出 CO2（2NaHCO3Na2CO3+CO2 ↑
+H2O）形成小孔，使食物变得松软；日常生活中用明矾净水，是由于 Al3+水 解生成的 Al（OH）3 胶体吸附能力很强，可吸附水里悬浮的杂质并形成沉淀 使水澄清；许多古建筑（含 CaCO3）受损与空气中酸性污染气（如 SO2、CO2、
NO2 等）的大量排放导致的“酸雨”有关；铵态氮肥通常贮于阴凉干燥处，
以避免受热时分解放出氨气使肥效降低等等。与化学知识相联系的实际事例 举不胜举，是事实性知识教学的极生动的素材。
　　将事实性知识有机地串联起来，并运用分析推理的方法，有助于解决一 些较复杂的实际问题，如物质的检验、分离等。例如，要求学生不用其他试
剂，将 HCl、CaCl2、Na2CO3、AgNO3 四种无色溶液予以一一鉴别。解决这一问
题必须考虑四种未知液两面之间的化学反应和特征现象，从中选出最合理的 方案。又如，为制得较纯净的 Al2O3，需将铝矾土中含有的 Fe2O3、SiO2 杂质 除去。完成这一过程，必须熟悉一系列的化学反应知识，如 SiO2 不溶于酸、 Fe（OH）3 不溶于过量的强碱、NaAlO2 溶液中加适量稀酸可析出 Al（OH）3 沉淀等，并能将这些知识和实验操作要求很好地组合起来。





第三节 技能性知识的教学策略


　　所谓的技能性知识，是指运用已有的知识和经验，通过反复练习而形成 的顺利完成某种任务的活动方式。在化学教学中，技能性知识主要包括两部 分内容，即操作技能和计算技能。前者是指完成某一实验所表现出来的，以 合理的方法组合而成的一系列操作动作，属于动作技能范畴；后者是借助于 思维方式，在大脑中按一定的合理结构对化学量进行熟练加工的过程，属于 心智技能范畴。两种技能各有侧重，但不孤立，在某些场合互相促进。例如， 配制一定浓度的溶液，既依赖于计算技能（通过计算确定溶质和溶剂的量）， 又离不开具体的操作技能（称量、取液、振荡等）。
技能性知识的教学，可从以下几方面入手： 一、强化基本操作的规范训练 动作技能是由一系列局部的动作组合而成的一个完整的动作系统。从分
析的角度看，动作技能的形成一般要经历掌握局部动作、动作的交替过渡、 动作的协调完善、动作的近乎自动化等阶段，因而化学实验操作的准确、熟 练、完美，在很大程度上取决于局部动作即基本操作的质量。反面的教训也 证明，学生早期的错误操作如不纠正，逐步熟练后形成定势，再改正过来则 有相当的难度。
为此，操作技能的教学宜从初学化学阶段入手，着眼的具体内容有：仪
器的使用，药品（固体、液体）的取用，称量，振荡，溶解，搅拌，过滤， 加热，蒸发，蒸馏，简单仪器的连接，装置的气密性检查，排水排气取气， 玻璃仪器的洗刷等。在训练过程中，教师讲解要领并规范演示，学生模仿操 作，发现问题应及时纠正。
二、增加学生独立实验的机会
　　在逐步掌握了一系列基本实验操作之后，教师应积极鼓励学生独立完成 某一课题的化学实验（如粗盐提纯、二氧化碳的制取和性质等）。通过实验， 将基本操作有序地组合起来。初期可能组合的不紧密，出现短暂停顿等情 况，这都是正常的现象。随着实验次数的增多，紧张状态和多余动作逐渐消 失，动作变得灵活、快速，视觉控制作用减弱，动觉控制作用增强，动作愈 来愈熟练，直至达到接近自动化的境界。
　　但是，在目前的条件下，中学化学教材中的学生实验似难满足学生形成 熟练技能的要求。因此，在化学教学中必须创造条件，尽可能增设学生实际 操练的机会，如结合教学内容将某些叙述性部分改为学生实验，或将部分演 示实验改为边讲边实验。通过更多的独立实验，不断巩固和发展学生的操作 技能。
三、引导学生掌握化学计算的规律
　　化学计算是借助于计算方式巩固和深化化学知识的一种方式，化学计算 技能必须在掌握化学规律的基础上方可形成。
　　




1.引导学生明确化学计算的化学依据
　　中学化学计算涉及到的数学运算本质上是比例运算，但与单纯的数学运 算不同，化学计算应以化学概念、原理和事实为依据，任何脱离化学涵义而 偏重数学技巧的倾向均不利掌握化学计算技能。教学时可从学生常见的错误 出发，反复强调分析化学依据的重要性，使学生树立起这样一个观念：只有 在充分理解计算题的化学背景的前提下，经分析相关的化学量导出的数学表 达式及其结论，才是有意义的。否则，即使演算结果正确，也不能说已真正
掌握了解题的要领。例如，计算一定量的 CaO 或 SO3 固体溶于一定量的水中
所得到的溶液的浓度，如忽视溶液中的化学反应而一味按公式计算，误将 CaO
或 SO3 视为溶质，必定得出与事实不符的结论。
2.训练学生运用数学工具的能力 从内容上看，化学计算包括有关化学量的计算、有关溶液的计算、有关
分子式的计算、根据化学方程式的计算和根据化学理论的计算等多种类型， 但解题步骤大致相同，一般需经历三个阶段：一是审题。审题的目的是分析 题目的化学涵义，找出解题的化学依据，初步揭示已知条件与未知量之间的 内在联系，确立解题的关键，以完成对解题方案的构思。二是列式解题。选 定最优的解题方案，根据题意设立未知数，结合有关的化学反应和计算公式 建立方程，解方程得出结果。三是检验复核。判断所求结果是否在题意许可 的范围内，有无思路错误、运算错误、单位换算错误等。可见，后两个阶段 所运用的主要是教学工具。因此，平时教学中仍要重视学生在列方程、解方 程、数据处理、估计简化等方面的能力训练，指导学生完整而简明地表达解 题的逻辑过程，以提高化学计算的速度和准确性。
3.教给学生科学的解题思维策略
　　化学计算题种类繁多，题材各异，变化无穷，一些具体的技巧难以全面 地反映计算题的解题思维过程。因此，借助思维的基本方法和化学学科的研 究方法，从中提炼出一些指导性的策略或称思想，能在较高的水平层次上发 挥学生的智慧潜能，对学生解题技能的养成是极为有益的。例如，守恒思想 几乎在所有的化学计算题的解题过程中得以体现，“差量法”实质上就是守 恒思想的具体应用；模型化策略有助于解决一系列复杂的化学计算题（如多 元混合物组成的计算等）；枚举策略在处理具有多解的“开放型”化学计算 题时特别有效；归一化策略往往能使复杂问题简化，使“无数据”计算题有 据可依。可见，科学的解题思维策略不是针对某个题的，而是有助于一大类 计算题的解决。这些策略的教学，比知识、技能和技巧的教学艰难得多，只 有在平时的教学中通过范例讲解和习题演练方可逐步得以落实。
　　




第七章 化学学习过程优化


　　为了更好地认识世界和改造世界，人类必须在更高的层次上探讨学习的 规律，尤其应从生理学、心理学和思维科学诸方面揭示学习的微观机制。因 此，学习问题已成为一个跨学科的研究领域，受到了人们前所未有的关注。 在化学教育范畴内研究学生的学习，主要探讨如何在教师指导下使学生 有目的、有计划、有组织、有系统地掌握前人所积累的有关化学学科的知识 和经验。化学学习是以掌握知识、技能、方法和发展能力为目的，因而是一 种狭义的学习。对已经具有从事化学学习活动的必要的外部环境的中学生而 言，如何激发他们学好化学的动机和兴趣，培养化学学习能力，使他们切实 掌握科学的学习方法，在现有水平上提高化学学习的效率，这是广大教师在
教学实践中积极探索的课题。





第一节 化学学习的特征


　　与一般的学习相比，化学学习受学科特点、学习内容和学生认知能力等 多方面的制约，有其特殊性。概括而言，化学学习表现出如下特征：
一、学习活动的指向性
　　在中学阶段，化学学习是以完成教学大纲所规定的化学教学目的和具体 要求为目标的学习活动。在初中一年、高中三年共计四年的学习时间内，按 基本统一的速度，要求修完与大纲对应的四册教材的教学内容，并以化学科 高中会考和高考成绩来衡量不同层次上学生认知水平的高低。同时落实技 能、情感、方法、态度诸方面的教学目标。由于现实的化学教学中明确规定 的终点目标主要是认知目标，因此追求高的认知学习效率是教师和学生的共 同愿望。
　　但是，学生的起点水平不同，表现出的学习能力也有差异，不同地区、 不同班级甚至同一班级的不同学生在知识和能力上存在的差异是客观的，用 统一的效果标准去衡量显然是不现实的。教师在承认这种差距的同时，应积 极创造条件，通过改革教学方法，优化教学内容，调动学生的非智力因素等 手段，从整体上进步缩小这种差距，而不能以加重学生的课业负担为代价去 片面追求高效率。
二、学习过程的受控性
　　由于多方面的原因，学生的化学学习过程在很大程度上被教师按既定的 教学目标下的教学计划、教学内容、教学方式所限制，学生在课堂上的学习 自由度极为有限，课后的学习也往往受教师的影响。
受控性是现实教学的一个缩影，它表现出两重效应：一是教师精心处理
教材，有步骤、有计划地呈现教学内容，使学习化学变得更为容易；二是学 生处于受控的被动接受知识的地位，其主动性和思维发展受到抑制。因此， 教师必须研究学生的学习心理，在有控制的前提下最大限度地发挥学生的自 主学习和创新精神。
三、学习内容的复杂性
　　化学学习的内容以化学家和课程专家共同提炼而成的间接知识为主，但 这些知识融合了科学发展的逻辑顺序和学生认知的发展顺序，形成了具有一 定结构的“密集型”知识体系。由于化学学科研究对象的特殊性，化学知识 不可能“公理化”。知识点、技能点多而系统性不强；描述性知识占较大比 重，难以从学科内容本身激发学生的学习兴趣；在思维方法上，实证概括与 推理分析兼容，学生往往容易产生畏难情绪。
　　鉴于化学学习内容的复杂性，教师必须研究教学艺术，通过多种途径培 养学生的学习兴趣，教给学生科学的方法，养成良好的学习习惯。
　　




第二节 化学学习动机


　　化学学习不是一件非常简单的事情，它必须充分发挥学生的潜在能力， 调动学生全身心投入，才能取得学习上的成功。不少化学竞赛的优胜者在事 后谈到化学学习时，都有这样的体会：要学好化学，首先要培养自己对化学 浓厚的兴趣和肯定能学好化学的信心。兴趣和信心都是形成和维持动机的强 有力的因素。
　　化学学习动机，指的是学生为实现化学学习目标而萌发的一种内在的推 动力量，心理学上也称为学习的内驱力。一般认为，学习动机有三方面的作 用：一是引起学习活动的开始，二是维持学习活动的不断进行，三是将学习 活动引向深入。众多的事实也证明，学习动机虽不是提高学习效率的唯一因 素，但肯定是起重要作用的因素。因此，激发学生的学习动机，有助于化学 学习过程的优化。
一、化学学习动机的类型
　　著名的心理学家奥苏贝尔曾指出：“一般称之为学校情境中的成就动 机，至少应包括三方面的内驱力决定成分，即认知内驱力、自我提高的内驱 力，以及附属内驱力。”①具体而言，认知内驱力是指以获取知识为目的的 学习动机，也称认知动机，如学生对化学学科的兴趣，对化学现象的好奇心 以及想要探索化学反应规律的强烈愿望等。自我提高的内驱力并非直接指向 学习任务本身，是学生因自己的胜任能力或工作能力而赢得相应地位的需 要，是学习成功的一种良好的心态和上进心。附属内驱力指的是学生为保持 师长对自己的赞许或认可而表现出来的把工作做好的一种需要。我们认为， 上述分类比较符合教学实际，其中的认知内驱力是学生获取知识的直接的内 在动力，后两种内驱力都必须通过认知内驱力而发生作用。
刘克文通过广泛的调查后认为，初中生化学学习的动机有六种类型，即
认知动机、崇高理想动机、自我实现动机、义务动机、依附动机、受迫动机。
②这六种动机的具体表现如下：
　　（1）认知动机：学生对化学知识及获得化学知识的过程具有极大的兴 趣，期望认识并理解化学现象，渴求获得更多的化学知识。
（2）崇高理想动机：学生认识和理解学习化学知识的社会意义，关心
所学化学知识在工农业生产、国防建设和科学技术现代化方面的重要性以及 在人们日常生活中的广泛应用等，希望学好化学知识为国争光。
（3）自我实现动机：学生通过自我奋斗，努力学习以期改变自己生活 条件和学习工作环境，如升学或找到一个满意的职业等。
（4）义务动机：学生对自己所在的班组集体，对自己的老师、家长或



① 邵瑞珍主编，教育心理学，上海：上海教育出版社，1988 年版，第 328 页。
② 刘克文，初中生学习化学动机的调查研究，化学教育，1992，1：26～27。





同学所承担的荣誉上的责任感或心理上的义务感，为荣誉或报答各方的关心
而学好化学。
　　（5）依附动机：学生为了获得自己周围所依附的人，如家长、老师、 同学等的赞许或认可而努力学习化学。
　　（6）受迫动机：学生迫于外界的某些压力（如害怕家长或老师的责备、 批评，怕同学的讥笑，怕考试失败等），才不得不努力学习化学。
　　调查表明，上述动机的强弱作用顺序是：认知动机＞崇高理想动机＞自 我实现动机＞义务动机＞受迫动机＞依附动机。由此可知，认知动机是化学 学习中最重要、最富有成效、最稳定的动机。抽样分析还表明，好、中、差 三类学生中，唯有认知动机表现出极显著的差异，因而是造成化学学习效果 差异的主要动机因素。
　　郭卓群等将化学学习动机概括为三大类：一是属于意向、愿望、信念方 面的动机；二是属于认识兴趣方面的动机；三是属于愉快和避免不快、获得 良好评价方面的动机。①从三大类动机划分出的 34 个具体项目上按初、高中 两个年段进行调查，结果颇有启示。初、高中学生在每类中首选的项目基本 一致，居前几位的内容是：“学好化学能提高自己的实验操作技能和观察、 思维、想象以及自学能力”、“学好化学能更好地为生产、生活和四化建设 服务”、“日常生活中遇到一些不解现象，我想通过化学探索其中奥妙”、 “化学老师讲课生动、有趣、容易理解，我就喜欢学”、“有时化学考试不 理想，我就更努力学习了”等等。
从以上的调查情况可知，目前中学生化学学习的动机有多方面的内容。
但主导的动机似与化学学科特征、学习内容，教师的教学和期望取得好成绩 等因素有关，这为有目的地培养、激发和强化学生的化学学习动机提供了依 据。
二、化学学习动机的培养
　　化学学习动机的培养，包括动机的激发和动机的维持两个方面，在教学 中可通过如下措施具体进行：
1.诱发学生对化学学科的向往
化学是研究物质世界的组成、变化及其规律的科学，与绚丽多姿的天然 景观、丰富多彩的矿藏、形态各异的化学物质紧密地联系在一起，它能帮助 学生解开许多有关自然界之谜。在初学化学阶段，教师应通过多方面的刺激 激发学生的好奇心和求知欲，使他们渴望学习化学。因此，作为初中生学习 化学的入门课，讲好“绪言”是十分重要的。面对向往化学而又不乏疑惑的 学生，教师必须充满情感一一回答他们关心的问题：化学究竟是研究什么 的？为什么要学习化学？怎样才能学好化学？接触化学对身体是否有害？ 等等。既要通过镁带燃烧的耀眼白光、绿色碱式碳酸铜粉末加热后变黑色并



① 郭卓群等著，化学教学心理学，厦门：厦门大学出版社，1988 年版，第 5 页。





使石灰水变浑浊等现象吸引学生去注意，以展示化学世界的复杂性，激发他
们乐于探求的信念；又要结合学生所熟悉的日常生活现象（如水的三态、钢 铁生锈、石蜡融化等）说明化学与人类生活的密切关系，还要告诉学生，化 学变化错综复杂，但有规可循，每一个同学都能学好化学。
　　总之，结合生动的素材和富于诱惑力的化学实验，营造一个良好的情 境，循循善诱，激发学生的好奇心，激起学生学好化学的积极愿望。
2.通过教师的言行强化学习动机 普遍的调查已达成共识：不少学生喜欢化学是受其教师的影响。化学教
师的教学艺术和思维特征对学生学习动机的形成有较显著的作用。学生一旦 从教师精湛的教学技艺中领悟到科学的、富有成效的学习化学的方法和思 路，从而表现出学习的有计划性、目的性、定向性、持久性和独立性。同时， 教师的品德、态度、情绪和师生之间友好的情感，教师对学生作业的赞许和 恰当的评价等，都将对学生的学习起强化作用。有的学生甚至将所钦佩的教 师树为仿效的对象，不但模仿教师的行为，而且将尽可能遵循他的思想方式 和采取他的态度等。这是推进学习的强大力量，教师必须努力从自身做起， 把握住激励学生学习动机的这一契机。
3.激发学生对化学学习的兴趣
　　兴趣是学生学习动机中最为活跃的动因，但调查表明，目前中学生化学 学习兴趣的广度和稳定性是不相同的，“失去兴趣”的各年级人数比例是： 初三 2.7％，高一 24.7％，高二 58.9％，高三 13.7％。①在初三和高一年级 有相当一部分同学对化学有兴趣，这主要由直接兴趣（如内容吸引人、实验 有趣、化学知识有规律等）引起，高二年级兴趣下降主要归于化学知识难记 难学，高三年级较高的学习兴趣则由间接兴趣（如懂得化学的重要性、升学 的需要等）起支配作用。
徐远征的研究表明，导致学生失去化学学习兴趣的原因很多，但主要的
原因有：“找不到好的学习方法”、“经努力成绩无提高”、“化学计算复 杂难掌握”、“化学理论难于解释”、“元素知识无规律可循”、“教师上 课枯燥无味”等。①因此，教师必须从化学课堂教学入手激发、稳定和发展 学生的学习兴趣。
（1）引导学生将化学学习的直接兴趣转化为稳定的间接兴趣。低年级
学生对化学现象、化学实验感到新奇而产生的兴趣，若不正确引导，仅仅停 留在好奇、有趣的表象阶段，难以诱发学习动机。针对这种情况，教师须因 势利导，将学生注意力和兴趣逐步引到正确地观察实验现象、探讨实验原理 和揭示化学现象的本质上，使学生强烈的好奇心和求知欲转化成踏实的学习 行为。



① 何国民，化学科学习兴趣的调查及思考，化学教育，1996，1：28。
① 徐远征，对高中学生学习化学兴趣的调查，化学教育，1990，1：45～46。





（2）根据学生的认知规律改革化学课堂教学方法。学生感到化学知识
难学，除了内容本身的原因外，很大程度上是教学方法不当造成的。如过难、 过多地向学生灌输知识，结果适得其反，往往容易丧失学习信心。因此，教 师必须精心研究教学内容，善于根据学生的认知水平分解难点，循序渐进地 启发学生，有意识地结合学生熟悉的生产生活实际和已有的知识经验运用知 识，使学生在成功的学习体验中增强自信、稳定动机。
　　（3）培养学生掌握科学的学习方法和形成良好的学习习惯。徐远征的 调查证实，化学学习兴趣浓厚的学生注重课前预习、课内积极思考、课后及 时复习、课外阅读补充材料。这在目前课业负担很重的情况下是极可贵的， 也是兴趣稳定的明显标志。相反，高三学生中因“找不到好的学习方法”而 失去化学学习兴趣者高达 58.6％。①由此给教师的启示是：必须根据学科的 特点和不同学生实际进行学法指导，帮助他们总结成功的学习经验，形成预 习、记笔记、及时整理、勤于思考、善于质疑等学习习惯，掌握解决化学问 题的一系列思维策略，特别应重视引导学生根据学习内容和学习效果不断调 整自身的思维结构，寻求最优的学习方式。通过经常性的自我评价和自我期 望，使每一个同学向优秀学生的标准努力的动机也随之得到一次次的强化。
4.谨慎地利用测验等外部刺激
　　实践表明，受迫动机、依附动机也是教学中不可忽视的因素，合理地运 用测验、竞赛和奖罚等手段，有时能产生一定的刺激效果，使学生充分了解 自身的实力，看到自身存在的不足和有待克服的困难，从而激励他们跃跃欲 试、积极向上的动机。一旦在学习上获得成功，自信心增强，又反过来促进 动机。
对初中生而言，接触化学不久，外部的刺激作用往往更大。如老师、同
学、家长对测验结果的肯定、仰慕或表扬，都将成为强烈的学习推动力。有 经验的化学教师常常通过课堂提问来激励学生，形成踊跃发言的氛围，对学 生的回答给予更多的肯定或鼓励。但是，无论书面测验还是口头设疑，都应 把握好“度”，否则将加重学生的负担，尤其是紧张的心理负担。久不成功 会使学生逐渐失去学习信心。多给表扬并不意味着否定必要的批评，教师应 学会在信任中寄予期望，在肯定中表示惋惜。这样，既不伤害学生的自尊心， 又能为学生指明努力的方向，督促学生产生下决心学好化学的理智感。
布卢姆有过一句名言：只要给学生以期望和足够的时间，绝大部分学生 都能顺利地通过学习。国内学者也认为：在学校中，期望表现在两个方面， 即教师对学生的期望和学生对自己的期望，这两种期望都对加强学生的学习 动机、提高其学习的积极性有很大的作用。①因此，将测验、竞赛、提问等 手段与教师恰当的期望结合在一起，使学生明确努力的目标，形成自我期



① 徐远征，对高中学生学习化学兴趣的调查，化学教育，1990，1：45～46。
① 李伯黍、燕国材主编，教育心理学，上海：华东师范大学出版社，1993 年版，第 256 页。





望，树立奋发向上和积极进取的信念，从而稳定学生的学习动机。
三、化学学习动机的量化研究
　　在以往有关学习动机的研究中，主要以定性分析为主，施用的问卷也比 较简单，量化程度较低，说服力不强。近年来，国内在化学学习动机研究方 面引入多变量统计方法，取得了较好的效果。现对有关材料作概要介绍，期 望在方法论上能对读者有所启发。
1.动机强度的层次化和数量化 在刘克文的研究中，将六类动机均按强、较强、一般、弱、无分出五种
程度。通过对 1700 余名学生的问卷调查，得到每类动机各种程度上的人次 百分比，同时将五种程度量化为 8 分、6 分、4 分、2 分、0 分，从而获得各 类动机所起作用的相对强弱。①
2.运用统计检验说明学习动机的差异 刘克文分别列出了每一类动机上不同性别、不同学校类型、不同的家长
职业、不同学习水平的学生的动机强度分布，运用 x2 检验统计决断逐类说明
差异情况，导出了一些有意义的结论，使动机的培养更有针对性。②
3.化学学习动机分数的量化确定 朱钟景等人将学生学习化学的认知内驱力看成一个模糊集合，含四个子
集：对化学课的兴趣（30％）、有意注意的时间（30％）、对作业和练习的
态度（20％）、遇到难题时的态度（20％）。每个子集都分成四个等级，由 强到弱分别记为 2 分，1 分、0 分、-1 分。请学生在每一子集中按自己的情 况选出比较合适的等级，将这些等级评分乘上对应子集的百分率再相加，即 得到该学生的认知内驱力分数，或称认知动机分数。③
4.化学学习动机与学习成绩的相关性
　　陈丹敏的研究表明，选取高一年级三个班进行问卷，前后两次相隔 3 个 月，得到两列学习动机分数（Ⅰ）和（Ⅱ），经计算知三个班均呈较显著相 关（r=0.41～0.66）。可见，动机是一个变量，会因学习情境、情绪、周围 环境、学业成绩所致的失败感等主客观因素的影响而变化，但总体上表现出 一定的连续性。
分别将三个班的（Ⅰ）、（Ⅱ）对应于高一上学期总评分、高一下学期
平时成绩求相关，所得每个班的 r1 和 r2 相当接近，总变动范围为 0.4～0.63，
因而基本上可以推知：各班群体中，学生个体的化学学习动机的变化与化学 学习成绩的摆动基本一致。①
4.智力和动机对化学成绩影响的比较



① 刘克文，初中生学习化学动机的调查研究，化学教育，1992，1：26～27。
② 刘克文，初中生学习化学动机的调查研究，化学教育， 1992，1：26～27。
③ 朱钟景等，关于化学教学中学生认知内驱力的研究，上海教育科研，1987，4：12～14。
① 陈丹敏，化学学习动机因素的研究，上海教育科研，1991.6：25～27。





陈丹敏对三个班级的学生施用瑞文智力测验获得智力分数，分别求得
“动机分数～化学成绩”和“智力分数～化学成绩”的偏相关系数，结果表 明：动机与成绩的偏相关系数的变动范围为 0.48～0.64，为较显著相关；智 力与成绩的偏相关系数前后两次共得的六个数据中，2 个在 0.2～0.3 之间，
4 个接近于零，属几乎不相关。由此证实这些学生的学习动机对化学成绩之 影响大于智力对化学成绩之影响。②


















































② 陈丹敏，化学学习动机因素的研究，上海教育科研，1991.6：25～27。





第三节 化学学习能力


　　随着科学技术的飞速发展，科学研究信息日益增多，知识的更新愈来愈 快，对未来公民的素质和能力要求也愈来愈高。早在 70 年代末，国内化学 教育界就明确提出“培养能力”的口号。经过 10 多年的实践，广大教师对 能力培养的内容、要求和方式等均有进一步的认识，取得了一系列成功的经 验。
　　但是，化学教学中究竟培养哪些能力，一直不乏争议。多数意见认为， 化学教学重点培养四种能力，即观察能力、思维能力、实验能力和自学能力， 并将此写入化学教学大纲；也有人提出，要按照化学学科的特点来培养学生 的能力，如运用自然科学方法论培养学生分析化学问题和解决化学问题的能 力；还有人提记忆能力、阅读能力、表达能力、想象能力、计算能力、推理 能力、动手能力等。目前又有新的说法，如接受新信息的自学能力或信息加 工能力等等。
上述说法所持角度各异，但有几点我们认为是可以达成共识的：
　　（1）所探讨的能力都与学生的学习行为（思维行为和动作行为）有关， 都以提高解决化学问题的效率为目标，不同的提法只是对实现这一目标过程 中某些具体环节的侧重而已，因而都可纳入“化学学习能力”这一范畴内进 行讨论。借用心理学的观点，我们认为：化学学习能力是指个体的人在从事 化学科学的学习活动、研究活动和实践活动中，胜任这种活动并显示其效率 的个性心理特征的总和。对中学生而言，这种活动主要指掌握和运用化学知 识、技能的过程。
（2）有些能力并非化学学习所特有，但学好化学必须具备这些基础能
力，如记忆能力、阅读能力、观察能力、自学能力、思维能力等，可称之为 一般能力；有些能力则与化学学科本身的关系非常密切，如实验设计能力、 化学用语的认知能力、化学计算能力等，可称之为学科能力。一般能力和学 科能力是化学学习能力结构中的两个层次。
（3）化学学习过程中学生的自我计划、自我评价、自我调节等能力不
同于一般的认知能力，但在很大程度上促进了化学学习任务的完成，因而单 独归为一类讨论，可称为化学学习的元认知能力。
一、化学学习的一般能力
　　化学学习的一般能力是学生从事学习活动的基础，具有普遍的适用性， 它涉及的面比较广，可以列出的能力项比较多，但在化学教学中重点强调的 有观察能力、思维能力和自学能力，其中思维能力是其他一切能力的核心。 下面择要介绍这些能力的内涵及其培养策略。
1.观察能力的特征及培养策略 观察能力是指对事物的有意感知。对化学学科而言，所指的事物有自然
现象、实验现象、教师的示范、实物、模型和图表等。高考化学考查的观察





能力具体有 3 项：（1）化学学科中的观察能力；（2）对自然、科学、生产、
生活中化学现象的观察能力；（3）对观察结果的初步加工能力。①
　　观察能力是学习和研究化学的起点。完美的观察能力应具有目的性（明 确观察什么）、全面性（不遗漏现象）、选择性（有计划、有主次地观察）、 精确性（精细观察、分辨现象）、理解性（根据现象提出问题并作出解释）、 客观性（如实叙述并记录现象）等优良的观察品质。观察能力培养的基本策 略有：
（1）引导学生明确观察的目的 教师重在强调观察什么，怎样观察，要充分调动学生的好奇心，从引人
入胜或稍纵即逝的现象中帮助学生抓住观察的对象，了解观察的意义，从而 为全面、正确地描述、分析、推断实验现象打下良好基础。例如，镁在空气 中的燃烧是第一个演示实验，发出强光虽是最明显的刺激信号，但最本质的 现象是镁燃烧时生成白色粉末和冒白烟。如仅注意到前者，还只是一种肤浅 的观察，教师应引导学生突出注意对后者的观察。又如，镁带在二氧化碳气 体中燃烧，有多种现象产生，观察什么？教师应在引导学生全面观察的基 础，寻找“生成了什么”所引起的特殊现象。如观察目的不明确，就有可能 停留在“继续燃烧”、“有大量白色粉末”上而忽视“白色粉末中有黑色烟 丝”。
在初学化学阶段，学生对那些感觉新奇、刺激强烈的化学现象有浓厚兴
趣，容易忽略实质性的内容，教师适时指点是极为必要的，有助于促进学生 集中注意力。随着年龄和知识的增长，教师应逐步培养学生根据教学要求主 动、独立地确定观察目的，保持期待学习的良好心境。
（2）指导学生掌握科学的观察方法
　　在观察过程中，为迅速分清现象的主次，捕捉隐蔽的或瞬间即逝的现 象，教师应从观察的顺序和内容上予以指导。观察一般遵循“整体——部分
——整体”和“反应前——反应中——反应后”的顺序进行。例如，对“乙
烯制取”的实验而言，先观察整套装置的全貌，再观察各种仪器，了解气体 发生装置和气体收集装置，而后观察有关的反应物及反应从开始到结束的全 过程，最后观察收集到的气体，在此基础上综合得到该实验的整体印象。
观察的内容包括在对仪器装置进行整体观察时迅速找到其中心的位
置，感知反应物、生成物的色、态、味等物理性质，观察反应过程中产生的 一系列特征现象（如颜色变化、发光发热、沉淀、气体等），同时迅速观察 那些隐蔽的或易消失的现象。对某些现象不清或反应过快的实验，教师应采 用衬屏对比、空白对比等方法扩大背景与现实的“反差”，或设法予以改进。
如硫酸亚铁与氢氧化钠溶液的反应，生成的 Fe（OH）2 极易被溶液中的氧气
氧化而观察不到白色沉淀。彩用将新配制的 FeSO4 溶液加热后滴加煤油液封



① 韩家勋主编，高考化学试题题型设计与分析，北京：高等教育出版社，1997 年版，第 43～44 页。





以隔绝氧气，待溶液冷却后，用长滴管吸取加热驱氧后的 NaoH 溶液插入FeSO4
溶液中缓缓挤出，即可得到较稳定的白色絮状沉淀。
（3）启发学生在观察的同时积极思维 徐晓雪的调查表明，初三学生化学学习能力得分从高到低的顺序是：观
察能力＞阅读能力＞实验能力＞思维能力，而观察能力的诸项指标中又唯有 理解得分最低。①因此，教师必须有意识地强化观察中的思维，启发学生运 用已有知识对观察的现象进行分析、综合，以获得正确、全面的感性认识； 同时，通过判断、推理等思维活动，帮助学生揭示化学现象的本质。
2.思维能力的特征及培养策略 思维能力是智力的核心成分，是自觉、深刻地掌握知识，灵活地运用知
识解决实际问题的基础。思维过程有自身的规律性，中学生思维能力的差 异，常常体现在思维品质上，即思维的敏捷性（灵活性、针对性、适应性）， 思维的严密性（科学性、精确性、逻辑性、深刻性），思维的整体性（广阔 性、综合性），思维的创造性等。化学教学中培养学生的思维能力，应根据 思维规律、学科特征、教学内容和学生年龄，从问题入手，有计划、有目的 地展开。
（1）创设问题思维的情境
　　思维往往与问题连在一起，并以解决问题而告终。学生的积极思维也正 是在感到迫切需要解决某个问题时才开始的，因而提出问题是思维活动的良 好开端。教师应充分考虑学生的认知特点创设问题情况，既要联系学生已有 的知识经验，又含需经分析、综合才能得出结论的未知成分，教给学生思考 问题的方向和范围，使学生始终处于积极的思维状态。因此，在化学课堂教 学中推用启发式教学法、引导发现法、问题教学法等，对激发学生的思维是 极为有利的。
（2）指导问题思维的方法
　　问题思维是围绕问题的背景、解决问题的思路、解决问题的方法和问题 的结论而逐级展开的，问题思维的方法是问题解决的一种策略性的知识，有 助于训练学生思维的逻辑性，其内容可概括为：①
①问题是如何提出来的？
②解决这个问题有什么意义？
③这个问题应从何处着手分析？
④解决这个问题可用哪些基本方法？
⑤利用这些方法的理论和实践的根据是什么？
⑥最后得出什么结论？它的意义及其应用范围和条件，尚待解决的还有 哪些问题等等。



① 徐晓雪，初三学生学习化学的能力的调查，化学教育，1994，5：32～33。
① 刘知新主编，化学教学论，北京：高等教育出版社，1990 年版，第 89 页。





从认知心理学的观点看，思维是信息加工的过程，具体步骤可能包括观
察、吸收、排除、整理、贮存、检索、调用、分解、筛选、联想类比、相似 借用、模仿创造、迁移、转换、重组、试算（估算）和校正（修正），此外 还有具体问题抽象化、抽象问题具体化、比较评价等等。掌握了这些具体的 方法，才能顺利地完成思维操作过程，形成较高水平的思维能力。在化学教 学中，这一方面的训练已在近年来的高考化学试题所设置的各种情境中充分 地反映出来。①
（3）训练问题思维的表达 化学问题思维最终必须用语言、图表和化学术语来精确地表达，因而熟
练地掌握化学用语、化学概念和化学原理是分析、判断和推理的前提。在解 决问题过程中，学生首先必须明确解题依据是什么，涉及哪些知识块，然后 将有关知识块分解，调出有关的组分使之重新组合，有时为迁移至题设情境 中去，还需作必要的转换。这样，思维表达应体现出逻辑性、统摄性和灵活 性。当问题解决有多种可能的方案时，应选择最简捷的思维路径，使表达具 有简捷性。对说理题，论证必须严谨、充分，因果关系明晰；对计算题，应 学会用演绎的方式反映思维过程。近年来的高考统计表明，学生在解化学主 观题过程中，思维表达的水平不容乐观，尤在文字的流畅性、论证性和化学 用语的规范性等方面存在不足，必须引起重视。
（4）重视对“开放型”化学问题的研究
　　“开放型”问题，有别于常规的化学题，从题材组织到解题过程均有特 色，已成为国际化学奥林匹克竞赛和国内中学生化学竞赛的主流题型。这类 题往往与实际情境相联系，有多种可能的答案和多种解题途径，逻辑推理要 求较高，有时还须发挥空间想象能力和跨学科联系的能力，具有挑战性，对 学生的思维是一种很好的考验。研究“开放型”题，重在探索解题的思维机 制和能力特征，启发学生多向检索知识，揭示隐含的信息和解题要素，重新 设计解题的思维状态，运用类比、演绎、分析、综合等思维方式，寻求解决 问题的可能途径，从中选择最佳方案，获取各种合理的答案。这一过程，充 分体现了思维的求异性、深刻性、发散性和批判性等品质。
3.自学能力的特征及培养策略
　　自学能力是建立在记忆、阅读、观察、思维等能力基础上的一种比较综 合的独立学习的能力，是一个包容度较大的概念，其中阅读能力是自学能力 的核心，思维能力是自学能力的基本依托。在化学教学中培养学生的自学能 力，可着眼于以下几个方面：
（1）帮助学生形成良好的阅读习惯 自学始于阅读，阅读的效果直接影响自学能力。教师应针对新课教学目
标或平时学习中存在的问题，指导学生学会阅读化学教材。为提高自学效



① 韩家勋主编，高考化学试题题型设计与分析，北京：高等教育出版社，1997 年版，第 43～44 页。





果，可提供带启发性的阅读提纲供学生参考，根据提纲的指向有针对性地阅
读有关内容，学会旁注或摘录重点内容以备重点学习之用，记下阅读中发现 的难点和疑点，以便进一步研究或带着问题听课，提高学习效率。
　　阅读要有一定的效果。通过阅读，要求学生能正确理解教材内容，并能 运用化学术语清楚地复述和归纳重点内容，或以思考题形式检测学生的阅读 效果。
　　除阅读教材外，应指导学生养成阅读参考书的习惯：碰到无法解决的难 题，阅读参考书中的有关章节，往往能获得更多的具体启示；平时阅读，由 泛而精，择其要点做读书笔记，有助于扩大知识面。
（2）指导学生不断改进自学方法 自学能力的形成需要经过一个较长时期的训练过程，有目的、有步骤、
有方法地循序渐进，其中方法的作用十分重要。受以往学习的影响，不少学 生认为自学就是自己看书、做笔记，不同的学科没有本质上的差别。事实上， 自学虽有一个以阅读为主的外在形式，但重要的是如何沟通自学内容与认知 结构的联系，在头脑中形成清晰的学习思路。这是需要结合实际反复研究 的。教师应仔细了解学生原有的自学习惯，逐步结合内容予以引导。例如， 自学化学基本概念、基本原理和有关公式时，必须反复思考这些概念、原理、 公式的事实和理论依据，搞清其中的关键字词和知识的应用范围；自学元素 化合物知识时，要善于联系实验现象和已有的知识经验，系统地比较各物质 性质的异同，掌握化学变化的规律以及结构、性质、用途、存在、制法之间 的内在联系；对教材中的实验装置图及其他图表，要通过阅读有关的文字说 明，弄清其中的原理并了解其作用；容易混淆的知识，要反复对比，找出差 异；内容相关的知识，要前后串联，以旧引新，构建知识网络。
值得强调的是，记忆是自学的一个重要环节，不可忽视。教师应指导学
生科学记忆的方法，如理解记忆、类比记忆、对比记忆、口诀记忆、复习记 忆等。通过反复练习，使学生学会利用已知线索，在长时记忆中搜寻和提取 关键性知识，并对学习内容作出准确、快速的判断，从而提高自学的效率。
（3）设置“情境题”考核自学能力
　　“情境题”又称“信息迁移题”，其最大特点是将解题的依据附设于问 题中。题目所涉及的素材对学生来说往往是陌生的，有的是在其他书刊中收 入的化学知识，有的是近年来化学学科某个分支的新进展，甚至可能是某一 实验的真实记录。解题的依据常常是某种思路或方法，可能是明了的，也可 能具有一定的隐蔽性，要求学生“现场自学”，结合原有知识对新知识进行 转换、重组等加工工作，从而形成解题决策。
　　近年的高考题在考查学生的自学能力时，在可能给出的信息中设置一些 与正确解题无关的干扰项，要求学生在自学过程中结合问题的指向提取对自 己有用的信息，而不是简单地迁移信息。这样，在自学能力的考核中，除阅 读、理解、应用、分析、综合等要素外，又增加了评价一项。
　　




二、化学学习的学科能力
　　实践表明，化学学习必须以一般能力为基础，但化学学科又有其特殊 性，与此相对应的学科能力在化学知识、技能学习的某些场合和化学问题解 决的具体过程中起着十分重要的作用，因而在化学教学中必须重视化学学科 能力的培养。可喜的是，广大化学教师结合教学内容和学生实际，在这方面 进行了大量的尝试，取得了不少成功的经验。中央教育科学研究所李镜流同 志主持的“七五”期间国家教委重点教育科研课题“中学各科学习能力培养 目标及实验研究”的成果中，对化学学习的学科能力（简称化学学科能力） 作了系统的阐述。这些素材为探索化学学科能力提供了依据。
1.化学学科能力的目标体系①
（1）化学符号、用语的认知能力和使用能力。
　　①元素符号、分子式、化学反应方程式、离子符号、电离式、离子反应 方程式的认知能力；
　　②掌握和运用原子结构示意图、电子式、电子排布式及识别轨道表示式 的能力。
③准确书写和命名有机物结构式、结构简式的能力以及用结构简式准确
书写有机化学反应方程式的能力。
④准确运用化学语言做书面和口头表述的能力。
（2）元素化合物知识的习得能力
①阅读课文、参考书和查阅资料及博览科普读物的能力。
②书写课堂笔记、总结笔记、读书笔记、实验报告及科学小论文的能力。
③记忆元素及化合物具体知识的能力。
　　④对元素化合物知识进行分析、比较、综合以及进行系统化总结概括的 能力。
⑤掌握物质的组成、结构、性质、存在、用途的相互关系，并能做出相
应推导判断的能力。
（3）理论推导及运用能力
①对物质的结构具有空间想象的能力。
②对定义、定理和理论具有剖析能力。
③对定义、定理和理论具有引伸和归纳能力。
④运用理论解释化学事实的能力。
（4）运用化学实验技能顺利完成化学实验的能力
①全面、细致、准确地观察实验现象的能力。
　　②正确地决定实验的操作程序、熟练地运用操作技能、安全地使用各种 化学仪器和药品的能力。
③独立完成课内基本化学实验的能力。
④独立完成设计实验和改进化学实验装置的能力。
（5）运用化学计算技能顺利解决化学问题的能力





①熟练、准确地根据分子式及化学方程式进行计算的能力。
②熟练、准确地掌握有关溶解度和溶液浓度计算的能力。
③掌握有关摩尔、摩尔浓度计算的能力。
　　④掌握关于物质结构、元素周期律、化学反应速度和化学平衡、电解质 溶液及氧化还原的初步计算能力。
⑤掌握关于有机物实验式、分子量、分子式的初步计算能力。
（6）改进学习和运用知识技能的学习决策能力
①对化学学习结果作自我评价、改进学习策略和方法的学习决策能力。
②化学课堂知识技能灵活运用、迁移到日常生活和实际生产中的能力。
③运用已有化学知识进行探索和创新的能力。
2.化学学科能力的培养策略
（1）根据学习内容的特征强化学科能力 化学学科能力，是在化学知识、技能的学习过程中逐步形成的，有助于
完成各种不同的化学学习任务。因此，结合具体的教学内容可以侧重强化某 一方面的学科能力。例如，在分子式、化学反应方程式等化学用语的教学中， 重点落实化学语言能力的培养；在元素化合物知识教学中，重点落实分析、 比较、概括、判断化学事实的能力；在化学理论知识的教学中，重点落实分 类、类比、想象、归纳、演绎等能力的培养；在化学实验教学中，重点落实 观察、操作、实验设计等能力的培养；在化学计算教学中，重点落实演泽、 运算，估计等能力的培养。对这些方面的实践工作已有不少总结，本书不再 具体展开。
（2）运用科学研究方法培养学科能力
　　化学学科能力涵盖着多种具体的能力。但我们认为，学科能力并不是这 些能力的简单加和，而是一个整体概念。学生学科能力的强弱，应从分析和 解决化学问题上得以综合体现，各种具体的学科能力均可看成是科学方法与 化学学科内容相互作用的结果。因此，在化学教学中有意识地运用科学研究 的方法，有助于将各种具体能力有机地串联起来。从整体上落实化学学科能 力的培养。
陈耀亭教授认为，化学基本知识和科学研究方法的结合，能从根本上提
高学生解决化学问题的能力。他将解决化学问题的过程模式化：①

Ⅰ～Ⅲ所对应的具体方法如下： Ⅰ：①观察②实验③控制条件④测定⑤记录 Ⅱ：⑥资料和数据的处理（表格化、方程式化和线图化等）⑦分类⑧抽



① 陈耀亭著，化学教育文集，中国劳动出版社，1992 年版，第 4～5 页。





象概括、推理判断
Ⅲ：⑨发现规律性⑩模型化（11）提出假说（12）验证假?说 我们认为，上述模式对化学学科能力的培养有较强的针对性和广泛的适
用性。无论是学习新课或解决复杂的化学问题，这一模式和相关的科学研究 方法均有直接的指导意义。在实际教学中，根据学习的课题（或问题）的性 质和学生的情况，可以灵活运用该模式中的 12 种方法，不但组合的顺序可 以变化，在数量上也可作适当增减，但基本思路在不同的情境中具有可迁移 性。具体方法的内涵和应用实例可参考有关著作。①














































① 陈耀亭、刘知新、薛人虎等编著，中学化学教材教法（第二版），北京：北京师范大学出版社，1992 年
版，第 124～137 页。





第四节 化学元认知能力


　　对学生化学学习能力的培养，以往我们更多地将注意力放在教师如何教 才有助学生学到更多的知识或技能上，而较少考虑学生学习化学的微观机 制，如优秀学生是如何形成学习策略的，怎样一步一步选择最优路线完成学 习任务的。换言之，我们必须转换视角去深入探讨如何使学生真正“学会学 习”。因此，我们认为，在重视培养学生化学学习能力的同时，切不可忽视 学生的元认知能力。
一、元认知概念解析
　　对元认知概念的解释，至今尚无统一的定义。一般认为是“对认知的认 知”，是明确指向个人自己的认知活动的积极的反省的认知加工过程。更通 俗地解释是：元认知是指个人对自己的认知加工过程的自我觉察、自我评价 和自我调节。②
　　对元认知颇有研究的弗拉维尔（John Flavell）认为，元认知主要由两 部分内容组成：①
（1）元认知知识：指对个人（自身或他人）认知能力与特点的认识（如
差异性、发展性等），对完成认知任务或认知目标中所涉及的各种有关信息 的认识（如可用性、干扰性、隐含性、可把握性等），对完成认知任务的学 习策略的认识（如选择性、针对性、有效性等）。
（2）元认知控制：指根据认知活动的特征和自身实际制定学习计划，
预计结果，选择策略，构想各种解决问题的可能方法，并估计其有效性；对 认知过程进行自觉的监控，及时评价、反馈认知活动进行的情况，肯定成绩， 明确有待努力的方向；根据检查结果及时修正或调整学习策略，或采取相应 的其他补救措施，以达到预定的学习目标。
元认知知识与元认知控制既相互独立、又相互联系。元认知知识有助于
对自身的认知活动进行有效的监控，而元认知控制又制约着元认知知识的获 得。例如，学生已具有运用类比策略解决“开放型”化学问题的知识（元认 知知识），在实际应用过程中必定会根据掌握的有关知识对其效用进行评价
（元认知控制），当发现该策略并非完备而应辅以其他策略时（元认知控
制），修正后的结论又会同化到元认知知识的学习策略中，使有关运用类比 策略的知识更完整（元认知知识）。
根据以上分析，元认知概念的结构可用下图表示（图 7-1）：①










① 刘儒德，论学习策略的实质，心理科学，1997，2：180。






　　必须指出，学习策略是一种过程性知识，它包括学习过程中使用的方 法、技术（如复述、精细加工、组织）和对运用策略的控制（如计划、监控、 调节），前者属于认知策略，后者则属于元认知策略。
二、化学元认知能力的特征
　　基于对元认知概念的分析，化学学习的元认知能力（简称化学元认知能 力）是指个人在对自身化学认知学习过程意识的基础上，进行自我反省、自 我监控、自我调节的能力，也有人称“反省认知能力”或“自我监控能力” 等。
国内学者结合心理学实验，曾将元认知能力划分为 3 大方面 8 个维度：
①

Ⅰ学习活动前的自我监控 计划性：指在学习前对学习活动的计划和安排。 准备性：指在学习前为学习活动作好各种具体的准备。 Ⅱ学习活动中的自我监控 意识性：指在学习活动中清楚学习的目标、对象和任务。 方法性：指在学习活动中讲究策略，选择并采取合适的学习方法。
执行性：指在学习活动中控制自己去执行学习计划，排除干扰，保证学
习顺利进行。 Ⅲ学习活动后的自我监控
　　反馈性：指在学习活动后对自己的学习状况及效果进行检查、反馈与评 价。
补救性：指在学习活动后根据反馈结果对自己的学习采取补救措施。 总结性：指在学习活动后思考和总结学习的经验和教训。 在化学教学中，广大教师十分注重学生的自主性，尤在自学能力培养和
化学学法指导方面做了不少工作，也曾有研究优秀学生思维策略的实验成



① 张庆林主编，当代认知心理学在教学中的应用，重庆：西南师范大学出版社，1995 年版，第 263 页。





果，但尚未有针对性地对元认知能力进行深入探讨，缺乏有说服力的第一手
材料。借鉴心理学的研究成果，结合学科特征和中学生学习化学的实际，我 们尝试提出化学元认知能力的特征如下：
（1）具有自发的、强烈的化学学习的心向。
　　（2）能经常注意并通过自己的努力设法满足化学学习的基本条件（知 识、技能或策略等）。
　　（3）能根据教学要求和个人情况制定化学学习目标或认可既定的目 标。
　　（4）能依据化学学习目标确立与自身相符的学习计划并自觉地执行计 划。
　　（5）能设想一下将要开始的学习过程，分析可能会遇到的一些困难， 估计成功的可能性等。
（6）选择一种或几种化学学习的方法或策略。
　　（7）能自觉地检索与学习任务有关的其他化学知识或技能，并按重要 性程度排列。
（8）运用知识和策略积极投身于学习过程。
（9）能及时检测自己的学习成果。
（10）能客观地评价自己的学习水平。
（11）能根据反馈的信息修正或优化学习策略。
（12）回顾自己的学习过程。 由此可见，在化学学习过程中，认知能力和元认知能力共同决定着化学
学习的成果，其中起主要作用的是认知策略和元认知策略。认知策略直接与
获取化学知识相联系，元认知策略则起着选择、转换、执行认知策略的主导 作用，两者相互作用，相辅相成。因此，仅仅知道一些具体的学习策略式方 法（可称陈述性知识）、而不了解如何应用这些策略或方法（可称程序性知 识）、为什么可用这些策略和何时应用最为有效（可称条件性知识），有时 往往不能有效地将策略迁移至新的学习情境。元认知策略正好能弥补这一不 足，它所具有的监控和调节功能将促进后两种知识的应用。
三、化学元认知能力的培养
　　理论分析可知，化学学习过程中认知能力与元认知能力是密不可分的， 有了元认知能力的支持，盲目性的学习将转变为策略性的学习，从而提高化 学学习的效率。心理学实验也证明，高中学生的自我监控能力的整体水平与 他们的学习成绩呈显著正相关。①因此，培养学生的元认知能力，是化学教 学与素质教育相结合的一个新课题。
1.保证认知活动的顺利进行 学生的元认知能力是在认知活动中充分体现出来的，因而促进学生积极



① 董奇等著，自我监控与智力，杭州：浙江人民出版社，1996 年版，第 57 页。





参与化学学习，保证认知活动的顺利进行是培养元认知能力的必要条件。具
体而言，教师应通过多种途径激活学生的化学学习动机，使他们在学习中保 持良好的情绪。否则，学生对所学的知识缺乏兴趣，谈不上自觉地思考如何 学的策略，更不可能积极地监视自己每一步的学习。
　　同时，教师应有意识地引导学生掌握必要的知识和技能，这对一部分认 知水平较低的学生而言更为重要。我们知道，认知策略是方法性的知识，只 有与学习内容相联系才能显示其作用。一旦学生既不了解策略的知识，又在 学习内容上存在缺陷，那么，认知学习难以顺利进行，元认知活动也就无法 正常展开。例如，高一学生通过阅读教材中有关章节，仍未清晰地形成“物 质的量”的概念，则做读书笔记的策略，揭示知识间内在关系的策略等均难
有效地落实。又如，学生不知道类比策略有何特征，也不知道 Cl2 与（CN）2
在某些方面具有相似性，则类比策略运用于学习“拟卤素”性质时往往难以 奏效，即使元认知控制提醒学生重新学习，也无济于事。
2.创设自主学习的良好氛围 自主学习的氛围体现在学生对化学学习过程的自行规划上。如学习之前
确定学习的目标，分析学习材料的性质和特点，根据不同的学习目标和学习
材料优选适合于自身的学习策略或学习方式；在学习过程中积极进行自我观 察、自我监控和自我调节，以明确思维的方向或修正学习策略；学习结束时 对获取的反馈信息进行反思或作多角度的论证，客观地评价自己学习活动的 有效性及学习方法的适用性，判定自己对所学内容的理解程度和运用策略的 水平，发现问题，及时主动地采取补救措施。这些自主的学习行为在“以教 为中心”、“以考为目标”的今天看来似不切实际，但应该坚信，未来的化 学教育对学生学习过程、学习行为的关心程度将远远大于学习结果本身。
3.强化学生的反省认知意识
　　反省认知，简称反省或反思，是指学生在完成学习任务之后回顾一下自 己的学习过程，想一想自己是如何一步一步走向成功的？采用了哪些有效的 策略和方法？碰到哪些困难？通过什么方式克服了困难？是否还有更好的 途径？等等。教师应努力造就反省认知的教学情境，鼓励学生结合新课的自 学或解决化学问题的过程，将思维细节用口述或书面形式反映出来，共同研 究，互相比较，从中选出最优的思路。学会反省并不是一件十分容易的事情， 它既要有一定的时间，又要有一定指向，学生必须持冷静的心态，利用内隐 语言来检查自己在学习活动中的得失情况，在初期或学习任务紧张的情况下 往往难以坚持。因此，教师可布置与学习内容相联系的一系列自我反省的项 目，便于学生“对号入座”。例如，学习“氧化还原反应”这节内容，可设 计如下的反省项目：
　　①我在预习时是否注意到了初中所学的氧化、还原的定义与现在课本上 有所不同？
②我上课时是否听懂了教师对有关概念所作的新的解释？





③我是否已经学会了用化合价升降法来研究氧化还原反应？
④氧化还原反应式的配平能否从化合价变化上去考虑：
⑤除了书上提供的一些简单反应，复杂一点的反应（如 FeS2+O2 →
SO2+Fe2O3）我能否配平呢？
⑥我认为这一节中最重要的和最难理解的内容是什么？ 通过上述方法，使学生不断产生反省的认知体验，久而久之便内化为学
生的学习习惯。
4.研究化学问题解决的策略 实践证明，中学生在解决化学问题的过程中，既要依赖一定的化学知识
（如化学反应方程式），又要具备将知识组织起来的若干程序（如化学计算 的步骤），还必须有控制思维运作的灵活方法（如对过量计算题，可用枚举 推理）。这样，即构成了化学问题解决的“产生式”系统，其智力操作的一 般形式为“若条件为 A，则有解题行为 B”，B 即为程序或方法的具体应用和 控制。从元认知角度看，B 是认知策略和元认知策略共同作用的产物。在现 实的化学教学中，解题是学生最常见的学习任务和最主要的思维行为，但解 题教学目前仍停留在教知识、讲套路的阶段，较少深入研究学生是怎样“自 发地”形成解题“产生式”系统的，也未能揭示认知水平较高的优秀学生思 维“自组织”的微观机制，因而中下学生中“离开例题、不会解题”的现象 普遍存在。我们的研究表明，教给学生解题的策略和运用策略的方法，能有 效地提高化学问题解决的能力。解题策略一般包括通用策略和具体策略。通 用策略虽不涉及具体的化学概念，但有助于监控思维过程，使之清晰化、有 序化。通用策略由三部分组成，以下给出一个实例：Ⅰ解决问题之前①你必 须知道你要解决什么问题。②你必须熟悉这个问题的背景信息。③你必须有 积极的、迎合的态度对待这个问题。④你必须仔细、冷静地阅读问题，认真 思考问题。⑤你是否真正理解了题意？是否需要他人的帮助？Ⅱ解决问题之 中①检索有助于问题解决的相关线索（概念、反应式、原理、公式等）。② 你必须分析是否还存在隐含的其他线索。③你可能需要重新设计解题的起始 状态。④你可能需要将题中的条件作适当转换。⑤你可能会将这个问题分解 成几个部分来解决。⑥在每一个小问题中，你是否找到了熟悉的印记？⑦你 过去是怎么解决相类似的其他问题的？⑧你能否用熟悉的方法解决新问 题？⑨寻找其他的解决方法并作尝试。⑩选择相对最优的方法并求得结果。 Ⅲ解决问题之后①判断你的答案是否正确。②如发现答案不可靠，仔细论证 后予以肯定或否定。③找出错解的症结所在，并予以排除。④反思整个解题 过程，你从中悟出些什么？
　　针对具体的化学问题情境，既要教给学生解题的具体策略，又要教给他 们运用或控制具体策略的方法。例如，“归一假设”是解无数据化学计算题 的常用策略，但如何同化为学生头脑中的认知策略并灵活地运用这一策略解 决化学问题，还存在着一定的思维“跨度”。为缩小这一跨度，我们采用“执
　　




行”和“控制”相结合的方法构想了如下的解题策略：①
Ⅰ 执行策略
　　①当你发现计算题中没有数据或数据不足时，可尝试将总量假设为 1 份 单位。
　　②当你遇到求相对比例的化学问题时，也可将某一化学量假设为 1 份单 位。
③将 1 作为已知条件代入公式进行计算。
　　④将结算结果限定在总量为 1 或某相对是为 1 的前提下赋予其化学涵 义。
Ⅱ 控制策略
　　①你待求的是何类化学量？是绝对量（如质量）还是相对是（如百分含 量）？
②题目中能否找到稳定不变的化学量（如总质量、总体积等）？
　　③请你设想一下：将题中相对稳定的某一化学量设为“1”或任意“x” 份单位，对求解结果有无影响？
④如果你认为没有影响或可能没有影响，你不妨将该化学量设为“1”。
⑤如果你还不明白，请看下列提示（⑥～⑨）。
⑥求混合物中各组分质量的分数时，可设混合物总质量为“1”。
⑦计算溶质的质量分数时，可将溶液质量定为“1”（或 100）。
⑧计算溶解度时，可取溶剂的量为“1”（或 100）。
　　⑨求不同的几种物质所含某元素原子个数之比时，可令某一种物质的质 量为“1”。
⑩你面临的题是其中哪一种类型？
（11）你是否用归一假设法解决了这个问题？
（12）请回顾你的解题历程。 从上述实例可知，化学问题解决的过程包含着认知活动与元认知活动，
优秀学生的思维结构中元认知要素起着很重要的作用。因此，研究化学问题
的解决，优化学生的解题思维策略，有助于训练学生的元认知能力。同样， 随着元认知能力的增强，将促使学生更好地理解和运用解题策略，提高分析 问题和解决问题的能力。











① 王祖浩、丁成云主编，化学问题思维策略及其应用，北京：首都师范大学出版社，1993 年版，第 34～35
页。





第八章 化学实验教学


　　化学实验教学是化学教学的一个子系统，也是最富于活力、最利于发挥 师生双方主动性、促成化学的教与学和谐发展的基本途径。应充分认识化学 实验的意义和实验教学的类型及施实，以全面提高学生的科学素养。
　　




第一节 化学实验的教学价值

一、化学实验的结构
　　化学实验是化学科学认识的基础，也是化学教育教学的基础。可以说， 没有基于科学认识的化学实验，就没有近、现代的化学科学及化学教育。本 书第一章曾从化学史的角度讨论过这个问题。当代化学的发展轨迹更加证明 了这一结论。正是由于现代生产水平和整个科技水平的提高，特别是由于化 学科学理论和实验水平的提高，方促成了当代化学“三个过渡”的变革。①
　　化学实验，作为一种科学实践活动，是由实验者、实验对象和实验手段 构成的。实验者一般是掌握专业知识和技能、具有科学素养的专门人才（个 体或群体），是化学实验中的认识论主体；实验对象是实验中的认识论客体， 是实验者探查、研究或变革的客观实在；实验手段，又称实验工具，是服务 于实验目的、为实验者所控制的物质客体（仪器、设备和装置等）及科学认 识的方法的集合。若仅仅讨论实验对所运用的仪器、设备、装置和工具等这 类实验手段，则为从狭义的意义上来论实验手段，将科学认识的方法（科学 方法）包括进去，方属于广义上的实验手段。
化学实验的构成三要素，在人工安排的特定环境中联结的一般方式是：
实验者借助于实验手段去变革实验对象。如下图 8-1 示，①表明了化学实验 的结构及各要素的作用。







　　　　　　　　　　　　　图 8-1 很显然，由于实验目的和要求的多样性，尤其是在不同学习阶段、不同
课程内容的教育教学活动中，各个实验的特定设计及三要素相互作用的方
式，即三要素的具体联结方式，必定是多种多样、千差万别的，从而形成了 不同类型的实验。
典型化学实验的一般步骤包括：
（1）问题或初步假设；
（2）实验设计；
（3）实验实施；
（4）实验结果分析。 化学教育教学中的实验（简称为教学实验）是纳入教学体系中的实验。
这些实验是经过化学家或科学家的科学实践检验过的，由化学教育家或课程



① 刘知新，对“化学实验教学改革的思考，化学教育，1991，3：22～23。
① 黄顺基、吴延涪、黄天授等主编，自然辩证法教程，北京：中国人民大学出版社，1985 年版，第 289 页。





编制专家按照化学教学的培养目标和教学要求，遵循学生的认识规律而精
选、移植出来的。从认识论来讲，这类化学实验，必定更有利于学生来认识 客观世界，要使对实验对象的变革情况更易于学生了解。换句话说，教学实 验的构成三要素，实验者可以是学生或教师，实验对象已简化为便于学生认 识的特定状态，即设法排除干扰因素，采用简明的装置和便捷的实验步骤 等，相应地实验手段也设计成便于学生或教师操作的格式，以利教学运作。
二、化学实验的教学价值
化学实验在教学中具有多方面的价值，主要是：①
1.具有深刻的认识论价值 化学实验本身的实践性和生动性，为学生认识的发展提供了依据，也为
认识的深化提供了最佳途径。著名胶体化学家傅鹰教授在撰写和讲授《普通 化学》时，经常用大量实验数据来严格论证某些定律的精确程度和应用范 围，使学生能够较深入地理解科学概念的建立必须基于可靠的实验基础之 上；他明确指出，无论是简单的还是复杂的化合物，只有实验才能最后决定 其结构。②
2.形成科学观和方法论的价值
　　学生依据实验直接与物质及其变化打交道，通过亲身感受，使他们受到 生动的、科学的物质观与自然观及世界观的熏陶，同时受到观察、比较、分 析、综合、抽象和概括等科学方法的教育。全国劳动模范、特级教师刘景昆 先生倡导并实行的“用实验启发学生，通过实验引导学生从实际材料中前后 比较，找出异同，然后总结出规律。”“通过化学实验使化学理论跟生产实 际得到进一步的结合，培养学生独立思考问题的能力。”“要给学生充分的 准备知识；从思想方法方面要培养学生全面看问题、联系看问题，而不是片 面地、孤立地看问题，也不要使个别问题影响对整个问题的分析综合、研究 总结，因而妨碍了得出事物的规律性。”等等宝贵经验，①是充分体现化学 实验的教学价值的一个范型。
3.传输化学知识，培养学习能力的价值
化学实验是化学赖以形成和发展的基础，又是学习化学的媒介。学生形 成化学概念、掌握实验技能和养成实验能力等都要以化学实验为基础。不做 化学实验是学不好化学的！这是教学名言。不做化学实验，就从认识论、方 法论这一根本上抽掉了理性认识赖以产生的基础，学生只能靠死记化学概念 和有关结论，难以理解和巩固；不做化学实验，自然学不到有关的实验技能。 与此相应，不做实验何以养成实验能力！这里讲的实验能力是指学生运用实