从验证走向实证—新课程背景下化学验证性实验教学的新视角及案例分析

从验证走向实证—新课程背景下化学验证性实验教学的新视角及案例分析

从验证走向实证

——新课程背景下化学验证性实验教学的新视角及案例分析摘要在新课程背景下，大力倡导科学探究的今天，高中化学验证性实验教学如何走

出尴尬，落实“过程与方法”的课程目

标？笔者提出了以科学过程性技能的

培养为主导的教学视角，从验证走向实

证，最终实现学生科学素养的提升；本

文结合（苏教版）普通高中课程标准实

验教科书—化学（必修2，第二版，P 39）

验证性实验——氢氧燃料电池的研究

性学习教学为例，进行了具体阐述。关键词验证性实验过程与方法科学过程技能科学素养

1．问题的提出——课程目标的创新与验证性实验教学的尴尬

新一轮课程改革努力凸显以学生的发展为本的课程理念，要彻底扭转“应试教育”的弊端，培养学生健全的个性与完整的人格。为此《普通高中化学课程标准》（下面简称《标准》）“立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，构建了‘知识与技能’、‘过程与方法’、‘情感态度与价值观’相融合的高中化学课程标准体系”（下面简称“三维”目标），要求学生在上述三方面得到统一和谐的发展，最终实现学习方式的转变和科学素养的提升。大家普遍认为“三维”目标的提出是个亮点，其中“过程与方法”目标可谓是亮点中的“亮点”，又是亮点中的“难点”。化学学科如何阐释本学科的“过程与方法”的目标？根据对《标准》文本的分析，可以看出“过程”指

的是科学探究的过程，“方法”主要是指科学探究的方法（科学方法），还包括学生学习的方法。

化学是一门实验科学。化学实验教学则更多的承载着落实“过程与方法”课程目标的重任。所以新课程一改传统的化学实验教学存在着学生看实验多，做实验少；验证性实验多，探究性实验少的状况，充分发挥实验作用，把大量的实验分散在教材的“活动与探究”、“观察与思考”栏目之中；同时新课程还淡化演示实验和分组实验的界限，把大量的演示或验证性实验改为学生探究性实验、为学生亲手做实验开辟了广阔的空间。因此在新课程实验教学中，“验证性实验教学过程缺少探究性”的观点引起了人们对验证性实验价值的怀疑，以及对“科学探究”的误解。相当一部分人认为“验证性实验”不具有“科学探究”的功能，在倡导以“科学探究”为显著标志的学生学习方式转变的今天，验证性实验似乎已失去应有的生命力。其实，验证性实验不应受到责备，作为一种重要的实验形式，验证性实验无论是在化学研究中还是在化学教育中都是不可或缺的，其作用也是任何其他类型实验所无法替代的。现实中人们对验证性实验的认识所暴露出的一些误区，是与传统的对验证性实验的价值缺少应有的认识和对验证性实验教学的安排不当有关，这同时也向我们提出了如何改进验证性实验教学使其发挥科学探究功能的问题。

2．理论的思考——验证性实验教学的终极目标：科学素养

2．1什么是科学素养

什么是科学素养，目前尚无公认的定义，但是我们可以通过国际上对公民科学素养调查

建议的内容获得概略的认识。国际上对公民科学素养调查包括三方面的内容：①对科学术语和概念的基本理解；②对科学研究过程和方法的基本理解；③对科学、技术与社会相互关系的基本理解。根据科学素养的内涵，在化学课程中培养学生的科学素养必须全面落实“三维”目标尤其是“过程与方法”目标。而落实“过程与方法”目标的关键举措就是让学生在“做科学”中学习科学。这里所谓“做”不是盲目的做，或者仅仅表现为外显动作的“做”；还必须“动脑”的理性体验——在做的过程中获取科学知识、在做的过程中体验和感悟科学研究的基本过程，从而学习和掌握科学研究的基本技能、在做的过程中理解科学本质。

2．2从验证走向实证

人类在科学研究活动中所进行的科学实验通常有两个目的，其一是利用各种实验装置，在人为干预或控制自然现象的发生、发展过程中，观察迄今未知或未加解释的新事实；其二是利用各种实验装置，创造特定的观察条件，以便判断或验证科学假说或理论。由此也就衍生出探究性试验和验证性实验两种基本实验类型。从思想方法的角度看，探究性试验与验证性实验分别与实验归纳法和理论演绎法相对应。归纳是从有限的个别事例中推断出一般规律的过程，归纳推断的基础是假设将来事实与现有事实具有相似性。从这个意义上讲，一切由归纳得出的规律原则上是可错的，它还是一个需要进一步实证的假说。演绎是从一般推出个别的过程，这首先要求作为推理前提的“一般”应当为真的，但问题是我们常常无法确定其前提是否为“真”，而且即使前提

为真并在推理正确的情况下，也并不意味着从一般性出发就一定能揭示出个别事物的特征。因而，无论是由归纳得来的结论还是由演绎得来的结论，都是可错的，都需要经过实验验证才能得到确认。从这个意义上讲，“科学的本质就是通过观察验证”。因而，验证性实验在科学发现以及科学教育中的作用是不言而喻的。通过验证性实验来验证假说或检验理论，这是培养学生实证精神和科学素养的重要途径。

验证性与探究性本来就是密切联系的，探究的过程离不开验证，验证的过程同样也可以充满探究。其实，实验过程是否具有探究性，这并不简单地取决于实验类型，现实教学中探究性实验缺少探究性或“伪探究”的情况也并不少见。所以我们所面临的主要问题不应是“如何改验证性实验为探究性实验”的问题，而应是“怎样使验证性实验更多的蕴含探究性”的问题。笔者认为，欲使教学过程蕴含探究性，落实“过程与方法”目标，绝非靠简单的模仿一些“探究教学模式”所能凑效的，而是要仔细分析探究过程的各个环节，抓住各个“环节”中所蕴含的基本技能方能见成效。探究过程中的基本技能究竟是什么？它就是科学过程技能。

2．3科学过程技能

根据科学家的工作性质和工作过程的特点，美国科学促进会（AAAS）将其定义为一组具有广泛迁移力的适合多种学科和科学家的工作性

质所需要的能力。美国基础科学课程计划《科学——过程与方法》将科学过程技能概括为6种基础性科学过程技能和6种综合性科学过程技能（如下表）。