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《化学教学论》
作者：刘知新【完结】
第二版前言
本书第一版于 1990 年 4 月出版。经过全国高等师范院校和部分教育学院 试用，均肯定本书是一本内容全、材料新、体系好的教材。出席国家教委高 等学校理科化学教学指导委员会中学化学教学论教材建设组扩大会议（1992，西安）的专家、教授也肯定了本书是一本有一定的理论深度，能代 表当前本学科的发展水平的好书；同时也指出本书的一些缺点，如所设“化 学课程”一章已与当前课程改革的情况不符，有的章节概括性比较强，教学 实例少，本科生不容易理解，教师不好教等。应该及时修订，以应教学之需。
据此，本书编者在“问卷调查”征求修订意见的基础上，结合所在院校 课程和教学改革实际，对本书第一版进行了修订。
修订时，我们在保持第一版特色的基础上，努力更新内容，特别着力于 增加教材的实践性，以利于各院校在使用本教材时，辅以必要的实践活动， 来达到提高本科生的化学教学理论水平和实际教学能力的目的。我们认为， 在当前高等师范院校教育体制尚难以进行整体改革的情况下，为了讲究实 效，在课时与培养任务极不般配的条件下，不恰当地拔高或过分降低教学要 求，都是不实事求是的。简言之，本课程在当前的教学计划安排下，主要任 务是：从理论和观念上引本科生“入门”，从教学技能培养训练上教他们“上 路”、“上手”，从教学研究思路上让他们“开阔眼界”，这些在本书第二 版“绪言”中有所表述。另外，我们力争在丰盈一些新的研究成果、增加教 学分析和教学原理及策略的可操作性的同时，不增大或适当压缩教材的篇 幅。
第二版中，各章的执笔人与第一版相同。执笔人按照修订要求进行修改，最后由主编统稿、定稿。其中，第一、三、四、五、十二章是重新写的，其 余各章（除个别章外）也均有不同程度的更新，如第二章增写了化学教学中 直观教具的使用一节。需要说明的是，第十二章改为“化学与社会联系知识 的教学”。由于我国课程和教材改革应如何恰如其分地反映这部分内容尚有 待深入探讨，故这一章的内容和框架有较大的设想成分，有待于今后去修正、 补充和构建。
在修订过程中，如何妥善处理本课程的理论部分与实践环节（活动）之间的关系，仍深感是个难题。化学教学论是研究化学教学规律及其应用的一 门学科，它植根于化学与教学之中而发生、发展。作为一门课程，自然不能 也不应简单地将“学科”建设和发展的成果机械地搬到“课程”中来，需依 据培养目标和教学的实际，对课程内容、课程结构以及教学策略等重新进行 设计。而课程运作中的教材，犹如演出剧目中的剧本，若欲获得预期的效果， 达到课程设置的目的要求，作为教学系统中处于主导和主体地位的人的要素——教师和学生，理应充分利用和发挥教材及其它教学媒体的功能，以弥补 当前课程设置、教学设施与文字教材本身之不足。这一点，对于缺少教学体 验的本科生教学来说，尤为重要。
基于此，我们认为本书第一版前言中提到的课程设置和课时方面的问 题，仅仅依靠修订教材是难以解决的，而高师本科生有可能（经过切实有效 的主观努力）完成的学习任务，无论如何也不应该留给教育学院继续教育课 去解决。因此，在修订时仍“从加强基础理论、改革教材内容、更新教材体 系以及反映当代化学教学研究成果等方面”进行探索，并重视实践性和应用性，但诸多实践训练等活动，仍期盼各院校能从实际出发，结合选授本书的 某些章节，尽力补充生动的教学实例（录像或文字材料，或观摩课堂教学）， 辅以典型的模拟教学（试讲）或微型教学等实践活动，以增加本科生对中学 化学教学的亲身体验。有的院校，已将本学科类的课程进行了整体改革，开 设了不同层次的多门课程，如必修的“化学教学论”（50 课时）、“化学实 验研究”（40 课时）、“中学化学教材分析与试讲”（50 课时），以及选修 的“化学教学选论”（40 课时）、“化学教学中的德育理论与实践”（40 课时）、“化学教学测量与评价”（30 课时）及“化学学习心理学”（30 课时）等。这些经验是值得各院校同行借鉴的。
我们衷心期望继续得到广大读者、同行专家的批评、指正。
编 者
1995 年春
第一版前言
本书是为高等师范院校化学系编写的教材，也可以供各教育学院、教师 进修学院的化学学员和广大化学教育工作者用作参考书。
化学教学论是研究化学教学规律的一门学科，是高等师范院校化学专业 学生在高年级必修的一门基础课。它的教学目的是，使师范生掌握化学教学 论的基础知识和化学教学的基本技能，培养从事化学教学工作和进行教学研 究的初步能力。结合我国高等师范教育的任务来看，我们认为，这门课程的 基本要求是：（1）使师范生理解中等学校化学教学的目的和要求、教学内容和知识体 系；
（2）理解中等学校化学教学的特点、教学的一般原理和主要方法；
（3）具有分析中等学校化学教学大纲和教科书、备课和组织化学教学活 动的初步能力；（4）了解中等学校化学教学研究的一般方法，能够接受和加工有关信 息、资料，为进一步探讨中等学校化学教学规律奠定基础。
这门课程是以广大化学教师的宝贵经验为基础，并经过理论概括不断得 到充实和发展的。工作在教学第一线的广大化学教师，一方面要以自身的有 成效的实践经验为化学教学理论的充实和发展做出奉献，另一方面也需要追 随时代的发展，从当代高等师范院校化学专业各学科的要求中得到启示，以 进一步提高水平、深入总结教学经验、开阔教学研究的思路，探讨化学教学 规律，进而更自觉地做好各项教学工作，提高化学教学质量。可以说，这门 课程在为化学专业的师范生和化学教师完成教书育人、治学育人这一光荣使 命中，具有独特的作用。
这门课程，从本世纪 30 年代初至今，在我国曾采用过“中学化学教材教法”、“中学化学教学法”和“化学教学法”等名称。由于课程名称不一， 往往引起对它的不同理解，给教学工作和学术交流以及师资培训等带来不 便。为此，近些年来，化学教育界同行对本课程和学科的名称曾多次提出过 新的倡议，迄今未实行。1988 年 11 月国家教育委员会召开了“高等师范院 校本科化学专业化学学科基本要求审订会”，与会的化学教育组的专家、学 者，在审订《高等师范学院化学系本科化学教学法课程的基本要求（草案）》 时，经过认真讨论，一致认为用“化学教学论”这一名称替代现在仍沿用的 容易让人产生不同理解的学科名称是必要的、适宜的。化学教学论这一名称 能较准确地反映它是一门边缘学科，是研究化学教学规律的一门学科，并建 议各师范院校宜开设相应的课程——化学教学论，同时开设“化学实验教学 研究”课，以替代并加强原有课程中的实验部分。
基于以上认识，本书编者决定采用“化学教学论”这一名称，并根据化 学教育的现状和发展的需要，从加强基础理论、改革教材内容、更新教材体 系以及反映当代化学教学研究成果等方面，努力进行新的探索：扩展并加强 了关于化学课程、化学教学的一般原理和方法（含化学学习的规律和方法）、 各类化学知识和技能教学等方面的内容；加强并更新了关于化学教学中能力 的培养、思想政治教育，化学教学测量和评价，化学教学系统的设计和实施， 以及化学教学研究的方法等内容。全书力求体现科学性与思想性统一、理论 联系教学实际、深入浅出等原则，以利于教学、便于自学。
考虑到全国各师范院校实施在同一学期开设“化学教学论”和“化学实 验教学研究”①两门课需要一个准备过程，当前课程的总课时又不统一，本书 是按照 35～45 课时来确定分量的。如果有的院校的教学时数达不到这一标 准，建议采用选讲本教材中最主要的章节，其它内容可以提示一下让学生自 学。
本书各章是由以下同志编写的：刘知新（绪言、第二章§1～3）、何少 华（第一、七章，第二章§4～5）、杨先昌（第三、八、九章）、梁慧姝（第 四、五、十一章）、曾灼先（第六、十二、十三章）张伟敏（第十、十四、 十五章）。刘知新任主编。
在成书过程中，得到了编者所在院校——北京师范大学、华中师范大学、 东北师范大学、华南师范大学、华东师范大学的大力支持；广西师范大学承 办了本学科编审组工作会议，为研讨和拟订本书与《化学实验教学研究》一 书的编写纲目做了许多工作；河北师范大学董耐芳教授、陕西师范大学王志 琪副教授、华东师范大学范杰副教授参加并主持了本书的审稿会，热忱地对 本书书稿给予肯定的评价，还逐章逐节提出了许多宝贵的修改意见。本书还 采用了国内外许多化学教学研究材料和各院校有关教材中的某些思想和经 验。当本书即将付梓之际，谨向以上各院校、同行和同志致以衷心的谢意。
由于编写时间较短，又限于编者的水平，加以没有来得及在教学实践中再进行检验，本书肯定还有不少缺点，甚至疏漏，谨请批评、指正。
编者
1989.8.1
①
化学实验教学研究，王希通主编，高等教育出版社，1990 年版，是与《化学教学论》配套使用的教材。
内容提要
本书是在 1990 年出版的《化学教学论》的基础上修订而成，与王希通主 编的《化学实验教学研究》（高等教育出版社，1990 年版）一书配套使用。 本书在保持原有编排体系和特点的同时，依据 1990 年以来我国中学化学 新的课程设置与教学情况，对中学化学课程，化学教学中能力的培养，化学 教学中的思想政治教育，化学教学设计等内容进行了修订。充实了教学实例及化学与社会联系等教学内容。 本书可供高等师范院校、教育学院和教师进修学院化学专业用作教材，也可作为中专及职业高中等中等化学教育工作者的进修教材或教学参考书。
化学教学论 (第二版)
绪 言
§0-1 化学教学论的设课目的
高等师范院校化学系开设化学教学论课程的目的是，使本科生掌握化学 教学论的基础知识和化学教学的基本技能，培养他们从事中学化学教学工作 和进行教学研究的初步能力。
本课程的进程是以教育学、心理学和化学专业基础课为先修课程，以结 合教学见习和由本科生完成规定的实践作业为基础，而逐步展开教学的。它 具有很强的思想性、师范性和实践性（简称“三性”）。这里讲的思想性， 主要指突出辩证唯物主义认识论和方法论的指导作用，遵循教育必须为社会 主义建设服务、培养全面发展人才的目标，从教育思想、教学内容、教学方 法，从科学态度、科学方法以及良好品德和习惯几方面对师范生加以熏陶； 这里讲的师范性，在于为师范生做“人师”和“经师”①进行职业定向的培养 和教育；这里讲的实践性，主要指要紧密结合中学化学教学实际，结合试教 的模拟练习，给师范生以必需的、基本的实践训练。这“三性”中，应当重 视以实践性为根基，以师范性为核心和以思想性为先导，努力把化学教学论 基础知识和基本技能的教学与“三性”融合起来，创造条件让师范生有兴味 地进行学习、研讨和演练，以培养他们从事教学和教学研究的初步能力。
学过本课程以后，师范生应达到：
1.理解中学化学教学的目的和要求，掌握教学内容和教学知识体系；2.掌握中学化学教学的特点、教学的一般原理和主要方法；3.具有分析中学化学教学大纲 和教科书、备课和组织化学教学活动的初步能力；4.了解中学化学教学研究的一般方法，能够接受和加工有关信息、资料，为进一步探讨中学化学教学规律奠定基础。
① 徐特立教育文集.北京：人民教育出版社， 1979.204～205 徐特立指出：人师就是教行为，就是教怎样做人的问题。经师是教学问的 。我们的教学是要采取人师和经师二者合一的，每个教科学知识的人，他 就是一个模范人物，同时也是一个有学问的人。
§0-2 化学教学论的研究对象 和研究方法
化学教学论是研究化学教学规律及其应用的一门学科。它的研究对象是 化学教学系统，即化学教学中教与学的联系、相互作用及其统一。换句话说， 化学教学论研究化学教学的诸因素——教师、学生、教学内容和教学手段① 是怎样有机地联系成一个和谐的整体的；研究教与学、掌握知识与培养能力、 智能培养与全面发展是怎样在化学教学系统中相互依存、相互作用，又达到 最优契合而统一的。
化学教学论研究的具体内容包括：化学教学的任务、目的和要求，化学 教学内容和课程编制，化学教学原则和教学方法，化学教学测量，化学教学 中的能力培养，化学教学中的思想政治教育，以及化学教学子系统的教学研 究，等等。这些研究内容既涉及基础研究，又涉及应用研究和发展研究，但 是它们都着眼于运用教学规律来解决化学教学工作中的理论和实际问题，以 实现化学教学的优化。
化学教学中的基础研究，是以研究化学教学的基本规律为目的的科学认 识活动。或以探索创新的理论体系为目的，或基于已有的理论，从某一方向 加以深化和充实。例如，对于化学教学特征和基本原理的研究；关于化学教 学过程运动机制的研究；关于化学教学方法优化的研究；关于化学学习心理 的研究；等等。基础研究的成果能为应用研究提供理论依据，同时还可以发 展各种研究方法，运用这些方法能够导致一些新概念和新理论的建立。因为， 开展基础研究需要综合运用有关的理论、观点和方法，或根据需要提出新的 假说和借助新的方法，以得出创新的概括。例如，对于化学教学中新的教学 模式的研究，不仅给常规课堂教学带来剧烈变革，产生了关于计算机辅助教 学、自定进度或个别教学等教学理论，而且扩展了新的教学方法，发展了常 规的教学观和教材观。可见，微电子技术（方法）的应用，为基础研究提供 了有效的手段。
基础研究的推动力，一般来自化学教学实践本身的需要，它的研究成果又反转来为教学采纳，推动教学向新的或更深的层次发展。 应用研究是应用基础研究的成果，探索化学教学发展和提高的新途径的一种科学认识活动。它的研究成果具有直接的教学适用性。例如，计算机辅助教学不同系统对化学教学适用范围和实施效果的研究；个别教学实施方案 的比较研究；不同年级化学实验内容的编组研究；以及结合初中或高中一年 级开展的防止学生学习成绩分化的研究；等等。
应用研究具有实用性和综合性。实用性就是运用某种理论成果来具体解 决教学中的实际问题。综合性是指在探索解决教学实际中的某些重要问题 时，要综合运用理论和方法，将获得的成果与已有的各种方案进行比较，以 期达到最佳效果。
发展研究是运用基础研究和应用研究的成果，通过教学实验来全面研究 化学教学问题的认识活动。这种研究成果为大面积推广和促进化学教学的改 革和发展，具有显著的效益。例如，关于四年制初中化学课程、教材和教法①
或表述为：教师、学生和教学媒体。
的研究，关于化学教学整体改革①的实验研究，关于化学课程能力培养的实验 研究，等等。
发展研究是更接近于教学实际，从而也是难度较大、周期较长的科学认 识活动。为取得扎实可信的研究成果，往往需要借助多学科的力量开展工作。
无论哪一种科学研究活动，都离不开运用研究方法。“从人们应当怎样 做才能在认识和实践中获得新成果这一角度来说，方法反映了客观世界的规 律性”，② “从外部方面看，任何科学方法都表现为把某种理性的体系应用 于主体的理论和实践活动过程中的种种对象。”②重要的是要遵循方法论与世 界观统一的原理，结合研究对象的特点选择适用的、合理的研究方法。
在化学教学论中，采用的研究方法有：理论方法，调查方法，实验方法， 比较方法和历史方法等。例如，研究化学教学的目的，以运用理论方法为最 适宜，当然，也不排除结合历史事实（长期的教学实践的结论），联系到运 用历史方法，甚至通过比较借鉴其它国家关于教学目的研究的结论，这又联 系到运用比较方法。但是，对于研究这类理论型课题来说，基本的研究方法， 还是理论方法。又如，为了研究指导学生学习化学、发展智能，宜采用实验 方法和调查方法，等等。关于各种研究方法的讨论，参看本书第十五章。
①
整体改革系指包括教学思想、教学内容、课堂教学结构、教学方法、教学手段、评定方式，以及结合认知因素和非认知因素的和谐发展等多方面的综合改革。
② [苏]П.B.柯普宁.作为认识论和逻辑的辩证法，彭漪涟，王天厚等译.上段、海：华东师范大学出版社，
1984.
§0-3 化学教育的发展和 化学教学论的形成
化学教学论作为一门学科，是在近代化学形成之后，随着在学校里设置 化学课程和在教学中融合运用教学论而逐步形成和发展起来的。
近代化学从 17 世纪中叶到 19 世纪初叶，经过近 150 年的孕育、发展而 形成为系统化的科学。许多著名的化学家例如波义耳、罗蒙诺索夫、普利斯 特里、舍勒、拉瓦锡、道尔顿等，以他们的科学研究实践活动和著述为近代 化学做出了卓越贡献，同时也以他们的开拓创新、探求真理的科学观和治学 精神，以及广泛采用实验方法，并逐步把实验方法和理论方法相结合等方法 论的思想传授给后人。这一时期，还没有产生系统化的化学教学论，我们可 以从当时化学史料或化学家发表的论文中，去追寻在一定范围内实施的、先 进的教学观和主张。例如，波义耳认为“实验是最好的老师”① ，还指出； “单单靠分析是不够的，还需要理论，但不是臆造的，而是通过实践检验的 理论。”①他在《怀疑派化学家》这部名著中，从理论上解决了当时化学所面 临的一系列问题，明确地提出③：化学应为其自身的目的去进行研究，而不仅 仅是从属于医学或炼金术；实验和观察的方法才是形成科学思维的基础，化 学必须依靠实验来确定自己的基本定律；确定哪些物质是元素，哪些物质不 是元素，其唯一的手段是实验。波义耳给化学元素下了一个清楚的定义，并 以许多杰出的实验丰富了科学的宝库。恩格斯写道：“波义耳把化学确立为 科学。”④又如，拉瓦锡在实验的基础上，推翻了燃素说，明确提出了燃烧的 氧化学说；他运用新理论和化学语言——一种准确鲜明而又容易表达物质的 所有化学变化的语言，编写化学教科书——《化学基本教程》，这本教科书 确实成了新的化学科学的奠基石，第一版问世（1789 年出版）几年以后，欧 美很多国家便翻译出版，被誉为“完成了化学革命，用 17 年的时间改造了化 学科学。”①总之，早期化学家的科学教育的实践活动，多是融合于学术活动和研究活动之中进行的。正如英国学者 G.福尔斯（Fowels）指出的② ：有关讲演（lecture practice）的文章总是与化学教学联结在一起的。对某些最好的 实验的描述，有时会编写在教材里，有时还会出现在学会会长的教学思想和 致词、讲演、论证的报告，以及专题论文中。这些文章很少编辑成书，多分 散在难以找到的期刊中。
教学用书的出版和化学教育的发展，推动了化学教学论的形成和进展。
例如，有影响的早期用书、1827 年出版的《化学操作法》（M.法拉第著）， 书中有关简单实验的描述、有关仪器的质料和有关这些实验的细致的操作法 的意见，至今仍有很好的阅读价值。又如，1865 年出版的《现代化学导论》（A.W.霍夫曼著）一书，在教学方法上首次作了突破的记载，并解决了化学 新进展中大家都认可的一种表现方式。他在教程里较早地介绍并演示水蒸 气、氨、氢气和甲烷的制备以及气体容量分析。从实验结果，就能够去发展① 、②[保]卡·马诺洛夫.名化学家小传上册.丘琴，潘吉星等合译.北京：科学普及出版社，1980.3、③
刘劲生.波义耳和《怀疑派化学家》，化学教育，1982（2）∶
④
于光远等译编.自然辩证法.北京：人民出版社，1984.
① [保]卡·马诺洛夫.名化学家小传上册.丘琴，潘吉星等合译.北京：科学普及出版社， 1980.3、化合价概念和推演出化合定律。再如，1875 年出版的、E.弗兰克兰和 G.查洛 纳合著的《怎样教化学》一书，描述了弗兰克兰在 1872～1875 年间作的讲演。 这些讲演充分表明弗兰克兰不仅是一位伟大的实验发明家，而且是一位具有 非凡的操作能力的技师②。这些宝贵的著述，对于启迪教学思想、确立良好的 教学风尚，并融合形成科学的化学教学理论是起奠基作用的。
随着公众科学教育的广泛开展，特别是在基础教育阶段开设化学课程， 为化学教学和化学教学论的发展开创了良好的基础。英美和欧洲大陆各国， 将化学列入中学教学计划之内始于 19 世纪末叶①。自此以后，化学教学和化 学科学本身都有了长足进步，与此相适应，化学教学论各个领域（例如化学 课程和教学内容，化学教学过程、化学教学原则等）也得到了充实和提高。 以我国化学教育的发展为例，可看出化学教学论随着化学教育和化学科学的 发展而得以充实和提高的进程。
近代化学传入我国约在 19 世纪 40 年代②。化学教育则始于 19 世纪 60 年代③。科学知识的传播尽管是重要的，但“最重要的，主要在书刊和教育， 只有这些，才能达到系统的、起显著作用的传播目的。”④也只有在这一传播 过程中和不断深化的认识过程中，才有可能促进化学教学理论和观念的发展 和更新。
为介绍科学知识和供给各类学堂教学需要的课本，1867 年江南制造局增设了翻译馆。于 1880 年完成翻译的 143 部科技著作中，除化学工艺书外，纯 粹化学书只有 6 部。据不完全统计，从清朝末年到民国初年间，翻译的主要 化学书籍约有 30 多部。但是从教学思想和教学方法方面来看，这些译著并不 适合青少年学生使用，多为“特种学堂”的成年学员所用。教授化学的方法 与教授四书五经相同，注重个别研习，不做学生实验。这样的化学教育，因 教学不得法，历时 30 年，难以达到注重实用的教育目的。
1903 年颁布各级《奏定学堂章程》⑤，1905 年废科举。这些措施对新式教育在我国的兴起，对于近代科学教育的普及和发展是有利的。这些章程， 对于办学宗旨、课程设置、教学要求和内容、教师和教学设备等都作了规定。 这些章程基本上是借鉴日本和西欧各国的经验，在低年级均教授“格致”课①， 中学阶段教授化学，高等教育阶段教授分科化学课程。各级师范学堂，按规 定均增设教育学、教授法、② 各科教授法和心理学等。
1912、1922 年曾进行过两次学制改革，随后产生新的课程纲要。1928
年着手编订各种学校课程和设备标准。明确规定了化学教材的内容和要求， 以使教师和学生都有章可循。当时，小学的教学法以设计教学法为最流行， 中小学校都有试验道尔顿制的。为了提高化学教师的业务水平，有的地方开② 、③LectureExperimentsinChemistry.FifthEdition.London：G.Bell &SonsLtd，1959， 8～①
