前 言


　　国外的一位教育家讲过：“一国的教育系统，若对教学法和职业的效率 注意不足，这一国就必然处于劣势地位，必然仰赖他国教育体系的鼻息。” 这是多么精辟的警语！多么深邃的见地！这位教育家讲的教学法，即教学的 理论，是研究教学规律及其运用的一门科学。这门科学涵盖着国际社会教学 这一客体的普遍规律性，必然同时体现着各国对世界教育做出贡献的特色和 独具的规律性。
　　综述研究表明，当代教学理论发展的主要特征是：教学观念的更新，科 学理论基础的扩展，众多学科的参与和方法论的移植；构建新的研究体系， 教学论学科的分化与综合；研究方法论的变革，以及教学理论及方法的多样 化和互补等等。真可谓是，开拓研究与发展的潮流涌动，理性的思考与教育 教学试验纷呈，给人以目不暇接之感。
　　化学教学论作为学科教学论的一个分支，从 19 世纪末发端至今，已度过 了它的初创时期和充实时期，进入了生机勃勃的发展时期。当今正面临着诸 多重要的基础理论和现实问题，亟待化学教育工作者，尤其是化学教育研究 人员，对这些课题开展研究，给予新的理性审视与回答。
基于以上认识，我们撰著了《化学教学系统论》。不容回避，协调本书
与《化学课程论》、《化学学习论》、《化学实验论》以及《化学教育测量 和评价》等书的写作决非易事！因为既要做到从内容上得以逻辑地科学分工， 又要使所论述的方面不重不漏；而对于化学教学系统来说，化学课程是化学 教学的心脏，化学学习是化学教学的核心，化学实验是化学教学的基础，化 学教学测量和评价是化学教学的重要组分，应当说，这些内容是相互契合、 紧密关联和纠葛在一起的。经过研究，我们在撰写《化学教学系统论》时， 侧重于从化学教学中指导系统这一层面进行研讨、阐发，即从化学教师作为 学生学习的指导者，从事化学教学设计、组织实施及提高教学效率等方面， 来进行系统分析和效能分析。诚然，这样处理，决不意味着化学教学系统仅 仅（或主要）是一种指导系统。众所周知，化学教学是以化学课程为中介、 师生共同活动所组成的一种系统。作为一个完整的系统，它主要包含三个子 系统：指导系统、学习系统和反馈系统。化学教师是指导系统中的主体；学 生是学习系统的主体；化学课程则是居于教学中心位置的、师生双方赖以交 互作用使教学认识活动深化运作的重要媒体；而反馈系统则是保证化学教学 系统得以和谐运作，从而获得教学的高质量和高效率的通道。
　　本书侧重于从指导系统这一层面探研化学教学，系本套书选题的分工使 然，对于我们来说，也是一种尝试，不一定妥当，尚祈海内外专家不吝赐教。 本书共 11 章。第一—二章和第七—十一章由刘知新执笔，第三—六章由 王祖浩执笔，张宝辉参加了第十一章第七节的写作。全书由刘知新统稿、定
稿。
作 者
1995 年 7 月于北京师范大学


序


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　刘知新 化学教育作为科学教育的一个分支，以其特有的功能在实现第一流人才
培育及普遍提高全体公民的文化科学素质这一使命中，起着重要作用。众所 周知，化学教育正是在化学科学、技术与社会，以及学校教育、社会教育等 这些大教育环境中，不断发展的。应当说，化学科学的进展与科技教育的发 展推动了化学教育的繁荣和更新；学校教育与社会教育的扩展、改革和不断 完善，为化学教育提供了培育良才的广阔天地。总之，社会的进步，科学技 术的发展，教育的普及与提高，为化学教育的产生、发展和繁荣并发挥其多 种教育功能提供了智能源泉与人才基础。应当强调指出：化学教育与其他学 科教育一样，在大教育系统中发挥着维系事业兴衰、人才延续等多种功能。 这些教育功能可概括为：简约有效地将人类的文明遗产传授给受教育者的传 输功能；按社会的需要培养人才的塑造功能；用最经济的人力、物力和时间 造就大批合格人才的高效功能；以及超前为社会的进步和革新培养适用人才 的变革功能。
中华人民共和国的化学教育，自 1949 年至今，从基础教育、职业技术教
育、高等教育到继续教育，不论在规模上还是质量上，都取得了令人瞩目的 成就。全国各级各类学校的广大化学教育工作者为此付出了辛勤的劳动，创 造并积累了丰富的教育教学经验，这是我国和世界教育科学的珍贵财富。但 毋庸讳言，由于受历史的制约和人所共知的原因，我国化学教育理论研究工 作起步较晚，人员较少，机构又不够健全，对于教育实践中提出的诸多重大 命题，以及国际上普遍关注的某些学术研究前沿课题，尚未从理论上给出回 答，或未从理论与实践结合的高度上进行深入探研。理论来源于实践，理论 一经群众掌握就会变成巨大的物质力量。化学教育理论也是如此。本人作为 一名老化学教育工作者，有幸从 50 年代中期就参加中国化学会组织的有关化 学与化学教育的学术研讨活动，从 1979 年至今一直亲身参与中国化学会化学 教育委员会及中国教育学会化学教学研究会（1983 年起始）计划和组织召开 的多次全国高、中等学校化学教育经验交流会、学术研讨会、课程和教材研 讨会、化学实验教学经验交流会等。每次会议的论文均有数十篇，甚至百多 篇，其中不少优秀论文已在国内期刊发表。从国际上看，IUPAC（国际纯粹化 学和应用化学联合会）从 1970 年开始，已加倍努力于谋求改进世界各国的化 学教育，并与 UNESCO（联合国教科文组织）协同召开过 13 次 ICCE（国际化 学教育会议），出版了若干部化学教育论文集和论著。另外，世界各国的化 学教育家在各自的研究领域，都笔耕不辍地为国际化学教育理论做奉献。1981 年据 64 个国家的不完全统计，各国创办的化学教育（教学）期刊就有 168 种。文苑书林，浩瀚得很！但是，由于各种原因，国际上大量论文、资料难 以为我国广大化学教育工作者检索、利用；国内的诸多专题研究论文和著述， 似多局限于就某些论题的研究或偏重于适应教材建设的需要，对于化学教育
学——化学教育理论体系的几大构成，尚未见到系统论述的著作面世。 为了建构具有中国特色的化学教育理论、反映国内外当前的研究水平，
以促进我国教育改革，面向现代化，面向世界，面向未来，广西教育出版社 组织出版了这套《学科现代教育理论书系》中的化学现代教育理论丛书。本

丛书各册的第一作者和统稿人都是在该领域学术有成的专家。全体作者均本 着理论联系实际的原则，力求从化学教育规律来阐释和探研有关的理论与学 术前沿课题。当然，作为化学教育理论著述，本套书也完全可以作为大学后 继续教育或化学教育高级学位研修用书。各册（《化学教育史》除外）论述 的重点虽侧重于基础教育阶段的化学教育理论问题，但是从教育规律的普遍 适用性这一层面来看，这些结论对于大学或大学后教育，以及中专、中技等 化学教育实践，可供借鉴之处当不是个别的。
本丛书共 6 册，简要介绍如下：
　　《化学实验论》以辩证唯物主义认识论、自然科学方法论、现代教学论 为指导，论述化学实验的构成、意义和作用，剖析各类化学实验及其功能， 探研化学实验与发展学生思维的关系，从宏观与微观的视角揭示化学实验及 其方法论的深刻涵义。
　　《化学课程论》从化学课程的设计与化学教材编制的现实出发，探研不 同课程论思想在化学课程开发的实践中运行与演变的规律及趋向，阐释、论 述我国化学课程、教材建设中的基本经验与理论问题。
　　《化学教学系统论》运用系统论的观点阐发、研讨化学教学的构成要素 及其相关领域的原理或范型，从多视角考察、概括化学教学系统的结构和功 能及其运作圭臬。
《化学学习论》从化学学习系统与学习原理的高度探研化学学习过程、
模式和方法，对化学学习能力与学习机制进行剖析，探索深入开展学科心理 研究的某些基本课题。
《化学教育测量和评价》基于化学教育目标论阐发和研讨化学教育测量
和评价的基本理论、方法和技术问题，对认知、情感和动作技能领域的化学 教育测评等作了新的探索。
《化学教育史》以历史唯物主义和辩证唯物主义为指导，对化学教育产
生的历史背景、化学史各时期的化学教育的演进，以及近、现代化学教育的 发展等进行了研究、概括。以史为鉴，明古鉴今。
本套书写作注意了：科学性，力求准确、完整、系统；新颖性，取材努
力反映时代气息，体现教育改革精神；实用性，各册在介绍有关理论和研究 前沿的同时，均力求结合实例给读者以解决实际问题的思路与方法。
本套书在成书过程中得到不少同行的关心，并参阅、借鉴了不少国内外
学者的研究成果，在此一并表示诚挚的感谢！衷心希望本套书面世以后能够 得到化学教育界的专家和广大读者的关注与指教，祈使这套丛书在加快、深 化化学教育的改革和发展，发展大学后继续教育和活跃化学教育学术研究等 方面，发挥它应有的作用。
1995 年 10 月于北京师范大学


总 序


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　顾明远 师范院校中有一门必修课，叫做教材教法。它是一门培养教师技能的专
业课程，但是历来不受人们所重视。在一些专业学科的教师、专家们的眼里， 似乎教材教法不过是剖析中小学的教学大纲和教科书，教会师范生如何去上 好一堂课，没有什么学术性。他们认为，上好一堂课，保证教学质量的关键 主要是有高的学术水平。这是一种误解。但是这种误解不是没有缘由的。原 因之一是，这些专家们不懂得，教育既是一门科学，又是一门艺术，只有高 深学问，不懂教育规律，没有掌握教育教学的艺术，课就上不好，或者事倍 功半。原因之二是，过去的教材教法课确实存在着不少问题，它只分析现有 的教材，不对学科、课程以及教育教学的规律进行研究。因此要解决这个问 题，除了改变专家们的误解以外，更重要的是研究这门学科的发展，提高学 科的理论水平。我认为，师范院校的教材教法不能只分析一门课如何讲授， 更重要的是要研究、分析一门科学的发展历史和现状，以及其发展的内在逻 辑，结合学生的认知特点，遵循教育规律，把它组织成一门学科。学科并不 等于科学。一门科学要变成学校里的学科，需要经过一番改造。改造的理论 就是一门学问，本身也应该是一门学科。这门学科是跨学科的，它既要研究 某门学科的科学规律，例如数学教材教法既要研究数学教学规律，又要研究 教育规律，要把两者有机地结合起来，从这个意义上来讲，教材教法的名称 显得落后了。因此把它改为学科教学论或学科教育学是适宜的。
讲到这门学科还有一段历史，不得不讲一讲。我国学位制度建立之初，
在教育学门类中就设有教材教法作为二级学科培养研究生，授予学位。但是 它的评议因为涉及文理各学科，因此分散在文理各学科评议组中。由于教材 教法主要是研究学科教学的理论，文理各学科评议组的专家们认为难以对他 们做出评议。这样这门学科的授权问题就处于无人评议状态。1983 年在国务 院学位委员会召开第二届博士、硕士授权点学科评议组会议期间，我向当时 教育学评议组召集人刘佛年教授提出，把教材教法的硕士授权点拿到教育学 组来评议，并把名称改为学科教学论，以提高对它的学术要求，从而提高它 的学术地位。这个提议得到刘佛年教授的支持和学位委员会的批准，并在以 后专业目录调整时把教材教法正式更名为学科教学论。从此学科教学论有了 较大的发展。至今全国已有硕士授权点 19 个，培养了硕士研究生数百名，出 版的专著也有几十部。这是十分可喜的现象。
　　学科名称的更改是十分容易的事，要把它发展成一门真正的学科并非易 事。当时有人提出改为学科教育学，我们认为时机还不成熟，首先要把学科 的教学理论研究好。教育学是一个更广泛的概念，它涉及到教育系统内部各 个领域，而学科教学论主要涉及教育系统中教学方面的理论，即使把这部分 研究透彻，成为一门学科也是不容易的。当然，有的学者愿意把它称为学科 教育学，如果确已研究成熟，这无疑是对教育科学发展的一个贡献。
　　把教材教法改造成为学科教学论是一次理论上的飞跃。教材教法过去只 是教育学中的一个部分。学科教学论则变成了教育科学中的一个重要分支学 科。这种飞跃有没有根据，具备不具备条件呢？1988 年我在为《语文教育学》 写序时就说，已经具备了必要的条件。这是因为：第一，近几十年来教学论、
　　
课程论、心理学、教育测量学、教育评价学等学科有了新的发展，它为学科 教学论的建立奠定了理论基础；第二，我国改革开放以来引进了国外的各种 教学理论，开拓了我们的视野，启迪了我们的思想；第三，我国有一批长期 从事教材教法研究的学者，他们在师范院校有长期的教育实践，积累了丰富 的经验，并且有较高的理论修养，这是建立学科教学论的组织基础。应该说，
1978—1988 年这门学科的建设是有成绩的，不仅培养了众多研究生和出版了 多部专著，而且学科体系基本上建立起来了。更为可喜的事是不少专家都在 关心这门学科的建设。得到各学科的专家的重视是至关重要的。因为学科教 学论这门学科毕竟是跨学科的，文理各专业学科是它的基础。
　　近些年来，许多学者把学科教学论又提高到学科教育学的高度来研究， 这又是一次飞跃。学科教育学不仅要研究学科的教学理论问题，而且要从教 育学的基本原理出发，从培养人的高度来讨论学科教育的问题。它不仅要揭 示学科教学的教学规律，还要揭示学科教学培养人的规律。学科教育学不仅 要讨论该门学科如何设置课程，如何编制教材，如何选择教学方法，如何组 织教学，更重要的是要分析本门学科在培养人的整体工作中的地位和作用， 并从这个角度出发研究课程、教材、教法，研究它与其他课程的关系，与学 校中其他教育活动的关系等等。
广西教育出版社组织全国学科教育理论工作者和实际工作者编写一套大
型丛书《学科现代教育理论书系》，我认为正是时候。这刚好是十多年来的 一次大总结、大检阅。证明学科教育学这门新兴学科已经在中国大地上成长 起来。我当然不可能通览这套丛书，但是从编辑出版计划中的书目可以看到， 它涉及语文、数学、物理、化学、外语等中学教学计划中的主要学科，每门 学科又分教学论、课程论、学习论、实验论、教育测量和评价等专著，有的 学科还著有教学艺术论及其他更细的内容，真是丰富多彩。作者群中有老一 代的学科教育学专家，也有年轻一代学者。我认为，这套丛书的意义，不仅 在于它总结了十多年来我国学科教育学研究的成果，而且在于它展示了学科 教育学发展的广阔前景，在于它培养了年轻一代学者。这是从教育理论战线 上来讲的。至于对我国教育的实际来讲，这套丛书的出版一定有利于我国广 大教师业务水平的提高，有利于教育质量的提高。我预祝出版的成功。
1996 年春节


出版说明


　　这套丛书，从 1991 年 3 月出版第一批第一本《数学学习论》算起，至今 已有 6 个年头了。如果从 1988 年年初开始数学教学理论丛书的组稿活动算 起，则有 9 年之长。如今，数学、物理、化学、语文、外语，五个主要学科 的教学理论丛书，已配套成龙，每个学科 6 本共 30 本，取名为《学科现代教 育理论书系》。洋洋洒洒几千万字，构成了基础学科的基本理论研究，也构 成了我社的基本骨干工程和基本的教育理论出版特色。
　　以近十年的时间建构一整套力求具有中国特色的教育理论丛书，其间的 曲折、甘苦，自然一言难尽。但从反映教学改革成果、服务教学改革来看， 又当义不容辞。从建构教育出版社的出版个性、出版文化来考虑，更有深刻 意义，有重大价值。在改革开放的新历史时期，出版社靠什么来支撑？靠什 么去竞争？靠什么求发展？用什么做奉献？答案可以有很多，对策可以开列 不少。但根本的应少不了这么两条：一靠骨干工程，二靠名牌精品。骨干工 程是出版社的战略布局，名牌精品是出版社的灵魂生命。两者的完善结合， 构成了出版社的质量、信誉、知名度和文化品位，它是出版社存在的基础， 竞争的手段，持续发展的后劲，文化积累的主体，向人民奉献优秀文化的根 本保证。
本着这样的认识，这样的追求，我们出版了这套丛书。当然，还有另外
几套别的系列。 我们期待着读者的鉴定。 我们迎接着市场的检验。
我们也渴望着教育界、理论界的支持。
　　我们将一如既往地努力，千方百计奉献更多的精品，给教育，给民族， 给将来。



广西教育出版社

　　刘知新 1928 年生，河北省定州市人。1952 年毕业于北京师范大学化 学系并留校工作。现任北京师范大学教授，兼任中国教育学会化学教学研究 会理事长、中国化学会化学教育委员会副主任委员、中国化学会《化学教育》 杂志主编等职。主要著作和研究成果有：《化学教学论》（主编）、《中学 化学教材教法》、《中学化学教学指导书》（主编）、《基础化学实验大全》
（上、下册，主编）等，发表“发展化学教育学之我见”、“试谈化学教育 的目标和课程设计”等论文多篇。
　　王祖浩 1958 年生，浙江萧山市人。1986 年北京师范大学化学教育专 业研究生毕业，获理学硕士学位，1992 年晋升副教授。现任浙江教育学院学 术委员会委员、化学室主任，兼中国化学会《化学教育》杂志编委。在《教 育研究》、《化学教育》等刊物上发表论文 40 余篇，参与《无机化学》、《中 国中学教学百科全书·化学卷》、《化学问题思维策略及其应用》（主编） 等书的编写，主持的课题“化学学科教育课程建设的理论与实践”获 1993 年浙江省高等师范院校优秀教育教学成果二等奖。
　　

本书内容提要


　　本书运用系统方法剖析了化学教学系统各层次、各要素及其相互关系， 对化学教学的目的和内容、化学教学原则、化学教学方法、化学实验教学、 化学教学模式、化学教学测量和评价、化学教学的综合评测，以及化学教学 艺术等教学指导子系统的运作规范与方法论原理提供了新的研究视角和思 路。
　　本书中的理论概括和结论，有助于化学教师从总体上把握并协调化学教 学系统各层次、各要素之间的辩证关系，从而利于实现化学教学的最优化。
　　
化学教学系统论

第一章 引论


　　本书旨在运用系统方法来审视、探研化学教学系统，力求对化学教学系 统运作的规律性有一个新的、深层次的认识。为了达到这一预期目标，对于 化学教育教学的职能、化学教育研究方法等做一简要论述是必不可少的。
　　
第一节 化孝教育教学的职能


　　化学教学作为学校教育中的一种教育实践活动始于 19 世纪末叶。西方各 国以法令的形式规定对儿童、少年实施义务教育，尤其是承认科学教育的地 位，开设或加强物理、化学等课程，为科学教育的普及和发展 创设了必要的 条件。
　　科学教育——化学教育作为它的一个重要分支在资本主义社会中占据被 公认的重要地位，一方面是科学与科学教育作为社会的一种先进生产力对社 会实践作贡献的结果，另一方面应当承认是科学家和科学教育家为之奔走呼 号、宣讲推广的结果。英国著名自然科学家、教育家赫胥黎(ThomasH.Huxley，
1825—1895)针对英国直到 19 世纪中期仍不重视科学和科学教育这种状况， 与其他科学家合作，在一些杂志上开辟科学评论专栏，并亲自撰写文章、作 讲演，大声疾呼科学的重要性。他的教育主张，今天看来，仍有强大的生命 力。赫胥黎明确指出：“科学教育并不是指应当把一切科学知识都教给每一 个学生。那样去设想是非常荒唐的，那种企图是非常有害的。我指的是，无 论是男孩还是女孩，在离开学校之前，都应当牢固地掌握科学的一般特点， 并且在所有的科学方法上多少受到一点训练。”①在他看来，“科学教育的最 大特点，就是使心智直接与事实联系，并且以最完善的归纳方法来训练心智； 也就是说，从对自然界的直接观察而获知的一些个别事实中得出结论。由于 科学教育具有这样重要的特点，其他任何教育是无法代替它的。”②又如，英 国皇家协会(TheRoyalInstitution)从 19 世纪初就致力于大众科学教育工 作，已形成一种传统，由于有制度上的保证，学术团体开展的卓有成效的活 动，对于科学教育的普及发挥了很好的作用③。
经过近 200 年的无数化学家和化学教育家的共同努力，化学教育的发展
依 随 着 化 学 科 学 研 究 领 域 的 扩 展 ， 已 从 化 学 中 的 教 育 (EducationinChemistry) ， 经 历 了 通 过 化 学 进 行 教 育 (EducationthroughChemistry)，而进入有关化学的教育 (Educationabout Chemistry)这一新阶段①。化学是一门满足社会需要的中心科学。化学与社会 多方面的需要有关。“人们要为全人类提供食物，开发资源，提供穿衣和住 房，为日益减少和稀缺的材料提供代用品，征服疾病和改善健康，增强国防， 以及控制和保护我们的环境，都得依靠化学作为强有力的助手。”②化学“已 成为国民经济中的重要支柱”，“对丰富我们的文化有着实质性的贡献”。③ 从科学教育的观点看，化学科学的进展以及化学教育的普及，对人类带 来的益处主要是：增进人类健康、为人类提供食品供应、增进生活的舒适和 愉悦、提高生产效率、减少对自然资源的依赖，以及对人类文化的贡献、充




① ［英］赫胥黎著，单中惠、平波译：科学与教育，人民教育出版社 1990 年版，第 85 页。
② ［英］赫胥黎著，单中惠、平波译：科学与教育，人民教育出版社 1990 年版，第 87 页。
③ SirGeorgePorter，OneHundredandEightyYearsofEducationinPopularScienceatTheRoyalInstitution，
ConferenceProceedingsofSixthInternationalConfer-enceonChemicalEducation，1981.
① 王积涛：第 7 次国际化学教育会议，化学教育，1985 年第 1 期。
② 美国化学科学机会调查委员会等著，曹家桢等译：化学中的机会，中国化学会 1986 年版，第 1 页。
③ 美国化学科学机会调查委员会等著，曹家桢等译：化学中的机会，中国化学会 1986 年版，第 1 页。

盈国际交流、帮助人们破除迷信和实施科学方法训练④。从当代化学教育教学 在培育人才中的重要作用看，它的多种职能(功能)及其运作机制和结构是我 们关注的重点课题。简言之，化学教学对于培育人才具有：传输职能，即简 约有效地将人类的文化遗产传达给受教育者；塑造职能，按社会发展的需要 培养人才；高效职能，用最经济的人力、物力和时间，培养大批合格人才； 变革职能，超前为社会的需要、为社会的进步和变革培育适用人才。



























































④ N.F.Newbury ，TheTeachingofChemistry ，HeinemannSecondEd.London，1958，P.6.

第二节 化学教学论的发端及其研究对象


　　化学教学论作为研究化学教学规律及其应用的一门学科⑤，它的产生应当 追溯到化学教育进入学校教育这一实践领域起，就 以其丰富多彩的内容和生 动活泼的表现形式为教与学双方提供了多层面活动、运作的“舞台”。早期 著名化学家的科学教育实践活动，蕴含着丰富的、先进的教学思想，法拉第 (M.Faraday，1791—1867)倡导的最好的演示实验是简单、大型和鲜明的实验 的思想，以及对于讲演人最重要的先决条件是要有一个好的过渡的论断①；戴 维(H.Davy，1778—1829)坚持的最恒定的原则是，在有助手在场的情况下， 头天晚上预讲他的讲演，并完成每个实验的一切准备工作，不仅从保证成功 和助手的灵巧操作来准备，而且还按实验提供的方式来考虑自己的讲稿②；又 如，门捷列夫(1834—1907)为了使学生能够学习反映现代化学科学发展水平 的《化学原理》，他在系统地整理和概括化学基本原理，指出它对各个经济 部门发展的意义以及系统整理每种元素当时已知的材料的同时，根据元素的 原子量及其化学近似性试排元素表，从而发现元素周期律的过程，生动地揭 示了教学与科学研究，以及科学事实、科学方法与科学概括(规律)之间的内 在联系。以上种种，也正是广大化学教师的亲身经历、体验和认识升华与发 展的过程。
化学教学论面对的研究客体，正是这一绚丽多彩的化学教学过程。在这
一特殊的人类认识过程中，既包括受过化学教育专业训练的教师的教授活 动，又包括作为受教育者和知识与信息获取者——学生的学习认识活动，还 包括知识和信息的载体——教科书和其他教学媒体的合理运作。从化学科学 知识这一层面讲，有化学事实、化学概念、化学用语、化学原理和规律等在 教学活动中的穿插、组合；从操作技能这一层面看，既有使用化学仪器、试 剂的操作技能，又有观察、记录实验现象以及进行书写、计算等技能；从心 智、情感的培养训练这一层面看，既有感知觉、情感、意志和行为这些学生 心理特征的由浅入深的运作，又有意念、价值观、 自然观、世界观等意识形 态的熏陶内化、同化过程。总之，化学教学是一种化学教师的教与学生的学、 教学的主体与媒体，以及化学教学自身与教学环境之间的多向、多层面的交 互作用。化学教学系统论的研究对象是，化学教学过程中教与学的联系、相 互作用及其相关因素的统一。简言之，化学教学论研究的对象是化学教学系 统中诸因素的内在关联及其统一过程。















⑤ 刘知新主编：化学教学论，高等教育出版社 1990 年版，第 2 页。
① G.Fowels ，LectureExperimetsinChemistry ，G.Bell＆SonsLtd.London，1959，P.8—13.
② G.Fowels ，LectureExperimentsinChemistry ，G.Bell＆SonsLtd.London，1959，P.505.

第三节 化学教学论的学科性质


　　从化学教育史来考察，关于化学教学论的研究，集中反映到科学研究的 领域和高等学校(特别是培养师资的高等师范院校)有关课程的设置上，大体 上经历了这样三个阶段：依附于教育学的一般教学论时期、探索化学教学的 独特性时期和化学教学理论充实发展时期。
　　我们认为，化学教学论是上述第三个时期的产儿，是化学教学理论工作 者和广大化学教师共同完成或有待于进一步完成的“杰作”。依据科学的观 点，科学是由一系列概念、判断构成的具有严密逻辑性的体系。而学科则是 一个有组织的知识体系，通常在学校教育体系中设置为课程而得以被公认、 确立其学科地位。任何学科，只有当它的研究对象和方法均已明确分化出来 的时候，这门学科才合乎规律地形成起来。
　　化学教学论发展到今天，可以说，已基本具备了以上条件。它是化学与 教学理论从属于培养人才这一任务，在人类社会教育实践活动中形成、发展 起来的一门交叉学科。化学与教学论的交叉，不是简单的叠加，而是从内容 和结构上的融合，产生了质的飞跃。
　　本书从化学教学系统分析的层面，对化学教学的各个子系统进行整体- 局部-整体的研究。其中第四—九章为各个子系统的系统分析、探讨；第二、
三、十、十一章侧重于对化学教学的某种本质属性进行讨论。

第四节 化学教学论与其他学科的关系

一 化学教学论与化学的关系
　　近现代学校教育发展到一定阶段，适应社会和国民经济发展的需要，在 课程计划中安排、设置化学课程，这是人类进步、社会科技发展之必然。
　　不论在哪级哪类学校开设化学课程，都有一个根据培养目标，精选化学 基本概念、基础理论和基本方法等学科内容及按照学科逻辑、学生认识规律 合理编组学科内容这样的核心问题。精选主要是从学科发展的高度，高屋建 瓴、厚积薄发地将学科知识中具有典型性、生发性的基本事实、基本概念、 基本原理以及基本方法，加以表征，把发展趋向新苗头、新信息等勾勒出来， 提供给莘莘学子；合理编组则指依据经过教育试验检验过的科学结论，将精 选的学科内容，由浅入深、由具体到抽象，再由抽象到具体地编制成统一的 框架体系。应当说，完成了上述工作，仅仅是为化学教学的顺利展开提供了 教学媒体，距离达到教学目标、完成培养目标还很远。要实现这些目标，还 必须通过化学教师与学生的共同的、辛勤的“劳作”。
　　在上述化学学科、学科内容的精选与编组，以及化学教师与学生的和谐 交互作用这些因素的协同运作下，化学教学论作为化学与教学的交汇点的产 物得以产生、长成和不断发展。可以说，化学教学论作为一门跨学科性的学 科，化学学科与教学理论的交叉是第一交叉，基于此，才有可能向纵深延伸， 充实、扩展实现其他类型的交汇、交叉。

二 化学教学论与教育心理学的关系
　　教育心理学是科学心理学的一个分支，它是在教育情境中以教师学生间 交感互动的行为作研究对象，以解决教学中的实际问 题，旨在建立系统的教 学理论的一门学问①。这方面的研究成果移植和运用到化学教学中，必定会对 教与学活动的力度和水平产生积极的影响。换个说法，只要化学教学本身努 力从学科教学的特征出发，不断挖掘、不断实践，并不断总结提高，将学生 学习化学科学知识、形成技能、培养智能和发展个性等方方面面的规律性结 论贡献出来，也必定会充实、丰富教育心理学的研究成果。这两者间存在着 一般与个别、既相互联系又相互区分的辩证关系。
从化学教学论的发展来看，化学教学与教育心理学的交汇是教学实践层
面的进一步交叉，不妨称之为第二交叉。

三 化学教学论与系统科学的关系
系统科学是以系统及其机理为对象，研究系统的类型、一般性质和运动 规律的科学②。系统科学具有横向学科性质。它反映的是自然界各个领域和各 门自然科学中共同的东西，也反映社会生活各个领域中某些共同的东西。正 是“由于它的横向学科性质，从某一侧面揭示了客观世界和人类知识中共同




① 张春兴、林清山著：教育心理学，东华书局，1982 年第 3 版，第 5 页。说明：潘菽主编的《教育心理学》
（人民教育出版社 1980 年版，第 2 页）给出了别的界定，可参看，本书不讨论这一问题。
② 邹珊刚等编著：系统科学，上海人民出版社 1987 年版，第 1 页。说明：对于系统科学的界定，学术界尚 不统一。为了在本书中便于就相关问题进行讨论，故引用上面的定义。

性的东西，从而能够在各个学科、各个领域发挥它的方法论作用”③。 我们将化学教学看做一个系统，借用系统方法来研究它的系统结构的规
定性、系统的类型、机理和运动规律，必然融会、运用系统科学为我们从方 法论的高度提供的科学结论。也就是说，化学教学与系统科学(首要是系统方 法)的交汇是从科学方法论的高度实现的交叉，与上述交叉相对应，不妨把这 种方法论思想方面的交叉称之为第三交叉。
以上讨论的几种关系(交叉)可以用化学教学论的研究领域图来表征。








交叉部分表征：化学教学论
图 1-1 化学教学论的研究领域图















































③ 邹珊刚等编著：系统科学，上海人民出版社 1987 年版，第 29 页。

第五节 化学教学系统研究的方法

一 化学教学系统研究的类型
　　从研究课题预期解决的任务来划分，化学教学系统研究的类型大体上可 以分为三类：应用研究、基础研究及方法论研究。
　　应用研究是直接为化学教学需要服务的、探索化学教学系统在某些领域 (方面)发展、提高的新途径的一种认识活动。例如，结合初中化学的教材编 制或教学实施过程，探索防止学生学习分化的途径和措施；针对高中化学教 学要求的变革，研究大中学化学衔接问题；中学化学实验教学系统的构建及 与知识教学的合理编组问题；等等。
　　基础研究是基于化学教学实践，探索化学教学系统的某些规律的一种认 识活动。例如，关于化学教学系统优化的研究；关于化学教学模式或学习心 理的研究；等等。应当指出，基础研究的推动力，一般来源于教学实践运作、 发展的需要，也来自于新思维和研究工作者的机敏。交叉学科的有关领域的 交汇、交叉，为基础研究和其他类型的研究提供了不断开拓的良好机遇。要 善于把握契机，开创谋新。
　　方法论研究是指在研究进程中不直接研究化学教学过程(或系统)本身， 而研究在科学中反映这个过程的方法①。例如，研究化学教学论的对象；研究 化学教学论与其他学科的关系；研究指导化学教学实践的方法论原理；等等。 方法论研究的任务，在于揭示整个化学教学系统运作、发展的一般趋势和规 律，揭示理论结合实际的方法及其影响，为开展基础研究和应用研究从方法 论上指明方向。

二 化学教学系统研究的方法
　　研究方法是为完成研究任务而选取的有效手段。研究课题的类型不同， 必定根据需要选取不同的方法。应用研究往往以某些理论为依托，结合新的 教学实践来检验理论的可靠性，从而得出某些新的、实用性的结论，故而多 采用实验方法、观察方法和调查方法；基础研究往往要借助于充分的经验和 实验事实，进行构思假设——采用假说方法、分析-综合法或归纳-演绎法来 进行抽象概括，以得出符合实际的理论概念；方法论研究，则更多地借助于 类比方法、移植方法或系统方法，以揭示化学教学系统本身蕴含的辩证法。
常用的研究方法主要是：
1.观察法 也称为自然观察法。这是在自然情境中去观察、记录既定研究对象的表
现的一种方法。 所谓自然情境，是指研究人员(观察者)不采取任何方式(包括观察者自身)
影响被观察者的行为，意在获取客观的、真实的数据和资料。 由于科学仪器与现代电教技术的运用，大大提高了观察的效率，使获得
的观察材料更具有客观性、全面性和准确性。
2.实验法 这是在人为控制条件下去观察客体的运动的一种主动的观察方法。这种
方法的主要原则是：在妥善控制其他变量的情境下， 实验者有系统地操纵某



① ［苏］斯卡特金主编，赵维贤、丁西成等译：中学教学论，人民教育出版社 1985 年版，第 45 页。

一实验变量(自变量)，使之按照预定的计划改变，随后观察该系统的改变对 另一变量(称为反应变量或因变量)的影响。
　　实验法基本上分为三种：单组实验法、等组实验法和循环实验法(或称轮 组实验法)①。
　　采用实验法，除了要完成提出明确的课题和假设，作出研究对象的选择 等任务之外，加强实验条件的控制(如何在教育实验设计中实施变量控制)、 做好配组和实验程序编排工作(如何分配各组的成员并确定实验程序编排)， 以及提高测量的效果是保证实验法实施效果的关键。
　　下面介绍一个设控制组的实验设计实例②。实验组与控制组所处的环境条 件基本相同。从配组的数量上看，实验所需要的组数等于实验自变量数再加
上 1，这个加上去的“1”，就是控制组，其他均为实验组。
表 1-1 自然科启发式教学法实验设计
变量处理 实验组 控制组 教材内容
教学时间
教学环境
练习时间
学生年级人数
学生性别分配
控制变量
学生能力经验
学生健康状况
教师的训练
教师的能力经验
考试方法
其他因素 两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同
两组相同或相似 实验变量 ：教学方法
（自变量） 启发式 讲授式 反应变量 ：教学效果
（因变量） 学生成绩 学生成绩



3.调查法这是通过问卷、访问、座谈、测验等各种方式，有计划、有系
统地+搜集有关研究对象现实资料或历史资料的方法。调查法应用广泛，方式 多样。通常多采用调查问卷法。实例见表 1-2。
表 1-2 学习化学情况调查表
性别 年龄 学校 班级
请注意：这不是考试，不记名，更不影响你的学习，主要是为研究教材 和教学中的问题提供资料。希望你根据自己的实际情况，认真回答下列每一 个问题，谢谢你的合作！
下列 6 个问题(1—6)，请你在认为最符合你的实际情况的说法序号上画



① 李秉德主编：教育科学研究方法，人民教育出版社 1986 年版，第 64—7O 页。
② 张春兴、林清山著：教育心理学，东华书局 1982 年第 3 版，第 27 页。说明：引用时，对个别地方作了 文字改动。

圈(“○”)。
1.你喜欢化学吗？ A.非常喜欢 B.喜欢
C.一般 D.不喜欢 E.非常不喜欢
2.你努力学习化学吗？ A.非常努力
B.努力 C.有时努力 D.很少努力 E.从不努力
3.你主动完成化学作业吗？ A.非常主动
B.主动 C.有时主动 D.很少主动 E.从不主动
4.你进行预习吗？
A.总是预习 B.经常预习 C.有时预习 D.很少预习 E.从不预习
5.你认为化学好学吗？
A.非常好学 B.好学 C.一般 D.难学 E.非常难学
6.你感觉化学学习负担重吗？
A.重 B.较重 C.一般 D.较轻 E.轻
　　下列 2 个问题(7—8)，请你在认为符合你实际情况的所有说法的序号上 画圈(“○”)。
7.如果你喜欢化学，那么你喜欢化学的原因是什么？ A.受家庭、环境的影响
B.老师教得好 C.能做实验 D.化学成绩好

E.升学考试要考化学 F.化学知识有用 G.能培养动手动脑等能力 H.化学课本编得好 I.其他原因
8.如果你不喜欢化学，那么你不喜欢化学的原因是什么？ A.老师教得不好
B.学习成绩不好 C.学了没有用 D.化学实验危险、有毒 E.课本内容难学难记 F.其他原因

第二章 化学教学系统分析


　　化学教学系统是由化学教师、学生和化学教学媒体等诸要素组成的一种 复杂的组合体。这种组合体具有不同于其各个部分(要素)的新质的整体特 性。研究化学教学系统的整体特性有助于从各要素的关系中和相互作用中发 现系统的规律性。
　　
第一节 系统分析的理论基础

一 系统分析的基本原理
　　为了把握事物对象各组成要素的整体联系，揭示客体的结构和层次，需 要运用系统方法来考察事物对象。
　　系统方法是系统地研究和处理有关对象的整体联系的一般科学方法论， 是把系统各个要素综合起来、联系起来进行全面的考察和统筹，以求得系统 整体功能的最优化的新的方法论。系统方法包括系统分析、评价和决策等。 系统分析是一个难以准确界定的概念，“目前的状况大概是有多少个系统分 析学家就有多少种系统分析的定义”①。我们采用这样的界定：系统分析是运 用系统观点把认识对象的整体分解为各个组成要素，通过具体分析，判别出 系统中各要素及其功能，采用定性或定量的方法描述它们之间的关系的一种 方法论，或简明地说，系统分析是在系统方法指导下，对某些具体系统进行 数量分析和决策的方法组合②。由此可知，系统方法的基本原理，同样也是系 统分析应当遵循的基本原理。
1.整体性原理 这是系统方法的最基本的原理。所谓整体性原理，就是把对象作为各个
组成部分构成的有机整体，从研究整体的构成及其发展中发现系统的规律
性。整体性原理揭示了系统的一个显著特点：系统的整体功能不等于它的组 成部分孤立状态时的功能之总和；系统的整体功能可大于、也可等于或小于 部分之和。这是由系统内部各要素间的辩证关系决定的。
整体性原理，正是要着眼于系统的整体功能，从系统整体的辩证关系，
即整体与部分、部分与部分、系统与环境等的相互联系及相互作用的方式中， 具体分析系统功能的新特点，从而揭示系统整体联系的统一性和规定性。
整体性原理，是我们研究任何系统(包括复杂的化学教学系统这类人工系
统)时应当把握的、进行系统分析的出发点。
2.动态性原理
　　任何系统都不是静止的，而是动态的。对于化学教学系统来 说，这种动 态性表现于人的要素与媒体要素之间、人的要素(教师与学生、学生与学生) 之间，以及这些要素与教学环境之间的多向、多层次的交互作用。因此，基 于动态性原理，我们不仅要研究各种系统发展变化的方向和趋势，以及系统 运作的速度和方式，而且要研究和探索系统发展变化的动力和规律。可以说， 动态的方法不仅要研究系统的现状，还要预测其发展变化，方能显示系统过 程发展的方向性。
3.有序性原理 这是系统本质属性的一种反映。系统的各要素之间的相互联系，以及系
统与环境之间的相互作用等，都是有序的；有序性原理正是对系统的有序结 合这种本质属性的表征。我们运用这一原理去探索化学教学系统在教育(教学) 目标的引导下，师生之间、师生与教学媒体之间构成的稳定的联系，及这种 联系的有序性，对于提高化学教学质量具有重要意义。




① ［美］R.M.克朗著，陈东威译：系统分析和政策科学，商务印书馆 1985 年版，第 23 页。
② 陈依元等：教育学文集·教育研究方法，人民教育出版社 1988 年版，第 482—484 页。

二 系统分析的基本方法
　　在进行系统分析时，要注意从对象(系统)的要素、结构功能、发展过程 进行多方面的分析，因此包括层次分析、结构分析、功能分析、要素分析和 历史分析方法等①。
1.系统模拟方法 用系统模型代替真实系统进行模拟(模仿)实验的方法。这种方法是把研
究对象作为整体，设计出系统模型来代替真实系统，通过对系统模型的研究 来掌握真实系统的本质和规律。
　　系统模拟方法的实施步骤，一般是先从整体出发进行系统综合，形成可 能的系统方案；再进行系统分析，分析系统的各要素及其相互关系，建立模 型；然后，进行系统选择(最优化)，重新综合成整体。
　　系统模拟方法使系统方法不仅能进行定性研究，而且能进行 定量研究。 从模拟的侧重方面的不同，系统模拟方法又可以划分为：物理模拟、数学模 拟、结构模拟、功能模拟等①。
　　物理模拟是以物理过程相似或生理过程、病理过程相似为基础的模拟， 如水电站、火箭设计及用动物做病理模型实验等。
　　数学模拟如理想气体状态方程对气体状态的模拟，是以模型与客观事物 (原型)之间数学方程式上的相似为基础的模拟。
结构模拟如仿生学研究中电子鼻、电子蛙眼的研制就是建立在模型与原
型结构相似的基础上的模拟。 功能模拟中最突出的实例是人工智能(人脑智能)的模拟，这是以功能和
行为相似为基础的、用模型去模仿原型的功能和行为的方法。
2.黑箱方法 所谓“黑箱”(Blackbox)是指系统的内部构造和机理还不清楚，但可以
通过外部观测和试验去认识它的功能和特性。黑箱方法就是不打开黑箱，而
通过外部观测和试验，利用模型进行系统分析，通过信息的输入和输出来研 究系统的功能和特性，探索其构造和机理的一种科学方法。著名的卢瑟福а 散射实验，其实质是黑箱方法在原子结构理论研究中的运用；我国的中医诊 病，通过看、闻、问、切等外部观测来取得症状变量系统，基本上不干扰人 体本身的生理病理活动。黑箱方法“从综合的角度为人们提供了一条认识事 物的重要途径。尤其对某些内部结构比较复杂的系统，对至今为止人们的力 量尚不能分解的系统，对在分解系统的过程中会严重干扰本身结构的系统， 黑箱理论提供的研究方法是特别有效的”②。
3.最优化方法 系统中的最优化是指从系统的多种可能的途径中选择最佳方案，使系统
处于最佳状态，并取得最佳效果。前苏联教育学家巴 班斯基教学过程最优化 的理论①，是运用最优化方法研究教学系统的一个范例。
通过以上简略的讨论，可以得出几点方法论的原则。在对研究对象进行



① 陈依元等：教育学文集·教育研究方法，人民教育出版社 1988 年版，第 482—484 页。
① 刘蔚华主编：方法论辞典，广西人民出版社 1988 年版，第 83—86 页。
② 华国凡、金观涛：中医：科学史上的一个奇迹，自然辩证法通讯，1979 年第 2 期。
① ［苏］巴班斯基著，张定璋等译：教学过程最优化——一般教学论方面，人民教育出版社 1984 年版，第
269 页。

系统分析时，首先应把握整体最优原则，即必须从整体性原理出发，协调整 体与要素(部分)的关系，务必使局部效应服从整体效应，以确保系统整体效 应最优。其次，要实施多级优化原则，即把优化思想贯彻到系统分析的全过 程，这是实现整体优化的重要保证。第三，应掌握相对优化原则，即只能从 获取功能效果最好这一结果着眼，选择一个比较合理的方案。正如巴班斯基 所指出的：“最优化的方法论认为，在研究教学论的一切基本范畴(教学的规 律、原则、形式、方法和型式)时应探讨它们之间比较重要的本质联系。”② “将最优化思想贯彻到教师活动的一切领域中去，这可能成为在进一步加强 教育学的辩证性的道路上跨出的有益的一步。”③


















































② ［苏］巴班斯基著，张定璋等译：教学过程最优化——一般教学论方面，人民教育出版社 1984 年版，第
269 页。
③ ［苏］巴班斯基著，张定璋等译：教学过程最优化——一般教学论方面，人民教育出版社 1984 年版，第
271 页。

第二节 化学教学系统的构成要素


　　化学教学系统是由多种要素构成的复杂组合。从主客体关系来划分，主 要构成要素是化学教师、学生与教学媒体；从时间流程的维度来划分，主要 构成要素是化学教学目的、化学教学内容、化学教学方式与化学教学结果。

一 化学教师与学生
　　化学教师和学生均为化学教学系统中的人员要素，是控制和 制约化学教 学系统运行的主导因素。
　　众所周知，化学教学作为一种教学认识活动，离开化学教师的教授与学 生的学习，这种具有学科特征的、师生双方共同参与的交互作用将不复存在。 从这个意义上讲，对于化学教学系统而言，化学教师与学生在使这种教学认 识系统具有特定的结构与能动、主动的功能，形成新质的整体特性起着决定 性的作用。可以说，自从化学专家在学校中对学生进行教授工作开始，不论 现代化学教学媒体的有无，化学教学系统就基于化学教师(化学专家或化学教 育专家)和学生的相互联系、相互作用，系统质的显现乃得以保证。
任何事物都可以看成是系统与要素辩证统一的整体。事物的质可以分为 自然质、功能质和系统质。化学教学系统，从其自然构成来看，主要是化学 教师、学生与化学教学媒体等要素；处于这一系统中，诸要素相互联系、相 互作用达到有序结合而表现出来的认识功能，表征了这一系统不同于人类一 般认识过程的特殊功能；从化学教学系统内部结构来考察其特性、特征，方 有可能从系统质去把握系统本身的运行规律。国内化学教学论著作已对化学 教学系统的运行机制作过论述，并给出过化学教师与学生、师生与化学信息 之间的关系图①。如果仅以化学概念教学为例，可以借助右图来进行讨论。















图式中的(1)、(2)表示集中式的教学系统，化学教师在这种系统中居于 统治地位，学生在具备［如(2)所示］或 不具备［如(1)所示］相应的认知结 构的情况下，从教师那里接受关于概念的阐释，从而实现从已知到未知，或 从不知到知的。这种过程，学生是按照教师的构想来建构自己的概念框架。 可以说，这种学习属于机械式接受学习。图式中的(3)、(4)表示分散式的教 学系统，在这种系统中，学生居于统治地位，学生从化学教师那里获取信息。 在(3)中，学生将教师对概念的阐释纳入自己的认知结构中，但是还没有来得 及进行同化，仍停留在储存阶段；在 (4)中，由于学生已有的认知结构的稳定



① 刘知新主编：化学教学论，高等教育出版社 1990 年版，第 141—142 页。

性过于强固，或者由于学生囿于思维定势及教师对概念的阐释缺乏说服力和 感染性，致使师生之间的相互作用也未进入优化、高效的状态。我们认为， 较为理想的状态，应为


了的知识结构)既不同于学生原有的状态，也不等同于教师“授予”的原型， 而是经过学生思维重新建构的认知结构。应当指出，优化教学应促成学生的 学习在理解的基础上，实现新旧知识的同化，在头脑中建构新的网络结构。

二 化学教学媒体
　　化学教学媒体是化学教学系统中的物质要素，是信息的载体或信息传输 的通道。
　　我们这里讲的“化学教学媒体”，主要包括：化学教材(文字教材和声像 教材)、化学教具(模型、标本和图表等)、化学实验设施和电教设施等。
应当指出，上述“软件”和“硬件”并不是被动的、处于被驱使地位的 要素。这些要素作为现代化学教学系统中不可或缺的部分，不论从体现化学 教学思想及落实化学教学目的(目标)来看，还是从这些要素在化学教学系统 运行中激励学生的动机和引导学生发展智力、培养能力来考察，都与化学教 师的主导作用相协同，发挥着重要的、有效的主动作用。 为了形象地讨论上 述结论，可以借助下图来说明①。















　　化学教学系统从信息传输的观点考察，同样也包含：内容输入、相互作 用和经验输出这样三个组成部分。
内容输入，是指根据化学教学系统本身的教学目标、借助于各种化学教
学媒体，化学教师针对学生的实际，从认知、动作技能和情感等领域，对学 生进行的化学信息输入。这一阶段，可以看作主要是化学教师运用化学教学 媒体，对学生展开的主导活动过程。由于这一特点，故图式中用平面形来表 征。
　　相互作用，意即师生以化学教学媒体为媒介而展开的多层次的交互作 用。从化学教学系统的结构特征来考察，有以教师为中心的集中式的教学方 式(相互作用)，如图式中的 A，有以学生为中心的分散式(或个性化)的教学
方式(相互作用)，如图式中的 B1，B2，还会有处于 A，B 之间的教学方式(相
互作用)。也就是说，师生间、学生与学生间，以及师生分别与化学教学媒体 之间的相 互作用，不仅在程度(力度)上有高低之分，而且在学生将化学信息



① ［加］江绍伦著，邵瑞珍等译：课堂教育心理学，江西教育出版社 1985 年版，第 47—52 页。

内化的深度上也有深浅之别。图式中的输出部分文字表述已揭示了这一点。 经验输出，或者称为学生的学习，标志着经过“相互作用”在学生心智 上形成(建构)的构造体。从图式中可以明晰地看出：A 与 B1，B2 显然不同；
B1 虽较 A 为优，却又不及 B2。这样，从整体性原理、动态性原理和有序性原
理在化学教学系统中的运行效应看，是不言自明的。 应当指出，上面的图式仅仅表征了系统的元分析①，并未包括系统分析的
全部内容，如上面的图式缺少信息反馈这一不断强化信息传输流程的能动环 节，致使原因和结果的不断相互作用得不到发挥，必然会大大影响化学教学 系统整体功能的发挥。显然，为了简化讨论的需要，暂时舍弃某些环节并无 不可。

三 时空要素
　　化学教学系统与其他教学系统一样，总是在特定的时间、空间条件下运 作，以完成特定的教学任务、达到预期的教学目标。从这个意义上讲，化学 教学系统是在学校这样的特定空间里，化学教师教授与学生学习(借助于化学 教学媒体)的时间流程。
　　从空间要素来看，要准确把握其特殊性和局限性。所谓特殊性，即以简 约化的形式对一定年龄的青少年进行有计划、有目的的培养教育，这种教育 (教学)形式较家庭教育和社会教育更为集中，从某种意义上讲，更为有效。 所谓局限性，是指因在有限的空间里，学生接触的对象、认知的事物总离不 开规定的范围，尤其是在单一课程模式的限定下，学生接受的教育往往偏重 于理性认识、间接知识的范畴，容易形成主要是认知性的学习。因此，在化 学教学系统运行过程中，要采取空间上的互补措施，如走向社会、让学生从 事社会实践活动，或安排课堂外的活动，以克服常规教学在空间上(当然相应 地从内容上)的局限性。
时间要素是维持化学教学系统作为一个连续运行的、最根本的形式之
一，也是最具有活力的要素。从宏观上讲，学生学习或化学教师教授有学年、 学期、单元、课时之分；从微观上讲，师生间或师生与化学教学媒体之间的 相互作用，无时无刻不在时间流程中消长(涨落)。学生的用脑卫生，教师对 教学活动的组织，总要服从于教学规律本身的要求，使学习与教授、保持与 强化等活动在特定的时间内合理运作。教学实践证明，那种平时赶进度，留 出时间强化复习的做法，是不符合学习规律的。
认知心理学的实验表明①：一般的保持能力不可能由于训练而增进，练习
记住一种材料在学习任何其他材料中并没有什么作用；记忆的好坏更取决于 对某一事物的理解，取决于已有的知识结构、个人经验；有关的知识、经验 愈丰富，知识结构愈完善，对事物的理解愈深刻，与这一事物相关的记忆也 就愈牢固。遗忘更主要的是因为缺乏提取的线索。提高记忆效果的关键是对 记忆材料进行精细加工，对材料进行重新编码组织；记忆效果不仅取决于编 码加工的深度，也取决于编码加工与提取之间的相互作用。
由此可知，把学习活动看作时间的简单函数，依靠短促突击、反复练习， 形成重复识记、死记硬背，必定增加学生的学习负担，降低学习的兴趣和主


① 这是系统分析的基元水平，即对系统分析本身的分析。
① 曹南燕：认知学习理论，河南教育出版社 1991 年版，第 156—163 页、第 197—212 页。

动性，事倍而功半。应运用记忆规律，从提高化学课堂教学(重在经常)的记 忆效果，使学生理解所学内容并把它系统化，在此基础上，再有效地组织复 习或练习，重视并落实学生记忆品质的培养。这里讲的“有效”，指的是复 习或练习要适量，过多过少，效果都不好；要坚持及时复习或练习，勿使之 完全遗忘；复习或练习的方式要多样，即进行变式练习，且给学生以指导。 记忆品质一般是指记忆的敏捷性、保存的持久性、记忆的精确性和记忆的准 备性等②。


























































② 章志光主编：心理学，人民教育出版社 1984 年版，第 165—166 页。

第三节 化学教学系统的功能


　　化学教学系统一旦构成，就具备了它特有的功能。这是因为系统内部各 要素相互联系和作用，建构为统一整体，形成其特有的结构。这一系统与外 部环境相互联系和作用过程的秩序及能力，就表现为系统的功能。
一般说来，化学教学系统的功能主要表现在如下几方面。

一 信息接收
　　化学信息①是化学教学系统运行的基础。可以说，化学教学系统运行过程 就是化学信息获取、加工和使用的过程。
　　从信息传输的观点考察，信息接收是化学教学系统运行的启动环节。信 息接受的能量或水平及其效果如何，对于化学教师、学生与化学教学媒体相 互作用的程度及效果影响深刻。换句话说，化学信息获取的优劣主要取决于 信息接受的水平和效果。譬如，在初中化学教学中，教师引导学生学习(接受) “铁丝在氧气里燃烧”这一新知识，假若不采取措施以突出铁与其他物质的 差异性，而仅仅让学生在已有的知识经验基础从“量”上增添信息，即仅仅 平铺直叙地演示实验现象，可以断定，这样做的效果肯定是欠佳的。从信息 传输原理来分析，获取或接收信息是努力消除或减少对事物了解的不定性， 即改变原来的知识状态，从而获得新的知识。对于化学教学系统而言，这是 化学教学信息对学生作出的初始结果。而化学教学信息不仅包括知识信息， 还包括教学状态信息和教学环境信息②。正如上述实例谈到的“铁跟氧气发生
反 应”是知识信息的表现。在教学时，如果仅仅引导学生接收这一知识信息，
却忽略了师生双方在这一演示实验过程中的交互作用，特别是情感、意向以 及活动能力状态等教学状态信息的传输，再不重视实验条件、教学设备等教 学环境信息的接收，给学生大脑中留下的痕迹和印记是不完整的，从而难以 达到整体优化。
信息接收是学生作为学习主体对于化学信息的感知阶段；对于化学教师
来说，则是运用专业知识和技能对施教的化学教材、学生的情况进行融会接 收，再进行传输的过程。应当说，信息接收的主体是学生，即学生是信息的 接收者，是具有主观能动性的人，学生的主观因素对同一信息的影响和制约 不同，故而信息的作用和价值表征在学生身上也就不同；信息接收的主导作 用来自于化学教师，教师作为有创造性、能动的主要信息源，他对信息的产 生、内容和传输、加工及处理起着组织与领导作用，而且能做到消除干扰， 保证化学教学信息的正确性和有效性。
　　在化学教学中经常传送信息的路径或通道，主要是言语、文字、手势、 表情及形体动作等。这是抛开其内容，仅仅就形式而言的。

二 信息转化
信息转化是与信息接收而同步展开的传输过程。从信息论的观点看，这 是信息接受器将获取的信息编码进行存贮的过程。对于学生在化学教师指导



① 关于信息的本质，学术界尚无定论。我们借助信息论的基本观点，将化学信息看做具有新内容、新意义
的化学数据、情报、消息和知识的总称。
② 吴也显主编：教学论新编，教育科学出版杜 1991 年版，第 12O 页。

下的认识过程来说，这是一个极其复杂的过程，可以大体上区别为在信息获 取的基础上进行传递、加工、存贮的过程。
我们知道，学生的知觉与人们的知觉相似，总是集中注意少数重要的刺 激或刺激的重要方面(信息给出的信号)，而排除次要的刺激干扰，这是信息 接收阶段的一种特征。学生一旦接收了这些信号，随即进行信息转化，将获 取的有效信息内化为智力动作(实现存贮)，以备需要时提取、使用，外化为 外部的实际动作(转化)。对于这一复杂过程，有的学者曾提出过一个普遍抽 象加工系 统①，较形象地表征了信息接收、转化过程，该系统的图示如下。














三 定向控制
　　化学教学系统作为一种有计划、有目的的复杂的信息运动过程，怎样做 到使系统朝向预定目标(有序的方向)发展，或者根据学习需要进行激疑问 难，使学生接收信息向着无序的方向运动，随后再收拢为有序，这就需要依 赖于定向控制。
使学生于迷惘中解疑，豁然开朗，或促使他们对重要结论(信息)于无疑
处生疑，这是教学的艺术，也是化学教师引导学生实现定向控制，以保证从 量和质两方面对信息进行感知、检测、识别、传输、存贮等的教学论要求。 定向控制是调节化学教学信息的运动过程及其力度的重要杠杆。从表面 上看，似乎主动权在化学教师一方。实质上，应当创造条件尽早、尽快地让 学生掌握定向控制的主动权。目标教学和掌握学习就是这类教学的实例。有 的学校实验的教学过程最优化提出的把学习的主动性交给学生有三个统一实 现，即把学习的主 动权交给学生，教师的主导作用与学生的主动性发挥在课 堂教学中统一实现；注意持续学习兴趣的培养，使激发学生的学习兴趣，提 高学习信心与严格训练、严格要求在课堂教学中统一实现；用全面的质量观 统率教学，加强双基、培养能力、严肃学风和指导学习方法在课堂教学中统 一实现①。这些教学论原理也突出了定向控制的精神。教学实践证明，这样实
施的效果是有利于大面积提高化学教学质量的。

四 动力支配
学习过程从本质上讲，是学习者获得经验的过程，是学习者的认知结构 发生变化的过程②，也可以说，学习过程是学习者对意义的获得和运用改造的



① 曹南燕：认知学习理论，河南教育出版社 1991 年版，第 196 页。
① 天津市一中化学组：中学化学教学过程的最优化初探，化学教学，1984 年第 3 期。
② 认知结构是指人的认识活动赖以形成的心理结构，是递进的、多层次的，由低级向高级发展的一种复杂 结构。有的认知心理学者认为，认知结构是学科知识的实质内容或知识结构在学习者头脑中配置的结果。

能动过程。而教学过程则是师生双方的动力增益、互补的一种动态过程。我 们认为，在这种过程中，教师的工作动机对于诱发、引导、强化和发展学生 的学习动机起着启迪发聩的主导作用。教师通过教学组织活动，将自己的动 机转化为学生持续学习的动机，这是教学系统中动力支配的要义所在。
　　这里讲的支配，不是指令性的、机械式的控制或调节，应当是师生相互 信任、理解基础上的耦合、协同，自主、自动的调控。要达到这样的境界， 至少应当具备以下条件：(1)教师要真正理解教育的总目标和教学目的，使自 己的教育教学活动始终处于目标明确、方向正确、状态良好的态势下，以自 己的言行(工作动机外化的表现)来影响、引导、教诲学生。(2)教师要懂得学 生的需要，从利于学生的身心发展出发，组织、实施教与学的各项活动。(3) 在教师的培养教育下，学生能够积极主动地按照教育目标的要求调整自己的 学习认识活动，并及时对教学活动做出反 馈。(4)师生双方应进行多层次的 相互作用，除去物质领域内的以外，大多数教学场合内，主要是非物质的、 精神的和观念的①。
　　要重视动机取决于思维和动机的水平有两个决定因素——对达到目的可 能性的期望及对于目的的评价这一研究结论②对于动力支配的影响。应当明 确，对于认知和情感学习而言，动机状态取决于学习者对自身及其周围世界 的理解。应以此为核心来调控(支配)教学系统的各类认识活动。