基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新理念
——再議實(shí)驗(yàn)教學(xué)之本質(zhì)

蘆昌盛，王鳳彬，劉斌，田笑叢，馬海鳳

化學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(南京大學(xué))，南京 210023

1999年，國(guó)家化學(xué)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)就化學(xué)教學(xué)改革召開會(huì)議，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”等方面問(wèn)題迫切需要解決和推進(jìn)。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校，仍以“四大化學(xué)”為基礎(chǔ)，組織本科生化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[1]。

之后，國(guó)內(nèi)高校開始陸續(xù)探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[2,3]。2005年，教育部啟動(dòng)了國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的評(píng)審，有力推動(dòng)了各實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心不斷建設(shè)提升和持續(xù)教學(xué)改革的進(jìn)程；2010年，有文獻(xiàn)總結(jié)認(rèn)為，經(jīng)過(guò)10多年建設(shè)，高校普遍建立了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)–中級(jí)實(shí)驗(yàn)–綜合實(shí)驗(yàn)–創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)–畢業(yè)論文”的一體化教學(xué)模式[4]。

2009年，教育部啟動(dòng)了“基礎(chǔ)學(xué)科拔尖學(xué)生培養(yǎng)試驗(yàn)計(jì)劃”；在化學(xué)等5個(gè)學(xué)科領(lǐng)域先行試點(diǎn)，并率先在清華大學(xué)、北京大學(xué)、南京大學(xué)等11所重點(diǎn)高校實(shí)施(后拓展至18所)。面對(duì)國(guó)家的新要求，相關(guān)高校再次對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行深入、細(xì)致的梳理和調(diào)整，發(fā)展出“基礎(chǔ)–綜合–研究”等類似的多層次教學(xué)設(shè)計(jì)[5]。

2016年，全國(guó)范圍內(nèi)建成的化學(xué)與化工類實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心已經(jīng)增至65個(gè)，使得化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革更為系統(tǒng)化；并且出現(xiàn)了打破化學(xué)二級(jí)學(xué)科界限的新“一體化體系”(基本操作–合成方法–綜合實(shí)驗(yàn)–開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn))，形成3種教學(xué)體系并存的局面[6]。

2017年，教育部發(fā)布《化學(xué)類專業(yè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議內(nèi)容》(后文簡(jiǎn)稱“建議內(nèi)容”)[7]，希望進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的改革、內(nèi)容更新和體系重構(gòu)。在對(duì)該《建議內(nèi)容》的解讀文獻(xiàn)中，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)調(diào)整為：通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生具有動(dòng)手能力、科學(xué)素養(yǎng)、綜合解決復(fù)雜問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力[8]。

回顧20多年來(lái)的改革歷程可以看到，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在理念、內(nèi)容、組織、質(zhì)量評(píng)價(jià)、體系設(shè)計(jì)等方面都獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并且寫進(jìn)了《化學(xué)類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》[9]。

但是，十九大給高等教育和高校提出了新挑戰(zhàn)，也促進(jìn)了我們對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深層次思考，即基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)是什么？

1 對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)知現(xiàn)狀

教學(xué)理念的革新，具有提綱挈領(lǐng)的指導(dǎo)性地位和作用；化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系與教學(xué)模式的改革，同樣以教育認(rèn)知和思想觀念為先導(dǎo)[2,10]。

改革開放之初，由于我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家在自然科學(xué)體系方面的整體差距巨大，“知識(shí)就是力量”成為隨后40年最深入人心的大眾口號(hào)和教育理念；反映在高校教學(xué)體系當(dāng)中，就使得課程設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)定位在“傳播知識(shí)”。因此，20年前的高?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，便是按照“四大化學(xué)”這樣的知識(shí)理論體系來(lái)認(rèn)知和組織。

在此前提下，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程被視作對(duì)化學(xué)基本理論和知識(shí)體系的“驗(yàn)證”和“補(bǔ)充”，或是其“附屬”，教學(xué)目標(biāo)被解讀為“鞏固化學(xué)理論”和“理論聯(lián)系實(shí)際”[11–13]。

隨著國(guó)家級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心的建設(shè)和發(fā)展，以及《高等學(xué)?；瘜W(xué)類專業(yè)指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》、《化學(xué)類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》等文件的出臺(tái)，化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革潮流逐漸從“知識(shí)導(dǎo)向型”與“技能導(dǎo)向型”向“能力導(dǎo)向型”與“素質(zhì)導(dǎo)向型”演變，而且目前仍處于這個(gè)轉(zhuǎn)變之中。從教育認(rèn)知來(lái)看，這是對(duì)“傳播知識(shí)”之外的其他目標(biāo)因素的重要認(rèn)知改進(jìn)；不過(guò)，由于缺乏對(duì)“知識(shí)”本身以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本質(zhì)的深入思考和透徹認(rèn)知，實(shí)驗(yàn)課程本身往往處在“身不由己”的尷尬境地。

一方面，有的時(shí)候、以及在某些場(chǎng)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位和作用被籠統(tǒng)地稱為“不言而喻”和“無(wú)法替代”[14]；但因不能準(zhǔn)確認(rèn)知、描述和定位其實(shí)質(zhì)與功能，化學(xué)實(shí)驗(yàn)始終扮演化學(xué)理論的依附角色，而且事實(shí)上也大范圍、不間斷地在學(xué)生那里(廣義上也包括教師、學(xué)科專業(yè)，以及高校層次)“遇冷”[15]。因此，許多教學(xué)研討和教改思路的落腳點(diǎn)，放在了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“趣味化”“生活化”“綜合化”“地域化”“特色化”等形形色色方面[13,14]。

另一方面，出于對(duì)化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)屬性的尊重，以及對(duì)“拔尖”和“創(chuàng)新”等概念的追捧，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程又往往被過(guò)高評(píng)估，認(rèn)為“不僅在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力、運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、授予學(xué)生知識(shí)和技能、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展、樹立科學(xué)思維方式等方面有獨(dú)特作用，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的辯證唯物觀和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度及訓(xùn)練科學(xué)方法等方面也具有重要意義。”；簡(jiǎn)言之，就是幾乎無(wú)所不能[6,14]。這樣，就造成了無(wú)法客觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的自我困境，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革脫離本源、漸行漸遠(yuǎn)：(1) 若教改步調(diào)急進(jìn)(改革教學(xué)目標(biāo))，則傾向于得出實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠培養(yǎng)“創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神”的結(jié)論[12]；但若果真如此，“拔尖計(jì)劃”等項(xiàng)目就不需要費(fèi)心費(fèi)力地建設(shè)，簡(jiǎn)單按照教學(xué)計(jì)劃執(zhí)行即可，甚至學(xué)術(shù)大師、頂尖人才，以及“創(chuàng)新”本身也可以依靠制定教學(xué)計(jì)劃來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2) 若教改步調(diào)緩和(改革教學(xué)內(nèi)容和模式)，則有可能落腳在提升實(shí)驗(yàn)層次、盡早與科研接軌的做法上；如同在理論課程教學(xué)上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的認(rèn)知一樣，有些教學(xué)單位簡(jiǎn)單地把課程下壓(例如，把研究生的培養(yǎng)模式下行至本科階段，或者把本科生高年級(jí)的課程填入低年級(jí)學(xué)期等等)，并將之作為意義重大的改革措施和唯一方向。這種理念，甚至與“符合學(xué)生認(rèn)知水平”的教學(xué)基本原則不相匹配。

因此，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身的認(rèn)知，某種程度上成為目前教學(xué)改革的關(guān)鍵鏈條：恰如其分的認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)，將引領(lǐng)改革走上快車道和超車道；而模糊、或者不恰當(dāng)?shù)亩ㄎ唬瑒t使得改革進(jìn)退維谷、困于囧途。

2 對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新看法

事實(shí)上，“知識(shí)就是力量”的論斷，因?yàn)閭鞑ナ侄瓮伙w猛進(jìn)地變革和發(fā)展，到今天已經(jīng)不太合適了。幸運(yùn)地是，人類社會(huì)對(duì)知識(shí)本身的認(rèn)知，隨著經(jīng)濟(jì)和文化的進(jìn)步也在不斷發(fā)生演進(jìn)。

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)在1996年提出的報(bào)告《以知識(shí)為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)》里，曾經(jīng)明確給出了四類知識(shí)的概念，包括“Know-what、Know-why、Know-how、Know-who”。Know-what是指事實(shí)方面的知識(shí)，Know-why是指自然和客觀規(guī)律的科學(xué)理論體系；Know-how是指做某些事情的技能、程序、工藝、訣竅等，Know-who涉及誰(shuí)掌握知識(shí)及誰(shuí)知道如何運(yùn)作等信息。前兩類知識(shí)歸屬于可傳播的人類認(rèn)知；后兩類知識(shí)歸屬于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，通常受限于技術(shù)手段和經(jīng)濟(jì)利益而不容易被傳播和集成[16]。

作為一個(gè)簡(jiǎn)單類比，當(dāng)我們從“四類知識(shí)”的視角去審視化學(xué)理論課程與實(shí)驗(yàn)課程的本質(zhì)時(shí)，可以試做如下分析和理解。

理論課的教學(xué)，明顯具有傳播“第一類”和“第二類知識(shí)”的特征；我們正是通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)，才能高效地掌握知識(shí)理論和構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。因此，理論課的教學(xué)本質(zhì)，就是以知識(shí)傳播、散布、包括再創(chuàng)造(可以更多地體現(xiàn)在研究生課程中)為主的對(duì)客觀世界的人類感知和認(rèn)知。

實(shí)驗(yàn)課程的開展，其主要目的(我認(rèn)為)不必是為了知識(shí)理論和體系架構(gòu)的學(xué)習(xí)；尤其是低年級(jí)(特別是新生的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很難說(shuō)它是為了理論課教學(xué)所做的補(bǔ)充(譬如經(jīng)典的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)“食鹽的提純”以及化學(xué)原理實(shí)驗(yàn)“氣體常數(shù)R的測(cè)定”)。更恰當(dāng)?shù)卣f(shuō)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了教會(huì)學(xué)生如何做事情的習(xí)慣、規(guī)范和方法，具有顯著的傳播“第三類知識(shí)”的特征。因此，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的重點(diǎn)，既不只是培訓(xùn)學(xué)生特定的技能，也不是如同科研試驗(yàn)一樣，培養(yǎng)學(xué)生探索特定領(lǐng)域的方式和方法(這些應(yīng)該是研究生教育的目標(biāo))，而是展示給學(xué)生對(duì)于客觀、實(shí)際問(wèn)題的(近似)解決方案。

如果對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的如此認(rèn)知是有道理的，那么我們就可以明確地說(shuō)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程不是完全用來(lái)學(xué)習(xí)基本理論的，也不是僅僅為了培養(yǎng)基本技能的；它不是僅僅服務(wù)理論課教學(xué)而設(shè)立的輔助課程、驗(yàn)證課程，也不是具有“全面功效”的科研預(yù)演。

3 對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新實(shí)踐

當(dāng)剝離基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)被賦予的傳播“第一類和第二類知識(shí)”的功能之后，我們還能夠開展和組織實(shí)驗(yàn)課程，以及對(duì)學(xué)生做出適當(dāng)評(píng)價(jià)嗎？下面，用兩個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例來(lái)演示我們?cè)谧罱惠喗虒W(xué)當(dāng)中的新嘗試。

這是一個(gè)特別典型的案例(表1)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于大一新生來(lái)說(shuō)，以往幾乎被認(rèn)為是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)而備受冷遇；包括我們，一度也在教學(xué)計(jì)劃中將之“雪藏”。但是，換個(gè)視角，當(dāng)從傳授“第三類知識(shí)”的角度審視它時(shí)，這是個(gè)多么好的教學(xué)素材！首先，毫無(wú)疑問(wèn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟荒芤暈椤暗玫綔?zhǔn)確的氣體常數(shù)R值”，因?yàn)樵摮?shù)有極高精度的公認(rèn)值可以查驗(yàn)。其次，該實(shí)驗(yàn)也不能說(shuō)成是為了“驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程式”(對(duì)于大一新生的理論學(xué)習(xí)和科學(xué)認(rèn)知幫助不大)。因此，該實(shí)驗(yàn)對(duì)于解讀和傳播“第三類知識(shí)”顯得極為直接和明晰。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，即中心任?wù)，就是“如何”準(zhǔn)確地測(cè)定氣體常數(shù)R。我們認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，可以理解成：為了解決一個(gè)中心任務(wù)而采取的各種合理措施和正確步驟，并最終形成解決方案、以及對(duì)此方案的評(píng)價(jià)(表1)。

表1 實(shí)驗(yàn)一：摩爾氣體常數(shù)R的測(cè)定

通過(guò)教師誘導(dǎo)，可以提示學(xué)生：數(shù)值的精確程度，來(lái)自測(cè)量方法和數(shù)據(jù)處理兩部分；而在測(cè)量部分，各個(gè)待測(cè)物理量的難易程度不同、誤差大小也不同。所以，實(shí)驗(yàn)任務(wù)就進(jìn)一步解析為如何準(zhǔn)確獲得原本誤差較大的數(shù)據(jù)，以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理？在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，需要哪些技術(shù)和能力進(jìn)行支撐？繼續(xù)往下深化、細(xì)化，則還可以提出：如何安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間、提高時(shí)間效率？有無(wú)實(shí)驗(yàn)安全方面的問(wèn)題？有無(wú)“三廢”問(wèn)題？

這樣以“任務(wù)”為中心節(jié)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，具有“非標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)”和“個(gè)性化解決方案”的特征。因?yàn)槊恳淮尉唧w的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容都不一樣，所以每次的“任務(wù)”類型和重點(diǎn)都不相同，每個(gè)操作者的觀察視角和學(xué)習(xí)收獲不再趨同，也就不再要求學(xué)生必須書寫格式一致的實(shí)驗(yàn)報(bào)告(最近一輪教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)際上我們?nèi)匀谎永m(xù)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作要求；此外，還要求每位學(xué)生另作一份新的“實(shí)驗(yàn)導(dǎo)圖”。)；因而，可以“逆向”推動(dòng)學(xué)生積極地投入實(shí)驗(yàn)操作和總結(jié)、反思，并改變他們對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)意義的重新定位和思考。

隨著通訊方式和信息傳播速度的升級(jí)換代，學(xué)生們很容易從各種渠道獲得各式標(biāo)準(zhǔn)的“實(shí)驗(yàn)報(bào)告”(可參考“百度文庫(kù)”中的范本)，極大地抵消(或者對(duì)沖)了教師為提高教學(xué)質(zhì)量而構(gòu)造和設(shè)置的教學(xué)疑難、標(biāo)準(zhǔn)，以及教學(xué)反饋，事實(shí)上使得教改“成本”不斷上升。這樣的“教”“學(xué)”競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)偏離了“相長(zhǎng)”的理想航道；如果任其發(fā)展、不加甄別，則對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)觀和價(jià)值觀非常不利(即教學(xué)不能起到“打開學(xué)生心扉”的作用，不能誘導(dǎo)學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”)，而有利于滋長(zhǎng)利己、小資、投機(jī)等個(gè)人主義情緒；即使表面上完成了教學(xué)計(jì)劃，也不能真地評(píng)價(jià)為“成功”。

例如，學(xué)習(xí)者1以大量篇幅和看起來(lái)完整的部件，給出了實(shí)驗(yàn)方案-1 (圖1)。但是，仔細(xì)校閱會(huì)發(fā)現(xiàn)，它只是原本實(shí)驗(yàn)報(bào)告的翻版，沒(méi)有體現(xiàn)出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的認(rèn)知過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)后的學(xué)習(xí)反思。

圖1 實(shí)驗(yàn)方案-1

相形之下，學(xué)習(xí)者2以簡(jiǎn)略篇幅和完全不同于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的思維結(jié)構(gòu)，給出了實(shí)驗(yàn)方案-2 (圖2)：

圖2 實(shí)驗(yàn)方案-2

(1) 中心任務(wù)明確：精確測(cè)定。

(2) 主要因素抓得很準(zhǔn)：原始數(shù)據(jù)獲取以及數(shù)據(jù)處理。

(3) 能夠進(jìn)行因素分析：根據(jù)測(cè)量的不確定性(或者精準(zhǔn)程度)進(jìn)行區(qū)分。

(4) 能夠針對(duì)具體因素給出對(duì)策：如何稱準(zhǔn)質(zhì)量以及如何測(cè)準(zhǔn)體積。

(5) 注重規(guī)范：總結(jié)和歸納實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)以及實(shí)驗(yàn)安全。

(6) 反思自己的認(rèn)知過(guò)程：能力要求、技巧及改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)方案-2具有明顯的主動(dòng)學(xué)習(xí)特征：學(xué)生在積極、充分接收到教師教學(xué)信息之后，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮瓦^(guò)程的重新組織和構(gòu)建；并在一定范圍內(nèi)不斷檢視自己的學(xué)習(xí)認(rèn)知過(guò)程，同時(shí)充分保留實(shí)驗(yàn)教材中原本的基本內(nèi)容和規(guī)范。通過(guò)此方案及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，我們不能評(píng)估其獲得“第一類和第二類知識(shí)”的情況；但是，對(duì)該學(xué)生學(xué)習(xí)“第三類知識(shí)”的教學(xué)質(zhì)控，我們可以有理有據(jù)地給其以“優(yōu)等”的評(píng)判。

粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)，曾經(jīng)被大多數(shù)本科生教學(xué)實(shí)驗(yàn)室所采用，現(xiàn)在通常被認(rèn)為“陳舊”而“無(wú)趣”。但是，當(dāng)我們轉(zhuǎn)換教學(xué)認(rèn)知和實(shí)施新方法后，它再次煥發(fā)出光彩：這是一個(gè)比較完善的解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐方案，非常有助于培養(yǎng)學(xué)生置身于真實(shí)場(chǎng)景中的學(xué)習(xí)認(rèn)知、體驗(yàn)，以及反思等習(xí)慣(表2)。從實(shí)驗(yàn)方案-3 (圖3)，我們也能夠清晰地看到學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的痕跡。(限于篇幅不再細(xì)述)

表2 實(shí)驗(yàn)二：粗鹽的提純

圖3 實(shí)驗(yàn)方案-3

通過(guò)以上兩個(gè)教學(xué)實(shí)例不難發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)，似乎可以更準(zhǔn)確地表述為：提供給學(xué)生各種各樣實(shí)際問(wèn)題的解決方案。特別對(duì)于大學(xué)新生來(lái)講，他們的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)都處于積累階段；因材施教的教學(xué)原則就決定了，不能把“創(chuàng)新”當(dāng)作是指導(dǎo)原則來(lái)組織低年級(jí)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程，盡管出于各種考慮我們(包括教師和教學(xué)單位)迫切地希望他們能夠快速地具備各種能力和創(chuàng)新精神。因此，有必要在國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的新時(shí)代，重新審視前20年教學(xué)改革的發(fā)展方向和所獲成果；在我們之前容易忽視和認(rèn)識(shí)不清的環(huán)節(jié)(特別是面向低年級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué))，進(jìn)行教學(xué)理念和思想的重鑄，使得整個(gè)教學(xué)體系更加切實(shí)可行、符合國(guó)情實(shí)際，給予教學(xué)改革更多地探索余地和上升空間。

此外，包括以上兩個(gè)案例在內(nèi)的上一輪改革實(shí)踐的教學(xué)對(duì)象，實(shí)際上既包括化學(xué)專業(yè)，也覆蓋了更多化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生(例如醫(yī)學(xué)院新生)。因此，從傳播“第三類知識(shí)”的教學(xué)理念出發(fā)，我們?cè)凇敖虒W(xué)目標(biāo)”之外，提出了“教學(xué)班級(jí)目標(biāo)”的觀點(diǎn)：即實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要完成本身的課程目標(biāo)(通用素養(yǎng)和一般解決方案)，還要兼顧該班級(jí)的專業(yè)，甚至是職業(yè)特質(zhì)；尤其是對(duì)化學(xué)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，可以培養(yǎng)職業(yè)特質(zhì)為主要目的，而以培養(yǎng)必要的實(shí)驗(yàn)技能和方案為次要目的。

以我們剛剛實(shí)踐過(guò)的南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院本科新生班級(jí)“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”課程為例，他們是未來(lái)的職業(yè)醫(yī)師；因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能帶給學(xué)生們什么樣的“第三類知識(shí)”，顯得特別值得探討。通過(guò)教師研討和教學(xué)反思，我們認(rèn)為就這個(gè)班級(jí)而言，教學(xué)特點(diǎn)和深度要準(zhǔn)確把握；既不能馬馬虎虎作淺顯要求，也不宜在某些環(huán)節(jié)作刻板的嚴(yán)格要求。需要針對(duì)他們未來(lái)職業(yè)特質(zhì)的需求來(lái)進(jìn)行教學(xué)塑造和培養(yǎng)，包括以下幾方面：(1) 細(xì)心、大膽、手眼配合；(2) 標(biāo)準(zhǔn)化操作；(3) 數(shù)據(jù)處理；(4) 糾錯(cuò)和邏輯溯源；(5) 團(tuán)隊(duì)合作。

有了這樣的教學(xué)認(rèn)知，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中，在指導(dǎo)學(xué)生做事情的技能和程序的過(guò)程中，就能夠有的放矢、如臨其境；使得教學(xué)計(jì)劃既具有集成性、也具有靈活性，同時(shí)也促進(jìn)了教師們不斷提升自己的教學(xué)反思水平和教學(xué)自覺(jué)。這次教學(xué)改革的思想和實(shí)踐，在課程結(jié)束時(shí)獲得了學(xué)生非常好的評(píng)價(jià)(數(shù)據(jù)略)。

4 “第四類知識(shí)”、元認(rèn)知、與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系

元認(rèn)知(metacognition)是1976年美國(guó)心理學(xué)家J. H. Flavell在“Cognitive Development”中所提出；根據(jù)他的觀點(diǎn)，元認(rèn)知就是個(gè)體在對(duì)自身認(rèn)知過(guò)程考查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行自我反思和調(diào)控。元認(rèn)知包括3方面內(nèi)容：(1) 元認(rèn)知知識(shí)，即個(gè)體關(guān)于自己或他人認(rèn)知活動(dòng)的知識(shí)；(2) 元認(rèn)知體驗(yàn)，即個(gè)體的認(rèn)知經(jīng)歷和體驗(yàn)；(3) 元認(rèn)知監(jiān)控，即個(gè)體在認(rèn)知反思之中、或之后，對(duì)自身認(rèn)知活動(dòng)的監(jiān)控、評(píng)價(jià)和調(diào)節(jié)，以達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)[18,19]?！霸J(rèn)知?jiǎng)t是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知，即對(duì)該心智活動(dòng)的計(jì)劃、監(jiān)控、反思以及根據(jù)解決問(wèn)題的不同情境靈活機(jī)智地進(jìn)行認(rèn)知策略改組的心智活動(dòng)[20]”。

如果我們把經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)提出的“第四類知識(shí)”–Know-who–略作改動(dòng)，換成“Know-myself”，可以使得我們的教學(xué)、教育理念在高等教育領(lǐng)域(尤其是本科生教育層次)變得更加完備而自洽。更進(jìn)一步，是否可以再把“Know-myself”等同于粗略的“元認(rèn)知”？目前為止，我們還沒(méi)有看到教育理論上作這樣的關(guān)聯(lián)和立論；但是，如果能夠這樣設(shè)想，我們就可以大膽地引申高等學(xué)?；A(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教改的意義和方向。

例如，在確定基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本質(zhì)是“Know-how”的教學(xué)預(yù)期之上，當(dāng)我們?cè)侔呀虒W(xué)目標(biāo)設(shè)定為誘導(dǎo)學(xué)生“Know-myself”，那么實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身的組織和改革就煥然一新：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程將圍繞“解決方案”(而不是科學(xué)理論、知識(shí)點(diǎn)以及“技能樹”)展開；在指導(dǎo)學(xué)生利用自身學(xué)習(xí)能力以及反思和調(diào)控機(jī)制親歷問(wèn)題解決的過(guò)程中，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)、認(rèn)知、個(gè)體和社會(huì)行為等特點(diǎn)，并且及時(shí)反饋到實(shí)踐認(rèn)知中去，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，形成“實(shí)踐–認(rèn)知–調(diào)整–再實(shí)踐”的循環(huán)；在有限的時(shí)間和空間(包括實(shí)驗(yàn)條件)中，最大程度地提升學(xué)生個(gè)體的元認(rèn)知(元學(xué)習(xí))能力和水平。從這個(gè)角度看，許多成熟、但是相對(duì)陳舊的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，完全可以通過(guò)新的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)方法獲得“脫胎換骨”的變化，成為指導(dǎo)學(xué)生“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”的可靠而寶貴的資源；而基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要方向，完全可以借鑒元學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)模式，獲得理論和實(shí)踐方面的眾多參考[21]。

5 結(jié)語(yǔ)

站在更高一點(diǎn)的層次，如果將傳播“第三類知識(shí)”“第四類知識(shí)”以及“元認(rèn)知”都納入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)理念范疇，那么我們就能夠清晰地看到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程不同于理論課程的重要特點(diǎn)：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是以“第三類和第四類知識(shí)”為載體、以提升“元認(rèn)知”能力為目的、以教師和學(xué)生的個(gè)體特質(zhì)為基本單元、以自我實(shí)時(shí)調(diào)控和即時(shí)評(píng)價(jià)為特點(diǎn)的教學(xué)活動(dòng)。正是從這個(gè)意義上講，實(shí)驗(yàn)課程才具有“不可替代”的作用和地位，不必成為理論課程的附屬物。當(dāng)然，將基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程拔高到培養(yǎng)“創(chuàng)新人才”的地位也并不合適；真實(shí)而有價(jià)值的“創(chuàng)新”如何培育和發(fā)生，恐怕遠(yuǎn)非我們這里的一點(diǎn)討論所能解決的問(wèn)題。

如果這樣的思路和中心明確，那么我們就不會(huì)再糾結(jié)于基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改革是否應(yīng)該“趣味化”“綠色化”“特色化”“綜合化”“創(chuàng)新化”“高階化”等問(wèn)題；這些因素和方向都可以嘗試，但是它們都不一定是最為本質(zhì)的、最有發(fā)展空間和余味的教學(xué)認(rèn)知與實(shí)踐。