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移除书签一 化学实验观察中的理论思维
- 化学实验观察中的知觉定势
化学实验过程中，实验主体首先通过感觉器官同化学实验对象发生联系，接受来自实验对象发出的信息，同时对这些信息进行挑选、加工和翻译， 经过综合分析，才能获得有关感觉信息。化学实验的知觉，是在实验主体同客体相互作用中所获得的感觉信息、感觉材料的基础上形成的，是依赖大脑皮质一系列机能结构的协同活动产生的。它是通过思维活动对感觉信息、感觉材料的组织化、秩序化，是对实验客体的整体性的直接感性反映形式。要提高知觉的敏锐性，主要依赖于一定的知觉定势。知觉定势包括原有的知识、经验和需要、兴趣、情绪、注意以及价值观念等因素。知觉定势是整理、组织感觉信息或感觉材料，完成一个知觉过程的准备状态，对知觉的形成有重要影响。如果化学实验主体对某一类实验客体有一定的知识储备或经验准备，就能通过观察在较短的时间内形成该实验客体的整体性知觉。反之，如果缺乏最低限度的知识准备或经验准备，形成整体性知觉就比较缓慢，甚至很困难。
化学实验主体对实验目的愈明确，达到实验目的的要求就愈强烈，通过实验观察也愈能鲜明地形成实验对象的知觉。如果没有达到实验目的的强烈要求，对实验对象产生的某些重要实验事实可能熟视无睹，甚至并不能知觉到它的产生和存在。实验观察中的兴趣也会影响对实验对象的知觉，如果对实验观察有浓厚的兴趣，对实验对象的知觉也愈敏锐。实验观察中注意力集中的部分，能够从其他部分分化出来，从而使知觉清楚、明晰。
- 化学实验观察中的观察陈述
通过观察获得的实验对象的知觉信息，要用科学的观察语言表述出来。在化学实验观察中的观察语言都是与特定的化学理论相联系着的。这些理论形成了观察时的理论框架，离开了这个框架就无法进行观察陈述。例如，石蕊试液遇盐酸变成红色，酚酞试液遇盐酸不变色，石蕊试液遇氢氧化钠溶液变蓝色，酚酞试液遇氢氧化钠溶液变红色。这里的观察陈述所使用的语言是以电解质溶液理论为理论框架的。对于化学学科来说，用于观察陈述的语言是化学中的专业术语(化学概念)或专用的化学符号。如上面提到的盐酸(HCl)、氢氧化钠(NaOH)、酚酞试液和石蕊试液等便是化学专业术语(化学符号)。语言作为思想内容都有它的一定语义。语义总是表达一定的思维。化学思维是运用化学概念、化学理论进行推理的过程。因此，实验观察者原有的经验和化学理论背景在观察中是极为重要的。实际上，没有理论渗透的纯粹观察是不存在的。爱因斯坦曾指出：“是理论决定我们能够观察到的东西。只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本
现象。”①
观察陈述是否精确，除了取决于实验观察本身是否精确之外，还跟观察所使用的化学术语、化学符号以及陈述的结构是否精确相关。而这些又决定于观察陈述者的观察能力、化学理论水平和思维能力。实验中通过观察陈述， 把观察到的客现事实，转化成为由化学专业语言加以记录、描述的化学实验事实，它作为化学科学认识的原始素材的事实，可以进一步用理论思维来加工，使认识达到更高层次。
首先，在化学科学认识中，由前人发现、创建的化学理论，成为后人进行化学实验观察的前提条件，起着一种理论框架的作用。原先的理论参与了观察过程和观察陈述，并起着十分重要的作用。但是观察的任务并不是单纯把观察到的实验事实纳入先前的理论框架之中。观察的客观性原则要求我们在实验中的观察应该尊重观察到的客观事实。如果实验中的观察受先前的理论框架所束缚和限制，那么很多新的实验事实就会观察不到，这就失去实验研究中观察的意义。
化学史上许多重要理论的建立和发展表明，在实验观察中掌握的新事实、新经验材料，通过观察陈述，往往能突破原先的理论框架，并以此为基础形成新的理论系统结构。化学实验中观察的意义就在于它为新理论的建立提供科学事实的根据，为新理论的真理性奠定客观基础。因此，爱因斯坦强调：“理论所以能够成立，其根据就在于它同大量的单个观察关联着，而理论的‘真理性’也正在于此。”①
对于学生来说，他们虽然不能通过化学实验观察，为化学科学理论的发展提出什么新的实验事实，但对学生本身来说，他们在实验的观察中，教师既要引导他们发挥原有已掌握的理论框架的作用，又要鼓励学生敢于冲破自己已有的理论框架的束缚，提出对他们来说是新事实、新的感性材料，这对他们形成新概念、新理论，同样具有重要意义。
其次，不论是化学科学研究的实验，还是化学教学中的实验，通过观察都可以掌握大量的实验事实，但是“单凭观察所得的经验，是决不能充分证明必然性的”②。也就是说，化学实验主体通过实验观察所得到的观察事实或感性材料，要用观察陈述做出关于观察事实(或经验事实)的判断，然而这种判断还不能充分揭示和证明普遍的必然性。只有在这个基础上，进一步运用理论思维的方法，对经验事实或材料进行加工处理，才能揭示出实验对象的内在本质和必然性。
