一 化学实验

化学是在原子、分子水平上,研究物质的组成、结构、性质和变化规律的一门基础自然科学。化学的产生和发展,以至被确立为一门真正的科学, 不仅与人类的生产活动密切相关,而且始终与化学实验紧密联系着。化学科学和技术上的重大发现和突破,一般都不是直接来源于生产实践,而是首先在化学实验中取得成果,然后再应用到化学生产实践中去。如 1919 年英国科学家 E.卢瑟福利用α粒子散射实验研究各种元素的原子核时,用镭作为α射线源对氮进行轰击时,发现产生一种新的、射程长、质量小的粒子,经研究得知这种微粒的质量与氢原子相等,带一个正电荷,卢瑟福把它叫质子,这是在实验室里实现的第一个人工核反应实验。后来他又发现用α粒子轰击硼、氟、钠、铝、磷等也会发生类似的核反应,这些实验进一步证明了原子核中都存在着质子这种微粒。这一重大发现为原子核模型的建立提供了可靠的依据。又如,1878 年德国化学家拜耳(A.V.Baeyer,1835—1917)在实验室里人工合成了靛蓝,这是科学史上出现的一项巨大成就,这项研究成果为靛蓝的工业生产奠定了科学基础。化学史的大量事实有力地证明了化学实验是化学科学和化学工业发展的重要基础。可以说,没有化学实验,就不可能有近代和现代的化学科学,没有实验就不可能有化学科学的长足进步和发展。化学实验在化学教学中占有重要地位,化学教学质量的高低,在很大程度上决定于是否能充分发挥化学实验的作用。因此,对什么是化学实验、它有什么优点和特点等进行分析和探讨,提高认识,以便自觉地运用化学实验进行科学研究和化学教学,这对加速化学科学的迅速发展,促进化学生产的进步以及提高化学教学质量都具有重要意义。

所谓的化学实验就是根据化学实验目的,实验者运用实验仪器、设备及装置等物质手段,在人为特定的实验条件下,变革化学实验对象的状态或性质,通过实验观察获得各种化学科学事实(即化学实验事实)的一种科学研究方法。

化学实验与化学观察是既有联系,又有区别的两种化学科学研究方法(或化学教学方法)。化学观察与化学实验二者是相互依存的,化学观察是化学实验的前提,化学观察依赖于化学实验,化学观察需要化学实验的证实;化学实验必须进行观察,实验离不开观察。特别是在现代化学科学技术中,化学实验是同化学观察紧密结合在一起的,它们都是对研究对象进行有目的、有计划的特殊实践活动。但是化学实验克服了纯粹观察(自然观察)的局限性,

① 舒炜光等编:自然辩证法原理,吉林人民出版社 1984 年版,第 120 页。

它有许多自然观察所不具有的优点。