一 化学学习者的内在条件

学习者是化学学习系统的主体。学习者为什么要学习化学？原因可能是他想解决跟化学有关的问题，可能是他认识到化学对现代和未来社会的重要意义，可能是他对研究物质及其化学变化感兴趣，可能是为了提高自己的素质，模仿化学家等被他仰慕的人物，也可能是为了将来升学、就业的需要， 或者是迫于家长或教师等方面的压力，希望取得好成绩、得到某种奖励等等。总而言之，化学学习的发生需要学习者具有一定的动机，动机是推动学习者学习化学行为的内部动力。学习化学的动机产生于学习者的某种需要。在需要的基础上，在生活、实践过程中形成和发展起来的对化学的兴趣和化学求知欲，是化学学习动机中最现实和最活跃的成分，是激发学习者主动地、积极地学习化学和提高化学学习效果的重要条件。

学习化学需要具备一定的知识技能基础。例如，在学习元素周期律之前， 需要具备足够的具体元素及其化合物的知识；在学习根据化学方程式计算之前，应先了解化学方程式的意义、学会写化学方程式、学会根据分子式计算物质的分子量以及列比例式计算等等。

一般地说，初中化学是高中化学的基础，中学化学是高等化学的基础，所以中学化学又被称为基础化学。通常把最一般、最根本、可以广泛地作为研究个别物质和化学现象的支柱和工具的化学概念、化学知识和化学技能分别称为化学基本概念、化学基础知识和化学基本技能。显然，掌握化学基本概念、基础知识和基本技能是学好化学的重要条件。上面是对已经开始学习化学的学习者说的。这里会提出一个问题：对于刚刚开始学习化学的学习者来说，他尚未进行化学学习活动，尚未掌握化学的基本概念、基础知识和基本技能，难道他就不能学习化学吗？始学化学者需要不需要化学知识技能基础？他学习化学基本概念、化学基础知识和化学基本技能的基础又是什么？为了说明这个问题，让我们分析一下初学化学的第一课：初学化学一般

都是从什么是化学、什么是化学变化并且初步接触化学实验开始的。学习者要了解化学、化学变化等概念，他必须先了解一些概念并且能跟自己接触过的实例联系起来，如下表所示：

在观察化学实验时，他应该能根据他已有的对于某些物质的知识来作出有关的判断，例如判断原有物质的消失、新的物质生成等等。

可见，初学化学也是需要一定的知识技能经验作基础的。让刚入小学的学生就开始学习化学显然很不适宜，这不正是跟他们缺少必要的知识技能经验基础有关吗？初学化学者应该具备什么样的知识技能基础呢？让我们来看一些事实：

向从未学过化学的小学生演示氧化汞分解为汞和氧气的实验，不作任何解释并且问他们：“根据这个实验，氧化汞是由什么组成的？”他们一点也不知道怎么回答，因为他们还没有想过“物质可以有组成”。

向他们演示金属铜跟浓硝酸的反应或者演示硝酸铅溶液跟碘化钾溶液的反应，他们会感到惊奇，并且用“冒红烟”、“变出金子”来描述观察到的现象，无法作出这是化学反应的判断，因为他们还没有适当的概念来认识、理解和描述这些现象。他们看到过魔术、烟和金子，所以就把这些实验跟有趣的“魔术”联系起来，用“烟”、“金子”等概念来描述这些新看到的事物。

但是，在演示硝酸钾在水里溶解、镁带在空气中燃烧而不做解释时，他们能正确地用溶解（“化”）、燃烧（“烧”）来描述，因为他们已经有了溶解和燃烧的初步概念。

可见，始学化学者是以他们在先前的学习和生活中获得的跟化学有关的经验为化学学习基础的。瑞士心理学家皮亚杰（J.Pi-aget，1896—1980）在研究个体认识的起源和发展时，曾经提出图式（schema，又译作格局）的概念。他认为，个体是通过自己原来具有的“图式”来同化外来刺激，把外来刺激纳入原有的图式之内，或者调节、改变原有图式来适应外界环境的。适应是智力的本质，它包括同化和调节两种作用和机能，人正是通过原有图式的同化和调节作用使自己的认识结构不断发展的①。学生在先前经历中形成并为后来的化学学习赖以为基础的经验和概念，正是皮亚杰所说的“图式”； 始学化学时的原始图式，乃是在以前的其他学科学习和生活中获得的有关经验和概念。

曾经有人试验用三年制初中化学课本在四年制初中三年级开设化学课， 在一开始就遇到了很大的困难：学生没有学过物理，还不知道什么是物质、什么是物质的性质、组成、变化，尚未具备质量、密度等概念，也没有接触过天平、量筒等仪器，几乎对于初中化学中每一个极为平常、普通的名词、术语都要设法作出一番解释，真可谓举步维艰！这说明，尽管化学越来越深入人们的生活，青少年接触现代化学事物的时间越来越提前，只凭生活经验作为学习化学的知识技能基础仍然是不够的，还需要让他们先观察、接触、操作某些化学事物，才能顺利地展开化学学习活动。所以，化学实验是化学学习的重要基础。

学习化学还需要其他学科方面的有关知识技能作基础。这里所说的其他学科中，最重要的当推物理学和数学。这是因为，物质运动有着多种多样的形式，这些运动形式既相互区别又相互联系。化学运动比物理运动更复杂和更高级，并且又是从比它低级的物理运动等形式发展而来的，两者之间的联系十分密切。物质的高级运动形式总是包含着低级运动形式，因而在化学运动发生的同时，常常有热运动、机械运动（例如体积变化）和电磁运动（例如发光）等伴随发生。

① [瑞士]皮亚杰著，王宪钿等译：发生认识论原理，商务印书馆 1981 年版，第 17 页。

但是，化学运动有自己特殊的本质和规律性，它并不是物理运动和机械运动的简单总和。在化学运动中，物理运动和机械运动只是作为次要的形式存在，它们不能把化学运动这个主要形式的本质包括无遗。对物理运动和机械运动这些较低级运动形式的研究，有助于把握化学运动这个较高级运动形式的规律。物质运动总是有量的内容、表现出量的变化，从数学角度研究化学运动中量的变化，可以更全面地、更深入地认识物质的化学运动。可见， 学习化学需要一定的物理学和数学知识技能作基础，是很自然的事。

人类化学认识的形成和发展历史也说明了这一点：陶器、瓷器和玻璃制造、冶金、酿造、制革等实用化学工艺在古代就已产生。同时，古代自然哲学家为了解释整个宇宙，通过思辨形成了一些理论，其中也包括了当时对化学物质和化学变化的一些原始认识，一些观念是后来某些科学概念和科学理论的渊源。但是，化学学科并未在古代就已形成，它只是到了 17 世纪，在力学、物理学和数学有了相当发展之后才被确立为一门科学的。

在近代化学的形成过程中，力学、物理学和数学等学科起着重要的作用； 实验方法、天平和数学计算的运用为化学定量实验方法的产生和发展，为定比定律、倍比定律等的发现以及化学计量学的产生提供了可能。

曾经批判了当时流行的元素原性说、从物质角度给元素以清楚定义而被恩格斯誉为“把化学确立为科学”的英国科学家波义耳（R. Boyle，1627— 1691），正是在物理学等学科发展的启发下从更高的角度重新认识化学的。他说：“化学，到目前为止，还是认为只在制造医药和工业品方面具有价值。但是，我们所学的化学，绝不是医学或药学的婢女，也不应甘当工艺和冶金的奴仆。化学本身作为自然科学中的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方面。化学，必须是为真理而追求真理的化学”，要像“已经觉醒了的天文学和物理学那样，立足于严密的实验基础之上”①。

近代化学的奠基人拉瓦锡非常重视天平的应用，“别人主要用定量测定法分析矿物，而他却用来证明自然界的基本规律”，他的“研究领域主要是化学，可是实际采用的却是物理学家的方法”②。

化学的原子论以物理学的原子论为基础，近代化学之父道尔顿

（J.Dalton，1766—1844 思考其原子学说时，乃是以他对气体的物理学研究为根据的③。至于现代化学跟物理学、数学等其他学科的密切联系，更是不胜枚举的了。

由于化学跟物理学、数学等学科有着密切的联系，在中学生的化学学习中常常表现出跟物理、数学学习比较显著的相关关系。根据某普通中学两个班学生在高中阶段前 5 个学期的学习成绩，图 2－1 分别绘出了物理—化学、数学—化学、英语—化学、语文—化学学习成绩相关系数。由图 2－1 可以看出，物理—化学相关系数和数学—化学相关系数明显地高于英语和语文跟化学的相关系数。图 2－2 是根据某重点中学一个班学生高中前 5 个学期的学习成绩绘制的。图 2－3 是根据某普通中学初三、高一、高二各 1 个班的学习成绩绘制的。它们基本上表现出相同的倾向。当然，影响各科学习成绩的因素很多、很复杂，使相关系数有较大的起伏，造成相关系数差异也还有其他方

① 《化学思想史》编写组：化学思想史，湖南教育出版社 1986 年版，第 38、42 页。

② [美]H.M.莱斯特：化学的历史背景，商务印书馆 1982 年版，第 154 页。

③ 《化学发展简史》编写组：化学发展简史，科学出版社 1980 年版，第 95 页。

面的原因，这里所用的比较方法很粗糙①，但是，物理、数学跟化学学习的关联是可以肯定的。

图 2-1 某普通中学学生各学科成绩相关情况

图 2-2 某重点中学学生各科成绩相关情况

图 2-3 某普通中学三个年级各科成绩相关情况

学习化学需要进行观察、实验、想象、理解、记忆、思维等活动。为了顺利完成这些活动，需要有一定的能力水平，因为能力是活动得以顺利完成所必需的个性心理特征，直接影响着活动的效率。例如，要描述化学变化， 需要进行形象思维、有一定的形象思维能力和语言表达能力。为了理解、掌握物质的化学性质和化学变化，需要深入到微观领域，宏观看现象、微观找解释，在实验基础上进行微观想象和抽象思维，才能把握化学变化的原因和本质。要掌握复杂的化学现象及其规律，需要进行分析、综合、归纳、演绎、比较、分类、抽象、概括，需要具有一定的逻辑思维能力。化学中有着大量的矛盾现象，例如化合与分解、氧化与还原、溶解与结晶、正反应与逆反应等。理解和学习这些矛盾现象需要有一定的辩证思维能力⋯⋯总而言之，化学学习要求学习者具有一定的认识能力和思维能力，特另是抽象逻辑思维能力。

一般说来，化学学习所需要的能力基础在知识技能基础形成过程中能够相应地形成，随着化学学习的展开，这些能力能够进一步得到发展以满足进一步学习的需要。

化学学习的上述条件决定了对学习者的发展水平、学科基础和学习起始年龄有一定的要求。