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)

　　摘要：最近20年以來，國內(nèi)高校的本科基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從理念、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)，到組織機(jī)構(gòu)和評價方法，都經(jīng)歷了一系列變化和改革。立足于新的歷史機(jī)遇和時代，有必要深刻理解和厘清本科階段基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)和角色，既不輕視和簡慢其地位、也不夸大和拔高其效用;須還基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以其本來面目，著重深挖其在傳播“第三類知識”(Know-how) 以及培養(yǎng)“元認(rèn)知”能力當(dāng)中的不可替代作用，才能在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革大潮中不懈怠、不迷惘。

　　本文源自蘆昌盛; 王鳳彬; 劉斌; 田笑叢; 馬海鳳， 大學(xué)化學(xué) 發(fā)表時間：2021-04-13《大學(xué)化學(xué)》雜志，于1986年經(jīng)國家新聞出版總署批準(zhǔn)正式創(chuàng)刊，CN:11-1815/O6，本刊在國內(nèi)外有廣泛的覆蓋面，題材新穎，信息量大、時效性強(qiáng)的特點(diǎn)，其中主要欄目有：化學(xué)實(shí)驗(yàn)、師生筆談、自學(xué)之友等。

　　關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);第三類知識;元認(rèn)知;教學(xué)理念;教學(xué)改革

　　1999年，國家化學(xué)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會就化學(xué)教學(xué)改革召開會議，認(rèn)為“實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革”等方面問題迫切需要解決和推進(jìn)。當(dāng)時國內(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，教育部啟動了國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的評審，有力推動了各實(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10多年建設(shè)，高校普遍建立了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)–中級實(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)。面對國家的新要求，相關(guān)高校再次對實(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，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、基本理論和基本技能，并在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生具有動手能力、科學(xué)素養(yǎng)、綜合解決復(fù)雜問題的能力和創(chuàng)新能力[8]。

　　回顧20多年來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)量評價、體系設(shè)計(jì)等方面都獲得了長足的進(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，由于我國和發(fā)達(dá)國家在自然科學(xué)體系方面的整體差距巨大，“知識就是力量”成為隨后40年最深入人心的大眾口號和教育理念;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”。因此，20年前的高校基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，便是按照“四大化學(xué)”這樣的知識理論體系來認(rèn)知和組織。

　　在此前提下，基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程被視作對化學(xué)基本理論和知識體系的“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]。

　　隨著國家級化學(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)量國家標(biāo)準(zhǔn)》等文件的出臺，化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革潮流逐漸從“知識導(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轉(zhuǎn)變之中。從教育認(rèn)知來看，這是對“傳播知識”之外的其他目標(biāo)因素的重要認(rèn)知改進(jìn);不過，由于缺乏對“知識” 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，有的時候、以及在某些場合，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，出于對化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)屬性的尊重，以及對“拔尖”和“創(chuàng)新”等概念的追捧，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程又往往被過高評估，認(rèn)為“不僅在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手操作能力、運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力、授予學(xué)生知識和技能、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。”;簡言之，就是幾乎無所不能[6,14]。這樣，就造成了無法客觀評價實(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、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)生過的認(rèn)知一樣，有些教學(xué)單位簡單地把課程下壓(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的課程填入低年級學(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)識和評價，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?，則使得改革進(jìn)退維谷、困于囧途。

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

　　事實(shí)上，“知識就是力量”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，人類社會對知識本身的認(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年提出的報告《以知識為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)》里，曾經(jīng)明確給出了四類知識的概念，包括“Know-what、Know-why、Know-how、Know-who”。Know-what是指事實(shí)方面的知識，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涉及誰掌握知識及誰知道如何運(yùn)作等信息。前兩類知識歸屬于可傳播的人類認(rèn)知;后兩類知識歸屬于實(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]。

　　作為一個簡單類比，當(dāng)我們從“四類知識”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，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”的特征;我們正是通過理論課的學(xué)習(xí)，才能高效地掌握知識理論和構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)。因此，理論課的教學(xué)本質(zhì)，就是以知識傳播、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)不必是為了知識理論和體系架構(gòu)的學(xué)習(xí);尤其是低年級(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)，很難說它是為了理論課教學(xué)所做的補(bǔ)充(譬如經(jīng)典的無機(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的測定”)。更恰當(dāng)?shù)卣f，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了教會學(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”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)生對于客觀、實(shí)際問題的(近似)解決方案。

　　如果對于基礎(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，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程不是完全用來學(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”的功能之后，我們還能夠開展和組織實(shí)驗(yàn)課程，以及對學(xué)生做出適當(dāng)評價嗎?下面，用兩個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例來演示我們在最近一輪教學(xué)當(dāng)中的新嘗試。

　　這是一個特別典型的案例(表1)。這個實(shí)驗(yàn)，對于大一新生來說，以往幾乎被認(rèn)為是個標(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，換個視角，當(dāng)從傳授“第三類知識”的角度審視它時，這是個多么好的教學(xué)素材!首先，毫無疑問，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟荒芤暈?ldquo;得到準(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)也不能說成是為了“驗(yàn)證理想氣體狀態(tài)方程式”(對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)對于解讀和傳播“第三類知識”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、以及對此方案的評價(表1)。

　　通過教師誘導(dǎo)，可以提示學(xué)生：數(shù)值的精確程度，來自測量方法和數(shù)據(jù)處理兩部分;而在測量部分，各個待測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?在這個過程當(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)時間、提高時間效率?有無實(shí)驗(yàn)安全方面的問題?有無“三廢”問題?

　　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)報告”(可參考“百度文庫”中的范本)，極大地抵消(或者對沖)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)”競爭，已經(jīng)偏離了“相長”的理想航道;如果任其發(fā)展、不加甄別，則對于培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)觀和價值觀非常不利(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)會學(xué)習(xí)”)，而有利于滋長利己、小資、投機(jī)等個人主義情緒;即使表面上完成了教學(xué)計(jì)劃，也不能真地評價為“成功”。

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

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

　　(1) 中心任務(wù)明確：精確測定。 (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)測量的不確定性(或者精準(zhǔn)程度)進(jìn)行區(qū)分。 (4) 能夠針對具體因素給出對策：如何稱準(zhǔn)質(zhì)量以及如何測準(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^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)知過程，同時充分保留實(shí)驗(yàn)教材中原本的基本內(nèi)容和規(guī)范。通過此方案及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報告，我們不能評估其獲得“第一類和第二類知識”的情況;但是，對該學(xué)生學(xué)習(xí)“第三類知識”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：這是一個比較完善的解決實(shí)際問題的實(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)者主動學(xué)習(xí)的痕跡。(限于篇幅不再細(xì)述)

　　通過以上兩個教學(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)際問題的解決方案。特別對于大學(xué)新生來講，他們的理論知識和實(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)原則來組織低年級學(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，有必要在國家和社會發(fā)展的新時代，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)識不清的環(huán)節(jié)(特別是面向低年級學(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，使得整個教學(xué)體系更加切實(shí)可行、符合國情實(shí)際，給予教學(xué)改革更多地探索余地和上升空間。

　　此外，包括以上兩個案例在內(nèi)的上一輪改革實(shí)踐的教學(xué)對象，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”的教學(xué)理念出發(fā)，我們在“教學(xué)目標(biāo)”之外，提出了“教學(xué)班級目標(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)，還要兼顧該班級的專業(yè)，甚至是職業(yè)特質(zhì);尤其是對化學(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)踐過的南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院本科新生班級“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”課程為例，他們是未來的職業(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”，顯得特別值得探討。通過教師研討和教學(xué)反思，我們認(rèn)為就這個班級而言，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。需要針對他們未來職業(yè)特質(zhì)的需求來進(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，我們在教學(xué)實(shí)踐中，在指導(dǎo)學(xué)生做事情的技能和程序的過程中，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。這次教學(xué)改革的思想和實(shí)踐，在課程結(jié)束時獲得了學(xué)生非常好的評價(數(shù)據(jù)略)。

　　4 “第四類知識”、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)知就是個體在對自身認(rèn)知過程考查的基礎(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，即個體關(guān)于自己或他人認(rèn)知活動的知識;(2) 元認(rèn)知體驗(yàn)，即個體的認(rèn)知經(jīng)歷和體驗(yàn);(3) 元認(rèn)知監(jiān)控，即個體在認(rèn)知反思之中、或之后，對自身認(rèn)知活動的監(jiān)控、評價和調(diào)節(jié)，以達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)[18,19]。“元認(rèn)知則是對認(rèn)知的認(rèn)知，即對該心智活動的計(jì)劃、監(jiān)控、反思以及根據(jù)解決問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[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”——Know-who——略作改動，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)校基礎(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)我們再把教學(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)制親歷問題解決的過程中，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)、認(rèn)知、個體和社會行為等特點(diǎn)，并且及時反饋到實(shí)踐認(rèn)知中去，進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，形成“實(shí)踐–認(rèn)知–調(diào)整–再實(shí)踐”的循環(huán);在有限的時間和空間(包括實(shí)驗(yàn)條件)中，最大程度地提升學(xué)生個體的元認(rèn)知(元學(xué)習(xí))能力和水平。從這個角度看，許多成熟、但是相對陳舊的基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，完全可以通過新的教學(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

　　站在更高一點(diǎn)的層次，如果將傳播“第三類知識”“第四類知識”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”為載體、以提升“元認(rèn)知”能力為目的、以教師和學(xué)生的個體特質(zhì)為基本單元、以自我實(shí)時調(diào)控和即時評價為特點(diǎn)的教學(xué)活動。正是從這個意義上講，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)討論所能解決的問題。

　　如果這樣的思路和中心明確，那么我們就不會再糾結(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。