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所谓技能性知识，是指运用已有的知识和经验，通过反复练习而形成的能顺利完成某种任务的活动方式与知识内容。在化学教学中，技能性知识主要包括两部分内容，即操作技能（主要是化学实验技能）和计算技能。前者是指完成某一化学实验所表现出来的，以合理的方法组合而成的一系列操作动作，属于动作技能范畴；后者是借助于思维方式，在大脑中按一定的合理结构对化学量进行熟练加工的过程，属于心智技能范畴。两种技能各有侧重，但又相互联系，互为促进。例如，配制一定浓度的溶液，既依赖于计算技能（通过计算确定溶质和溶剂的量），又离不开具体的操作技能（称量、取液、振荡等）。
一、中学化学技能性知识的主要内容
（一）化学操作技能是指学生完成化学实验的过程中所需要的各种技能技巧，它既包括基本的化学实验操作技能，也包括设计实验方案、收集实验数据、处理实验结果等思维技能。不宜孤立、机械地进行实验操作技能训练，更不能把化学实验技能简化为单纯的操作技能训练，否则，难以全面发挥化学实验的教学功能。
（二）化学计算技能是指学生依据化学知识，运用数学方法来解决化学问题的技能技巧。化学计算技能的学习，基础是化学概念和原理，核心是思维能力及运算技巧的培养，依随其发展的是独立解决化学问题的能力。因此，化学计算技能的学习，要重视在学生理解化学概念的基础上，教给学生解决问题的思路和方法，防止将化学计算技能的教学演变成“缺乏化学意义的数学计算”，陷入题海训练的怪圈，加重学生的学习负担。
二、培养中学生化学技能性知识的常用策略
（一）操作技能知识的教学策略
认知心理学家认为动作本身是一系列刺激——反应的联结，同时更强调动作技能的学习必须有感知、记忆、想象、思维等认知成分的参与。他们认为，在动作技能的形成中，学习者必须理解与某动作技能有关的知识、性质、功效，回忆过去学习的与眼前任务相关的动作行为，预期与假设解决问题所需要的反应和动作范式，形成目标意象和目标期望，把自己的反应与示范者的标准反应进行比较分析，进行归因，找出误差，采取对策，调节自己的反应。动作技能的水平越高，越是需要学习者有较高水平的认知。心理学家韦尔福德（Welford）提出了运动技能形成的模型：
该模型分为三个连续的阶段。①感觉接受阶段：该阶段的学习者面临着一定时间内输入信息的问题，学习者必须通过知觉对信息加以选择性注意，才能把重要的信息储存于适时记忆中；②由知觉到运动的转换阶段：这一阶段有双重意义，既对感觉的输入作出反应，又激起效应器的活动；③效应器阶段：它是指转换完成后，大脑发出神经冲动沿着运动神经纤维传到相应的效应器官，产生动作，同时，动作的进行受到反馈的调节，形成一个反应环路。该模式虽然划分为三个阶段，但事实上它是一个统一的整体。
操作技能的形成是通过领悟和练习逐步掌握某种动作操作程序的过程。复杂运动技能的形成，一般要经历认知、分解、联系定位和自动化四个阶段。操作技能的培养是一个动态过程，教师应将操作技能的结构、内容，依据其相互联系划分为不同的学习任务，然后分阶段采取相应措施进行有计划的培养。
1．理解任务性质和学习情境
学习者要学习任何一种操作技能都须首先理解任务的性质和学习的情境，这是培养操作技能的必要条件和内在原因。教师首先应使学生懂得掌握某种操作技能的重要性，形成强烈的学习动机，学生才会乐于接触、认真研究，力求掌握。其次，教师应向学生明确提出操作技能应达到的目标，向他们提出适当的切实可行的期望，使学生明确“做什么”和“怎么做”，形成对自己的正确估计，能根据自己的能力与学习任务的目标而调控自己的练习过程。
因此，在化学学习初期，就应该让学生明白化学是一门以实验为基础的自然科学，化学科学中一切规律的发现与原理的获得都离不开化学实验。化学实验操作的准确、熟练、完美，在很大程度上取决于局部动作即基本操作的质量。反面的教训也证明，学生早期的错误操作如不纠正，逐步熟练后形成定势，再改正过来则有相当的难度。
为此，化学实验技能的教学宜从初学化学阶段入手，着眼的具体内容有：仪器的使用，药品（固体、液体）的取用，称量，振荡，溶解，搅拌，过滤，加热，蒸发，蒸馏，简单仪器的连接，装置的气密性检查，排水排气集气，玻璃仪器的洗刷等。在训练过程中，教师讲解要领并规范演示，学生模仿操作，发现问题应及时纠正。
2．示范与讲解
教师的示范与讲解在操作技能的形成中具有导向功能，能引导学生作出规范性的动作。演示实验是教师进行表演，并引导学生观察和思维的教学双方协调活动的实验。教师使用演示实验技艺，可以起到很好的教学作用。演示实验具有特殊的魅力，它容易激发学生的兴趣，提高教学效果；它还可以为学生提供鲜明、生动的感性材料，帮助学生从宏观向微观的过渡，使概念、原理容易理解，使知识形象化，便于记忆；它可以帮助学生学习正确、规范化的操作技术和方法，并能受到良好的实验习惯的教育。
化学实验技能领域教学中的示范与讲解，其基本过程是：定向→参与性练习→自主练习→迁移。在“定向”阶段，老师既要向学生阐明所需要掌握的行为技能并解释完成技能的操作原理，又要向学生演示具体动作。学生则明确要学的行为技能的要求；在“参与性练习”阶段，教师指导学生从分解动作的模仿开始练习，并对每次练习提供反馈信息，及时强化，消除不正确动作；在“自主练习”阶段，当学生已基本掌握了动作要领，并由单个的下属技能逐步结合成总括技能时，就可以脱离教师的临场指导；在“迁移”阶段，学生不需要通过思考便能完成行为技能的步骤，并模仿教师的示范，把习得技能运用于其他的情境或与其他技能组合，构成更为综合性的能力。如“过滤”教学时，定向阶段：教师演示实验操作，并强调注意事项“一贴二低三靠”；参与性练习阶段：学生练习折滤纸，回忆注意事项组装仪器；自主练习阶段：学生顺利完成实验；迁移阶段：过滤中玻璃棒“引流”操作在前面学习量取一定量液体时做过，在后面学习“蒸发”实验时也将用到，原理相同。 3．练习与反馈
任何复杂的操作技能都必须通过练习才能达到熟能生巧的程度。但练习不是单纯或简单机械的重复。练习时，学习者必须调动感知、记忆、思维等多种认知成分的积极参与。
在逐步掌握了一系列基本实验操作之后，教师应积极鼓励学生独立完成某一课题的化学实验（如粗盐提纯、二氧化碳的制取和性质等）。通过实验，将基本操作有序地组合起来。初期可能组合的不紧密，出现短暂停顿等情况，这都是正常的现象。随着实验次数的增多，紧张状态和多余动作逐渐消失，动作变得灵活、快速，视觉控制作用减弱，动觉控制作用增强，动作愈来愈熟练，直至达到接近自动化的境界。
中学化学教材中设置化学实验较难满足学生形成熟练技能的要求。因此，在化学教学中必须创造条件，尽可能增设学生实际操练的机会，如结合教学内容将某些叙述性部分改为学生实验，或将部分演示实验改为边讲边实验，或开展课外化学兴趣活动等。通过更多的独立实验，不断巩固和发展学生的操作技能。技能练习的效果不仅仅取决于练习次数的多少，而在于重复练习后要达到一定的正确性、协调性，一定的速度和反应的自动化。为此，必须将练习与反馈有机结合，练习后紧跟着反馈是掌握技能性知识的基本学习方式。
（二）计算技能知识的教学策略
计算技能属于心智技能的范畴。著名认知心理学家安德森（Anderson）认为，心智技能的形成需经过三个阶段。①认知阶段：认知阶段任务是要解问题的结构，即起始状态、要达到的目标状态、从起始状态到目标状态所需要的步骤、算式；②联结阶段：这一阶段学习者应用具体的方法来解决问题，主要表现在把某一领域的描述性知识转化为程序性知识，这种转化即程序化的过程。在该阶段，个体逐渐产生一些新的产生式法则，以解决具体的问题；③自动化阶段：在该阶段，个体获得了大量的法则并完善这些法则，操作某一技能所需的认知投入较小，且不易受到干扰。
化学计算是借助于计算方式巩固和深化化学知识的一种方式，化学计算技能必须在掌握化学规律的基础上方可形成。中学化学计算涉及到的数学运算本质上是比例运算，但与单纯的数学运算不同，化学计算应以化学概念、原理和事实为依据，任何脱离化学涵义而偏重数学技巧的倾向均不利掌握化学计算技能。
1．通过“样例”学习归纳和提炼问题解决规律
“样例”学习是指通过学习者研究具有详细问题解决步骤的案例或例题，从中归纳出隐含的抽象知识并用来解决问题的认知过程。“样例”学习在程度上更加拓展了例题对学生认知技能获得的巨大促进作用，更易为广大学生接受。教师在进行化学计算问题教学时，可以借鉴“样例”学习的思想，针对特定的一类化学计算问题，从中抽象或归纳出它的一般解决方法，并指导学生将其迁移应用到同类问题的解决中。
从内容上看，化学计算包括有关化学量的计算、有关溶液的计算、有关化学式的计算、根据化学方程式的计算和根据化学理论的计算等多种类型，但解题步骤大致相同，一般需经历三个阶段：一是审题。审题的目的是分析题目的化学涵义，找出解题的化学依据，初步揭示已知条件与未知量之间的内在联系，确立解题的关键，以完成对解题方案的构思。二是列式解题。选定最优的解题方案，根据题意设立未知数，结合有关的化学反应和计算公式建立方程，解方程得出结果。三是检验复核。判断所求结果是否在题意许可的范围内，有无思路错误、运算错误、单位换算错误等。教学中要重视学生在列方程、解方程、数据处理、估计简化等方面的能力训练，指导学生完整而简明地表达解题的逻辑过程，以提高化学计算的速度和准确性。
“样例”归纳的目的是通过学习样例得到概括化规则，并将概括化规则迁移到同类问题的解决中。化学计算题种类繁多，题材各异，变化无穷，一些具体的技巧难以全面地反映计算题的解题思维过程。因此，借助思维的基本方法和化学学科的研究方法，从中提炼出一些指导性的策略或称思想，能在较高的水平层次上发挥学生的智慧潜能，对学生解题技能的养成是极为有益的。例如，守恒思想几乎在所有的化学计算题的解题过程中得以体现，“差量法”实质上就是守恒思想的具体应用；模型化策略有助于解决一系列复杂的化学计算题（如多元混合物组成的计算等）；枚举策略在处理具有多解的“开放型”化学计算题时特别有效；归一化策略往往能使复杂问题简化，使“无数据”计算题有据可依。可见，科学的解题思维策略不是针对某个题的，而是有助于一大类计算题的解决。这些策略的教学，比知识、技能和技巧的教学艰难得多，只有在平时的教学中通过范例讲解和习题演练方可逐步得以落实。在日常教学实践中，教师在“样例”归纳之后应该设计“迁移训练”，指导学生学以致用。
2．借助图像等手段帮助学生理解和分析计算问题
图像更能刺激人的思维，这与人的认知有关。视觉形象是人认识世界的一种手段，它的历史比语言符号更久远得多。教师可以通过图形表征帮助学生理解问题情景、简化复杂关系，从而指导学生分析和解决化学计算问题。
心理学家阿什莫（Ashmore）等人认为，解决计算问题所需的信息来自两个方面：一是来自问题本身，通过明确问题而在大脑中形成清晰的问题图景；二是来自问题解决者的认知结构。学生头脑中的科学知识、方法和解决问题的技巧等在大脑中相互作用，同类知识和方法归在一起，构成一个个的知识单元，即“知识组块”，便形成一定的认知结构。问题解决的过程就是将问题图景与认知结构相互作用。教师的作用就是教学生通过恰当的手段处理信息，由已知推得未知。借助图形，问题解决者可能会对计算问题的实质有更深入的理解。
图示表征策略就是在解决化学计算题时，在对问题进行整体感知的基础上，运用图示帮助解题者分析题意，明确已知是什么，未知是什么，已知和未知之间有什么联系……从而形成解题思路和方法的一种策略。如：已知某石灰石样品含碳酸钙90%，则该石灰石样品中钙元素的质量分数为多少？（杂质不含钙元素）。
该题要求石灰石样品中钙的质量分数，据定义可知钙元素的质量分数=钙的质量/石灰石的质量，而这两个质量都是未知的，因此造成了此题的不易解决。其实对于这个问题解决方法很多，对于理解能力较强的同学来说，很容易得到答案。石灰石中钙的质量分数=碳酸钙中钙元素的质量分数×90%＝40%×90%＝36%。但这样的分析过程，也有相当一部分学生难以理解。在分析时不妨将题目进行如图示表征：
设石灰石的质量m，再用m的代数式表示出钙的质量。由图1可知石灰石样品中纯碳酸钙的质量为90%m，由图2知钙的质量为90%m×40%=36%m，然后代入上面的计算公式，便可使问题顺利得到解决。
3．引导学生发展反省认知技能
反省认知技能在化学计算问题解决的思维活动中，主要表现为自我监控的形式：明确问题的意义、预期学习的困难、评价解决的策略、自我判断自己的进步及与目标的差距等。学生解决化学计算问题的全过程都受自我监控的控制和调节。
要发展学生的反省认知技能，教师首先应该起到示范作用。示范的形式可以灵活多样。如例题讲解之后归纳计算题的解法，剖析师生共同解题过程中出现的典型性问题等，使学生在与教师一起学习解题的过程中体会反思的作用。其次，教师还可以为学生列出反思提纲，要求学生针对不同的题目从不同角度进行反思。另外，由于化学计算问题的关系错综复杂，而同一个题目不同学习者的思考角度、易出错误等也不一样，因此，教师要提示学生结合自己的思维特点，归纳适合自己的解题思路及策略，发展个性化的反思习惯。教学时可从学生常见的错误出发，反复强调分析化学依据的重要性，使学生树立起这样一个观念：只有在充分理解计算题的化学背景的前提下，经分析相关的化学量导出的数学表达式及其结论，才是有意义的，否则，就不能说已真正掌握了解题的要领。例如，计算一定量的CaO或 SO3固体溶于一定量的水中所得到的溶液的浓度，如忽视溶液中的化学反应而一味按公式计算， 误将CaO或SO3视为溶质，必定得出与事实不符的结论。
