基于新課標(biāo)的高中化學(xué)新教材實驗比較研究*

汪阿戀 吳新建

摘? ?要? ?基于新課標(biāo)對必修課程中化學(xué)實驗的內(nèi)容要求，比較分析人教版、魯科版高中化學(xué)必修教材中的實驗部分，著重從實驗內(nèi)容呈現(xiàn)、實驗類型分類統(tǒng)計、對新課標(biāo)內(nèi)容要求的落實幾個方面進行比較，總結(jié)了兩個版本教材實驗的優(yōu)點和特色，旨在為高中化學(xué)教師的實驗教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞? ?新課標(biāo)? 新教材? 化學(xué)實驗

實驗教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識的主要途徑。2017年頒布的新版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（簡稱新課標(biāo)）提出了高中學(xué)生必須具有的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，基于實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)中的重要作用，對于新時代的高中化學(xué)實驗教學(xué)也提出了新要求，例如要求學(xué)生樹立安全意識和環(huán)保意識，要求改變學(xué)生簡單操作實驗的情況，重點發(fā)展學(xué)生的高級思維能力，還有一個重要變化是明確規(guī)定了學(xué)生必做實驗，力求改變目前學(xué)生較少動手實驗的現(xiàn)狀[1]。基于新課標(biāo)的要求，對人民教育出版社出版（簡稱人教版）[2]和山東科學(xué)技術(shù)出版社出版（簡稱魯科版）[3]的高中化學(xué)新教材必修模塊的實驗內(nèi)容進行比較分析，旨在幫助教師更深刻地理解高中化學(xué)新課標(biāo)，了解不同版本新教材，以便更好地把握新教材的實驗內(nèi)容，挖掘教材實驗的教育價值，更好地促進高中化學(xué)的實驗教學(xué)。

一、兩個版本新教材必修課程實驗內(nèi)容呈現(xiàn)的比較分析

1.實驗欄目體系的對比

對兩個版本教材必修模塊中的實驗欄目進行對比分析（見表1）可以看出，兩個版本教材都將實驗部分劃分為不同的欄目。人教版的“實驗X-X”欄目以及魯科版的“觀察·思考”欄目都以常規(guī)實驗為主，實驗內(nèi)容緊密結(jié)合課程內(nèi)容，主要是讓學(xué)生觀察、記錄實驗現(xiàn)象，思考現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，是對化學(xué)概念和基礎(chǔ)理論的直觀化學(xué)習(xí)，主要為掌握以實驗為基礎(chǔ)的實證研究方法而開設(shè)。人教版的“探究”和魯科版的“活動·探究”欄目大多為探究性實驗活動，主要培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計能力和科學(xué)探究能力。人教版對于演示實驗和學(xué)生實驗區(qū)分得不是很明顯，“實驗X-X”欄目中的實驗，教師可按照實際情況設(shè)置成演示實驗或者學(xué)生實驗;而魯科版較清楚地劃分了演示實驗和學(xué)生探究活動，每個實驗的功能定位清晰。

人教版“實驗活動”欄目中的實驗為學(xué)生必做實驗，放置在每個章節(jié)的最后;而魯科版教材則在“活動·探究”中用“*”來標(biāo)出學(xué)生必做實驗，都很好地貫徹了新課標(biāo)對于高中化學(xué)實驗的最新要求。魯科版教材在每章的最后設(shè)置了微項目，引導(dǎo)學(xué)生開展項目式學(xué)習(xí)，其中很多需要開展以實驗為主的探究活動，著重提高學(xué)生解決實際問題的能力。人教版的“研究與實踐”中的實驗一般放置在章節(jié)之后，多為課題研究、項目研究等，通過聚焦一個主題開展研究活動，主要為提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的化學(xué)實驗。兩版教材的欄目設(shè)計都體現(xiàn)了教材編寫者的設(shè)計思路，通過這些欄目的設(shè)置可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)指向更為明確。

2.實驗內(nèi)容編排的比較

通過對兩個版本教材中各種類型實驗的編寫體例進行比較分析，可以發(fā)現(xiàn)每個版本教材的實驗編寫體例都各有特點。人教版的“實驗”欄目，編寫體例的格式基本固定，按照“實驗X-X：具體實驗步驟、現(xiàn)象描述、原因分析”的順序來編排，側(cè)重于陳述實驗過程及結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生基于實證的分析能力。而魯科版的“觀察·思考”作為演示實驗，主要采用4種模式進行編寫，有的直接展示實驗現(xiàn)象并要求學(xué)生記錄現(xiàn)象，有的要求學(xué)生先明確實驗?zāi)康幕蛘咛岢鰡栴}，或者先預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)，再觀察實驗尋找證據(jù)，體現(xiàn)了多元化、多層次性，力求用多種方式提高學(xué)生的觀察思考能力。兩個版本教材的探究實驗活動設(shè)計不盡相同，人教版“探究”欄目中的每個實驗都根據(jù)實驗的功能定位采用不同的編寫方式，大多提供了詳細的實驗步驟，要求學(xué)生自主設(shè)計實驗方案的較少;魯科版的“活動·探究”欄目大多采取開放式的實驗設(shè)計，要求學(xué)生自主設(shè)計實驗方案、形成結(jié)論，探究水平和層次更高。兩個版本教材都通過采用不同探究方式、開展不同層次的探究活動，讓學(xué)生較完整地體驗新課標(biāo)提出的科學(xué)探究過程的各種核心要素。兩版教材的實驗都很注重實驗后的反思評價，在大部分欄目的實驗中都設(shè)計了思考題，從而引導(dǎo)學(xué)生對實驗的過程、實驗的現(xiàn)象進行總結(jié)反思，深化對化學(xué)實驗知識的理解，增強分析評價的能力。對于學(xué)生必做實驗，兩版教材的編排方式也存在異同，人教版單列“實驗活動”欄目來安排學(xué)生必做實驗，按照“【實驗?zāi)康摹?【實驗用品】-【實驗步驟】-【問題和討論】”的固定模式進行編排;魯科版的學(xué)生必做實驗則放置在“活動·探究”欄目中，編寫方式多樣。綜上可以發(fā)現(xiàn)，人教版教材除了探究性活動，其他欄目中的實驗編寫模式都相對固定，而魯科版的實驗編寫體例較為豐富，針對不同任務(wù)類型的實驗，采取了不同的探究思維路徑進行編排。

3.實驗插圖的比較

在實驗內(nèi)容對應(yīng)的版面中使用插圖，可清晰呈現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象、實驗裝置等，能增強化學(xué)實驗的直觀性和趣味性，可以幫助學(xué)生理解抽象的實驗內(nèi)容或者步驟。兩版教材中都引入大量實驗插圖，主要有實物圖、實驗操作示意圖。對兩個版本必修新教材的實驗插圖進行統(tǒng)計、比較、分析：人教版的實驗圖片中有實物圖37幅、示意圖14幅，魯科版的實驗相關(guān)實物圖及示意圖分別為49幅、5幅，實驗圖片的總體數(shù)量相當(dāng)，只是魯科版的實物圖比例比人教版的高，大都用于展示實驗過程的現(xiàn)象，圖片色彩鮮艷、畫質(zhì)清晰、具體直觀，有利于學(xué)生實驗時進行分析對比學(xué)習(xí)。兩個版本教材中的實驗示意圖大多用來展示反應(yīng)的裝置，用來規(guī)范學(xué)生的實驗操作。魯科版教材在大部分學(xué)生必做實驗中配上學(xué)生實驗操作的實景圖，通過展現(xiàn)真實的實驗場景，為學(xué)生的認(rèn)知提供一種相似的場景，增強學(xué)生對必做實驗的認(rèn)同感。兩版必修教材的實驗插圖都很豐富、精美，都力圖用圖表與文字相結(jié)合的方式來加深學(xué)生對實驗的印象和知識的理解，增強實驗效果。

二、兩個版本新教材必修課程實驗的分類與統(tǒng)計

將兩個版本必修教材的實驗按照“驗證性實驗”“探究性實驗”“定性實驗”“定量實驗”“課題實驗”進行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表2。

通過表2的數(shù)據(jù)可知，人教版必修教材中驗證性實驗62個，探究性實驗11個，驗證性實驗比例為84.9%，以驗證性實驗為主，通過大量已給定實驗方案，只需教師演示或者學(xué)生按照既定步驟進行操作的實驗來讓學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)典實驗，從而強化學(xué)生的實證意識，然后在這個基礎(chǔ)上設(shè)置一些探究性實驗。而魯科版的驗證性實驗39個，探究性實驗23個，探究性實驗的比例為37.1%，探究實驗的比例比人教版高，更加注重學(xué)生的實驗方案設(shè)計和探究能力。

兩版高中化學(xué)必修教材中的實驗大多為定性實驗，定量實驗的數(shù)量很少，其中人教版設(shè)置4個定量實驗，魯科版則僅僅設(shè)置了1個。在高中化學(xué)必修階段，教材對于學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)著重體現(xiàn)在定性驗證或者探究的層面，對定量實驗的要求不高，兩版新教材都通過設(shè)置配制一定物質(zhì)量濃度溶液的這個學(xué)生必做實驗來讓學(xué)生初步體會定量化的思維和方法，符合新課標(biāo)的要求。

兩版教材都很重視開展課題實驗，其中人教版的課題實驗有3個，主要集中在“研究與實踐”欄目，魯科版的“微項目”中含有課題實驗7個，都力求通過創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，開展以實驗為主的探究活動，轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，融合發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、新課標(biāo)實驗內(nèi)容要求落實情況的比較分析

1.學(xué)生安全意識和環(huán)保意識的比較

保證實驗的安全是進行化學(xué)實驗教學(xué)的首要條件。基于實驗安全的重要性，在新課標(biāo)中明確提出要求學(xué)生樹立安全意識，要求學(xué)生“熟悉化學(xué)品安全使用標(biāo)識，知道常見廢棄物的處理方法，知道實驗室突發(fā)事件的應(yīng)對措施，形成良好的實驗工作習(xí)慣”[1]。針對課標(biāo)中實驗安全的要求，兩版教材都設(shè)置了相關(guān)的實驗安全內(nèi)容。人教版教材在必修教材的第一冊附錄Ⅰ設(shè)置了“實驗室突發(fā)事件的應(yīng)對措施”，附錄Ⅱ設(shè)置了一些化學(xué)品的安全使用標(biāo)識，在第一章的第一個實驗旁邊列出了實驗安全警示圖標(biāo)，包括人體防護（如護目鏡使用、實驗后洗手）、儀器的安全操作、用電安全等，并在每個實驗欄目的標(biāo)題旁都標(biāo)出具體實驗時需要注意的問題及應(yīng)對方式，在涉及有一定危險性的操作、實驗試劑的實驗中用文字加圖片并用醒目的方框框出以警示學(xué)生，將安全教育落實到每一個實驗中。新課標(biāo)中還要求學(xué)生要有環(huán)保意識，人教版教材在附錄Ⅰ設(shè)置了“常見廢棄物的處理方法”，在具體的實驗中會做針對性的提示，如“硫酸根離子的檢驗”實驗中用單獨方框內(nèi)有警示感嘆號形式提醒學(xué)生注意，氯化鋇、氫氧化鋇等物質(zhì)有毒，需做好個人防護及廢棄物的無毒化處理。魯科版對安全和環(huán)保教育的相關(guān)內(nèi)容，沒有設(shè)置專門的章節(jié)，在有涉及較強毒性、腐蝕性，如鈉、氯氣、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸等物質(zhì)的實驗中，通過藍底方框內(nèi)用警示感嘆號形式進行“安全提示”，以提醒學(xué)生實驗過程的注意事項。

通過對兩個版本教材在培養(yǎng)學(xué)生安全和環(huán)保意識方面內(nèi)容的編寫比較，可以發(fā)現(xiàn)兩版教材都設(shè)置了相關(guān)的內(nèi)容，只是編排和側(cè)重點各有不同。人教版在這方面較為全面地踐行了新課標(biāo)的要求，不僅在附錄中設(shè)置獨立篇章，而且設(shè)置了針對每個具體實驗的安全指南，具有較強的實用價值和可操作性;魯科版的教材在這方面則有所欠缺，僅在個別實驗中提醒安全事項。兩個版本教材的實驗安全方面都是側(cè)重于實驗前準(zhǔn)備和實驗過程中的安全注意事項，對于實驗廢棄物處理的重視程度不夠，僅人教版在附錄中簡單提到廢棄物的處理辦法，大都沒有專門針對具體實驗完成后實驗試劑和廢物的回收和處理辦法，教材應(yīng)該加強這方面內(nèi)容的編寫，以培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識及責(zé)任意識。

2.必修模塊實驗內(nèi)容與課標(biāo)實驗內(nèi)容的匹配情況比較

將新課標(biāo)必修課程中各個主題下的“學(xué)習(xí)活動建議”一欄中要求的實驗稱為“課標(biāo)實驗”，將教材編寫者編寫的實驗稱為教材實驗。將兩個版本必修教材的實驗與課標(biāo)要求的實驗進行對比，發(fā)現(xiàn)兩版教材都在貫徹課標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)編寫者的理念增加了部分教材實驗。人教版、魯科版必修模塊的實驗中“課標(biāo)實驗”所占的比例分別為90.1%、72.6%，可見兩版教材必修模塊的實驗內(nèi)容取材大部分來自新課標(biāo)。但是人教版教材“課標(biāo)實驗”的比例較高，其中的實驗活動基本按照課程標(biāo)準(zhǔn)的實驗活動建議來設(shè)置、編排;而魯科版教材中“課標(biāo)實驗”相對較低，增設(shè)了不少課標(biāo)中沒有要求的實驗，在貫徹新課標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)拓展了一些教材實驗來增加能力培養(yǎng)的空間。

3.新課標(biāo)規(guī)定的學(xué)生必做實驗的比較

舊課標(biāo)中為擴大教學(xué)的空間和靈活度，對“演示實驗”和“學(xué)生實驗”沒有進行嚴(yán)格的界定，導(dǎo)致一些必須由學(xué)生獨立操作的實驗被設(shè)置成教師演示實驗，影響了學(xué)生實驗素養(yǎng)的提升，故在新課標(biāo)明確規(guī)定了學(xué)生必做實驗。對應(yīng)新課標(biāo)規(guī)定的必修課程需要完成的9個主題的學(xué)生必做實驗，兩版教材都設(shè)置了相關(guān)的實驗。

人教版設(shè)置了16個必做實驗，魯科版設(shè)置成18個，對必做實驗的劃分都很細致，體現(xiàn)了對新課標(biāo)規(guī)定的學(xué)生必做實驗的重視。兩版教材必修課程中的學(xué)生必做實驗涉及的實驗類型基本涵蓋了新課標(biāo)要求的幾種類型的化學(xué)實驗，包括物質(zhì)的性質(zhì)（如鐵及其化合物的性質(zhì)）、物質(zhì)的檢驗（如鐵離子的檢驗）、分離提純（如粗鹽提純）、溶液配制（如配制一定物質(zhì)的量濃度溶液），讓學(xué)生在必修課程中完成化學(xué)實驗基本知識和技能的訓(xùn)練，達到高中階段學(xué)生必須具備的基本化學(xué)實驗素養(yǎng)要求。

兩個版本的學(xué)生必做實驗的編排有較大不同，人教版的學(xué)生必做實驗都按照固定的模式進行編排，大部分實驗都給定詳細實驗用品和步驟（占比達到88.9%），具有較強的可操作性，確保大多數(shù)學(xué)生都能完成必做實驗，著重培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實驗操作能力。而魯科版的必做實驗中要求學(xué)生自主設(shè)計實驗方案的比例為68.7%，大部分學(xué)生必做實驗都采取探究活動的方式展開，注重實驗的自主性和探究性，力求通過學(xué)生必做實驗提高學(xué)生的邏輯思維能力、實驗設(shè)計、操作能力等，總體要求較高。

4.實驗探究方法導(dǎo)引的比較

在化學(xué)實驗的教學(xué)過程中，不僅要讓學(xué)生掌握基本的實驗操作和相關(guān)化學(xué)知識，更重要的是要領(lǐng)會科學(xué)研究方法和思維方法，提高學(xué)生解決實際問題的能力。在新課標(biāo)中對實驗提出一個新的內(nèi)容要求：學(xué)習(xí)不同類型化學(xué)實驗及探究活動的核心思路與基本方法，兩個版本新教材都通過設(shè)置“方法導(dǎo)引”欄目來加強對學(xué)生實驗與探究活動的方法指導(dǎo)，便于學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)。通過對兩版教材這方面的內(nèi)容進行比較研究，可以發(fā)現(xiàn)人教版必修教材中相關(guān)的實驗方法導(dǎo)引共計5條，涉及氣體制備、研究物質(zhì)性質(zhì)、實驗方案設(shè)計等幾種類型的實驗及探究活動;而魯科版教材更加注重探究方法的引導(dǎo)，“方法導(dǎo)引”數(shù)量比人教版多，共計15條，涉及了溶液配制、實驗儀器使用、物質(zhì)分離提純、物質(zhì)檢驗、探究物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律、實驗設(shè)計等多種類型的實驗，對于各種類型探究活動的方法指導(dǎo)更全面，大多設(shè)置在探究性實驗的旁邊用于提示學(xué)生一些問題解決的方法，或放置在探究實驗之后讓學(xué)生歸納實驗的核心思想和方法，給學(xué)生充分探究空間的同時保障了探究的科學(xué)性。

四、兩個版本新教材實驗的比較結(jié)果總結(jié)

對人教版、魯科版高中化學(xué)新教材中必修模塊的實驗內(nèi)容進行對比分析，發(fā)現(xiàn)兩個版本教材在實驗的編排、設(shè)計、內(nèi)容呈現(xiàn)上都各有特色，都能較好地貫徹新課標(biāo)對高中化學(xué)必修課程實驗的要求。

兩版教材都將實驗分散于不同的欄目中，實驗編制體例都很豐富，人教版的實驗和學(xué)生必做實驗的編寫模式固定，而魯科版三個實驗欄目的編寫體例更加豐富，并將實驗與探究內(nèi)容在附錄中分類列出便于查閱。人教版的實驗提供了詳細的實驗步驟，實驗設(shè)計清晰，具有較強的可操作性、規(guī)范性，而魯科版的實驗中探究活動多，很多要求學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，開放度和難度都較高。兩個版本必修教材的實驗插圖的總體數(shù)量相當(dāng)，圖片都很清晰，圖文搭配設(shè)計合理，只是魯科版相較于人教版，實物圖的比例要高得多，帶給學(xué)生的視覺沖擊力更大。

人教版教材的實驗大多參照課程標(biāo)準(zhǔn)的活動建議來設(shè)置，而魯科版教材中則在貫徹課標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加了一些教材實驗。兩版教材都精心設(shè)計了學(xué)生必做實驗，人教版的必做實驗放置在每個章節(jié)的最后，大都采用驗證式實驗的方式開展，其中的實驗內(nèi)容在具體章節(jié)內(nèi)容中已經(jīng)出現(xiàn)過，讓學(xué)生在對實驗已經(jīng)有所認(rèn)知的基礎(chǔ)上，親自動手實驗，側(cè)重于提高實驗技能、鞏固實驗知識，而魯科版的必做實驗都是穿插在各個章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容中，大多采用探究式的活動方式展開，對學(xué)生的科學(xué)探究能力要求更高。對于新課標(biāo)要求的安全意識和環(huán)保意識培養(yǎng)，人教材教材在安全教育方面做得更加全面、細致，既在附錄中設(shè)置相關(guān)篇章，還在各類實驗中標(biāo)注醒目的安全圖示、“注意”圖標(biāo)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的安全意識，而魯科版教材在這方面則略顯不足。兩個版本教材對于實驗后實驗材料、廢棄物的處理不夠重視，可在實驗步驟中增加清理和整理的環(huán)節(jié)，從而培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識及責(zé)任意識。兩版教材都依照新課標(biāo)要求，在化學(xué)實驗中加強方法引導(dǎo)，對預(yù)測、實驗設(shè)計、科學(xué)研究等方法都進行了解釋和說明，其中魯科版教材的方法導(dǎo)引數(shù)量更多，涵蓋的化學(xué)實驗和探究活動類型更廣，更加注重對科學(xué)研究方法的引導(dǎo)，而人教版這方面的內(nèi)容則較少。

兩個版本高中化學(xué)必修教材的實驗編寫都各有特點，在實驗內(nèi)容和編排上可以互相參考、互相借鑒。一線教師應(yīng)依據(jù)高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，研讀不同版本的教材，結(jié)合自身的教育理念和教學(xué)實際，優(yōu)化整合各個版本教材中的實驗，根據(jù)實際條件有效開展實驗教學(xué)，提升教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

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[3] 王磊，陳光巨.普通高中教科書化學(xué)必修（第一冊、第二冊）[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2019.

[作者：汪阿戀（1986-），女，福建泉州人，福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所，講師，碩士;吳新建（1966-），男，福建永定人，福建教育學(xué)院化學(xué)教育研究所，教授，碩士。]

【責(zé)任編輯? 郭振玲】