核心素養(yǎng)視域下人教版新、舊教材（必修）中實驗內容的比對探析

李小寶 唐悅

摘要：實驗主題的學習對發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)非常重要，為落實新課標要求，新教材用不同實驗欄目關注不同的化學實驗探究能力，新教材繼承老教材實驗內容的同時依據新課標要求增減或微調實驗內容，優(yōu)化了實驗用品或實驗操作以及實驗文字描述，并注重實驗安全意識培養(yǎng)。

關鍵詞：核心素養(yǎng);新課標;新教材;實驗比對

文章編號：1008-0546（2022）05-0085-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.05.018

一、問題背景

《普通高中化學課程（2017年版）》（簡稱新課標）把《普通高中化學課程標準（實驗）》（簡稱老課標）中的“認識化學科學”和“化學實驗基礎”兩個主題修訂合并為“化學科學與實驗探究”一個主題后，聚焦化學學科本質觀和科學探究核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[1]。高中化學教材是高中化學課程物化形式之一，是化學課程標準的直接體現，新課標和老課標的課程內容和課程理念均有一些不同，人教社編排的《普通高中教科書化學? 必修》（簡稱新教材）需要全面落實新課標要求，新教材的編排和人教版的《普通高中課程標準實驗教科書化學·必修》教材（簡稱老教材）中的編排有較大的不同[2]。

實驗主題的學習對發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)非常重要，經過實驗探究主題的學習，學生的“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學態(tài)度與社會責任”將得到發(fā)展，“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”化學學科核心素養(yǎng)也將得到提升[3]。在新課標新教材的背景下，比對新舊教材中實驗內容的編排對開展實驗主題的教學、發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)具有重要的意義。

二、新教材和舊教材實驗內容的比對分析

1.新教材調整實驗內容的欄目安排，聚焦培養(yǎng)學生的化學實驗探究能力

新課標中明確了化學實驗探究能力培養(yǎng)的內涵包括基本認識、基本技能和基本經驗。基本認識要求引導學生認識化學實驗，是研究和學習物質及其變化的基本方法，是科學探究的一種重要途徑。基本技能要求學生初步學會物質檢驗、分離、提純和溶液配制等化學實驗基礎知識和基本技能。基本經驗要求學生學習研究物質的性質，探究反應規(guī)律，進行物質分離、檢驗和制備等不同類型化學實驗及探究活動的核心思路與基本方法，體會實驗條件控制對完成科學實驗及探究活動的作用[1]。不同的目的，實驗理應編排在不同的欄目，不同的欄目聚焦不同實驗能力的培養(yǎng)，所以根據新課標有求，新教材調整了教材的欄目，外顯核心素養(yǎng)[2]。

老教材的實驗內容編排在正文欄目的章節(jié)編號實驗和“科學探究”的兩個欄目中。老教材的“實踐活動”欄目涉及很少的實驗內容，本文暫不研究。新教材的實驗內容編排在正文欄目的章節(jié)編號實驗、“探究”欄目和“實驗活動”的三個欄目中。新教材也有“研究與實踐”欄目，其中也涉及很少的實驗內容，本文也暫不研究。新老教材實驗內容在編排時的具體欄目分布情況如圖1和圖2。

新教材正文欄目的章節(jié)編號實驗和老教材的編排形式一樣，如第三章的第4個章節(jié)編號實驗為編號：實驗3-4。這些章節(jié)編號實驗有些適合教師課堂演示，如實驗5-6[4]，有些適合學生實驗，如實驗5-5[4]，教師應根據教學實際具體情況靈活處理。教學內容配合使用的章節(jié)編號實驗，主要培養(yǎng)學生的基本知識和基本實驗技能。

新教材的“探究”和老教材的“科學探究”有較大? 差別。主要體現在以下方面：一是數量不同，新教材? 的“探究”的數量為7個，老教材有14個“科學探究”， 但是新教材中的“探究”所占篇幅更大。二是新教材? 的每個“探究”都有單列的標題，指明探究目的。三是? 新教材“探究”和實驗聯(lián)系更緊密，除探究堿金屬化學? 性質的比較適合演示實驗以外，其余都可以是學生實? 驗[4-5]。老教材中的“科學探究”與實驗聯(lián)系不是特別? 緊密，如老教材《必修2》元素周期律編排的“科學探究”不是實驗。四是新教材的“探究”除了第五章“探究不? 同價態(tài)含硫化合物的轉化”外，其余的“探究”一般有比? 較規(guī)范的流程。例如：第七章的“探究烴的分子結構”流程為：目的→活動→問題討論，由于每個“探究”內容? 不同，對應的探究流程也不同。與課堂緊密聯(lián)系的“探? 究”對化學實驗探究能力的三方面內涵都有貢獻。

新課標中規(guī)定的9個必修課程學生必做實驗[6]。新教材把這9個實驗編在的“實驗活動”欄目，編號“實? 驗活動1”到“實驗活動9”。“實驗活動”欄目和“探究”欄目一樣均有實驗操作流程，但是“實驗活動”欄目的? 實驗操作流程更具體規(guī)范，其流程為：實驗目的→實? 驗用品→實驗步驟→問題和討論（“實驗活動7”略有? 不同）。美國主流高中化學教材《chemistry：concepts? and applications》中編排的 chemlab也有固定的流程， 流程為：preparation（實驗準備）→procedure（實驗操? 作）→analyze and conclude（分析和結論）→apply and? assess（應用和評估）。每個實驗均單獨設計 data and? observations（實驗數據和現象）表格。所以，規(guī)范的實? 驗操作流程對培養(yǎng)學生基本實驗經驗技能非常重要。

如前文所述，新教材不同的欄目聚焦不同的功能，不同欄目的實驗聚焦不同的實驗探究能力，其對應關系如圖3。

2.新教材重視學生安全意識和良好的實驗工作習慣的培養(yǎng)，落實新課標要求

新課標在“化學科學與實驗探究”的主題內容中提出“樹立安全意識和環(huán)保意識，熟悉化學品安全使用標識，知道常見廢棄物的處理方法，知道實驗室突發(fā)事件的應對措施，形成良好的實驗工作習慣”的內容。新教材強化學生安全意識和良好的實驗工作習慣的培養(yǎng)體現在以下幾方面。第一，新教材專門設計了與實驗安全操作有關的7個圖標，并對每一個圖標的具體含義進行了說明。全書所有的實驗均根據實驗內容，標注了相應的圖標。第二，新教材對于某些需要特別提醒的安全事項，教材以“注意”欄目的形式呈現。如，[實驗2-1]中“注意”欄目為“不要用手直接接觸鈉，而要用鑷子夾取！”。第三，新教材的附錄I詳細介紹了實驗室突發(fā)事件的應對措施，以及常見廢棄物如：廢液、廢渣的處理方法。這些內容能夠使學生知道在實驗室中萬一發(fā)生安全事故應如何應對，培養(yǎng)學生遵守實驗室安全規(guī)則的意識，形成良好的實驗工作習慣。第四，新教材的附錄II介紹了我國所采用的聯(lián)合國《化學品分類及標記全球協(xié)調制度》（簡稱GHS）中的標準符號及其示意，以及我國制定的部分運輸用標識及其示意。這些化學品安全使用標識，能夠提示學生在現實生活中應注意安全、遠離危險，在未來的工作中應遵守安全生產的法律和法規(guī)等[7]。老教材對實驗安全的內容僅在必修一第四頁有少量編排。

美國經典高中化學教材《chemistry：concepts and applications》也把實驗安全圖標單獨編寫，編在教材最開始和后面附錄兩個地方（兩個地方編了同一內容），該教材的每個實驗也標識對應安全圖標。此外，該教材和新教材一樣，也是對于某些需要特別提醒的安全事項，教材以“Safety Precautions（安全預防）”欄目的形式呈現。可見，此處中美教材實驗安全內容的編排思路非常相似，均關注學生安全意識和良好的實驗工作習慣的培養(yǎng)。

3.根據新課標要求，新老教材的實驗內容有所改變

新教材的實驗內容分布在39個章節(jié)編號實驗，7個“探究”，9個“實驗活動”一共55個實驗，欄目比例關系如圖4。老教材的實驗內容分布在43個章節(jié)編號實驗和12個“科學探究”（實際為14個，但是必修一第一章和必修二第一章的第一個科學探究沒有實驗內容，此時算成12個），一共55個實驗，欄目比例關系如圖5，兩版教材實驗數目相當。內容方面，新教材的55個實驗中有35個實驗保留了老教材的內容，保留內容的比重如圖6。

新課標課程內容的修訂直接影響新教材中實驗內容的增減，例如：在新課標必修課程“主題2：常見無機物及其應用”中，縮減Al、Cu 和 Si 三種元素的有關內容的同時也提高了Na、Fe、N、S 和 Cl這五種核心元素的認識能力和要求[1]，新教材的實驗內容也隨之改變。最終，新教材刪除老教材的實驗內容和新增的實驗內容具體情況如表1和表2。

通過表1，表2看出被刪除的實驗有幾個都是和 Al及Si相關，新教材新增的7個實驗中有4個和S及N 相關。鐵和水蒸氣反應的探究實驗有水蒸氣的提供和產物Fe3O4的檢驗等問題，所以，該實驗刪除并把對應內容調整到“思考與討論”欄目。又如：刪除老教材的實驗3-1，但增加表2中列出的第七章的實驗，我們可以看成是新教材體現新課標調整對有機化合物性質和應用的要求，對于甲烷和苯重點學習的是碳原子的成鍵特點[1]。刪除老教材中的實驗較新教材新增實驗多，但兩版教材維持實驗總數目相當，這是因為新版教材有兩個實驗涉及同一實驗內容的現象。比如配制一定物質的量濃度的溶液這個實驗既是新教材實驗2-10的內容又是“實驗活動1”的內容，可見新教材比較重視實驗的過關和學生對實驗的參與，更重視教材實驗的質量。

4.新教材批判性地繼承了老教材的大部分實驗內容，并根據具體情況進行了改進和完善

人教版教科書秉承“繼承、發(fā)展、創(chuàng)新”的思想，根據課程理念和內容的更新，使教科書的體系不斷改進和完善[2]。新教材繼承老教材的實驗內容時對老教材的改進和完善體現在如下幾個方面：

（1）新教材保留老教材的經典實驗內容，只做了排版處理。

對于一些經典實驗，老教材對實驗內容的編排已經比較成熟，但是由于排版需要或教材的連貫性需要，新教材對老教材的內容做簡單處理。比如：新教材實驗5-6（氨氣的噴泉實驗）和老教材必修一實驗4-8相比，這兩個實驗內容一樣，只是新教材編排時去掉老教材的留給學生填空的橫線或者把老教材的圖片改得更清晰。類似情況還有新教材中的實驗2-4、實驗3-1、實驗3-2和實驗3-3。

（2）新教材調整老教材實驗的實驗文字描述，使文字描述更規(guī)范嚴謹。

新教材保留老教材很多實驗的主要文字內容，但? 調整了少量文字描述。如新教材實驗2-10：配制一定? 物質的量濃度的溶液，老教材對應實驗的實驗操作第? 4步的“溶液注入容量瓶”此時被改為“溶液沿玻璃棒? 注入100 mL容量瓶”“洗滌燒杯內壁2～3次”被改為? “洗滌燒杯內壁和玻璃棒2～3次”，修改后明顯更嚴? 謹。第5步的“液面離容量瓶頸刻度線下1～2 cm 時”改為“當液面離容量瓶頸部的刻度線1～2 cm 時”修改? 后語句更通順;“加蒸餾水至液面與刻度線相切”改為? “加蒸餾水至溶液的凹液面與刻度線相切”修改后更? 規(guī)范。此外，新教材在老教材的基礎上，引入了第6步? 裝瓶保存所配制的溶液的實驗操作，使整個實驗更加? 完整規(guī)范。類似的現象還有很多，只有教師在使用教? 材時認真對比分析，才能體會編排變動的優(yōu)點。

（3）新教材優(yōu)化了老教材實驗的實驗用品或實驗步驟，方便實驗開展和貫徹課改理念。

新教材對實驗用品或實驗步驟的局部優(yōu)化，方便實驗開展。例如：新教材的第六章，演示放熱反應的實驗6-1，將鋁條改為鎂條，目的是加快反應速率，使升溫現象更加明顯。演示吸熱反應的實驗6-2，仍使用水合氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應，由于部分地區(qū)在進行該實驗時環(huán)境溫度較高，為保證實驗成功，教科書將玻璃片改為木片。實際上，反應前后溫度的變化可以通過溫度計或溫度傳感器進行直接測定，而教科書正是通過這兩個實驗體現直接觀察與間接觀察這兩種不同的實驗設計思路[8]。

新教材對實驗用品或實驗步驟的局部優(yōu)化，貫徹課改理念。例如：濃硫酸和銅反應的實驗，圖7是人教社2003版教材教材的實驗6-5的配圖[9]，圖8是老教材必修一實驗4-9的配圖，該圖和現行魯教版教材[10]配圖相似，魯教版配圖中銅絲全部在試管中，圖9是新教材實驗5-3的配圖，對比圖7、圖8和圖9可以看出，新教材既關注尾氣處理又關注實驗發(fā)生和停止的控制，即同時具有圖7和圖8 的優(yōu)點。通過優(yōu)化既貫徹新課標的“樹立安全意識和環(huán)保意識”理念（老課標此處的內容為“樹立安全意識”），又凸顯出化學實驗應關注化學事實和化學思想的理念。

（4）新教材整合老教材的實驗內容，落實新課標要求。

為落實新課標的要求，新教材根據需要對老教材的部分實驗內容進行增減或重組后再編入教材。例如：新教材為落實新課標調整了對有機化合物性質和應用的要求，即新課標適當刪減調整具體無機元素化合物知識內容，適當增加必修課程的有機知識和糖類、油脂、蛋白質和高分子，側重了解它們在生產和生活領域中的重要應用[1]。所以新教材中實驗7-7、7-8、7-9整合老教材的必修二實驗3-5和3-6的內容并增加部分內容。實驗7-7來源于老教材中實驗3-5部分內容并增加銀鏡反應內容;實驗7-8來源于老教材中實驗3-5部分內容并改變實驗3-6的蔗糖水解實驗，改為淀粉水解;實驗7-8來源于老教材中實驗3-5部分內容并增加雞蛋清溶液與醋酸鉛的反應和灼燒頭發(fā)和紡織物實驗內容。這些整合新增的實驗內容明顯和生活生產密切聯(lián)系，以此來落實新課標的要求。

三、結束語

在以發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)為主旨的新課標理念下，在新課標化學主題內容調整的要求下，新教材實驗內容的調整優(yōu)化及時必要。教材只會越編越好，只有在教學過程中認真比對新老教材內容，才能開發(fā)利用好教材的內容，開展好“實驗探究主題”的教學、貫徹落實新課標，發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。

參考文獻

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