人教版义务教育教科书化学实验插图的隐形功能

周业虹

摘要：人教版义务教育教科书中与实验有关的插图具有重要的作用，它们是教科书的重要组成部分，具有美化版面、对学生进行化学史和科学精神教育、让学生观察实验现象认识物质的性质和化学反应原理、构建宏观物质与微观粒子之间的关系等重要作用。文章详细论述教科书中与化学实验有关的插图的功能与价值，以达到帮助教师合理使用插图的目的。

关键词：人教版；教科书；化学实验；插图；功能与价值

文章编号：1008-0546（2017）04-0005-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.002

《义务教育化学课程标准》（2011版）中指出：“教材应运用正文、活动性栏目、资料性栏目、实景图片、示意性图片、数据表格等多种呈现方式，协调、处理好以下关系：知识的分析、阐述与学习方式改进的关系；化学基础知识和拓展知识之间的关系；化学原理知识与化学应用性内容之间的关系。教材应图文并茂，引人入胜。在插图和数据表中应提供给学生更多值得思考的信息。”[1]

《辞海》将插图定义为“插附在图书书刊中的图片（如照片或原样影印的文字资料）。通常分为艺术插图和科学插图两类。对正文作补充说明或供艺术欣赏。有的印在正文中间，有的用插页方式。”[2]。《现代汉语词典》将插图定义为“插在文字中间帮助说明内容的图画，包括科学性的和艺术性的。”[3]在人民教育出版社（以下简称人教版）义务教育化学教科书中有大量的插图，包括照片、手绘图、曲线图、表格、组织结构图等形式，这些插图无论以何种形式出现，无论出现在何种位置，也无论是科学性的还是艺术性的，都是教科书的重要组成部分。从功能和价值看，它们有的属于装饰类插图，既能缓解文字量过大造成的压抑感，又能美化版面；有的属于化学史类插图，帮助学生了解化学家对化学科学做出的巨大贡献以及化学发展的历史；有的属于化学知识类的，涉及实验装置图、物质间的转化关系图、操作示意图，它们为学生理解化学知识起到了重要作用；还有的插图为生活情景类的，通过来自于生活中的画面创设学习情景，感受化学知识的应用，激发学生的学習兴趣。准确理解这些插图的功能与价值，既可以帮助教师更好地挖掘教材知识的教育价值，又可以帮助学生更好地理解相关的知识。

本文针对人教版义务教育教科书中与化学实验部分有关的插图进行分析，对其隐形功能进行初步研究。

一、与化学实验有关的化学史类插图

不惧困难、勇于探索、追求真理的科学精神是情感态度价值观教育的重要内容。教科书通过反映历史上化学家实验研究的插图，让学生了解化学知识的形成历史，感受化学家的研究历程，进行科学精神教育。

例如，在学生初三刚刚开始接触化学，学习第一单元课题2“化学是一门以实验为基础的科学”时，教科书呈现了西方17世纪的化学实验室、中国古代炼丹设备、拉瓦锡纪念馆中展示的拉瓦锡利用天平进行的定量研究等几幅插图，告诉学生“很多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。”[4]这些插图让学生了解到古代化学实验的一些情况。学生通过图及炼丹过程的简单介绍，了解到炼丹过程中使用的各种器具其实就是古人所发明的分离和提纯物质使用的仪器，从而初步理解炼丹术与化学实验之间的渊源。通过西方化学实验室和拉瓦锡进行的定量研究设备的展示，让学生体会到在当时条件十分艰苦、设备十分不完善的情况下，科学家们依然创造各种条件为追求真理、探索真知做着不懈的努力。

再如，第二单元课题1“空气”中提到：“二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。”[5]结合此内容，教材中运用了以下插图：

这两幅图分别展示了拉瓦锡正在进行空气成分的实验研究以及研究时所用的装置，这样设计的目的，一方面增强了历史人物和化学史实的真实感，仪器及装置的示意图的展现让学生充满了好奇；另一方面突出了在当时“燃素说”被视为权威的情况下，他敢于摆脱这种错误理论的束缚，不懈地进行探索，以事实为依据，对实验现象做出了科学的分析和判断，揭示了燃烧是物质跟空气中的氧气发生了反应，表现了科学家追求真理、不畏权威、敢于质疑的科学精神，也激发起学生沿着科学家的足迹研究空气中氧气的含量的欲望。可以说，这些与化学史有关的插图的使用对学生进行科学精神教育起到了潜移默化的作用。

二、与化学实验有关的现象类插图

教科书中有很多展示化学实验现象的插图，这些插图可以在学生对实验现象进行观察并获取准确知识的基础上，给学生留下深刻的印象，从而帮助学生理解化学概念，了解物质的物理性质和化学性质，感受化学与生活的联系，而且增强了页面的美感，避免了单纯阅读文字造成的压抑感。

例如，第九单元课题1“溶液的形成”中，在讲到溶解时，实验9-2中设计了碘和水、碘和汽油、高锰酸钾和水、高锰酸钾和汽油分别混合的实验，在学生完成实验，观察到实验现象后，为了给学生更加深刻的印象，教材中配了实验现象的插图，图中清晰地显示了碘分别和水、汽油及高锰酸钾分别和水、汽油混合后的溶解情况，学生很容易结合实验观察并描述出：碘几乎不溶于水，却可以溶解在汽油中；高锰酸钾几乎不溶于汽油，却可以溶解在水中。这对于学生理解“同一物质在不同的溶剂中的溶解性是不同的，不同的物质在同一溶剂中的溶解性也是不同的”。[6]起到了非常重要的作用。

再如，第三单元课题1“分子和原子”是学生第一次接触到微观世界，内容非常抽象，学生学习起来难度较大。但是其地位非常重要，它是连接宏观世界和微观世界的一座桥梁，学生将运用分子和原子的观点解释宏观物质发生的化学反应、解释有关化学反应原理，同时为高中阶段的学习奠定基础。为帮助学生顺利地突破难点，理解分子和原子的概念、性质等，教科书结合实验3-1和探究栏目，在对实验进行充分观察的基础上，使用了如下“品红在水中扩散”和“分子运动现象的实验”两幅插图。

这两幅图通过宏观的实验现象显示了分子的微观运动，将微观世界变得可视化。左图处于本课题内容的开篇位置，通过品红在静置的水中不断扩散这一学生熟知的现象引出本节课的课题，带领学生探索物质的微观构成，逐步进入分子的世界。而右图是学生在感知了分子的存在，并了解了分子的质量和体积都很小的性质后，结合探究活动中所设计的实验，显示出酚酞溶液变红的实验现象，这幅插图更加直观地告诉学生，分子在不断地运动，对于学生准确理解分子的性质起到了重要的作用。

三、与化学实验有关的装置及操作类插图

初三化学学习处于启蒙阶段，对于各种实验仪器和装置的认识，教科书采取了循序渐进的方式，结合相应的知识内容以照片图或手绘线条图的形式进行介绍，让学生从认识仪器到组装仪器到理解给定装置各部分的作用，最后到自行设计实验方案组装仪器，使学生对化学实验仪器和实验装置的认识逐步深化。

例如，第二单元课题3“制取氧气”的内容，是学生系统学习的第一种物质的制备方法，它对后续二氧化碳气体的制备、高中阶段氨气的制备、乙烯气体的制备等的学习都会产生影响。因此为了使学生准确理解实验原理与制备装置的关系、仪器的连接方式和摆放位置、各部分装置的作用，教科书在课题3和实验活动中分别呈现了实验装置的实物照片图和手绘线条图。实物照片插图真实地展现了制取氧气的完整装置，从制备氧气到收集氧气，从酒精灯、试管到铁架台、水槽等仪器的认识，从仪器的摆放位置到连接的顺序，加上课堂上教师细致耐心的讲解，让学生对氧气的制备有了一个全面的认识。在此基础上，为了使学生能顺利完成实验活动“氧气的实验室制取与性质”，教科书中又给出了手绘线条图，便于学生清晰地观察、模仿，参照线条图进行实验装置的连接。学生在自己动手实践过程中体会装置的连接方法，理解各部分装置的作用。

为了更清晰地展现物质的性质，引导学生规范实验操作，教科书以插图的方式给出了明确的操作步骤，使学生在实验时能够一目了然。例如，第四单元课题3“水的组成”中涉及到了氢气的检验。“混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。因此点燃氢气前一定要检验其纯度。”[7]但是检验纯度的正确的操作方法是什么？根据何种实验现象能说明氢气是纯净的？为此教科书给出了示意图。学生通过观察这幅插图能初步了解实验操作的方法，再加上教师细致的讲解，确保了学生在自己动手实验时的准确性。

类似的插图还有一些。如第六单元课题3中“二氧化碳与水的反应”，这是一个典型的探究性实验，重点为认识具有酸性的物质是碳酸，而不是二氧化碳。为让学生理解这一知识，教科书中围绕探究活动采用了对比实驗的方法，而插图则清晰地展现了整个实验过程，学生根据实验的目的、按照插图所示的方法进行实验，再根据实验现象分析、归纳即可得出结论。在插图所示实验步骤中，首先通过“向用石蕊溶液染成紫色的干燥小纸花上喷稀醋酸”[8]的操作，让学生认识石蕊遇到酸溶液可以变成红色；之后通过向小花上喷水、将小花置于二氧化碳中石蕊均不变红，证明水和二氧化碳都不具有酸性；最后将喷水后的小花放入二氧化碳中，观察到其变红的现象，由此知道二氧化碳与水反应后的物质具有酸性。以插图形式给出的详细的对比实验的步骤，对学生理解二氧化碳与水的反应起到了非常重要的作用。

四、与化学实验有关的微观解释类插图

化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学。为了使学生理解宏观现象与微观粒子之间的关系，能初步从微观的视角解释所学习的物质的组成、化学反应，同时为高中阶段的学习打下基础，教科书在学习分子和原子、水的组成、质量守恒定律等知识时，结合实验内容增加了一些对宏观实验现象进行微观解释的示意图。例如，在第四单元课题3“水的组成”的教学中，宏观上的实验现象是电解时两个电极产生的气体的体积之比在同温同压下为2∶1，为什么会出现这个结果呢？教科书适时地给出了水分子分解的示意图。通过微观示意图学生可以直观看出，“当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气；2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气。”[9]这使得宏观现象与微观结构紧密结合，引导学生关注用微观的视角解释化学现象。

在第十单元学习酸和碱的知识时，课题1“常见的酸和碱”中给出了HCl和NaOH在水中解离出离子的微观示意图，在学生观察示意图并认识了酸和碱在水中能解离出氢离子和氢氧根离子后，继续学习酸和碱的中和反应时，很容易从氢氧化钠与盐酸反应的示意图中找到酸碱中和反应的实质，即氢离子和氢氧根离子反应生成水。

可以说，教科书中的这些微观示意图将抽象的内容外显化，使得原本难以理解的内容形象地呈现在面前，学生可以较轻松地理解物质的微观结构、化学反应的实质等。

五、与化学实验有关的装饰类插图

教科书中在化学实验的内容中运用了相当多的装饰类插图，这类插图看似可有可无，但实际在教科书的编排中起到了非常重要的作用。一方面它们可以美化版面，使版面内容显得生动活泼，缓解了文字量过大造成的阅读压力，利于提高学生阅读的兴趣。另一方面采用拟人化、卡通画等多种手段，形象地展现相关的化学知识，趣味性增强之后知识的难度也随之降低。

例如，第一单元课题1“物质的变化和性质”中，在讲述闻气体气味方法的时候，教材中使用了如下插图（图3）。人物图像生动，学生喜爱，阅读中拉近了化学知识与学生间的距离，学生通过观察、模仿插图中卡通人物的动作即可学会闻气体气味的正确方法。

再如，第八单元课题2“金属的化学性质”中，教学的重点是在实验中感知这些金属是否与酸反应、与酸反应时现象的不同，为学习金属活动性顺序打下基础。在讲述金属与盐酸、稀硫酸的反应时，结合实验内容，教科书中给出了一幅插图（图4）。这幅插图采用拟人化的手段显示了镁、锌、铁、铜与盐酸混合后的不同现象，学生很容易从图中捕捉到四种金属的活泼性差异，画面的趣味性让学生倍感亲切，有效降低了知识的难度。

综上所述，人教版义务教育教科书中有关化学实验的插图与其所对应的化学知识较好地融合在一起，它们对提高学生的实验技能、准确描述实验现象、根据实验现象认识物质的性质、学会从微观的视角看待化学反应、正确认识化学反应原理、培养科学精神与社会责任等起到了重要的作用。在教学过程中，我们正确认识并挖掘每一幅插图的功能与价值，使其真正服务于我们的教学。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012

[2] 夏征农.辞海（1999年版）[M].上海：上海辞书出版社，1999

[3] 中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典（第6版）[M].北京：商务印书馆，2015

[4][5][7][8][9]王晶，郑长龙.义务教育教科书化学九年级上册[M].北京：人民教育出版社，2012

[6] 王晶，郑长龙.义务教育教科书化学九年级下册[M].北京：人民教育出版社，2012