基于新课标的高中化学新教材实验比较研究*

汪阿恋 吴新建

摘   要   基于新课标对必修课程中化学实验的内容要求，比较分析人教版、鲁科版高中化学必修教材中的实验部分，着重从实验内容呈现、实验类型分类统计、对新课标内容要求的落实几个方面进行比较，总结了两个版本教材实验的优点和特色，旨在为高中化学教师的实验教学提供参考。

关键词   新课标  新教材  化学实验

实验教学是高中化学教学的重要组成部分，是培养学生的科学探究能力和创新意识的主要途径。2017年颁布的新版《普通高中化学课程标准》（简称新课标）提出了高中学生必须具有的化学学科核心素养，基于实验教学在培养学生学科素养中的重要作用，对于新时代的高中化学实验教学也提出了新要求，例如要求学生树立安全意识和环保意识，要求改变学生简单操作实验的情况，重点发展学生的高级思维能力，还有一个重要变化是明确规定了学生必做实验，力求改变目前学生较少动手实验的现状[1]。基于新课标的要求，对人民教育出版社出版（简称人教版）[2]和山东科学技术出版社出版（简称鲁科版）[3]的高中化学新教材必修模块的实验内容进行比较分析，旨在帮助教师更深刻地理解高中化学新课标，了解不同版本新教材，以便更好地把握新教材的实验内容，挖掘教材实验的教育价值，更好地促进高中化学的实验教学。

一、两个版本新教材必修课程实验内容呈现的比较分析

1.实验栏目体系的对比

对两个版本教材必修模块中的实验栏目进行对比分析（见表1）可以看出，两个版本教材都将实验部分划分为不同的栏目。人教版的“实验X-X”栏目以及鲁科版的“观察·思考”栏目都以常规实验为主，实验内容紧密结合课程内容，主要是让学生观察、记录实验现象，思考现象产生的原因，是对化学概念和基础理论的直观化学习，主要为掌握以实验为基础的实证研究方法而开设。人教版的“探究”和鲁科版的“活动·探究”栏目大多为探究性实验活动，主要培养学生实验设计能力和科学探究能力。人教版对于演示实验和学生实验区分得不是很明显，“实验X-X”栏目中的实验，教师可按照实际情况设置成演示实验或者学生实验;而鲁科版较清楚地划分了演示实验和学生探究活动，每个实验的功能定位清晰。

人教版“实验活动”栏目中的实验为学生必做实验，放置在每个章节的最后;而鲁科版教材则在“活动·探究”中用“*”来标出学生必做实验，都很好地贯彻了新课标对于高中化学实验的最新要求。鲁科版教材在每章的最后设置了微项目，引导学生开展项目式学习，其中很多需要开展以实验为主的探究活动，着重提高学生解决实际问题的能力。人教版的“研究与实践”中的实验一般放置在章节之后，多为课题研究、项目研究等，通过聚焦一个主题开展研究活动，主要为提高学生综合素养的化学实验。两版教材的栏目设计都体现了教材编写者的设计思路，通过这些栏目的设置可以使学生的学习指向更为明确。

2.实验内容编排的比较

通过对两个版本教材中各種类型实验的编写体例进行比较分析，可以发现每个版本教材的实验编写体例都各有特点。人教版的“实验”栏目，编写体例的格式基本固定，按照“实验X-X：具体实验步骤、现象描述、原因分析”的顺序来编排，侧重于陈述实验过程及结果，培养学生基于实证的分析能力。而鲁科版的“观察·思考”作为演示实验，主要采用4种模式进行编写，有的直接展示实验现象并要求学生记录现象，有的要求学生先明确实验目的或者提出问题，或者先预测物质性质，再观察实验寻找证据，体现了多元化、多层次性，力求用多种方式提高学生的观察思考能力。两个版本教材的探究实验活动设计不尽相同，人教版“探究”栏目中的每个实验都根据实验的功能定位采用不同的编写方式，大多提供了详细的实验步骤，要求学生自主设计实验方案的较少;鲁科版的“活动·探究”栏目大多采取开放式的实验设计，要求学生自主设计实验方案、形成结论，探究水平和层次更高。两个版本教材都通过采用不同探究方式、开展不同层次的探究活动，让学生较完整地体验新课标提出的科学探究过程的各种核心要素。两版教材的实验都很注重实验后的反思评价，在大部分栏目的实验中都设计了思考题，从而引导学生对实验的过程、实验的现象进行总结反思，深化对化学实验知识的理解，增强分析评价的能力。对于学生必做实验，两版教材的编排方式也存在异同，人教版单列“实验活动”栏目来安排学生必做实验，按照“【实验目的】-【实验用品】-【实验步骤】-【问题和讨论】”的固定模式进行编排;鲁科版的学生必做实验则放置在“活动·探究”栏目中，编写方式多样。综上可以发现，人教版教材除了探究性活动，其他栏目中的实验编写模式都相对固定，而鲁科版的实验编写体例较为丰富，针对不同任务类型的实验，采取了不同的探究思维路径进行编排。

3.实验插图的比较

在实验内容对应的版面中使用插图，可清晰呈现化学现象、实验装置等，能增强化学实验的直观性和趣味性，可以帮助学生理解抽象的实验内容或者步骤。两版教材中都引入大量实验插图，主要有实物图、实验操作示意图。对两个版本必修新教材的实验插图进行统计、比较、分析：人教版的实验图片中有实物图37幅、示意图14幅，鲁科版的实验相关实物图及示意图分别为49幅、5幅，实验图片的总体数量相当，只是鲁科版的实物图比例比人教版的高，大都用于展示实验过程的现象，图片色彩鲜艳、画质清晰、具体直观，有利于学生实验时进行分析对比学习。两个版本教材中的实验示意图大多用来展示反应的装置，用来规范学生的实验操作。鲁科版教材在大部分学生必做实验中配上学生实验操作的实景图，通过展现真实的实验场景，为学生的认知提供一种相似的场景，增强学生对必做实验的认同感。两版必修教材的实验插图都很丰富、精美，都力图用图表与文字相结合的方式来加深学生对实验的印象和知识的理解，增强实验效果。

二、两个版本新教材必修课程实验的分类与统计

将两个版本必修教材的实验按照“验证性实验”“探究性实验”“定性实验”“定量实验”“课题实验”进行分类统计，统计结果见表2。

通过表2的数据可知，人教版必修教材中验证性实验62个，探究性实验11个，验证性实验比例为84.9%，以验证性实验为主，通过大量已给定实验方案，只需教师演示或者学生按照既定步骤进行操作的实验来让学生学习经典实验，从而强化学生的实证意识，然后在这个基础上设置一些探究性实验。而鲁科版的验证性实验39个，探究性实验23个，探究性实验的比例为37.1%，探究实验的比例比人教版高，更加注重学生的实验方案设计和探究能力。

两版高中化学必修教材中的实验大多为定性实验，定量实验的数量很少，其中人教版设置4个定量实验，鲁科版则仅仅设置了1个。在高中化学必修阶段，教材对于学生实验能力的培养着重体现在定性验证或者探究的层面，对定量实验的要求不高，两版新教材都通过设置配制一定物质量浓度溶液的这个学生必做实验来让学生初步体会定量化的思维和方法，符合新课标的要求。

两版教材都很重视开展课题实验，其中人教版的课题实验有3个，主要集中在“研究与实践”栏目，鲁科版的“微项目”中含有课题实验7个，都力求通过创设真实的问题情境，开展以实验为主的探究活动，转变教学方式，融合发展学生的学科核心素养。

三、新课标实验内容要求落实情况的比较分析

1.学生安全意识和环保意识的比较

保证实验的安全是进行化学实验教学的首要条件。基于实验安全的重要性，在新课标中明确提出要求学生树立安全意识，要求学生“熟悉化学品安全使用标识，知道常见废弃物的处理方法，知道实验室突发事件的应对措施，形成良好的实验工作习惯”[1]。针对课标中实验安全的要求，两版教材都设置了相关的实验安全内容。人教版教材在必修教材的第一册附录Ⅰ设置了“实验室突发事件的应对措施”，附录Ⅱ设置了一些化学品的安全使用标识，在第一章的第一个实验旁边列出了实验安全警示图标，包括人体防护（如护目镜使用、实驗后洗手）、仪器的安全操作、用电安全等，并在每个实验栏目的标题旁都标出具体实验时需要注意的问题及应对方式，在涉及有一定危险性的操作、实验试剂的实验中用文字加图片并用醒目的方框框出以警示学生，将安全教育落实到每一个实验中。新课标中还要求学生要有环保意识，人教版教材在附录Ⅰ设置了“常见废弃物的处理方法”，在具体的实验中会做针对性的提示，如“硫酸根离子的检验”实验中用单独方框内有警示感叹号形式提醒学生注意，氯化钡、氢氧化钡等物质有毒，需做好个人防护及废弃物的无毒化处理。鲁科版对安全和环保教育的相关内容，没有设置专门的章节，在有涉及较强毒性、腐蚀性，如钠、氯气、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸等物质的实验中，通过蓝底方框内用警示感叹号形式进行“安全提示”，以提醒学生实验过程的注意事项。

通过对两个版本教材在培养学生安全和环保意识方面内容的编写比较，可以发现两版教材都设置了相关的内容，只是编排和侧重点各有不同。人教版在这方面较为全面地践行了新课标的要求，不仅在附录中设置独立篇章，而且设置了针对每个具体实验的安全指南，具有较强的实用价值和可操作性;鲁科版的教材在这方面则有所欠缺，仅在个别实验中提醒安全事项。两个版本教材的实验安全方面都是侧重于实验前准备和实验过程中的安全注意事项，对于实验废弃物处理的重视程度不够，仅人教版在附录中简单提到废弃物的处理办法，大都没有专门针对具体实验完成后实验试剂和废物的回收和处理办法，教材应该加强这方面内容的编写，以培养学生的环保意识及责任意识。

2.必修模块实验内容与课标实验内容的匹配情况比较

将新课标必修课程中各个主题下的“学习活动建议”一栏中要求的实验称为“课标实验”，将教材编写者编写的实验称为教材实验。将两个版本必修教材的实验与课标要求的实验进行对比，发现两版教材都在贯彻课标要求的基础上，根据编写者的理念增加了部分教材实验。人教版、鲁科版必修模块的实验中“课标实验”所占的比例分别为90.1%、72.6%，可见两版教材必修模块的实验内容取材大部分来自新课标。但是人教版教材“课标实验”的比例较高，其中的实验活动基本按照课程标准的实验活动建议来设置、编排;而鲁科版教材中“课标实验”相对较低，增设了不少课标中没有要求的实验，在贯彻新课标要求的基础上，适当拓展了一些教材实验来增加能力培养的空间。

3.新课标规定的学生必做实验的比较

旧课标中为扩大教学的空间和灵活度，对“演示实验”和“学生实验”没有进行严格的界定，导致一些必须由学生独立操作的实验被设置成教师演示实验，影响了学生实验素养的提升，故在新课标明确规定了学生必做实验。对应新课标规定的必修课程需要完成的9个主题的学生必做实验，两版教材都设置了相关的实验。

人教版设置了16个必做实验，鲁科版设置成18个，对必做实验的划分都很细致，体现了对新课标规定的学生必做实验的重视。两版教材必修课程中的学生必做实验涉及的实验类型基本涵盖了新课标要求的几种类型的化学实验，包括物质的性质（如铁及其化合物的性质）、物质的检验（如铁离子的检验）、分离提纯（如粗盐提纯）、溶液配制（如配制一定物质的量浓度溶液），让学生在必修课程中完成化学实验基本知识和技能的训练，达到高中阶段学生必须具备的基本化学实验素养要求。

两个版本的学生必做实验的编排有较大不同，人教版的学生必做实验都按照固定的模式进行编排，大部分实验都给定详细实验用品和步骤（占比达到88.9%），具有较强的可操作性，确保大多数学生都能完成必做实验，着重培养学生的基础实验操作能力。而鲁科版的必做实验中要求学生自主设计实验方案的比例为68.7%，大部分学生必做实验都采取探究活动的方式展开，注重实验的自主性和探究性，力求通过学生必做实验提高学生的逻辑思维能力、实验设计、操作能力等，总体要求较高。

4.实验探究方法导引的比较

在化学实验的教学过程中，不仅要让学生掌握基本的实验操作和相关化学知识，更重要的是要领会科学研究方法和思维方法，提高学生解决实际问题的能力。在新课标中对实验提出一个新的内容要求：学习不同类型化学实验及探究活动的核心思路与基本方法，两个版本新教材都通过设置“方法导引”栏目来加强对学生实验与探究活动的方法指导，便于学生开展自主探究学习。通过对两版教材这方面的内容进行比较研究，可以发现人教版必修教材中相关的实验方法导引共计5条，涉及气体制备、研究物质性质、实验方案设计等几种类型的实验及探究活动;而鲁科版教材更加注重探究方法的引导，“方法导引”数量比人教版多，共计15条，涉及了溶液配制、实验仪器使用、物质分离提纯、物质检验、探究物质性质和反应规律、实验设计等多种类型的实验，对于各种类型探究活动的方法指导更全面，大多设置在探究性实验的旁边用于提示学生一些问题解决的方法，或放置在探究实验之后让学生归纳实验的核心思想和方法，给学生充分探究空间的同时保障了探究的科学性。

四、两个版本新教材实验的比较结果总结

对人教版、鲁科版高中化学新教材中必修模块的实验内容进行对比分析，发现两个版本教材在实验的编排、设计、内容呈现上都各有特色，都能较好地贯彻新课标对高中化学必修课程实验的要求。

两版教材都将实验分散于不同的栏目中，实验编制体例都很丰富，人教版的实验和学生必做实验的编写模式固定，而鲁科版三个实验栏目的编写体例更加丰富，并将实验与探究内容在附录中分类列出便于查阅。人教版的实验提供了详细的实验步骤，实验设计清晰，具有较强的可操作性、规范性，而鲁科版的实验中探究活动多，很多要求学生自主设计实验方案，开放度和难度都较高。两个版本必修教材的实验插图的总体数量相当，图片都很清晰，图文搭配设计合理，只是鲁科版相较于人教版，实物图的比例要高得多，带给学生的视觉冲击力更大。

人教版教材的实验大多参照课程标准的活动建议来设置，而鲁科版教材中则在贯彻课标要求的基础上，适当增加了一些教材实验。两版教材都精心设计了学生必做实验，人教版的必做实验放置在每个章节的最后，大都采用验证式实验的方式开展，其中的实验内容在具体章节内容中已经出现过，让学生在对实验已经有所认知的基础上，亲自动手实验，侧重于提高实验技能、巩固实验知识，而鲁科版的必做实验都是穿插在各个章节的教学内容中，大多采用探究式的活动方式展开，对学生的科学探究能力要求更高。对于新课标要求的安全意识和环保意识培养，人教材教材在安全教育方面做得更加全面、细致，既在附录中设置相关篇章，还在各类实验中标注醒目的安全图示、“注意”图标，有利于培养学生的安全意识，而鲁科版教材在这方面则略显不足。两个版本教材对于实验后实验材料、废弃物的处理不够重视，可在实验步骤中增加清理和整理的环节，从而培养学生的环保意识及责任意识。两版教材都依照新课标要求，在化学实验中加强方法引导，对预测、实验设计、科学研究等方法都進行了解释和说明，其中鲁科版教材的方法导引数量更多，涵盖的化学实验和探究活动类型更广，更加注重对科学研究方法的引导，而人教版这方面的内容则较少。

两个版本高中化学必修教材的实验编写都各有特点，在实验内容和编排上可以互相参考、互相借鉴。一线教师应依据高中化学课程标准的要求，研读不同版本的教材，结合自身的教育理念和教学实际，优化整合各个版本教材中的实验，根据实际条件有效开展实验教学，提升教学质量。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2] 王晶，郑长龙.普通高中教科书化学必修（第一册、第二册）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3] 王磊，陈光巨.普通高中教科书化学必修（第一册、第二册）[M].济南：山东科学技术出版社，2019.

[作者：汪阿恋（1986-），女，福建泉州人，福建教育学院化学教育研究所，讲师，硕士;吴新建（1966-），男，福建永定人，福建教育学院化学教育研究所，教授，硕士。]

【责任编辑  郭振玲】