新中国70年高中化学教科书中实验的演变研究

张玉环 郭瑞春 王伟群

摘要：文章选取新中国成立后几套典型的高中化学教科书作为研究对象，对教科书中“硫及其化合物”实验内容和形式的“变”与“不变”进行了分析，并结合课程背景分析了这种变迁的背后因素，以期找出我国教科书中实验的编写特点和发展趋势，为我国以后教科书编写提供一些可供参考的历史经验。

关键词：高中化学;教科书;硫及其化合物;实验内容;实验形式

文章编号：1008-0546（2020）09-0006-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

我国化学课程在学校里开始设置始于清末1865年，而从新中国成立后我国的化学课程开始进入一个新的历史阶段，到现在已经历了70年的变迁。本文对硫及其化合物实验的变迁特点进行梳理与分析，见微知著，揭示课程与教材变革的历史和现实意义。

一、我国高中化学教科书演变概述

我国近代化学知识和最早的化学教材都源自国外，新中国成立以来我国中学化学教科书演变大致经历了仿苏和探索时期、文革时期、改革开放时期、新课改时期、核心素养时期这五个历史阶段。20世纪50年代，我国开始全面学习前苏联，1953年出版了编译前苏联的课本。60年代，我国开始自主探索编写课本。文革时期，强调教育直接为劳动生产服务，化学课本变成了《工农业基础知识》，由于这是一个特殊时期，故不对此做详细分析。改革开放时期，恢复高考，教材编写也在恢复发展中，1979年出版了十年制课本。此后，八九十年代，大纲多次修订，教科书经历了甲种本、乙种本，再到1990年出版必修、选修课本，但基本内容变化不大。改革開放后期，受素质教育、STS教育思想的影响，2002年出版了全日制教科书，名称上由课本转变为教科书。2003年，第8次新课改，向西方理科科学课程学习，实行课标模块制，教科书从“一纲一本”走向“一标多本”，高中化学教科书开始出现人教版、苏教版、鲁科版三个版本。2017年，在新课标核心素养理念指导下，基于核心素养导向的新教材也已应运而生。

硫及其化合物是中学化学元素化合物知识的重要组成部分。硫位于第三周期第VIA族，硫存在的同素异形体和多价态硫形成的化合物，使得硫及其化合物的相互转化关系特别丰富，它们不仅与许多自然现象、生命物质息息相关，在橡胶、造纸、合成药物、火药等工业上起着重要的作用，其中的硫酸工业是化学工业中历史最悠久的工业之一，至今在国民经济建设中占着重要地位。且二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一，形成的酸雨是最主要的环境问题之一。硫及其化合物的这些特点，使得硫及其化合物是所有高中化学教材必有的内容。而其中的实验类型特别齐全，随教育理念、教育技术等改革变化也比较多。2017年教育部颁布的《普通高中化学课程标准（2017年版）》规定的必修课程学生必做的9个实验就有“不同价态含硫物质的转化”，足以印证硫及其化合物实验的重要。

二、教科书中硫及其化合物实验内容及分布

笔者选取1953年、1964年、1979年、2002年、2004年（人教版）、2019年（人教版）几套典型的教科书，对其中硫及其化合物实验的演变进行研究。按实验主体再分为演示实验和学生实验，各套教科书中硫及其化合物的实验内容及分布情况，如表1：

从表1可知，硫及其化合物章节的内容有了较大的变化，从过去作为“氧族元素”的一种元素，单独成一章，到“氧族元素 环境保护”，单独成一章，到现在只是与环境保护的非金属元素及其化合物的一部分内容，或化工生产中的重要非金属元素的一部分内容。教材编写从学科中心的课程理念到社会中心的课程理念，加强知识与生活、生产的联系，使知识能学以致用，是STSE教育思想在化学教育中的表现。

从章节内容位置的安排上看，硫及其化合物知识与元素周期律知识的排列位置反复变化着，2002年之前，教科书中硫及其化合物知识安排在元素周期律之前，2002年调整到了元素周期律之后，到2004年，调整到了元素周期律之前，2019年的新教材又调整到了元素周期律之后。说明如何处理事实性知识和理论性知识的关系在化学教育上是有争议的。笔者对2019年教材中将硫及其化合物的位置调整到元素周期律后很认同，因为对于复杂的元素化合物知识的学习，元素周期律是很有效的学习工具，可减少学生对事实性知识的死记硬背。在教材编排时，既有律前元素及其化合物为元素周期律奠定事实基础，又有律后元素及其化合物促进元素周期律的应用，能促进元素周期律的深度学习。

三、硫及其化合物实验的演变

1.实验数量的变化

从表1可知，从过去到现在“硫及其化合物”实验数量总体减少了，其中1953年实验数量是新中国70年来最多的，1953年有25个，1964年有23个，1979年8个，2002年7个，2004年6个，2019年6个。当然这是由于教材对硫及其化合物进行系统教学的缘故，绝对数量与内容多少有关。改革开放后，大纲中提出“要培养学生的实验能力和科学态度”，实验内容选取上开始注重选择有利于培养实验能力、现象明显、操作安全等的实验，删减了大量操作复杂、有毒的制备实验。这些年减少教材过时、冗余的内容，精选具有更大教育功能的教学内容，是一种趋势。

从内容来看，教科书中一直都有的实验是二氧化硫和硫酸的实验，为了直观地反映出该部分实验数量的具体变化，对其进行了统计，如图1：

从图1可见，SO2和H2SO4的实验数量变化略有减少。具体来看数量减少是因为制备实验、与初中重复的稀硫酸性质实验、浓硫酸稀释实验被删除，其中浓硫酸对多种有机物的脱水性实验也被精简了，1953年浓硫酸的脱水性实验涉及木条、棉麻毛和丝织物反应，经不断改进，现在留下的与蔗糖反应的实验，也称为“黑面包”实验，该实验现象明显，趣味性强，且涉及吸水性、脱水性和强氧化性，综合性强，以一顶三。

可以看出，制备实验的数量也是减少的。1952教学大纲中提到“教学应使学生从理论上实践上理解化学工业生产过程中的科学原理，这可能是当时教科书中制备实验比较多的原因。1979年教科书中很多制备实验被删除，虽然没有制备实验的要求，但有制备原理的介绍。但到2002年和2004年，教科书中已没有了“硫及其化合物”的制备实验，这是精简复杂、污染环境实验的结果。

2.实验类型的变化

笔者按实验的名称将教科书中实验进行整理，可以看出实验栏目的变化，见表2：

新中国成立初期，编译苏联的教科书后面有实验室实验，就是学生实验。而正文中没有实验栏目，化学实验内容只是穿插在正文知识中，直接描述实验原理、实验步骤、实验现象和实验结果，并配有少量实验的插图作为辅助。1963年颁布的《全日制中学化学教学大纲（草案）》中“首次”明确将实验作为一个独立的部分呈现，并提出“实验是保证教学质量的一个重要环节”。1964年教科书中，实验首次以“演示实验X-X”的独立栏目呈现，教科书最后集中编入“学生实验”。之后，实验的形式从这一时期开始基本定型。且那时的学生实验几乎都是教师演示实验的重复，是验证性的。到2002年，实验栏目发生了较大的变化，增加了家庭小实验，到2004年，出现了学生的“科学探究”实验，2019年新教材中的学生实验“含硫化合物的转化”，是一个开放性的实验，教科书指导学生遵循科学性、可行性、安全性和绿色化的原则设计实验。

教材中化学实验形式的变化与不断改变的课程理念和人们对实验教学功能的认识有关。特别是2001年《基础教育课程改革（试行方案）》发布，科学探究成为新课程改革的突破口，实验的形式发生了革命性的变革，从验证性实验到学生自己描述实验现象、自己得出实验结论、自己设计实验方案进行实验，利用实验提升学生探究能力成为实验教学的主旨。

3.实验的内容变化

新中国成立以来，化学教科书中实验装置图表现出来的实验所用的仪器、实验内容和实验方法等都发生了很大变化。我们以SO2和H2SO4的实验为例进行分析。比如，五六十年代的教科书中二氧化硫的制取实验，如图2所示。

通过比较可知，50年代的教科书中实验的数量虽多，但大多是一些比较简单的实验，实验仪器用的是一些玻璃片、玻璃管等，类似图2左的“二氧化硫制取”，以现在的角度看，算是微型实验，这可能是由于当时正规仪器的缺乏导致的，但今天仍有一定价值：它们药品用量少，操作简单，对环境影响小。60年代实验仪器明显有改良，且都对尾气进行了处理。从图2右可见，演示实验和学生实验装置不同，学生实验装置更简单，要求更低一些。

再如，浓硫酸与金属铜的反应，选取了1979年、2002年和2019年教科书中的实验装置图如下所示（图3）：

2002年之前的教科书都只是以文字的形式呈现实验（如图3中的1979年教科书）;2002年的教科书中不仅出现了实验插图，而且增加了尾气处理的装置（如图3左下图所示），更加直观;2019年的实验将反应物铜片改为铜丝，实验变得可控制，而且为连续反应的实验装置（如图3右下图）。这些变化与上个世纪末掀起的STSE教育有关，化学教育开始注重与社会、生活的联系，开始注重环境教育，实验教学也有了相应的改变。

总之，我国教科书中的实验编写，在保留与传承经典的基础上，实验的教学设计始终关注时代的发展，关注新的教育理念，也能不断地更新并引入新的实验仪器，改进实验方法。

四、建议与启示

通过对新中国成立70年来教科书中“硫及其化合物”实验数量、形式和内容的分析，可以看出，教科书中实验演变受到社会大背景、课程理念、培养目标、教学资源、实验观念等多种因素的影响。通过对教科书中实验的历史研究，提出以下三条建议。

1.教科书是先进教育理念的最重要载体

教科书是教学目标最具体的形式，是学生学习课程核心的材料。从新中国成立以来我国高中化学教科书内容的演变来看，硫及其化合物的知识从70年前就出现在教材中，到现在仍在教科书中有一席之地，足见这部分知识的重要性，也说明教科书中知识具有一定的传承性。但是这部分知识本身虽没有太大变化，但实验教学却有了变化和发展。从最早教科书对硫及其化合物进行系统知识的传授，实验教学只是对知识的验证，到后来教科书关注STSE教育，注重培养学生的科学素养，实验开始注意资源节约和环境保护，实验教学成为提高学生探究能力手段。充分认识教科书承载着重要的教育功能，努力使教科书体现先进的教育理念，是在教科书编写时必须要重视的。

2.实验的开发是实现化学全面教育功能的重要途径

实验是化学学科的特征，实验教学在中学化学教育中起着重要作用。随着时代的发展，教科书中实验内容的选择与实验教学的设计，不仅要运用更先进的仪器、设备改进实验，还要注重实验与生活、社会的联系，将科学方法、科学态度融于实验的编写中。依据新的教育理念，不断提升实验的探究性、综合性、情境性、趣味性、绿色化、生活化等功能，使学生充分认识到实验并不是简单的知识学习和技能训练，而是为了在做中学，解决真实问题，提高学生的科学思维、科学方法和科学态度，才能实现化学实验在培养学生科学素养方面的全面的育人功能。

3.教材编写要结合教学实际，博观约取

科学的化学来自西方，我国化学教育也一直借鉴着国外的先进经验，包括教科书。新中国成立初期，我国学习前苏联的教育思想，编译他们的教科书，但由于当时我国的教育条件比较落后，只有简单的实验仪器，很多学校很难满足实验要求，随后进行了大量调整。改革开放后，我们学习世界先进的科学教育理念，在删减了一些“偏”“难”“繁”“旧”的内容后，增加了现代化学内容，一些实验也改为了“科学探究”，实验的微型化也有一些探索。但是所有的变化都要结合我国国情，批判性地吸收。如近些年一些先进实验技术的引进，使实验教学发生了很大的变化，如数字化传感实验，由于技术的不稳定和价格的昂贵，到目前为止还没有进到教科书中。而我国化学教师自创的一些实验在教科书中发挥了很好的作用。如查阅维普期刊资源整合服务平台，从1989年到2019年底，“铜丝与浓硫酸反应”的实验改进和教学研究的论文有72篇，而2019年教科书中用铜丝与浓硫酸反应使实验变得可控的实验最早出现在《化学教学》1992年第5期尹长青的《铜与浓硫酸反应实验的改进》。当然现在的实验在实际操作中由于铜丝伸进拉出还不是很方便，为此还有不少教师对此实验不断改进。结合教师的创新教学实践，教科书中的实验未来还有很大的改进空间。

总之，回顾这70年教科书中化学实验发展的历程，中学化学实验从最早的学习模仿国外经验到现在的不断改进、创新，实验目标由指向知识到指向能力，实验内容由关注学科到关注社会，实验形式由单一走向多元等，这都是我国教科书发展过程中取得进步和巨大成就的最好佐证。化学实验在高中化学教科書70年演变中的“变”与“不变”，也为我们寻求我国化学课程改革的思路和未来我国教育的发展，提供了有益的启示。