义务教育化学课程标准实验教科书中化学实验的

摘要：与过去的化学教科书不同，在实验区使用的义务教育化学课程标准实验教科书在化学实验的内容选择、设计和陈述上发生了较大的变化，表现为：实验内容选择上具有生活化、趣味化的特点；实验设计上具有探究化、绿色化的特点；实验陈述上注意以人性化的实验探究情景导入实验，以人性化的称谓陈述实验内容；注意观察与思考相结合。

关键词：实验教科书；化学实验；特点；内容选择；设计；陈述

一、化学实验内容选择的新特点

（一）化学实验的生活化

将“面向全体学生的化学”“面向公民的化学”这一新课程理念落实到化学教科书中，就要求化学教科书的内容要贴近生活、贴近社会，使学生学习“有用的化学”。作为化学教科书内容重要组成部分的化学实验，尤其要注意联系学生的生活实际和社会实际。这一方面可以提高学生的科学兴趣，使学生感到化学就在自己的身边，身边无处无化学；另一方面也可使学生在知道和理解化学知识的基础上，能够清楚所学的知识能用于做什么和怎么做；同时对化学的本质和价值，尤其是化学科学的“两重性”，有一个正确的认识。因此，通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题，对于拓展化学实验的功能，提高学生的科学素养，具有十分重要的意义和价值。

1.选取学生身边的化学物质作为实验药品

以学生身边常见的化学物质作为实验药品，可以使学生有一种亲切感，感到化学并不神秘，就在我们身边，这有利于调动学生的学习积极性和激发他们进行实验探究的兴趣。例如，“灼烧葡萄糖、砂糖和面粉”“蛋壳的性质实验”“食用油和洗洁精在水中的分散情况实验”“纯碱、肥皂水、石灰水、食盐水、蔗糖水的酸碱性实验”“蔗糖溶液的配制实验”等。这些实验所涉及的实验药品，都是学生身边常见的化学物质。

2.选取生活和社会中的化学现象作为实验内容

日常生活和社会生活中的很多化学现象都可以作为选取化学实验内容的素材，这些素材学生熟悉，内容丰富，易于选取。以这些素材为实验内容，对于学生注意身边的化学现象、解释身边的化学现象，利用身边的化学现象，更好地学以致用，具有重要作用。例如，“吸入与呼出气体的比较实验”“铁钉锈蚀实验”“食盐溶液、蔗糖溶液及水的凝固点的测量实验”“氢气流吹肥皂泡实验”“鸡蛋白性质实验”等。

3.选取与化学有关的社会问题作为实验内容

化学在给人类带来巨大福祉的同时，也出现了很多与化学有关的社会问题。这些问题关乎每一个社会成员，当然也应当是作为未来社会公民的学生所关注的内容。因此，选取这些问题为实验内容，对于学生形成从化学的视角来解释和解决现实中的与化学有关的生活和社会问题，具有重要作用。例如，“硫在空气中和氧气中燃烧及形成酸雨的实验”“污水净化实验”“小组协作完成当地土壤酸碱性测定的实验，提出土壤改良的建议或适宜的种植方案”“设计实验，探究农药、化肥对农作物或水生生物生长的影响”等。

（二）化学实验的趣味化

化学实验具有动机功能，可以激发学生的化学学习兴趣，这是人们的共识。但是过分强调“学科中心”的化学教科书，使化学实验的“学术化”倾向十分明显。国内外的各种调查显示，很多中学生对化学学习的兴趣正在明显降低，甚至一些学生放弃了化学学习。导致这一状况的原因是多方面的，但做了化学实验，是否就一定能够激发学生的化学学习兴趣的问题引起了人们的思考。因此，如何增加化学实验的趣味性，成了人们开始关注和研究的一个问题。为此，“课标”实验教科书中采取了“趣味实验”“家庭小实验”等新的化学实验形式。

所谓趣味实验是指以生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生兴趣的一类实验。例如上海教育出版社出版（以下简称“上教版”）的“课标”实验教科书中的“面粉爆炸实验”“用碘水检验马铃薯、芋头、面包等食物中淀粉的实验”等。所谓家庭小实验是指利用生活中的一些常见用品作为实验仪器和药品，由学生在家里独立完成的一类实验。这类实验仪器和药品相对易得，实验较为安全，操作并不复杂，但具有一定的创新性。人民教育出版社出版（以下简称“人教版”）的“课标”实验教科书中单独设计了“家庭小实验”栏目，选择了“自制简易净水器”“铅笔芯导电实验”“鸡蛋壳与醋精反应实验”等。

二、化学实验设计的新特点

（一）化学实验的探究化

在化学实验的设计上，以往的化学教科书过于强调实验对所认识的化学基本概念、基本规律和基本原理的验证，即使是“探索性实验”或“启发性实验”，也是照方抓药式的设计。这样的实验设计学生几乎不需要进行什么“探索”，只要按照实验步骤做下去，就可以得出结论，别说发挥实验的功能、促进科学素养的发展，就连学生最初的实验操作兴趣，也可能因为这样的设计而丧失殆尽。改变化学实验“照方抓药”式现状的关键，是加强化学实验的探究化设计。这对于更好地发挥化学实验的功能，发展学生的科学探究能力，促进学生科学素养主动、全面的发展，具有重要意义。

实验的探究化设计离不开实验方法论的指导。实验方法论是关于科学实验的一般过程和方法的理论，对所有的实验活动都具有指导作用。活动是运用方法的活动，方法是指导活动的方法，两者的关系如下页图所示。因此，化学实验的探究化设计，不仅要有利于学生通过实验来学习化学科学知识与技能，而且还要有利于学生体验科学过程和学习科学方法。

在实验方法论中，实验条件的控制方法是设计和实施探究性实验的最常用的一种方法。“实验，实际上是条件控制下的观察”“所有的实验，都是在条件控制下进行的”。^[1]控制实验条件是实验这种探究活动最突出的一个特点。因此，要想对化学实验进行探究化设计，就必须运用“实验条件的控制”方法。所谓实验条件是指同特定实验对象相联系，并对其状态、性质和变化发生影响的诸因素的总和。中学化学实验所涉及的实验条件主要有化学药品，包括化学试剂的规格，化学药品的种类、状态（固态、液态或气态）、形状（块状、颗粒状或粉末状）、质量、体积和浓度等；化学实验仪器和装置，主要包括不同规格的化学实验仪器及其不同的安装方法；化学实验操作，主要包括点燃、加热、冷却、振荡、溶解、洗涤、过滤等化学实验操作，以及对电流、电压、时间和压强的控制等。所谓实验条件的控制，就是将影响实验对象的诸条件中的一个条件作为可变，其他条件保持不变，探究此条件的变化对实验结果的影响，以便找出最佳实验条件的一种科学方法。^[2]正因为实验条件的控制对于探究性实验设计具有重要意义，因而在义务教育化学课程标准“发展科学探究能力”的“制定计划”要素中，明确要求学生要具有“控制实验条件的意识”。^[3](10)为了反映和落实“课标”的思想，“课标”实验教科书中，运用实验条件的控制方法设计了大量富有创意的探究性实验。

实验过程与实验方法之间的关系图

例如，“人教版”教科书中的“溶液酸碱度对头发的影响”的实验。^[4]该实验通过对头发在不同pH溶液中（其他条件不变，只改变溶液的pH）浸泡后拉断难易程度的比较，来讨论洗发液的选择问题。溶液的酸碱度对头发的影响，是一个生活中遇到的实际问题。以此为背景来学习溶液酸碱性的有关知识，可以创设真实的学习情景；将此课题设计成一个实验活动，使学生通过实验来进行探究，因而创设了一个良好的探究情景；此实验的设计体现了“实验条件的控制”方法，因而有助于学生体验科学过程，理解科学方法，培养他们的科学探究能力，提高他们的科学素养。

再如，“上教版”教科书中的“水与酒精混合后体积变化情况”的实验^[5](59)。以往的设计通常只是用“50 mL酒精与50 mL水混合”，直接得出“微粒之间是有一定空隙的”的结论，缺乏探究性。为此，教科书在明确了要解决的实验问题后，引导学生先进行预测，使学生根据已有的生活经验和化学知识，对可能出现的情况，大胆地进行猜想与假设；运用“实验条件的控制方法”进行实验设计：体积不变，只改变物质的种类，即50 mL水分别与50 mL水、50 mL酒精混合；50 mL酒精分别与50 mL水和50 mL酒精混合；运用“观察”和“记录”等方法“收集证据”，运用“表格”的方法对证据进行处理；在加工事实和证据的基础上，引导学生对所探究的问题进行“解释”，并得出结论。通过这样的一个设计，学生既学到了化学知识与技能，同时，也学习了多种科学方法，使化学知识的学习与实验探究活动、科学探究能力的发展有机结合起来。

（二）化学实验的绿色化

从实验设计来看，“课标”实验教科书除了重视化学实验的探究化以外，还非常关注化学实验的绿色化，体现绿色化学思想。

化学实验的绿色化是指选取绿色化的原料、采用“原子经济性”的化学反应，从而获得绿色化产物的过程。所谓“原子经济性”，是指化学反应应该最大限度地利用原料分子中的每一个原子，使它们都结合到目标分子（产物）中去，从而达到零排放（即没有副反应、不生成副产物、不产生废弃物）。一个化学反应的原子经济性程度可以用“原子利用率”来衡量。100%的原子利用率，是化学实验绿色化设计所追求的理想目标。但是，在实际的化学反应中，在目前的状况下，很多化学反应很难达到100%的原子利用率，为此，非常有必要研究如何降低化学反应污染程度的问题。

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