选编实验与《基本目录》规定实验的比较分析

摘要

为使教育部新颁布的《中小学实验教学基本目录（2023年版）》（文中简称《基本目录》）落地生根，对新版高中化学必修教科书中的选编实验与《基本目录》规定的高中化学实验活动进行比较研究，发现不同版本高中化学必修教科书中的选编实验与《基本目录》规定的实验活动存在一定差异。基于差异的现实，建议将4种版本教科书相互借鉴并各取所长，优先保证开齐开足开好《基本目录》规定的学生基本实验，并创造条件将一些随堂演示实验开发成学生分组实验，以便学生通过化学实验体验真实的科学探究过程，并在获取化学知识的同时感悟科学精神，提升科学思维和化学学科核心素养。

关键词

高中化学必修教科书 / 基本目录 / 实验活动 / 比较研究 / 教学建议

加强中小学生科学素养的培养，对实现中华民族伟大复兴具有重大的战略意义^［1］。因此，培养中小学生科技兴趣和动手能力已引起党和国家的高度重视。教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）组织专家团队研制并发布了《中小学实验教学基本目录（2023年版）》（以下简称《基本目录》）。化学实验是学生探究化学知识、提升科学素养的重要途径，是化学学科教学不可分割的重要组成部分，也是构建化学学科理论体系的基础^［2］。《基本目录》中的高中化学实验部分，以《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《新课标》）的主题为主线，以《新课标》的内容为依据，以高中化学大概念为脉络，将普通高中化学实验细化到教学过程之中，为高中化学教学搭建起了有血有肉、丰富充实的实验教学框架。

普通高中化学教科书既是高中化学学科知识的载体，又是高中化学《新课标》的具体化，更是国家教育目标在普通高中化学教育中的直接体现，在保障师生的教学活动始终指向化学教学目标、培养学生核心素养和立德树人方面发挥着关键作用。因此，开展新编普通高中化学教科书选编的实验内容与《基本目录》中高中化学规定的实验活动的比较研究，对全面贯彻落实新课程理念，使《新课标》落地生根，保障高中化学育人质量，均具有指导作用和现实意义。

1 化学实验操作与实验室安全主题

化学离不开实验，因实验既是化学理论产生、化学规律发现的基础，也是检验化学理论是否正确的唯一标准。化学实验教学，是化学学科中不可或缺的部分，也是培养创新型人才的关键环节^［3］。中国科学院院士戴安邦教授指出：化学实验教学是实施全面化学教育的一种最为有效的教学形式^［4］。帮助学生掌握基本的化学实验操作技能与实验技术，培养学生初步的分析、解决问题能力，端正其实事求是的科学态度，是《新课标》的基本要求之一。

化学实验室常常潜藏着许多危险的因素，防止由这些危险因素引起的事故，事故发生后进行急救处理，是化学工作者的基本素质之一。中学生对化学实验室中的试剂、仪器等充满着强烈的好奇心，进入实验室后总喜欢东瞧瞧、西摸摸。因此，以中学生为对象开展化学实验室安全教育是化学实验课程的内容之一，同时对树立学生的安全意识和环保意识具有重要的意义。“化学实验操作与实验室安全”主题选编的实验与《基本目录》规定的实验活动比较如表1所示。

比较普通高中化学必修教科书“化学实验操作与实验室安全”主题中的“化学实验”二级主题发现（表1），4种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动高度一致，另外人教版、沪科版2种版本教科书在此基础上分别还选编了1个随堂教学实验。从“科学态度与安全意识”二级主题中的“实验室安全防护装置的使用与突发事件处理方法”看，人教版、苏教版和沪科版3种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%，与鲁科版的一致性是0；“实验室常见废弃物的处理方法”选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动相比，人教版的一致性是100%，与苏教版、沪科版、鲁科版3种版本教科书的一致性是0，即都没有选编相应的实验教学活动。

比较4种版本高中化学必修教科书在主题1选编的实验教学内容与《基本目录》规定的实验活动发现，与人教版的一致性是100%，与苏教版、沪科版2种版本教科书的一致性约为67.6%，与鲁科版的一致性约为33.3%。分析4种版本教科书该主题选编的实验教学内容的活动数量和类型维度发现，均选编了1个学生必做实验。除此之外，人教版选编了4个随堂实验活动，沪科版选编了2个随堂实验活动，苏教版选编了1个随堂实验活动。

2 常见的无机化合物性质及其应用主题

常见的无机化合物性质教学存在知识点多、规律性较差等难点，学生普遍感到枯燥、难记。因此，在教学中借助实验可以帮助学生克服以上困难，使学生深刻理解和体会实证为上、证据为先，以可靠的证据为说话的依据等学科内涵^［11］，从而培养学生“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等学科核心素养。“常见无机化合物性质及其应用”主题选编的实验与《基本目录》规定的实验活动比较如表2所示。

表2表明，在“元素与物质”二级主题中，人教版、苏教版和沪科版3种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%，与鲁科版的一致性是0，没有选编相应的实验活动。

在“氧化还原反应”二级主题中，鲁科版教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%，人教版、苏教版和沪科版3种版本教科书均未选编相应的实验活动，其一致性是0。

在“电离与离子反应”二级主题中，人教版、鲁科版和沪科版3种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%，与苏教版的一致性则是66.6%。在“探究电解质的电离”中，人教版和苏教版教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动基本一致，鲁科版和沪科版2种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动则是高度一致；在“探究溶液中离子反应的实质及发生条件”中，人教版、鲁科版和沪科版3种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动一致，而苏教版教科书未安排相应的实验内容，与《基本目录》规定的实验活动不一致；在“溶液中常见离子的检验”中，4种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动一致，苏教版、沪科版2种版本教科书均选编了4种常见离子的检验，人教版教科书选编了2种常见离子的检验，而鲁科版教科书只选编了1种常见离子的检验。

在“金属及其化合物”二级主题中，4种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%。在此基础上，人教版、沪科版2种版本教科书还选编了Na₂O₂与水、碳酸钠反应及Al与NaOH溶液、盐酸溶液反应的相关实验；人教版、苏教版教科书则选编了3～4个铁及其化合物性质的演示实验或探究活动，如铝热反应和电路板的制作等，而人教版、苏教版和鲁科版3种版本教科书还选编了Na⁺、K⁺等常见离子的焰色实验。

在“非金属及其化合物”二级主题中，4种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%。进一步分析发现：在“氯气的制备及性质研究”主题中，人教版教科书未选编氯气的制备实验；在“氯水的性质及成分探究”主题中，苏教版教科书还选编了新制的氯水与氨气作用、氯水与硝酸银溶液反应实验；鲁科版教科书选编了“微项目—设计实验”探究84消毒液中NaClO的性质。

在整体上，比较4种版本普通高中化学必修教科书在该主题中选编的实验教学内容与《基本目录》规定的实验活动发现，人教版、鲁科版、沪科版3种版本教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是92.3%，与苏教版的一致性是84.6%。分析4种版本教科书主题2选编的实验数量和类型的维度发现，人教版教科书选编了25个随堂实验、3个学生实验；苏教版教科书选编了16个随堂实验、3个学生实验；鲁科版教科书选编了12个随堂实验、5个微项目实验或学生实验；沪科版教科书选编了18个随堂实验、6个学生实验。

3 物质结构基础与化学反应规律主题

物质结构基础内容的教学，是帮助学生理解原子、原子结构及原子核外电子与化学微观世界的主要手段，但物质结构基础的内容抽象，存在很难与学生已有知识和生活经验建立关联的问题，且化学微观思维方式与宏观思维方式有显著的区别，故学生难以形成微观世界的认识视角和思路^［12］。

化学反应的速率与限度、化学反应与能量转化，是中学化学教学中的一个重要主题之一，对于学生的“变化观念与平衡思想”学科核心素养的发展具有独特的价值与功能。在教学中充分利用好相关实验，更有利于学生从能量、限度和速率3个视角认识化学反应的本质，深刻理解任何化学反应都存在“可能性”和“现实性”问题。对于任何化学反应，其驱动和引发的决定因素都涉及能量的变化。对此，在生产生活中人们可以通过反应速率和物质转化两个手段对化学反应进行调控。

“物质结构基础与化学反应规律”主题选编的实验与《基本目录》规定的实验活动比较如表3所示。

表3表明，苏教版、鲁科版、沪科版3种版本教科书该主题选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%，人教版教科书该主题选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性为80%。分析选编的实验数量和类型维度发现，4种版本教科书相差不大，其中人教版选编了8个随堂实验和3个学生必做实验，苏教版选编了5个随堂实验和5个学生必做实验，鲁科版选编了5个随堂实验和4个学生必做实验，沪科版选编了4个随堂实验和4个学生必做实验。

4 简单的有机化合物及其应用主题

有机化合物的学习，使学生能基于碳骨架、官能团、位置异构链接视角和构象、构型、旋光异构空间视角认识有机物的多样性，并基于官能团视角和条件视角认识有机物之间的相互转化。该主题重点发展学生的“宏观辨识与微观探析”“模型认知与证据推理”“实验探究与创新意识”等化学学科核心素养。有机化合物存在内容多且杂、难以结构化和把握规律等问题，学生无法建立起有机化学世界的认识方式，是中学化学教学中的又一个难点。

在教学中借助相关化学实验，可帮助学生掌握有机化学知识，发展其核心素养，逐步建立起有机物性质的认识视角和思路。“简单的有机化合物及其应用”主题选编的实验与《基本目录》规定的实验活动比较如表4所示。

表4表明，新编4种版本普通高中化学必修教科书中该主题选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性是100%。在此基础上，人教版和苏教版教科书还选编了甲烷性质的有关实验，人教版、苏教版、鲁科版和沪科版教科书还选编了糖类、蛋白质性质的有关实验。分析选编实验的数量和类型发现，人教版教科书选编了1个学生必做实验和9个随堂实验，苏教版教科书选编了5个学生实验和7个随堂实验，鲁科版教科书选编了3个学生实验和7个随堂实验，沪科版教科书选编了4个学生实验和2个随堂实验。

5 化学与社会发展主题

化学与社会发展主题，要求重点发展学生的科学态度与社会责任这一化学学科核心素养^［17］，使学生在元素化合物、化学概念原理等内容学习的过程中，具备认识和分析健康、环境、材料等实际问题的化学视角和社会视角。在教学过程中，教师通过相关实验可以培养学生在真实、复杂的背景下解决健康、环境、材料等实际问题的能力。“化学与社会发展”主题选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动比较如表5所示。

表5表明，鲁科版教科书在该主题选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性最高，为66.67%，与沪科版教科书的一致性是33.33%，与人教版、苏教版教科书的一致性是0，即该主题未选编相应的实验内容。

6 结论与启示

（1） 整体分析发现，4种版本新编普通高中化学必修教科书选编的实验内容与《基本目录》规定的实验活动的一致性分别是：人教版为81.5%，苏教版为77.8%，鲁科版和沪科版均为85.2%。但4种版本高中化学必修教科书在5个主题实验内容的选编上各具特点，相互补充了《基本目录》规定的27项实验活动。因此，在教学过程中不要拘泥于1种版本的教科书，而要相互借鉴、各取所长，最大限度完成《基本目录》规定的实验活动，使《新课标》和《基本目录》规定的实验活动落地生根，由“学科学”转变到“做科学”，促进学生化学学科核心素养的提升，保障高中化学教学过程中实现“德育为先、五育并举”，从而为培养社会主义建设者和接班人奠定坚实的基础。

（2） 虽然不同版本的高中化学必修教科书选编的实验数量、实验方法存在差异，但在高中化学教学过程中，教师要严格遵循《基本目录》中的“普通高中化学实验教学目录”，树立大实践教学观念，构建大实践教学体系，以学生实践为中心，形式多样地开展化学实验活动；进一步探索高中化学实验教学的过程性评价与终结性评价相结合的化学实验教学评价新模式，逐步建立高中化学实验教学评价机制和评价标准；坚决摒弃教师讲实验、学生背实验或用实验视频代替学生亲身经历化学实验探究的过程体验，优先保证开齐开足开好《基本目录》规定的学生基本实验，创造条件，尽可能将一些随堂演示实验开发成学生分组实验，以便学生通过化学实验体验真实的科学探究过程，感悟科学精神，获取化学知识，提升科学思维和化学学科核心素养。在此过程中，发展一般性科学探究的问题解决思路和化学科学问题的解决思路，形成解决化学科学问题和工程问题的实践性能力。

（3） 坚决摒弃搞实验教学没有现实收益、耗时多、影响学生刷题和过多考虑中高考分数等错误的教学观念；杜绝在黑板上画实验、让学生看实验录像等剥夺学生亲身经历科学探究与实践机会的错误教学行为；开齐开足开好《基本目录》中的“普通高中化学实验教学目录”规定的实验，帮助学生筑牢科学实验根基，理解基本的科学原理。只有如此，才能达成以下目标：一是有效帮助学生增强对化学必备知识的理解和化学学科关键能力的养成；二是有助于制订具体的实验教学计划和规范实验教学的实施，提升高中化学课堂教学的质量；三是有助于全面体现化学学科的育人价值，有力促进《新课标》和新课程理念的落地生根；四是有助于开展基于科学观念建构与应用的单元教学活动，将学生置身于真实的问题情境之中，为学生获取化学科学知识，理解化学科学本质，认识客观世界提供重要的实践途径，进而有力地推动化学基础实验技能的培养向模型建构和论证推理、分析综合及创新思维等高阶实践素养培养的方向转变，以期推动化学实验教学的活动化与课程化，促进学生复杂化学问题解决能力、实践能力与创新能力的提高，最终达成为国家培养人才的目标。

参考文献

[1] 房喻.强化实验教学　培育实践学习生态［EB/OL］.（2023-11-23）［2024-05-23］.

[2] 刘玉荣，吴沂蒙.高中化学实验教学中批判性思维培养的困境与破解路径［J］.化学教育（中英文），2024，45（07）：9-15.

[3] 魏锐，沈瑾.实验教学，培育科技创新人才之源［J］.教育与装备研究，2024，40（01）：3-5.

[4] 陈荣三，杨震.戴安邦先生的化学教育思想［J］.中国大学教学，2018（06）：44-46，70.

[5] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订） ［S］.北京：人民教育出版社，2020.

[6] 教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）.中小学实验教学基本目录（2023年版）［EB/OL］.（2023-11-23）［2024-05-22］.

[7] 王晶，毕华林.普通高中化学教科书·必修（第一册）［M］.第1版.北京：人民教育出版社，2019.

[8] 王祖浩.普通高中化学教科书·必修（上册）［M］.第1版.南京：江苏凤凰教育出版社，2019.

[9] 王磊.普通高中化学教科书·必修（第一册）［M］.第1版.济南：山东科学技术出版社，2019.

[10] 麻生明，陈寅.普通高中化学教科书·必修（第一册）［M］.第1版.上海：上海科学技术出版社，2021.

[11] 朱玉军，王香凤.科学教育与关键能力培养：内涵、关系及教学策略［J］.化学教学，2023（12）：3-7.

[12] 郑长龙.核心素养导向的化学教学设计［M］.北京：人民教育出版社，2021.

[13] 王晶，毕华林.普通高中化学教科书·必修（第二册）［M］.第1版.北京：人民教育出版社，2019.

[14] 王祖浩.普通高中化学教科书·必修（下册）［M］.第1版.南京：江苏凤凰教育出版社，2019.

[15] 王磊.普通高中化学教科书·必修（第二册）［M］.第1版.济南：山东科学技术出版社，2019.

[16] 麻生明，陈寅.普通高中化学教科书·必修（第二册）［M］.第1版.上海：上海科学技术出版社，2021.

[17] 王磊.基于学生核心素养的化学学科能力研究［M］.北京：北京师范大学出版社.2018.

基金资助

宁夏回族自治区西部一流学科教育学（B类）二期项目资助(NXYLXK2017B11)

宁夏回族自治区一流课程“无机化学”建设项目资助(NXYLKC201906)