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。

例如，实验室制取氧气的反应，过去的教科书中通常是采用加热高锰酸钾或加热氯酸钾这两种方法来进行。KMnO₄是通过焙烧MnO₂和KOH制得K₂MnO₄，然后电解K₂MnO₄水溶液而制得；KClO₃是通过电解NaCl溶液制得NaClO₃，然后用NaClO₃跟KCl反应而制得。在生产K₂MnO₄和KClO₃的过程中，都要消耗大量的电能，工艺比较复杂，而且还有对环境有污染的副产物产生。为此，国外许多国家的教科书在制取氧气时，大多使用过氧化氢分解的方法。H₂O₂主要采用2—乙基蒽醌法，先氢化，再氧化而制得，生产过程中能耗少，成本也比较低，原料可以重复使用。过氧化氢分解反应除产生O₂外，生成的副产品是对环境无污染的H₂O。基于这一反应的绿色化特点，“人教版”教科书在介绍实验室制取氧气的方法时，选用了“过氧化氢分解”的反应。

三、化学实验陈述的新特点

化学实验内容的陈述应该准确无误，具有科学性。但是，保证科学性并不等于实验内容的陈述就一定要“学术化”，全部采用学术语言，用学术研究的口气来陈述中学化学实验内容。采用什么样的语言来陈述实验内容，实际上反映了不同的化学课程观。以学科为中心的化学课程观，必然要求“学术化”陈述；以学生发展为中心的化学课程观，必然要求“人性化”陈述。“课标”实验教科书，非常重视化学实验的人性化陈述。

（一）以人性化的实验探究情景导入实验

“景”指外界的景物，“情”指由外界的景物所激起的感情。情景是指能够激起人们情感的各种景物。基于建构主义的实验探究学习，特别强调和重视实验探究情景的创设。所谓实验探究情景是指能够激发学生的实验探究兴趣、形成良好探究氛围的情景。^[6]实验探究情景的人性化，倡导在叙述实验步骤和实验方法之前，应以学生熟悉的生活经验、已有的化学知识、日常生活中的真实现象、社会发展中与化学有关的问题、重要的化学实验史实和科学技术发展的重大事件等作为实验探究情景，来导入实验探究活动。“课标”实验教科书在陈述化学实验内容时，非常重视创设人性化的实验探究情景。

例如，“上教版”教科书在引入“燃烧条件的探究”实验时，就设计了如下情景：“在日常生活中，燃烧现象屡见不鲜。你想过没有：发生燃烧的条件是什么？下面我们通过实验来探究这一问题。”这样的情景贴近学生的生活，很容易激发学生进行实验探究的积极性。

实验探究情景可以是问题情境，但并不是所有的问题情境都能成为实验探究情景。如“水是大家非常熟悉的物质，如果将同样体积的两杯水混合在一起，那么，混合后水的体积是否等于混合前两杯水的体积之和呢？”这是一个基于学生已有生活经验的问题情境，但不是一个实验探究情景。如果将这一问题改造成：“水和酒精是大家非常熟悉的两种物质，如果将同样体积的水和酒精混合在一起，那么，混合后的液体体积是否等于混合前水和酒精的体积之和呢？”这样的一个问题具有探究价值，可以成为实验探究情景。

（二）以人性化的称谓陈述实验内容

除重视创设人性化的实验探究情景以外，“课标”实验教科书还注意用人性化的称谓来陈述实验内容。在化学实验内容的陈述中，加进“第一人称”或“第二人称”，使用“请”字，可以使学生有一种亲切感，使他们感到化学实验内容不是“计算机程序”，只呈现操作的步骤，而是“拟人化”的一种交流，是实验内容与学生的一种互动。这样的呈现，显然在调动学生学习的主动性和积极性，尊重学生的人性，体现教师与学生、教科书与学生、实验内容与学生的相互平等上，比那种“板着面孔”“命令式”的学术化陈述，效果要好得多。

例如，“上教版”教科书在呈现“二氧化碳的性质实验”时，就作了如下的陈述。^[5](41)

●请预测图中两个实验的结果。

●自己动手进行实验，或观察老师的演示实验，描述你所观察到的现象。

●根据实验现象，你能得出什么结论？

● 由此你能否试着说明用二氧化碳灭火的原因。

在陈述之初，就“请”字当头，使学生有一种亲切感和相互尊重感；在陈述的过程中，两次用到第二人称“你”，使学生有一种平等交流的感觉；在第2条的陈述中，用的是“自己”，而不是“学生”；用的是“老师”，而不是“教师”，这样的称谓是将学生作为陈述主体的口气。因而，这样的陈述很容易拉近教师与学生、教科书与学生、实验内容与学生的距离，使学生在一种轻松、愉悦的心境下进行学习。

（三）注意观察与思考相结合

以往化学教科书在陈述化学实验时，通常只是叙述化学实验操作与观察的内容。例如，“把少量KClO3放在试管里加热几分钟，可以看到KClO3熔化后慢慢放出气泡。这时用带火星的木条插入试管口，观察发生的现象。”这样的陈述形式，容易使学生只注意实验的操作步骤和实验现象，不注意思考为什么这样操作、为什么会产生这样的实验现象，因而造成很多学生只是被动地“做”和“看”，而不是能动“思”和“想”。

人性化的化学实验陈述，就是要从促进学生科学素养的主动发展出发，使学生在积极、能动的思考中，来进行实验操作，来观察实验现象。“不仅要让学生知道要做什么和怎么做，还要让他们懂得为什么要这样做、为什么不那样做的道理和理论依据。还要注意培养他们把实验操作（动手）、实验观察（动感觉器官）、积极思考（动脑）三者有机地结合起来统一于实验实施的全过程中。这样将会有助于提高学生实验操作的主动性和自觉性，减少实验操作中的被动性和盲目性。”^[7]为此，在义务教育化学课程标准“发展科学探究能力”的“进行实验”要素中，特别提出“在实验操作中注意观察和思考相结合”。^[3](10)

“课标”实验教科书非常注意将与实验内容有关的思考性问题引入实验中，使学生在操作与观察中思考，在思考中操作与观察。例如，“上教版”教科书在呈现“空气中氧气含量的测定”实验时，就作了如下的陈述。^[5](23)

【实验】

●将集气瓶容积划分为5等份，并加以标记。

●在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装满红磷，将气体导气管上的止水夹夹紧，把燃烧匙内的红磷放在酒精灯外焰上点燃，并迅速深入集气瓶内，塞紧橡皮塞，观察到什么现象？

●待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，又观察到什么现象？

【思考并和同学们讨论下列问题】

●红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体？

●红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么？

●集气瓶中剩余的气体是氧气吗？

●打开止水夹，为什么集气瓶中能吸入约占集气瓶容积1/5的水？

●你还能设计什么实验来测定空气中氧气的体积含量？

这样的实验陈述，使得学生在进行每一步实验操作时，都要认真思考教科书所提供的有关问题，都要仔细分析实验现象产生的原因，从而达到通过化学实验促进学生科学素养主动、全面发展的目的。

参考文献：

［1］陈耀亭，等.中学化学教学法［M］.长春：吉林人民出版社，1984.16.

［2］陈耀亭.中学化学教学中的德育［M］.长春：长春出版社，1991.79.

［3］中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准（实验稿）［S］.北京：北京师范大学出版社，2001.

［4］课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级下册）［M］.北京：人民教育出版社，2001.63—64.

［5］中学化学国家课程标准研制组.义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级上册）［M］.上海：上海教育出版社，2001.59,41,23.

［6］郑长龙，等.化学实验教学新视野［M］.北京：高等教育出版社，2003.116.

［7］梁慧姝，郑长龙.化学实验论［M］.南宁：广西教育出版社，1996.169.