人民教育出版社課程教材研究所(100081) 郭 震

化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生理解化學(xué)原理、掌握物質(zhì)性質(zhì)，并將化學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)踐具有重要意義，是化學(xué)研究和化學(xué)教育的基礎(chǔ)，也是學(xué)習(xí)化學(xué)的主要途徑。我國(guó)化學(xué)教育自清末誕生以來，實(shí)驗(yàn)始終是化學(xué)教材和化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，其獨(dú)特的功能和地位是教材中其他內(nèi)容無(wú)法代替的。按照實(shí)驗(yàn)主體的不同，習(xí)慣上將化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)分為教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。目前，有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)方法改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索上，對(duì)其發(fā)展變遷關(guān)注較少。已有研究多以教材正文中的演示實(shí)驗(yàn)為主要對(duì)象，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的發(fā)展研究主要集中于當(dāng)代教材，尤其是課程改革新教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，缺乏對(duì)近現(xiàn)代教材相關(guān)內(nèi)容的整理。本文對(duì)我國(guó)清末至今化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的發(fā)展過程和變遷規(guī)律進(jìn)行初步梳理和分析，以期為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

1 不同時(shí)期化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的發(fā)展概述

1.1 清末民國(guó)時(shí)期化學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

我國(guó)化學(xué)教材自清末時(shí)便編入了化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但清末和民國(guó)初年的化學(xué)教材未將學(xué)生實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)作為欄目單獨(dú)列出，對(duì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述較為簡(jiǎn)略，一般只描述實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象，很少涉及實(shí)驗(yàn)用品和操作注意事項(xiàng)。其主要作用是配合教師的演示向?qū)W生呈現(xiàn)化學(xué)事實(shí)，學(xué)生難以據(jù)此進(jìn)行獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作。這一時(shí)期我國(guó)出版了一些與化學(xué)教材配套的“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教科書”和“化學(xué)實(shí)驗(yàn)教程”，如《初等實(shí)驗(yàn)化學(xué)教科書》(飯岡桂太郎 著，華申祺 譯，上海文明書局，1907年)、《化學(xué)講義實(shí)驗(yàn)書》(龜高德平 著，虞銘新 譯，上海普及書局，1909年)等，主要譯自日本。其內(nèi)容是對(duì)中學(xué)化學(xué)教材中各處實(shí)驗(yàn)的具體操作進(jìn)行詳細(xì)說明，收錄實(shí)驗(yàn)的數(shù)量繁多，如《化學(xué)講義實(shí)驗(yàn)書》收錄了100多個(gè)實(shí)驗(yàn)(如圖1所示)。其中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)可被視作現(xiàn)代意義的學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的雛形，同時(shí)也兼作教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備參考資料。

圖1 《化學(xué)講義實(shí)驗(yàn)書》的封面、部分目錄和化學(xué)實(shí)驗(yàn)

清末和民國(guó)初年，我國(guó)的化學(xué)課程文件沒有對(duì)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)施的化學(xué)實(shí)驗(yàn)(即“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”，或稱“實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)”)進(jìn)行明確要求。1923年，北洋政府教育部頒布的《新學(xué)制課程綱要 高級(jí)中學(xué)第二組必修的化學(xué)課程綱要》第一次明確規(guī)定了中學(xué)化學(xué)課程的“實(shí)驗(yàn)綱要”，列出20項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求，同時(shí)注明“但示其范圍大概，各條中有非一二次所能作完者，其實(shí)際課程可臨時(shí)酌定”。此后，我國(guó)的化學(xué)課程文件開始列出具體的學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，1932年的《高級(jí)中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》列出“加熱裝置與玻管使用法”“過濾與蒸餾”“硫酸”“炭化輕[即碳化氫(烴)，筆者注]”等28項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，1936年的《初級(jí)中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》列出“燈之用法及試管中加熱法”“氧之制法及性質(zhì)”“酸堿之性質(zhì)”“食物之成分”等15項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，明確了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。

為適應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，民國(guó)時(shí)期的出版機(jī)構(gòu)延續(xù)清末化學(xué)教材的做法，未在化學(xué)教材內(nèi)增加“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”欄目或相關(guān)內(nèi)容，而是繼續(xù)單獨(dú)出版與教材配套的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教程，如商務(wù)印書館出版與其“復(fù)興教科書”配套的《復(fù)興初級(jí)中學(xué)教科書化學(xué)實(shí)驗(yàn)》(1936年)、《復(fù)興高級(jí)中學(xué)教科書化學(xué)實(shí)驗(yàn)》(1948年)，正中書局出版與“新中國(guó)教科書”配套的《新中國(guó)教科書初級(jí)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》(1947年)，等等。這些實(shí)驗(yàn)教程以學(xué)生為服務(wù)對(duì)象，以課程標(biāo)準(zhǔn)中“實(shí)驗(yàn)教材”規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)為核心內(nèi)容。一般在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)介紹化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作，為后續(xù)學(xué)生親自操作奠定基礎(chǔ)；對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器和藥品、實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳盡的描述，并在每個(gè)實(shí)驗(yàn)后附“問題”，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理，深化對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。以上兩種實(shí)驗(yàn)教程均被設(shè)計(jì)為活頁(yè)形式，便于學(xué)生送交教師批閱，需要學(xué)生觀察記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果則被設(shè)計(jì)為對(duì)應(yīng)的填空(如圖2、圖3所示)。

民國(guó)時(shí)期的化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)雖幾經(jīng)修訂，但其中有關(guān)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容變化不大。同時(shí)由于其間爆發(fā)了抗日戰(zhàn)爭(zhēng)和內(nèi)戰(zhàn)，局勢(shì)動(dòng)蕩，出版機(jī)構(gòu)自身也受到很大影響。各版本化學(xué)教材多沿用20世紀(jì)30年代初的內(nèi)容，配套實(shí)驗(yàn)教程中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和內(nèi)容基本保持穩(wěn)定。學(xué)生實(shí)驗(yàn)與化學(xué)教材中的教學(xué)內(nèi)容匹配度較高，初中主要為氧氣、氫氣、二氧化碳和酸堿鹽等基本物質(zhì)的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，加熱、玻璃加工、過濾等基本實(shí)驗(yàn)操作，以及食物成分、纖維鑒別等生活化內(nèi)容；高中則以各類元素化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為主，其中包含了部分過渡元素和長(zhǎng)周期元素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量較多。

1.2 新中國(guó)時(shí)期化學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)

新中國(guó)成立初期，教育領(lǐng)域全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，通過制定教學(xué)大綱規(guī)范教材和教學(xué)，化學(xué)教材嚴(yán)格依照教學(xué)大綱進(jìn)行編制，二者具有很高的一致性。1954年的《中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱(草案)》指出：“大綱中所規(guī)定的教師演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)都是完成大綱所規(guī)定的教學(xué)任務(wù)的重要組成部分，教師應(yīng)切實(shí)遵照規(guī)定進(jìn)行講授，作好演示，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”，課程文件還同時(shí)列出了與各部分知識(shí)同步對(duì)應(yīng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。此后至今，除21世紀(jì)初新課程改革時(shí)期的十余年外，我國(guó)初、高中化學(xué)課程文件均明確區(qū)分教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行具體規(guī)定。

這一時(shí)期的化學(xué)教材嚴(yán)格依照教學(xué)大綱的要求，一般在全書最后集中編入“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”(或稱“實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)”)。這一時(shí)期教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，與各章涉及的基本實(shí)驗(yàn)操作和重點(diǎn)物質(zhì)性質(zhì)的教學(xué)相匹配，明確給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)用品和實(shí)驗(yàn)步驟。人民教育出版社在1955年出版的初中化學(xué)教材，開始在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的起始部分介紹實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)，1982年版初中教材的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中首次出現(xiàn)了“問題和討論”，讓學(xué)生就實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中遇到的問題進(jìn)行討論和交流，使其在動(dòng)手操作、鞏固知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步反思，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)的思維深度和知識(shí)容量，促進(jìn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。這樣的學(xué)生實(shí)驗(yàn)編寫形式多年來一直保持穩(wěn)定，并被現(xiàn)行的初中化學(xué)教材(2012年版)和高中化學(xué)教材(2019年版)所繼承。本時(shí)期的特殊情況是2000年后各出版社出版的初、高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材。這一批教材根據(jù)當(dāng)時(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，突出科學(xué)探究，提倡學(xué)生在做中學(xué)，淡化演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，未單獨(dú)列出學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。

1956年的《中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱(修訂草案)》規(guī)定“學(xué)生實(shí)驗(yàn)又可以分兩種形式進(jìn)行：一種是實(shí)驗(yàn)作業(yè)，這是跟教師講解教材相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)；另一種是實(shí)習(xí)作業(yè)，這是在學(xué)過一個(gè)題目或部分教材以后，在教師指導(dǎo)下，由學(xué)生單獨(dú)或分組進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)”，實(shí)習(xí)作業(yè)“包括一些實(shí)驗(yàn)習(xí)題，也就是通過實(shí)驗(yàn)來解決某些問題的作業(yè)”。此后的化學(xué)教材在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中一般均編入“實(shí)驗(yàn)習(xí)題”，通常設(shè)置在幾個(gè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)之后，包含幾個(gè)獨(dú)立的問題，不給出實(shí)驗(yàn)藥品和步驟提示，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自行設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案。這些實(shí)驗(yàn)習(xí)題能夠使學(xué)生獲得使用和鑒別物質(zhì)的技能，了解化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，從而更充分地理解教材內(nèi)容，提高分析和解決問題的能力。

2 化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的發(fā)展與變化

清末民國(guó)時(shí)期，20世紀(jì)20年代前的化學(xué)課程文件未對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體要求，相關(guān)的配套實(shí)驗(yàn)教材數(shù)量貧乏，且內(nèi)容差異較大。故新中國(guó)成立前的學(xué)生實(shí)驗(yàn)選取三四十年代使用最為廣泛的商務(wù)印書館“復(fù)興化學(xué)教科書”的配套實(shí)驗(yàn)教材——《復(fù)興初級(jí)中學(xué)教科書化學(xué)實(shí)驗(yàn)》和《復(fù)興高級(jí)中學(xué)教科書化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)作為代表，其余時(shí)期則選取人民教育出版社出版的全國(guó)通用初、高中化學(xué)教材作為各時(shí)期代表性化學(xué)教材，對(duì)其中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行梳理和分析。

2.1 化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量變化及原因分析

圖4和圖5統(tǒng)計(jì)了各時(shí)期初、高中化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量?？梢钥闯?，從20世紀(jì)30年代至今，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量在整體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，個(gè)別時(shí)期的數(shù)量有所回升。民國(guó)時(shí)期初中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)為15個(gè)，高中為38個(gè)，都明顯多于新中國(guó)成立后化學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。主要原因是民國(guó)時(shí)期初中的課程標(biāo)準(zhǔn)和教材強(qiáng)調(diào)聯(lián)系生活，加入了一些如食物的成分、鑒別纖維、去污法等實(shí)用化、生活化的學(xué)生實(shí)驗(yàn)；同時(shí)，高中化學(xué)教材的教學(xué)內(nèi)容較為龐雜，元素化合物種類繁多，因此編入了銅、汞、銀、鉻、錳等過渡元素和鉛、錫等長(zhǎng)周期元素及其化合物性質(zhì)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

圖4 不同時(shí)期初中化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量

圖5 不同時(shí)期高中化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量

新中國(guó)成立后，教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性，對(duì)以上民國(guó)化學(xué)教材中較為龐雜的內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)精簡(jiǎn)。此后至今，初中教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)為8～13個(gè)，高中為18～30個(gè)。初中教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的增加，一次是50年代末至60年代初，“大躍進(jìn)”背景下編寫的提高教學(xué)要求的教材，增加了硫酸銅重結(jié)晶、配制溶液、鐵及其化合物的制法和性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)；另一次是70年代末，為縮小與先進(jìn)國(guó)家的差距，初中化學(xué)教材增加教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)要求，教材中出現(xiàn)了結(jié)晶水含量測(cè)定、溶解度曲線繪制等要求較高的定量實(shí)驗(yàn)，以及因高中內(nèi)容“下放”而引入的鹵素和堿金屬的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。相應(yīng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量增加到13個(gè)，是新中國(guó)成立后數(shù)量最多的時(shí)期。此后，在“減負(fù)”的大環(huán)境下，教學(xué)大綱和教材精簡(jiǎn)內(nèi)容，降低教學(xué)要求，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量有所減少。

與初中教材相比，高中化學(xué)教材的知識(shí)體系比較系統(tǒng)，教學(xué)內(nèi)容相對(duì)穩(wěn)定，其中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量變化相對(duì)較小。較明顯的一處變化發(fā)生在90年代，此時(shí)教材的必修第一冊(cè)增加了有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，選修第三冊(cè)因設(shè)有“化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)”“物質(zhì)的檢驗(yàn)”兩章而相應(yīng)增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)，總數(shù)達(dá)到新中國(guó)成立后最多的30個(gè)。另一處需要說明的是50年代和60年代的高中教材。我國(guó)50年代的高中化學(xué)教材學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)主要按元素類別進(jìn)行分類，每個(gè)實(shí)驗(yàn)中包含很多內(nèi)容。如“實(shí)驗(yàn)VIII硫的實(shí)驗(yàn)”，包含硫的熔化、彈性硫的制取、硫和鐵的化合物的制取、對(duì)亞硫酸的認(rèn)識(shí)、硫酸的性質(zhì)等14個(gè)子項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多。盡管此時(shí)的化學(xué)教材使用了曲管、玻璃片等較為簡(jiǎn)便的微型實(shí)驗(yàn)裝置，但由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過多，而當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)中學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件有限，學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)際開展情況仍受到一定影響。因此，60年代的化學(xué)教材在編寫時(shí)汲取了編譯蘇聯(lián)教材的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，注意結(jié)合國(guó)情對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行精簡(jiǎn)。例如，曾有14個(gè)子項(xiàng)的“氮的實(shí)驗(yàn)”在精簡(jiǎn)后被分為“氨的制法和性質(zhì)”“銨鹽的制取和性質(zhì)”“硝酸和硝酸鹽的性質(zhì)”這3個(gè)獨(dú)立的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量雖然只是從27個(gè)減少到25個(gè)，但由于只保留必要的少數(shù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)主題更為明確，師生負(fù)擔(dān)得到明顯減輕。

學(xué)生選做實(shí)驗(yàn)在改革開放前的化學(xué)教材中尚未出現(xiàn)。80年代的化學(xué)教材在減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)、降低教學(xué)要求的過程中，將少量學(xué)生實(shí)驗(yàn)改為選做實(shí)驗(yàn)。90年代的教材大幅增加了選做實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，初中有8個(gè)，高中12個(gè)。在這些實(shí)驗(yàn)中，一部分是要求較高的化學(xué)原理類定量實(shí)驗(yàn)，如溶解度和阿伏伽德羅常數(shù)的測(cè)定；還有一些趣味性、實(shí)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，如“火龍寫字”、番茄電池、天然水的凈化、從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)，以及可根據(jù)課時(shí)和學(xué)校條件選用的、密切配合教學(xué)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，如金屬的電化學(xué)腐蝕、乙炔的制取和性質(zhì)、苯和甲苯的性質(zhì)、合成有機(jī)高分子化合物的性質(zhì)等學(xué)生實(shí)驗(yàn)。

2.2 化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容類別變化及原因分析

以制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為主，如粗鹽的提純，氧氣、氫氣、二氧化碳的制取和性質(zhì)，酸、堿的性質(zhì)等。根據(jù)圖6中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在初中化學(xué)教材的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，制備實(shí)驗(yàn)占1/3左右，但絕對(duì)數(shù)量的波動(dòng)較大。性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量一直最多，在50年代的化學(xué)教材中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，超過70%，此后其比例下降至40%～50%。概念原理類實(shí)驗(yàn)在民國(guó)時(shí)期的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中約占1/3，其內(nèi)容除基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作外，還包括空氣中氧氣含量的測(cè)定、溶液的性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)，數(shù)量較多。在新中國(guó)成立后的教材中則從無(wú)到有，呈逐漸增加的趨勢(shì)，1978年版初中教材中的數(shù)量最多，包含測(cè)定硫酸銅晶體里結(jié)晶水的含量、測(cè)定硝酸鉀在水里的溶解度并繪制其溶解度曲線圖，以及配制懸濁液和乳濁液等概念原理類實(shí)驗(yàn)。其中部分實(shí)驗(yàn)的操作要求較高，或有定量要求，學(xué)生實(shí)施難度較大，在80年代的修訂中或被刪去，或改為選做實(shí)驗(yàn)。90年代的教材則編入化學(xué)變化的現(xiàn)象和分子運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)容易實(shí)施的概念原理類實(shí)驗(yàn)。

圖6 不同時(shí)期初中化學(xué)教材中各類學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量與比例

圖7統(tǒng)計(jì)了不同時(shí)期高中化學(xué)教材中各類型學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量與比例。由于高中階段化學(xué)教材的知識(shí)體系比較完整，有大量元素化合物的性質(zhì)需要學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，因此從實(shí)驗(yàn)類型看，除2019年至今這一時(shí)期外，性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)量始終最多，占50%～60%。制備實(shí)驗(yàn)在民國(guó)時(shí)期和五六十年代的教材中較多，約占1/5到1/3。教材在不少元素化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)之前，也編入相應(yīng)的制備實(shí)驗(yàn)。但這類實(shí)驗(yàn)在改革開放后化學(xué)教材中的比例明顯下降，低于15%，一般只保留制備氨、膠體、甲烷、乙烯、乙炔、乙酸乙酯等重要代表性物質(zhì)的少量制備實(shí)驗(yàn)。2019年后出版的高中教材只保留簡(jiǎn)單配合物和乙酸乙酯的制備實(shí)驗(yàn)，其比例僅占8%。

圖7 不同時(shí)期高中化學(xué)教材中各類學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量與比例

整體上看，高中教材中概念原理類實(shí)驗(yàn)的比例呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，民國(guó)時(shí)期和五六十年代高中教材中的數(shù)量較少，一般只有周期律和周期表的相關(guān)實(shí)驗(yàn)、電解質(zhì)溶液的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以及一定濃度溶液的配制等少量實(shí)驗(yàn)。1979～1980年版高中教材由于新增教學(xué)內(nèi)容，提高理論水平，學(xué)生實(shí)驗(yàn)中概念原理類實(shí)驗(yàn)的比例也相應(yīng)提高，達(dá)到1/3。編入阿伏伽德羅常數(shù)的測(cè)定、中和熱的測(cè)定、化學(xué)反應(yīng)速度與化學(xué)平衡、分子量的測(cè)定、中和滴定、原電池和金屬的電化腐蝕、電鍍等實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)大了學(xué)生實(shí)驗(yàn)對(duì)教材中理論性知識(shí)的覆蓋面。80年代的五年制高中教材為減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，刪去阿伏伽德羅常數(shù)和中和熱測(cè)定這兩個(gè)定量實(shí)驗(yàn)，同時(shí)編入原初中教材測(cè)定硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的學(xué)生實(shí)驗(yàn)。90年代的教材恢復(fù)了原有的一些定量實(shí)驗(yàn)，將部分內(nèi)容編入選做實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還增加了電解質(zhì)溶液、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作等學(xué)生實(shí)驗(yàn)。2019年后出版的高中教材，由于新增了“選擇性必修2化學(xué)反應(yīng)原理”模塊，教材編入了燃料電池、平衡移動(dòng)、鹽類水解等化學(xué)原理類學(xué)生實(shí)驗(yàn)，必修教材也增加了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能等實(shí)驗(yàn)。概念原理類實(shí)驗(yàn)的比例上升至56%，體現(xiàn)了新時(shí)期高中教材從關(guān)注物質(zhì)性質(zhì)等知識(shí)性內(nèi)容轉(zhuǎn)向化學(xué)原理等方法性、觀念性內(nèi)容的教育理念變化。

3 小結(jié)

近代以來，我國(guó)化學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)從無(wú)到有。其呈現(xiàn)形式從民國(guó)時(shí)期單獨(dú)出版配套學(xué)生實(shí)驗(yàn)教程，發(fā)展為新中國(guó)時(shí)期與教材正文一體化編寫出版，或融入各章，或在書后集中呈現(xiàn)，已經(jīng)成為化學(xué)教材不可缺少的重要組成部分。21世紀(jì)初，實(shí)驗(yàn)版化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)為凸顯知識(shí)的生成性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提倡通過科學(xué)探究來學(xué)習(xí)化學(xué)，未對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行明確規(guī)定。據(jù)此編寫的各版本初、高中化學(xué)教材在編寫“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”模塊的同時(shí)，不再區(qū)分演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)獨(dú)立的欄目從教材中消失。受傳統(tǒng)升學(xué)觀念和教育、考試方式的影響，以及學(xué)校軟、硬件條件的制約，選修“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”模塊教材的地區(qū)很少，必修階段的學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)難以開展，中學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)受到嚴(yán)重影響。

針對(duì)這一情況，2011年版初中和2017年版高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)了對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的明確要求，列出應(yīng)組織學(xué)生完成的“學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)”，此后出版的化學(xué)教材重新編入學(xué)生實(shí)驗(yàn)欄目，受到師生的普遍歡迎。多年來的教學(xué)實(shí)踐表明，現(xiàn)有條件下，在化學(xué)教材中列出學(xué)生最低程度必做的實(shí)驗(yàn)，不僅提高了教材的整體性和系統(tǒng)性，便于師生使用，而且能夠?yàn)榻逃b備部門和學(xué)校保障實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展提供依據(jù)，有效地鞏固和提高學(xué)生的實(shí)踐與探究能力。

化學(xué)教材中教師演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容較為重視知識(shí)的生成性，學(xué)生實(shí)驗(yàn)則習(xí)慣上通過明確實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目的、原理、儀器試劑、操作步驟，引導(dǎo)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，著眼于單元重點(diǎn)知識(shí)和技能的驗(yàn)證與鞏固。其傳統(tǒng)意義上的定位決定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)與中學(xué)化學(xué)教材和教學(xué)密切相關(guān)，其主要內(nèi)容多年來基本保持穩(wěn)定。由于化學(xué)具有作為成熟自然科學(xué)的學(xué)科屬性，化學(xué)教材中一些經(jīng)典的制備實(shí)驗(yàn)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和概念原理實(shí)驗(yàn)得以傳承，為不同時(shí)期的學(xué)生在實(shí)踐中掌握物質(zhì)性質(zhì)、理解化學(xué)原理、進(jìn)行化學(xué)應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用。

與此同時(shí)，化學(xué)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的傳統(tǒng)定位也使其在內(nèi)容設(shè)置上過于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位，局限于就知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教材正文的演示實(shí)驗(yàn)存在一定程度的重復(fù)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，探究性實(shí)驗(yàn)少，對(duì)過程體驗(yàn)和創(chuàng)新精神關(guān)注不足。實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練亦較為專業(yè)，缺乏對(duì)化學(xué)應(yīng)用背景的情境描述，對(duì)學(xué)生生活和社會(huì)實(shí)際關(guān)注不足。由于各地經(jīng)濟(jì)和教育發(fā)展水平存在顯著差異，受學(xué)校儀器裝備條件制約，化學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)大多為使用傳統(tǒng)儀器的定性實(shí)驗(yàn)，定量實(shí)驗(yàn)僅有溶液配制和中和滴定，缺乏數(shù)字化實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)，與化學(xué)學(xué)科發(fā)展與應(yīng)用的定量化、綠色化趨勢(shì)不相匹配。

回顧和梳理百年來化學(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，為我們從歷史和現(xiàn)實(shí)的角度理解其內(nèi)容與呈現(xiàn)的變化，更好地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面的功能提供了有益的參考。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的重要特征，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教育中發(fā)揮著重要作用?；瘜W(xué)教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ钪苯拥耐緩?，隨著化學(xué)學(xué)科和教育教學(xué)理念的發(fā)展，其內(nèi)容的選擇與呈現(xiàn)需要與時(shí)代同步，并充分考慮國(guó)情。在使用更科學(xué)合理、先進(jìn)環(huán)保的實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)儀器改進(jìn)傳統(tǒng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，可以將相關(guān)內(nèi)容拓展為選做實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)教材中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化、微型化和綠色化，提高實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的選擇性和可操作性。在實(shí)現(xiàn)鞏固基本知識(shí)和技能等傳統(tǒng)定位的同時(shí)，不斷更新教學(xué)理念，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中融入化學(xué)的應(yīng)用背景和創(chuàng)新元素，通過項(xiàng)目任務(wù)等途徑，加強(qiáng)與生活、社會(huì)及其他學(xué)科的聯(lián)系，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的綜合性、探究性和實(shí)踐性，以更好地實(shí)現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的育人價(jià)值。