高中选修模块教材《实验化学》三种版本的比较分析

高中选修模块教材《实验化学》三种版本的比较分析

摘要：对人教版、山东科技版、苏教版3种高中化学选修模块教材《实验化学》的结构和内容做了归纳和对比，从教材编写线索、实验分类、学习栏目、插图、习题等几个方面进行比较分析，并提出了几点建议，以利于化学教师对新课标的理解及教材的选用。

课程改革是基础教育改革的核心。化学教材是使学生达到化学课程标准所规定的目标要求的内容载体，是将化学课程理念和化学课程内容按照一定逻辑体系和一定的呈现方式加以具体展开和具体化、系统化的材料。目前，以高中课程标准为导向，经国家中小学教材审定委员会通过的普通高中化学课程标准实验教材共有3套，分别是由人民教育出版社出版(宋心琦主编，以下简称人教版)，山东科技出版社出版(王磊主编，以下简称山东科技版)，江苏教育出版社出版(王祖浩主编，以下简称苏教版)。

根据课程标准的指导思想这3套教材都设置了2个必修模块和6个选修模块，实验不仅贯穿于必修1、必修2中，而且还作为一个独立的选修模块———“实验化学”，这不同于以前人教版教材(没有单独的实验教材，只是把学生实验内容穿插在每本教材之中)，由此可见新世纪化学基础教育改革对实验的重视程度。

基于实验在化学教学中的重要地位和作用，对3种不同版本的《实验化学》选修模块教材进行具体分析、比较、评价，不仅有利于教材本身的完善和其他教科书的编写，还可以帮助广大一线教师更深刻地理解高中化学课程标准，对教师在选择教材、教法以及把握教学尺度等方面都具有重要的意义。

1、3种《实验化学》选修模块教材设置形式的比较

3种选修模块教材《实验化学》的编写都是以基础教育课程改革纲要和高中化学课程标准为依据，着眼于提高全体学生的科学素养和终生学习能力，较好地体现了教材的基础性、时代性；整体设置“实验化学”的课程结构，努力构建知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的课程目标体系，注重创设自主性、探究性学习环境，重视反映化学、技术与社会的相互联系，在具体的编写体系上3种版本教材各有侧重，有各自鲜明的特色和编写方式。

同时，3种版本实验教材中的实验都体现中学化学实验发展趋势:化学实验趣味化、生活化、简便化、微型化、清洁化和科学化。

此外，教材中还展示了大量的现代化学实验仪器、实验装备的插图，介绍了部分现代仪器的原理。

1·1 以课程标准为本，整体设置教材体系结构

3种版本实验教材并未严格按照课程标准2个主题的顺序进行编写，而是编者根据各自的设计风格整体设置教材的具体结构，对教材的编写形式、侧重方向的确定都具有很大的自由度；在编写形式上既有相对集中的课标主题内容，也有分散于各个单元专题的课标主题内容。

1·1·1 人教版

课程编排体系基本与课程标准的内容一致，按照2个主题以及各个主题下的具体内容标准进行实验活动的安排。第一单元“从实验室走进化学”着重体现了主题1中“认识化学实验在学习和研究化学中的作用”，也包括了“树立绿色化学思想，形成环境保护的意识”；第二单元“物质的获取”涵盖了主题1中“知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能”、“了解常见物质的制备和合成方法”并把“认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用，初步掌握控制反应条件的一些方法”这个知识点贯穿于其中；第三单元“物质的检测”则对应知识点“初步了解常见物质的组成和结构的检测方法，知道质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用”和“初步掌握天平、酸度计等仪器的使用方法，能根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性”；主题2“化学实验探究”则主要体现在第四单元“研究型实验”中。

1·1·2 山东科技版

教材设置了4个主题，分别和课程标准主题1中的各个具体内容标准相对应，但在先后顺序上有较大的变化，如教材主题1对应内容标准4·“知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能”；

教材主题3对应内容标准5·“初步了解常见物质的组成和结构的检测方法，知道质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用”和标准6·“初步掌握天平、酸度计等仪器的使用方法，能根据误差分析的原理对实验数据进行分析，认识定量分析在化学研究中的重要性”；而教材主题2则对应内容标准7.“了解常见物质的制备和合成方法”。

课程标准中的主题2则没有设置独立的教材主题而是分散于教材的各个主题之中。如教材主题3中“食醋中总酸量的测定”不仅对应主题1的内容标准并把主题2中“能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题，并进行实验探究”这个指导思想贯穿于其中。

1·1·3 苏教版

根据课程标准的2个主题进行整体编排，将选修6《实验化学》教材划分为7个专题。专题1“物质的提纯与分离”及专题2“物质性质的探究”与课程标准主题1内容标准“知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能”相对应；专题3“物质的检测与鉴别”中编排的内容则和主题1“初步了解常见物质的组成和结构的检测方法，知道质谱仪、核磁共振仪、红外光谱仪等现代仪器在测定物质结构中的作用”基本一致；专题4“化学反应条件的控制”体现主题1“认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用，初步掌握控制反应条件的一些方法”这部分内容；专题5“电化学问题研究”则从另一个角度体现了课程标准主题2“化学实验探究”的内容；同时，主题2中的化学实验指导思想也能在其他各个专题中体现；专题6和专题7在课程标准主题1中也能找到对应的内容标准。

1·2 课标中内容标准在3种版本教材中的呈现方式

课程标准的内容标准在3种不同版本的《实验化学》选修模块教材中的呈现方式不同。以课程标准主题1的内容标准4.“知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能”为例，3种实验教材在体现相关内容时安排了相似的实验内容，人教版安排了实验2-2“海水的蒸馏”，山东

科技版安排了课题1中的活动1“食盐水的精制”，苏教版安排了专题1拓展课题1-4“粗盐的提纯”。

人教版和山东科技版都把以上实验编排在比较重要的地位，是学生必做的一个实验，而苏教版则把它编排在拓展实验中，为学生选做实验。人教版设置“海水的蒸馏”的目的有2个，一个是让学生了解蒸馏操作的原理，另一个是掌握蒸馏分馏混合物的方法。山东科技版和苏教版设置此实验的目的则是学会用化学沉淀法纯化粗食盐水，除去其中不溶性杂质。

人教版在实验内容中还设置了“科学视野”栏目，栏目从全球淡水资源的紧缺和中国很多城市缺水的现状，引出海水淡化是解决缺水问题的一个有效途径，同时介绍了世界及我国海水淡化技术的发展历程及现状。栏目的设置使学生树立节约用水的环保意识，同时还让学生了解海水淡化技术的可行性和社会意义。山东科技版在实验内容中设置了“化学与技术”栏目，介绍了氯碱工业中粗食盐水精制的流程和膜法在粗食盐水精制中的应用。栏目的设置不仅让学生了解到化学在工业生产中的应用及其重要作用，而且了解了技术前沿“膜法”的原理和具体应用。苏教版把实验编排为拓展实验，实验的具体内容比较简单，实验中设置了“提示与建议”，旨在引导学生设计具体的实验方案。

1·3 3种教材中实验的分类与统计

3种版本实验教材都设置了形式多样的实验课题，包含了6类的实验，但在具体实验类型的分布上各有特点，具体分析见表1。

表1 实验的分类与统计

注:表中不包括人教版的拓展实验和综合实验设计，包括苏教版的拓展实验

化学实验基本操作是化学实验成败的决定性因素。3套教材中苏教版的基本操作实验数目最多有6个，但占实验总数的比例只有16.2%，主要原因应该是实验化学是在学习完化学必修1、必修2的基础上的选修模块，学生已经掌握了一定的基本实验操作能力，没有必要在选修模块中占太多的比例而影响其他类型实验的比例。

设置物质性质探究实验和物质制备方法实验的目的，是在学生学习必修课程某物质性质的基础上，通过实验获得有关该物质性质和制备的感性认识，加深对物质性质的理解，同时培养学生的实验能力。3种教材中这2类实验的数目相当，人教版有8个，山东科技版有7个，苏教版有8个。

阐述基本概念、定律和理论的实验的设置目的是为学生形成化学概念、学习化学定律和理论提供感性认识，加深对化学概念、定律、理论的理解。这类实验着重要求学生运用所学的化学知识去分析实验现象的本质，培养学生抽象思维能力。例如，通过实验探究学生更容易理解化学反应条件对化学反应的影响。这类实验的数目在3种版本教材中的分布是:人教版2个、山东科技版3个、苏教版也是3个。

设置定性实验的目的是让学生学会物质组分的检验，包括生活中常见物质的组分检验和常见离子或官能团的检验等等。定量实验是在定性实验的基础上发展的，目的是着

重从定量的角度培养学生的实验技能，为学生从事定量分析打下初步基础；其次，定量实验可以加深学生对化学知识的理解。3种版本教材中这2类实验的数目人教版和山东科技版相当，分别是6个和5个，苏教版的数目较多有10个。

比较发现，各类实验的数目和实验总数都是苏教版的最多。经过分析主要原因是苏教版包含了大量的拓展实验，但由于学时有限教材中的“拓展课题”一般不要求在课内完成，要求同学们根据自己的兴趣和能力在课后进行探究。人教版中的拓展实验是以学生探究实验的形式出现在每个具体实验之后，实验课题贴近生活，实验仪器大多数是利用生活中的一些废弃器材，实验具体方案要求学生结合所学的知识自主设计，拓展实验体现了微型化、环保化的特点，激发学生积极思考的能力和保护环境的意识。山东科技版的主题拓展实验与现代生产联系紧密，设置的实验社会意义较高，而且还介绍了现代仪器分析方法及其应用，为学生今后进行深入的科学研究打下基础。

1·4 3种教材实验内容编排方式

3种教材具体实验内容的编排方式不同。人教版保留了原来的风格，较简单、直接，而山东科技版和苏教版的编排方式较为相似，将相关知识紧凑排列，使学生在学习过程中有章可循，同时也更易于教师教学的进行。具体如下:

新人教版教材和原来的教材对比，新教材在实验内容上加入了许多新的教学要素，优化和更新了实验教学内容，加强了实验的综合性、实践性和创新性，使学生通过实验提高学习化学的兴趣，开阔视野，培养独立思考问题的能力，加深知识迁移，达到联系生产生活实际的目的。且每个实验后面都有一个简单的实验记录表，方便学生记录实验现象，也便于思考、对照、探究活动的进行。这样一份简单的实验报告不仅让学生得到

实验成功的体验，使学生在对比中加深理解，也可以培养学生严谨、求实、准确的科学态度和浓厚扎实的基础知识。

山东科技版采用大课题导向、具体课题驱动的编写模式，具有很强的综合性、实践性和开放性，并具有层次性和一定的选择性；关注从人文、经济、历史和现实的背景出发，引导具体的学习任务。例如，综合实验活动“阿司匹林药片有效成分的检测”，选择生活中常见的药物，向学生介绍任务的背景，同时运用“知识支持:返滴定法”和“资料在线:复方阿司匹林”等栏目进一步扩展学生的视野，不是就实验论实验地做实验，而是要明确具体实验内容、相关实验方法和问题解决策略的代表性。引导学生体会做实验、学习有关实验方法的现实意义和学习价值。

苏教版教材从课题入手，以研究物质的方法为线索建构教材，涉及物质的分离和提纯、物质性质的探究、反应条件的控制、物质的定量研究、物质的制备与合成等内容。每个专题还介绍了相关的化学原理、实验研究方法和现代仪器的特点，循序渐进，在必修内容的基础上逐渐提升。既有基础性的研究课题，又有开放、探究的拓展性课题，能满足学有余力的学生和实验条件较好的学校进一步发展的需要。

2、教材内容特点分析

2·1 设置多样化的学习栏目，转变学生学习方式

3种教材着眼于提高全体学生的科学素养，重在培养学生的实验探究能力，同时考虑了学生的心理发展特点，内容上体现了探究式学习；因此编者在编写教材时，大量设置了内容丰富的栏目，这些栏目可以激发学生学习实验化学的兴趣，增强师生之间以及教材与学生之间的互动，激发学生积极思考，活跃课堂气氛。

表2统计了3种教材的栏目设置和在教材中出现的频率，表3针对栏目的类型及其设置的意义进行分析。

我们看到3种教材中所出现的栏目种类丰富，各栏目也都具有各自的内容和功能，强调学习过程、学习方法和科学探究，使学生具有较强的问题意识，能够发现和提出有价值的化学问题，敢于质疑，乐于思考，引导学生将所学知识用于生产生活实际中，培养了学生各个方面的能力，提高学生的综合素质，提高学生的科学素养。但同时我们也应该注意到教材中有些栏目的设置过多或存在意义相近的栏目，而有些栏目在教材中出现的次数过少，使得教材整体不够自洽，可以考虑合并、裁减某些栏目，达到充分发挥栏目的整体作用。比如，人教版中“学与问”的栏目只有2个，而且与“思考与交流”栏目意义相近，可以把2个合并为“问题的发现与解决”栏目。山东科技版的“工具栏”栏目在教材中只出现3次，次数偏少；“化学与技术”和“身边的化学”栏目可以考虑合并为“化学与社会”栏目。

2·2 应用大量插图，激发学生学习热情

注:表中统计的是3种教材中有编号的插图，无编号的插图未统计在内

从上表可以看出3种教材中山东科技版的插图数量最多有107幅，是人教版数量48的两倍多；苏教版的数量56和人教版的差距不大。实验现象、实验仪器装置图片对指导学生进行正确化学实验操作，分析化学实验现象，事后回忆相关实验过程及问题有很好的提示作用，有利于提高学生化学实验能力、实验设计能力和实验知识综合应用能力，同时能大大减轻学生对实验过程、现象记忆的信息量。这类插图在3种教材中占的比重较大，人教版中的实验现象、实验仪器装置占图片总数的60.4%，超过图片数量的一半，山东科技版占的比例为47.7%，苏教版占的比例为71.4%。虽然山东科技版的这类图片数目最多，但是所占比例则是苏教版最大。

生产、生活插图包含生产流程图，呈现工厂、设备外观的图片，为学生提供丰富的感性材料，山东科技版最多有14幅；原料或产品的插图，使学生体会到化学与社会生产和我们的生活息息相关，也是山东科技版最多，达24幅；模型、原理、归纳、分类方面的插图，为学生“认识实验、假说、模型、比较、分类、归纳等科学方法对化学研究的作用”提供了较好的学习平台，从而降低了学生学习化学理论知识的难度。这类插图在3种教材中数量相当，人教版和苏教版的数目都为11，山东科技版数目为15。人

物插图具有提供榜样的功能，能激发学生献身化学科学研究的热情，人教版和山东版都有人物图像，而苏教版却未出现以人物为主体的插图。

2·3 各个单元(或主题、专题)的归纳和作业

3种教材在一个单元(或主题、专题)结束时都进行了概括、归纳与整理。

人教版在每一单元最后都设置“归纳与整理，一般是以填表的形式，要求学生参照提供的线索或问题，归纳整理整个单元的重点内容。归纳的本身就为学生提供了一种学习化学的思维框架，是一种潜在的学习方法的指导，有利于培养学生对学习内容进行复习回顾、归纳整理和自我反思评价的习惯与能力。

山东科技版在每一个主题最后设置“本主题概括整合”，先用文字把本主题学习的主要实验方法复习总结，再用图表的形式展现主题的主要内容及具体的实验方法，这样就把主题学习的主要内容清晰地呈现出来，而且图表的结合更易于学生的理解记忆。

苏教版在每一专题最后设置“整理与归纳”，以图表的形式把专题的主要内容体系呈现出来，用于及时巩固所学内容，而在每个专题后又有“专题作业”，让学生应用所学的实验原理和实验方法解决问题，同时还有实验设计题和查阅资料的开放性题型。这样的习题既能开发学生的发散思维、培养学生分析问题和独立解决问题的能力，还能训练他们的表达能力，贴近课标所倡导的新理念。

从整体上说，3种版本的《实验化学》在单元(或主题、专题)的归纳总结上都考虑学生的心理发展规律，使学生易于理解、接受、记忆，可以说是各有特色，平分秋色，但是只有苏教版进行了习题的设置。

3、思考与建议

3·1 3种版本新教材在实验内容编排上的突破与原来的教材相比，3种版本的新教材无论从

实验内容的选材编排还是外表装帧，都有着重大的突破。从外表上看，3种教材都版面简洁，图文并茂，文字表达深入浅出，明白易懂，而且教材印刷用纸质地较好。新

教材摆脱了长期以来理科教材所固有的一种枯燥、深奥、冷傲的模式，拉近了学生与教材的距离。在内容的选择与编排上，新教材更注重将知识的逻辑顺序、学生的认知顺序和心理发展相结合，体现了尊重学生，以学生为主体的新课程改革的指导思想。

3·2 活用教材，把教材用活

教材是学生学习的资源，是促进学生发展、实现课程目标的工具。3种教材由于编写线索、切入方式、侧重点的不同，教材的深度、广度也不相同，实验课题的设计和应用素材也有差别。因此在教学中不管选用哪种版本的教材，教师都不能仅以教材为本，切不可认为把教材上的内容教给学生，就是达到课程标准的要求。而应该在教学过程中，深入分析并准确把握教材所体现的课程目标和教育理念并创造性地开发和使用教材。因而教材应让学生以当事人的角度而不是从学者的角度去关注知识的应用和STS的内容，培养学生的社会适应能力和科学价值观。充分利用学生主体、实际教学情境和充足的课内外教学资源，把教材用活，优化教学环境。

3·3 做好新课程教材与教师的培训

首先，应该由出版社负责化学新课程教材的培训，因为出版社对自己的教材特点、理念和结构体系最为清楚。同时，出版社还担负着教材配套资源开发的任务，如教师指导用书、新教材配套练习等。其次，在教师的培训上，应该由教育主管部门负责；同时作为实施新教材地区的化学教师，也应该及时地转变教学观，参加培训，适应新教材的教学。无论是在教材的培训上，还是在教师的培训上，两者都不可缺少，两者相辅相成。

3·4 协调教学课时与教学内容

选修模块的教学时间为36学时，教学时间是有限的，而《实验化学》涉及的实验内容却较多，而且其中的探究性实验的进行更是费时，如何在有效的时间内达成教学目标是每一个化学教师必须面对的挑战。因此，教学中要依据课程内容标准，精选实验内容，确保学生有效地学习。在实施探究性实验前，教师更应该制定周密的教学计划，充分做好实验教学准备，以确保实验的顺利进行并达到预期的效果。

3·5 加强实验教学中的环境保护

不管选择了哪种版本的《实验化学》，教师应该在实验教学过程中努力改进教学方法，加强环境保护教育。化学实验与环境保护密切相关，教师要充分利用教材，改进有毒、有害实验，从理论到实践对学生进行环保教育，增强学生的环保意识。比如:通过实验装置的改进，把敞开式装置改为封闭式，实验仪器生活化、微型化，实验药品微量化等，尽可能减少污染。

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