張玉環(huán) 郭瑞春 王偉群

摘要：文章選取新中國成立后幾套典型的高中化學(xué)教科書作為研究對象，對教科書中“硫及其化合物”實驗內(nèi)容和形式的“變”與“不變”進(jìn)行了分析，并結(jié)合課程背景分析了這種變遷的背后因素，以期找出我國教科書中實驗的編寫特點和發(fā)展趨勢，為我國以后教科書編寫提供一些可供參考的歷史經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);教科書;硫及其化合物;實驗內(nèi)容;實驗形式

文章編號：1008-0546（2020）09-0006-05

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

我國化學(xué)課程在學(xué)校里開始設(shè)置始于清末1865年，而從新中國成立后我國的化學(xué)課程開始進(jìn)入一個新的歷史階段，到現(xiàn)在已經(jīng)歷了70年的變遷。本文對硫及其化合物實驗的變遷特點進(jìn)行梳理與分析，見微知著，揭示課程與教材變革的歷史和現(xiàn)實意義。

一、我國高中化學(xué)教科書演變概述

我國近代化學(xué)知識和最早的化學(xué)教材都源自國外，新中國成立以來我國中學(xué)化學(xué)教科書演變大致經(jīng)歷了仿蘇和探索時期、文革時期、改革開放時期、新課改時期、核心素養(yǎng)時期這五個歷史階段。20世紀(jì)50年代，我國開始全面學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)，1953年出版了編譯前蘇聯(lián)的課本。60年代，我國開始自主探索編寫課本。文革時期，強(qiáng)調(diào)教育直接為勞動生產(chǎn)服務(wù)，化學(xué)課本變成了《工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)知識》，由于這是一個特殊時期，故不對此做詳細(xì)分析。改革開放時期，恢復(fù)高考，教材編寫也在恢復(fù)發(fā)展中，1979年出版了十年制課本。此后，八九十年代，大綱多次修訂，教科書經(jīng)歷了甲種本、乙種本，再到1990年出版必修、選修課本，但基本內(nèi)容變化不大。改革開放后期，受素質(zhì)教育、STS教育思想的影響，2002年出版了全日制教科書，名稱上由課本轉(zhuǎn)變?yōu)榻炭茣?003年，第8次新課改，向西方理科科學(xué)課程學(xué)習(xí)，實行課標(biāo)模塊制，教科書從“一綱一本”走向“一標(biāo)多本”，高中化學(xué)教科書開始出現(xiàn)人教版、蘇教版、魯科版三個版本。2017年，在新課標(biāo)核心素養(yǎng)理念指導(dǎo)下，基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向的新教材也已應(yīng)運而生。

硫及其化合物是中學(xué)化學(xué)元素化合物知識的重要組成部分。硫位于第三周期第VIA族，硫存在的同素異形體和多價態(tài)硫形成的化合物，使得硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系特別豐富，它們不僅與許多自然現(xiàn)象、生命物質(zhì)息息相關(guān)，在橡膠、造紙、合成藥物、火藥等工業(yè)上起著重要的作用，其中的硫酸工業(yè)是化學(xué)工業(yè)中歷史最悠久的工業(yè)之一，至今在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占著重要地位。且二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一，形成的酸雨是最主要的環(huán)境問題之一。硫及其化合物的這些特點，使得硫及其化合物是所有高中化學(xué)教材必有的內(nèi)容。而其中的實驗類型特別齊全，隨教育理念、教育技術(shù)等改革變化也比較多。2017年教育部頒布的《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》規(guī)定的必修課程學(xué)生必做的9個實驗就有“不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”，足以印證硫及其化合物實驗的重要。

二、教科書中硫及其化合物實驗內(nèi)容及分布

筆者選取1953年、1964年、1979年、2002年、2004年（人教版）、2019年（人教版）幾套典型的教科書，對其中硫及其化合物實驗的演變進(jìn)行研究。按實驗主體再分為演示實驗和學(xué)生實驗，各套教科書中硫及其化合物的實驗內(nèi)容及分布情況，如表1：

從表1可知，硫及其化合物章節(jié)的內(nèi)容有了較大的變化，從過去作為“氧族元素”的一種元素，單獨成一章，到“氧族元素 環(huán)境保護(hù)”，單獨成一章，到現(xiàn)在只是與環(huán)境保護(hù)的非金屬元素及其化合物的一部分內(nèi)容，或化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素的一部分內(nèi)容。教材編寫從學(xué)科中心的課程理念到社會中心的課程理念，加強(qiáng)知識與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，使知識能學(xué)以致用，是STSE教育思想在化學(xué)教育中的表現(xiàn)。

從章節(jié)內(nèi)容位置的安排上看，硫及其化合物知識與元素周期律知識的排列位置反復(fù)變化著，2002年之前，教科書中硫及其化合物知識安排在元素周期律之前，2002年調(diào)整到了元素周期律之后，到2004年，調(diào)整到了元素周期律之前，2019年的新教材又調(diào)整到了元素周期律之后。說明如何處理事實性知識和理論性知識的關(guān)系在化學(xué)教育上是有爭議的。筆者對2019年教材中將硫及其化合物的位置調(diào)整到元素周期律后很認(rèn)同，因為對于復(fù)雜的元素化合物知識的學(xué)習(xí)，元素周期律是很有效的學(xué)習(xí)工具，可減少學(xué)生對事實性知識的死記硬背。在教材編排時，既有律前元素及其化合物為元素周期律奠定事實基礎(chǔ)，又有律后元素及其化合物促進(jìn)元素周期律的應(yīng)用，能促進(jìn)元素周期律的深度學(xué)習(xí)。

三、硫及其化合物實驗的演變

1.實驗數(shù)量的變化

從表1可知，從過去到現(xiàn)在“硫及其化合物”實驗數(shù)量總體減少了，其中1953年實驗數(shù)量是新中國70年來最多的，1953年有25個，1964年有23個，1979年8個，2002年7個，2004年6個，2019年6個。當(dāng)然這是由于教材對硫及其化合物進(jìn)行系統(tǒng)教學(xué)的緣故，絕對數(shù)量與內(nèi)容多少有關(guān)。改革開放后，大綱中提出“要培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)態(tài)度”，實驗內(nèi)容選取上開始注重選擇有利于培養(yǎng)實驗?zāi)芰?、現(xiàn)象明顯、操作安全等的實驗，刪減了大量操作復(fù)雜、有毒的制備實驗。這些年減少教材過時、冗余的內(nèi)容，精選具有更大教育功能的教學(xué)內(nèi)容，是一種趨勢。

從內(nèi)容來看，教科書中一直都有的實驗是二氧化硫和硫酸的實驗，為了直觀地反映出該部分實驗數(shù)量的具體變化，對其進(jìn)行了統(tǒng)計，如圖1：

從圖1可見，SO2和H2SO4的實驗數(shù)量變化略有減少。具體來看數(shù)量減少是因為制備實驗、與初中重復(fù)的稀硫酸性質(zhì)實驗、濃硫酸稀釋實驗被刪除，其中濃硫酸對多種有機(jī)物的脫水性實驗也被精簡了，1953年濃硫酸的脫水性實驗涉及木條、棉麻毛和絲織物反應(yīng)，經(jīng)不斷改進(jìn)，現(xiàn)在留下的與蔗糖反應(yīng)的實驗，也稱為“黑面包”實驗，該實驗現(xiàn)象明顯，趣味性強(qiáng)，且涉及吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性，綜合性強(qiáng)，以一頂三。

可以看出，制備實驗的數(shù)量也是減少的。1952教學(xué)大綱中提到“教學(xué)應(yīng)使學(xué)生從理論上實踐上理解化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中的科學(xué)原理，這可能是當(dāng)時教科書中制備實驗比較多的原因。1979年教科書中很多制備實驗被刪除，雖然沒有制備實驗的要求，但有制備原理的介紹。但到2002年和2004年，教科書中已沒有了“硫及其化合物”的制備實驗，這是精簡復(fù)雜、污染環(huán)境實驗的結(jié)果。

2.實驗類型的變化

筆者按實驗的名稱將教科書中實驗進(jìn)行整理，可以看出實驗欄目的變化，見表2：

新中國成立初期，編譯蘇聯(lián)的教科書后面有實驗室實驗，就是學(xué)生實驗。而正文中沒有實驗欄目，化學(xué)實驗內(nèi)容只是穿插在正文知識中，直接描述實驗原理、實驗步驟、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，并配有少量實驗的插圖作為輔助。1963年頒布的《全日制中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱（草案）》中“首次”明確將實驗作為一個獨立的部分呈現(xiàn)，并提出“實驗是保證教學(xué)質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)”。1964年教科書中，實驗首次以“演示實驗X-X”的獨立欄目呈現(xiàn)，教科書最后集中編入“學(xué)生實驗”。之后，實驗的形式從這一時期開始基本定型。且那時的學(xué)生實驗幾乎都是教師演示實驗的重復(fù)，是驗證性的。到2002年，實驗欄目發(fā)生了較大的變化，增加了家庭小實驗，到2004年，出現(xiàn)了學(xué)生的“科學(xué)探究”實驗，2019年新教材中的學(xué)生實驗“含硫化合物的轉(zhuǎn)化”，是一個開放性的實驗，教科書指導(dǎo)學(xué)生遵循科學(xué)性、可行性、安全性和綠色化的原則設(shè)計實驗。

教材中化學(xué)實驗形式的變化與不斷改變的課程理念和人們對實驗教學(xué)功能的認(rèn)識有關(guān)。特別是2001年《基礎(chǔ)教育課程改革（試行方案）》發(fā)布，科學(xué)探究成為新課程改革的突破口，實驗的形式發(fā)生了革命性的變革，從驗證性實驗到學(xué)生自己描述實驗現(xiàn)象、自己得出實驗結(jié)論、自己設(shè)計實驗方案進(jìn)行實驗，利用實驗提升學(xué)生探究能力成為實驗教學(xué)的主旨。

3.實驗的內(nèi)容變化

新中國成立以來，化學(xué)教科書中實驗裝置圖表現(xiàn)出來的實驗所用的儀器、實驗內(nèi)容和實驗方法等都發(fā)生了很大變化。我們以SO2和H2SO4的實驗為例進(jìn)行分析。比如，五六十年代的教科書中二氧化硫的制取實驗，如圖2所示。

通過比較可知，50年代的教科書中實驗的數(shù)量雖多，但大多是一些比較簡單的實驗，實驗儀器用的是一些玻璃片、玻璃管等，類似圖2左的“二氧化硫制取”，以現(xiàn)在的角度看，算是微型實驗，這可能是由于當(dāng)時正規(guī)儀器的缺乏導(dǎo)致的，但今天仍有一定價值：它們藥品用量少，操作簡單，對環(huán)境影響小。60年代實驗儀器明顯有改良，且都對尾氣進(jìn)行了處理。從圖2右可見，演示實驗和學(xué)生實驗裝置不同，學(xué)生實驗裝置更簡單，要求更低一些。

再如，濃硫酸與金屬銅的反應(yīng)，選取了1979年、2002年和2019年教科書中的實驗裝置圖如下所示（圖3）：

2002年之前的教科書都只是以文字的形式呈現(xiàn)實驗（如圖3中的1979年教科書）;2002年的教科書中不僅出現(xiàn)了實驗插圖，而且增加了尾氣處理的裝置（如圖3左下圖所示），更加直觀;2019年的實驗將反應(yīng)物銅片改為銅絲，實驗變得可控制，而且為連續(xù)反應(yīng)的實驗裝置（如圖3右下圖）。這些變化與上個世紀(jì)末掀起的STSE教育有關(guān)，化學(xué)教育開始注重與社會、生活的聯(lián)系，開始注重環(huán)境教育，實驗教學(xué)也有了相應(yīng)的改變。

總之，我國教科書中的實驗編寫，在保留與傳承經(jīng)典的基礎(chǔ)上，實驗的教學(xué)設(shè)計始終關(guān)注時代的發(fā)展，關(guān)注新的教育理念，也能不斷地更新并引入新的實驗儀器，改進(jìn)實驗方法。

四、建議與啟示

通過對新中國成立70年來教科書中“硫及其化合物”實驗數(shù)量、形式和內(nèi)容的分析，可以看出，教科書中實驗演變受到社會大背景、課程理念、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)資源、實驗觀念等多種因素的影響。通過對教科書中實驗的歷史研究，提出以下三條建議。

1.教科書是先進(jìn)教育理念的最重要載體

教科書是教學(xué)目標(biāo)最具體的形式，是學(xué)生學(xué)習(xí)課程核心的材料。從新中國成立以來我國高中化學(xué)教科書內(nèi)容的演變來看，硫及其化合物的知識從70年前就出現(xiàn)在教材中，到現(xiàn)在仍在教科書中有一席之地，足見這部分知識的重要性，也說明教科書中知識具有一定的傳承性。但是這部分知識本身雖沒有太大變化，但實驗教學(xué)卻有了變化和發(fā)展。從最早教科書對硫及其化合物進(jìn)行系統(tǒng)知識的傳授，實驗教學(xué)只是對知識的驗證，到后來教科書關(guān)注STSE教育，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，實驗開始注意資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，實驗教學(xué)成為提高學(xué)生探究能力手段。充分認(rèn)識教科書承載著重要的教育功能，努力使教科書體現(xiàn)先進(jìn)的教育理念，是在教科書編寫時必須要重視的。

2.實驗的開發(fā)是實現(xiàn)化學(xué)全面教育功能的重要途徑

實驗是化學(xué)學(xué)科的特征，實驗教學(xué)在中學(xué)化學(xué)教育中起著重要作用。隨著時代的發(fā)展，教科書中實驗內(nèi)容的選擇與實驗教學(xué)的設(shè)計，不僅要運用更先進(jìn)的儀器、設(shè)備改進(jìn)實驗，還要注重實驗與生活、社會的聯(lián)系，將科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度融于實驗的編寫中。依據(jù)新的教育理念，不斷提升實驗的探究性、綜合性、情境性、趣味性、綠色化、生活化等功能，使學(xué)生充分認(rèn)識到實驗并不是簡單的知識學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練，而是為了在做中學(xué)，解決真實問題，提高學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度，才能實現(xiàn)化學(xué)實驗在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的全面的育人功能。

3.教材編寫要結(jié)合教學(xué)實際，博觀約取

科學(xué)的化學(xué)來自西方，我國化學(xué)教育也一直借鑒著國外的先進(jìn)經(jīng)驗，包括教科書。新中國成立初期，我國學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)的教育思想，編譯他們的教科書，但由于當(dāng)時我國的教育條件比較落后，只有簡單的實驗儀器，很多學(xué)校很難滿足實驗要求，隨后進(jìn)行了大量調(diào)整。改革開放后，我們學(xué)習(xí)世界先進(jìn)的科學(xué)教育理念，在刪減了一些“偏”“難”“繁”“舊”的內(nèi)容后，增加了現(xiàn)代化學(xué)內(nèi)容，一些實驗也改為了“科學(xué)探究”，實驗的微型化也有一些探索。但是所有的變化都要結(jié)合我國國情，批判性地吸收。如近些年一些先進(jìn)實驗技術(shù)的引進(jìn)，使實驗教學(xué)發(fā)生了很大的變化，如數(shù)字化傳感實驗，由于技術(shù)的不穩(wěn)定和價格的昂貴，到目前為止還沒有進(jìn)到教科書中。而我國化學(xué)教師自創(chuàng)的一些實驗在教科書中發(fā)揮了很好的作用。如查閱維普期刊資源整合服務(wù)平臺，從1989年到2019年底，“銅絲與濃硫酸反應(yīng)”的實驗改進(jìn)和教學(xué)研究的論文有72篇，而2019年教科書中用銅絲與濃硫酸反應(yīng)使實驗變得可控的實驗最早出現(xiàn)在《化學(xué)教學(xué)》1992年第5期尹長青的《銅與濃硫酸反應(yīng)實驗的改進(jìn)》。當(dāng)然現(xiàn)在的實驗在實際操作中由于銅絲伸進(jìn)拉出還不是很方便，為此還有不少教師對此實驗不斷改進(jìn)。結(jié)合教師的創(chuàng)新教學(xué)實踐，教科書中的實驗未來還有很大的改進(jìn)空間。

總之，回顧這70年教科書中化學(xué)實驗發(fā)展的歷程，中學(xué)化學(xué)實驗從最早的學(xué)習(xí)模仿國外經(jīng)驗到現(xiàn)在的不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，實驗?zāi)繕?biāo)由指向知識到指向能力，實驗內(nèi)容由關(guān)注學(xué)科到關(guān)注社會，實驗形式由單一走向多元等，這都是我國教科書發(fā)展過程中取得進(jìn)步和巨大成就的最好佐證?；瘜W(xué)實驗在高中化學(xué)教科書70年演變中的“變”與“不變”，也為我們尋求我國化學(xué)課程改革的思路和未來我國教育的發(fā)展，提供了有益的啟示。