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(duì)象，對(duì)教科書中“硫及其化合物”實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的編寫特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，為我國以后教科書編寫提供一些可供參考的歷史經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);教科書;硫及其化合物;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;實(shí)驗(yàn)形式

文章編號(hào)：1008-0546（2020）09-0006-05

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(gè)新的歷史階段，到現(xiàn)在已經(jīng)歷了70年的變遷。本文對(duì)硫及其化合物實(shí)驗(yàn)的變遷特點(diǎn)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(shí)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(shí)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(shí)期、文革時(shí)期、改革開放時(shí)期、新課改時(shí)期、核心素養(yǎng)時(shí)期這五個(gè)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(shí)期，強(qiáng)調(diào)教育直接為勞動(dòng)生產(chǎn)服務(wù)，化學(xué)課本變成了《工農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)》，由于這是一個(gè)特殊時(shí)期，故不對(duì)此做詳細(xì)分析。改革開放時(shí)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(shí)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(gè)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(yùn)而生。

硫及其化合物是中學(xué)化學(xué)元素化合物知識(shí)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(jià)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)就有“不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”，足以印證硫及其化合物實(shí)驗(yàn)的重要。

二、教科書中硫及其化合物實(shí)驗(yàn)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(duì)其中硫及其化合物實(shí)驗(yàn)的演變進(jìn)行研究。按實(shí)驗(yàn)主體再分為演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，各套教科書中硫及其化合物的實(shí)驗(yàn)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(dú)成一章，到“氧族元素 環(huán)境保護(hù)”，單獨(dú)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(huì)中心的課程理念，加強(qiáng)知識(shí)與生活、生產(chǎn)的聯(lián)系，使知識(shí)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(shí)與元素周期律知識(shí)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(shí)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(shí)性知識(shí)和理論性知識(shí)的關(guān)系在化學(xué)教育上是有爭(zhēng)議的。筆者對(duì)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?yàn)閷?duì)于復(fù)雜的元素化合物知識(shí)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(duì)事實(shí)性知識(shí)的死記硬背。在教材編排時(shí)，既有律前元素及其化合物為元素周期律奠定事實(shí)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(shí)驗(yàn)的演變

1.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)量總體減少了，其中1953年實(shí)驗(yàn)數(shù)量是新中國70年來最多的，1953年有25個(gè)，1964年有23個(gè)，1979年8個(gè)，2002年7個(gè)，2004年6個(gè)，2019年6個(gè)。當(dāng)然這是由于教材對(duì)硫及其化合物進(jìn)行系統(tǒng)教學(xué)的緣故，絕對(duì)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(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)態(tài)度”，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選取上開始注重選擇有利于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΑF(xiàn)象明顯、操作安全等的實(shí)驗(yàn)，刪減了大量操作復(fù)雜、有毒的制備實(shí)驗(yàn)。這些年減少教材過時(shí)、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(shì)。

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

從圖1可見，SO2和H2SO4的實(shí)驗(yàn)數(shù)量變化略有減少。具體來看數(shù)量減少是因?yàn)橹苽鋵?shí)驗(yàn)、與初中重復(fù)的稀硫酸性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、濃硫酸稀釋實(shí)驗(yàn)被刪除，其中濃硫酸對(duì)多種有機(jī)物的脫水性實(shí)驗(yàn)也被精簡(jiǎn)了，1953年濃硫酸的脫水性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，也稱為“黑面包”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)教科書中制備實(shí)驗(yàn)比較多的原因。1979年教科書中很多制備實(shí)驗(yàn)被刪除，雖然沒有制備實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，這是精簡(jiǎn)復(fù)雜、污染環(huán)境實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

2.實(shí)驗(yàn)類型的變化

筆者按實(shí)驗(yàn)的名稱將教科書中實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整理，可以看出實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，就是學(xué)生實(shí)驗(yàn)。而正文中沒有實(shí)驗(yàn)欄目，化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只是穿插在正文知識(shí)中，直接描述實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并配有少量實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)作為一個(gè)獨(dú)立的部分呈現(xiàn)，并提出“實(shí)驗(yàn)是保證教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)”。1964年教科書中，實(shí)驗(yàn)首次以“演示實(shí)驗(yàn)X-X”的獨(dú)立欄目呈現(xiàn)，教科書最后集中編入“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”。之后，實(shí)驗(yàn)的形式從這一時(shí)期開始基本定型。且那時(shí)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)幾乎都是教師演示實(shí)驗(yàn)的重復(fù)，是驗(yàn)證性的。到2002年，實(shí)驗(yàn)欄目發(fā)生了較大的變化，增加了家庭小實(shí)驗(yàn)，到2004年，出現(xiàn)了學(xué)生的“科學(xué)探究”實(shí)驗(yàn)，2019年新教材中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)“含硫化合物的轉(zhuǎn)化”，是一個(gè)開放性的實(shí)驗(yàn)，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(jì)實(shí)驗(yàn)。

教材中化學(xué)實(shí)驗(yàn)形式的變化與不斷改變的課程理念和人們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)功能的認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)的形式發(fā)生了革命性的變革，從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到學(xué)生自己描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、自己得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論、自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生探究能力成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主旨。

3.實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容變化

新中國成立以來，化學(xué)教科書中實(shí)驗(yàn)裝置圖表現(xiàn)出來的實(shí)驗(yàn)所用的儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法等都發(fā)生了很大變化。我們以SO2和H2SO4的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，如圖2所示。

通過比較可知，50年代的教科書中實(shí)驗(yàn)的數(shù)量雖多，但大多是一些比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，這可能是由于當(dāng)時(shí)正規(guī)儀器的缺乏導(dǎo)致的，但今天仍有一定價(jià)值：它們藥品用量少，操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境影響小。60年代實(shí)驗(yàn)儀器明顯有改良，且都對(duì)尾氣進(jìn)行了處理。從圖2右可見，演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)裝置不同，學(xué)生實(shí)驗(yàn)裝置更簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)（如圖3中的1979年教科書）;2002年的教科書中不僅出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)將反應(yīng)物銅片改為銅絲，實(shí)驗(yàn)變得可控制，而且為連續(xù)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖3右下圖）。這些變化與上個(gè)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(huì)、生活的聯(lián)系，開始注重環(huán)境教育，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也有了相應(yīng)的改變。

總之，我國教科書中的實(shí)驗(yàn)編寫，在保留與傳承經(jīng)典的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)始終關(guān)注時(shí)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(shí)驗(yàn)儀器，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。

四、建議與啟示

通過對(duì)新中國成立70年來教科書中“硫及其化合物”實(shí)驗(yàn)數(shù)量、形式和內(nèi)容的分析，可以看出，教科書中實(shí)驗(yàn)演變受到社會(huì)大背景、課程理念、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)觀念等多種因素的影響。通過對(duì)教科書中實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)的重要性，也說明教科書中知識(shí)具有一定的傳承性。但是這部分知識(shí)本身雖沒有太大變化，但實(shí)驗(yàn)教學(xué)卻有了變化和發(fā)展。從最早教科書對(duì)硫及其化合物進(jìn)行系統(tǒng)知識(shí)的傳授，實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是對(duì)知識(shí)的驗(yàn)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(shí)驗(yàn)開始注意資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為提高學(xué)生探究能力手段。充分認(rèn)識(shí)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(shí)必須要重視的。

2.實(shí)驗(yàn)的開發(fā)是實(shí)現(xiàn)化學(xué)全面教育功能的重要途徑

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的特征，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在中學(xué)化學(xué)教育中起著重要作用。隨著時(shí)代的發(fā)展，教科書中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)，不僅要運(yùn)用更先進(jìn)的儀器、設(shè)備改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，還要注重實(shí)驗(yàn)與生活、社會(huì)的聯(lián)系，將科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度融于實(shí)驗(yàn)的編寫中。依據(jù)新的教育理念，不斷提升實(shí)驗(yàn)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(shí)到實(shí)驗(yàn)并不是簡(jiǎn)單的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練，而是為了在做中學(xué)，解決真實(shí)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(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yàn)，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(shí)我國的教育條件比較落后，只有簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，很多學(xué)校很難滿足實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)也改為了“科學(xué)探究”，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)技術(shù)的引進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)生了很大的變化，如數(shù)字化傳感實(shí)驗(yàn)，由于技術(shù)的不穩(wěn)定和價(jià)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(shí)驗(yàn)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(tái)，從1989年到2019年底，“銅絲與濃硫酸反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)變得可控的實(shí)驗(yàn)最早出現(xiàn)在《化學(xué)教學(xué)》1992年第5期尹長(zhǎng)青的《銅與濃硫酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)》。當(dāng)然現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)在實(shí)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(duì)此實(shí)驗(yàn)不斷改進(jìn)。結(jié)合教師的創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐，教科書中的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)發(fā)展的歷程，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)從最早的學(xué)習(xí)模仿國外經(jīng)驗(yàn)到現(xiàn)在的不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)由指向知識(shí)到指向能力，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由關(guān)注學(xué)科到關(guān)注社會(huì)，實(shí)驗(yàn)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。化學(xué)實(shí)驗(yàn)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。