高中化学新课标实验要求分析与启示

王寿红

摘要： 对《普通高中化学课程标准（2017版）》中课程理念、课程目标、课程内容、实施建议等方面有关实验的要求进行分析，阐明新课标中的实验教学要求与实验内容特点，分析其对实验教学、教师专业发展、化学实验室管理与建设的启示。

关键词： 高中化学课程标准; 实验要求; 实验教学; 实验探究

文章编号： 1005-6629（2020）02-0013-06

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

《普通高中化学课程标准（2017年版）》（简称新课标）强调“充分发挥化学课程的整体育人功能，构建全面发展学生化学学科核心素养的高中化学课程目标体系”[1]。化学学科核心素养是通过化学课程学习形成的适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观念、必备品格与关键能力[2]。化学是以实验为基础的学科，“通过实验学化学”已成为当前化学教育工作者的共同追求，实验对于化学学科核心素养的形成和发展具有不可替代的独特作用。当前，实验及探究教学在实施中存在“学生实验没有得到应有的重视、将实验探究等同于简单动手做实验、忽视科学探究的真实性和意义性等”较为突出的问题[3]。修订后的课程标准强化科学探究，突显实验在科学探究中的作用。本文从实验角度对新课标中有关实验的要求进行梳理与分析，总结了新课标中的实验内容特点，及其对实验教学、教师专业发展、化学实验室管理与建设的启示。

1  课程标准中的实验要求

新课标重视开展“素养为本”的教学，将“科学探究与创新意识”作为化学学科核心素养单独列出，从实践层面激励学生勇于创新，并基于此确定了相应的课程目标，设置了内容要求和学业质量标准，明确实验探究能力的学业要求[4]。课程目标明确提出，科学探究的学科指向要更强，内容要更为具体。

在课程内容中，将实验版课标“认识化学科学”和“化学实验基础”两个主题整合为“化学科学与实验探究”主题。在该主题的内容要求中提出了“科学探究过程”大概念，明确了化学实验探究能力的培养内涵，在学习化学实验基本知识和基本技能的同时，强化实验探究。

在学业质量部分，将素养4“科学探究与创新意识”划分为4级水平，每一级水平都描述了该素养学生学习结果的具体表现。在实施建议中，对化学实验和实验探究活动的设计与实施提出了要求，强化了实施条件保障。

本研究利用文本分析方法，以实验、实验探究和科学探究为关键词，将新课标文本中有关内容篩选出来，对其进行整理与分析。新课标有关实验的要求及其内容分布见表1。

2  课程标准中的实验内容特点

2.1  建立科学探究能力的学业质量标准并对其素养水平进行划分

新课标首次研制了学业质量标准，并对化学学科核心素养水平进行了划分。“学业质量标准是以化学学科核心素养及其表现水平为主要维度，结合课程内容，对学生学业成就表现的总体刻画”[5]。依据不同水平学业成就表现的关键特征，学业质量标准明确将学业质量划分为4级水平，并在每一级水平描述了5个方面的化学学科核心素养学习结果的具体表现。

“科学探究与创新意识”作为化学学科核心素养之一，在学业质量部分也划分为4级水平，每一级水平都描述了该素养学生学习结果的具体表现。从水平1到水平4，对学生在科学探究过程中的问题意识、实验方案设计、实验实施、实验证据收集、实验现象和数据的解释与分析、实验结果交流与反思等的要求逐步提高。新课标以化学学科核心素养及其表现水平作为主要维度来划分化学学业质量水平，是一种创新，为高中化学学科教学指明了方向[6]。

2.2  明确规定学生必做实验

为了改变目前教学实践忽略学生动手做实验的突出问题，真正落实“科学探究与创新意识”核心素养的培养[7]，强化实验教学，此次课程标准的修订在必修课程和选择性必修课程中分别明确规定了9个学生必做实验，共计18个学生必做实验（见表2）。从实验分布看，必修课程5个主题中有4个主题安排了学生必做实验;选择性必修课程3个模块都安排了学生必做实验，突出对学生实验探究能力的培养，进一步强化实验在化学学习中的重要地位。

2.3  提出“实验及探究活动”建议

新课标在必修课程和选择性必修课程每个主题的“学习活动建议”中提出了“实验及探究活动建议”，各主题“实验及探究活动”数量见表3。从实验和探究活动总数上看，新课标必修课程为44个、选择性必修课程为52个，总计96个。

新课标对实验版课标“活动与探究建议”中的实验内容进行了调整，增加部分实验内容，仅必修课程“常见的无机物及其应用”主题，实验及探究活动数量就由实验版课标的4个增加到新课标的20个。在新增实验中，有些是将现行高中化学教材中的实验在新课标中予以明确，例如胶体的丁达尔实验、电解质的电离、金属钠的性质、测定某些反应的速率等;有些是补充实验，如自主设计制作元素周期表、设计制作简易即热饭盒、固体酒精的制备、实验室模拟金属的冶炼等。删除了少部分难度较大或不易实施的实验，如熔融盐的导电性、明矾或铬钾矾晶体的生长条件等。

2.4  注重现代实验技术的应用

新课标加强现代实验方法和实验技术在化学中应用的介绍。在选择性必修课程“物质结构与性质”模块，将实验版课标的“研究物质结构的价值”主题修订为“研究物质结构的方法与价值”，强调把研究过程、思路与方法更加外显出来，尤其是现代化学基于仪器、技术手段，对物质结构研究所做的重要推动[8]，加强了对物质结构的研究方法和手段的介绍，如原子光谱、分子光谱、X射线衍射等现代化的测定物质结构的基本方法和实验手段，其中，X射线衍射是新增内容，以帮助学生了解现代化学研究的重要方式与途径，使学生体会到物质的空间结构是可以借助实验手段测量的，认识到技术手段的创新对化学科学的重要价值，并在该主题的实验及探究活动中增加了“模拟利用X射线衍射研究物质微观结构的方法”等内容。在“有机化学基础”模块，适当加强仪器分析方法的介绍，例如“知道红外光谱、核磁共振等现代仪器分析方法在有机化合物分子结构测定中的应用”[9]。

2.5  强化安全与环保意识的培养

新课标注重通过实验和实验教学培养学生的安全与环保意识，在课程目标中提出“具有安全意识和严谨求实的科学态度，认识环境保护和资源合理开发的重要性，具有‘绿色化学观念和可持续发展意识”[10]。与课程目标相呼应，在“化学科学与实验探究”主题下增加内容要求“树立安全和环保意识，熟悉化学品安全使用标识，知道常见废弃物的处理方法，知道实验室突发事件的应对措施，形成良好的实验工作习惯”[11]。并依此制定了相应的“学习活动建议”和“学业要求”。

在选修课程“实验化学”的教学提示中要求教师“指导学生遵守实验规则，如实记录实验现象和数据，形成良好的实验习惯和严谨求实的科学态度”[12]。并将“实验安全与环境保护意识”作为“学业要求”单独列出。

2.6  强化实验探究教学的要求和条件保障

新课标“实施建议”强化对实验探究教学的要求和实施的条件保障。

2.6.1  强化实验探究教学的要求

新课标“教学与评价建议”第3条明确提出“充分认识化学实验的独特价值，精心设计实验探究活动”，指出“化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用，教师应认真组织学生完成本标准中要求的必做实验”[13]。并对实验探究教学提出了明确要求，即“实验探究教学要讲究实效，不能为了探究而探究，应避免探究活动泛化、探究过程程式化和表面化;应把握好探究的水平，避免浅尝辄止或随意提升知识难度的做法;应避免实验探究过程中教师包办代替或对学生放任自流的现象”[14]。倡导创设真实问题情境，促进学习方式转变。

2.6.2  加强化学实验室和化学学科专用教室建设

化学实验室和化学学科专用教室是师生开展实验和科学探究活动的主要场所，能够为开展各层次、各类型的实验教学与科学探究活动提供基本的条件保障[15]。与实验版课标相比，新课标增加了化学学科专用教室建设，提出“应重视化学学科专用教室建设，为学生选择不同的化学课程，教师开展分层教学、加强化学教学的实践性和探究性创造良好条件”[16]。并从人员、机制、硬件设施等对化学实验室和化学学科专用教室建设提出了具体要求：“应按照相关要求配齐实验员，注重提高实验员素质;制定完善的实验室工作制度和安全守则，建立科学的实验室运行机制;配置必需的化学实验设备、仪器、药品和基础设施，有条件的地方和学校应逐步引进一些现代化仪器设备”[17]。

3  启示

3.1  提高实验探究教学的实效性

3.1.1  注重实验探究教学的过程设计

实验探究是科学探究的重要途径，通过实验探究可以使学生在发现问题、提出问题、建立假设、设计实验方案、进行实验、得出结论的过程中开展实验研究，在此过程中使学生体验科学探究、理解科学探究，在潜移默化中逐步形成科学探究能力。

实验探究活动要注重过程，更好地体现过程性，避免“探”而不“究”。实验探究活动应紧密结合具体的化学知识教学来进行，教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境，设计多样化的实验探究学习任务，结合具体的化学教学内容特点和学生实际，引导学生开展分类与概括、证据与推理、模型与解释、符号与表征等具有学科特色的学习活动，引导学生通过小组合作、实验探究、讨论交流等多样化方式解决问题[18]，促进学生实验探究能力的发展。

3.1.2  注重在实验探究活动中培养学生的高阶思维能力

科学探究的过程是思维与操作的统一体，只有这样的探究过程才是科学的、真实的科学探究过程[19]。在探究活动中不仅要体现探究操作环节上的过程，更应体现问题解决的思维过程，注重学生思维品质的培养。

高阶思维是指超越简单回忆事实性知识的过程，是发生在较高认知水平层次上的心智活动[20]。新课标要求教师在教学中改变在实验中注重动手但缺少思考的现状，强调高阶思维过程，建立解决某类化学实验问题的特定思路与方法，促进学生发展动手能力和高阶思维能力[21]。学生化学高阶思维能力的形成与发展，离不开化学高阶思维活动[22]。教师应注重高水平实验探究活动的设计，充分利用实验观察和启迪思维的教学策略，引导学生积极主动地参与实验探究活动，并在活动中注重引导学生进行概括关联、分析比较、解释说明、推断预测、设计验证等高阶思维活动，在建构知识的同时，促进学生高阶思维能力和化学学科核心素养的有效发展。

3.2  提高化学教师的实验教学能力

在现实的高中化学教学中仍普遍存在轻视实验的现象。不少教师以课时紧、资源缺、学生多、安全性等为理由，不做或少做学生实验[23]，存在以讲实验代替做实验、以教师演示实验代替学生实验、以视频实验代替真实实验等现象，在实验中如何有效地组织学生进行科学探究，引导学生在假设、观察、分析和推理基础上解决问题，仍然存在较大的改进空间[24]。新课标强化了实验的要求，规定了学生必做实验，实验类型更加丰富，注重将现代实验技术融入教学中，注重信息技术与化學实验的深度融合，实施“教、学、评”一体化，灵活运用活动表现、纸笔测验等多样化的评价方式。因此，化学教师应不断提高自身的实验教学能力，以适应新课标对实验及实验教学提出的更高要求。

3.2.1  通过学习和实践促能力提升

教师实验教学能力的提升，需要教师自身不断学习与实践。首先，应加强化学实验教学理论的学习，平时注重多动手做实验，增强实验教学意识和实验操作技能。其次，还要掌握一些现代实验仪器的使用和实验方法，尝试将现代信息技术融入化学实验教学中，如数字化实验等，不断挖掘贴近社会和学生生活实际的实验素材，优化改进化学实验，设计微型实验、家庭小实验和创新实践活动等，通过学习和亲身实践使自身的实验教学能力得到提升。

3.2.2  通过培训促能力提升

培训是提升在职中学化学教师实验教学能力的重要途径和方法。学校、教育行政主管部门及教师培训机构应为促进教师实验教学实践的深入开展创造环境、搭建平台，增加教师化学实验教学实践机会，促进教师在实践中思考提升，引进竞赛机制或更新考核办法，促进教师对实验教学的深入思考[25]。教师培训机构也应根据新课标对实验的要求，结合不同阶段教师特点和教师化学实验教学能力现状，研究开发指向“化学实验教学能力提升”的教师培训课程[26]和培训模式，通过培训组成学习共同体，建立化学实验教学交流平台，促进教师与教师、教师与培训者间的交流，使教师的实验教学能力得到有效提升。

3.3  加强化学实验室管理与建设

化学实验室是师生开展实验教学和实验探究活动的场所，能够为师生开展活动提供条件保障。新课标从实验室人员、运行机制、配置等对化学实验室建设提出了要求。

3.3.1  加强人员保障

新课标提出“应按照相关要求配齐实验员，注重提高实验员素质”[27]。各学校不仅要配备专职实验员，而且教育行政主管部门和培训机构还应加强对他们的培训，不断提高他们的业务水平。合格的实验员应具备实验室管理、化学实验基本操作、实验准备、实验创新和开放实验室、组织开展实验探究活动等能力，以适应新课标要求。

3.3.2  加强机制和物质等条件保障

要制定完善的实验室工作制度和安全守则，强调实验室安全管理和制度管理，以此为前提实现实验室科学运行，为开展各类实验教学活动提供条件保障。各学校还应按照有关规定配置必需的化学实验设备、仪器、药品和基础设施，有条件的地方和学校应逐步引进一些现代化仪器设备，保证所有化学实验和实验探究活动安全、顺利进行。

高中化学新课标更加强化实验的要求。教師要认真学习新课标，深刻领会新课标的基本理念和内容要求，不断提升自身专业素养和实验教学能力，充分发挥实验在化学教学中的作用，提高化学教学质量，全面培养和发展学生的化学学科核心素养。

参考文献：

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