人教版必修教科书“研究与实践”栏目的分析及教学建议

张美璐 宫丽红

摘要：对人教版高中化学必修教科书“研究与实践”栏目进行了统计和分类，针对该栏目主题选择、内容设计和活动设计的特点进行分析，并对该栏目在教学实践中的应用提出了策略和建议。

关键词：研究与实践;教科书栏目;探究活动

文章编号：1008-0546（2022）02x-0070-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.019

人民教育出版社2019年出版的普通高中化学教科书（以下简称为新教科书）是在《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称为新课标）的指导下编写的，新教科书优化栏目功能，以体现和落实化学学科核心素养。根据课程理念和内容、体系的变化，新教科书对栏目的设置进行了调整，增加了“方法引导“”化学与职业“”研究与实践”等栏目。其中“，研究与实践”栏目以提出课题、开展项目研究等形式提出任务，提供拓展学习内容的真实情境，使学生能在研究和实践中，通过调查、实验、设计方案、动手制作等形式，运用化学知识以及科学研究方法解决实际问题[1]。本文对必修部分“研究与实践”栏目的结构和特点进行分析，对栏目的使用提出建议，为教师的教学提供一些参考。

一“、研究与实践”栏目的结构分析

“研究与实践”栏目是为了加强实践活动设计，提升学生问题解决能力而设置的，通常以课题、项目的形式呈现。对“研究与实践”栏目的結构分析包括栏目在教科书中的分布、栏目的内容结构以及栏目的分类。

1.“研究与实践”栏目在教科书中的分布

新教科书必修部分共设置了7个“研究与实践”栏目，具体情况见表1。由表1可知“，研究与实践”栏目是以实践活动为主的栏目，要求学生进行实践研究并得到一定的结论与启示，教科书编写者选择在一些适合学生动手实践并且课程内容与实际生产生活联系紧密的章节设置该栏目，在一些理论知识为主的章节该栏目则没有出现“。研究与实践”栏目的呈现位置相同，均在该节末尾正文内容结束之后，节末习题之前呈现，起到拓展学生学习内容，引导学生进行实践研究的作用，与其他栏目共同构成了教科书的栏目系统[2，3]。

2.“研究与实践”栏目的内容结构

“研究与实践”栏目的内容结构包括研究目的、研究任务和结果与讨论三个部分。“研究目的”即“为什么做”，它揭示了研究的意义，阐述了该研究要解决什么问题。“研究任务”使学生清晰地认识“做什么”，并且让学生在理解与完成任务的过程中学会“怎么做”，掌握科学探究的方法。

“结果与讨论”要求教师组织学生针对研究结果、得到结果的过程以及在研究过程中遇到的问题进行讨论。

3.“研究与实践”栏目的分类

“研究与实践”栏目强调学生在研究和实践中，通过调查、实验、设计方案、动手制作等形式，运用化学知识以及科学研究方法解决实际问题，研究的课题或项目不同，学生进行研究活动的方式也不相同，根据内容可以将栏目分为实验检验类活动和理论分析类活动。

实验检验类活动主要培养学生运用实验检验的方法进行科学研究的能力，使学生在完成学习活动的过程中掌握科学探究的一般方法、体会科学探究对于实际生活的重要意义，属于实验检验类的栏目主题有“检验食品中的铁元素”“测定雨水的pH”和“豆腐的制作”。化学是一门以实验为基础的自然学科，实验检验类活动直接体现了化学学科的特色，这类研究与实践活动需要学生动手进行实验探究。例如，“检验食品中的铁元素”中，学生通过查阅资料、确定实验方案、进行实验等任务来检验自己选择的食品中是否含有铁元素。再如，“豆腐的制作”中，学生首先要了解豆腐制作的原理、制作过程等信息，然后根据相关信息利用“家庭实验”或其他方式体验豆腐的制作过程，这个实验用到的“仪器”和“药品”都是生活中常见的物品，实验的产物也是常见的传统美食，更凸显了化学在实际生活中具有广泛的用途。

理论分析类活动主要培养学生的思维能力，学生通过完成查阅资料、分析资料、对资料进行创造性的整合等研究任务，加深对相关知识和其中蕴含的科学方法的认识，属于理论分析类的栏目主题有“了解纯碱的生产历史”“认识元素周期表”“了解车用能源”和“了解食物中的有机化合物”。例如，“了解食品中的有机化合物”中，学生通过阅读食品配料表、查询食品中的有机化合物如奶油、反式脂肪等资料，从理论上分析食品中的有机化合物对人体的影响，以及“有机食品”“垃圾食品”与有机化合物成分的关系，这个活动不仅提升了学生分析问题的能力，还能够引发学生

对食品安全、饮食搭配等问题的思考。

二、“研究与实践”栏目的特点分析

1.“研究与实践”栏目主题选择的特点

确定研究主题是开展研究活动的必要前提，选择适合学生自主研究的主题能够有效地发挥栏目的作用，一个良好的主题不仅能够吸引学生积极参与实践研究活动，还能够在研究活动中使学生科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等学科核心素养得到提升。通过分析发现，“研究与实践”栏目所选择的主题具有以下特点。

（1）立足学科知识，紧扣课程内容

教科书编写者在确定栏目的主题时都是从化学视角出发，立足于学科知识，强调研究实践是建立在知识基础之上的，栏目涉及的知识详见表2。由表2可知，“研究与实践”栏目选择的主题都立足于化学学科核心知识和基本原理，并且与所在章节的课程内容相匹配，是正文内容的拓展和延伸。通过该栏目的学习，不仅对于学生学习化学知识、理解抽象的反应原理与基本概念有帮助，而且能够使学生将理论知识的学习与实际生活产生联系，学生的问题解决能力得到发展的同时，核心素养也得到了提升。

（2）符合学生认知发展的规律

教科书编写者在选择该栏目的主题时，充分考虑了学生的学习特点、学习兴趣和学习需要，选取的研究主题都是与日常生产生活联系紧密的实际问题，具有较强的趣味性和实用性，使学生在学习过程中能够切实体会化学学科的社会价值，有效提高学生参与研究与实践活动的积极性和主动性。学生以实践者或研究者的身份开展学习活动，教师则扮演促进者和帮助者的角色，鼓励和促进学生的发展。学生的学习是循序渐进的，“研究与实践”栏目的设计符合学生认知发展的这一特点，学生在研究中要用到前面已经学过的知识，在研究过程中加深对知识的理解和掌握，并且“研究与实践”栏目与教科书正文部分也是相互衔接、层层递进的。

维果茨基提出的“最近发展区”理论强调教学应根据最近发展区设定，重视学生的潜力，着眼于学生可能的发展水平。“研究与实践”栏目选择的课题难度适当，对学生来说具有一定难度，需要学生经过一定的努力才能完成，符合学生发展的最近发展区理论。

2.“研究与实践”栏目内容设计的特点

栏目的内容是教师进行教学、学生进行实践的依据，合适的栏目内容不仅能培养学生的关键能力，还能增强学生的文化自信、提升个人素养。通过分析发现，“研究与实践”栏目内容的设计具有以下特点。

（1）将知识、情境、活动和问题解决融为一体在新课程改革中强调课程要回归生活，教科书内容应关注学生现实的生活经验，结合化学学科的特点，展现化学学科的发展趋势[4]。“研究与实践”是在真实情境中创设问题，让学生通过实践活动综合运用知识来解决问题，使学生在实践的过程中发展问题解决

能力、在解决问题的过程中掌握理论知识。情境能够揭示知识的背景，可以引发学生的积极思维活动。“研究与实践”栏目所创设的情境有化学史、社会生活还有化学科学研究成果相关的内容，例如在“了解车用能源”中涉及到了科学技术领域的发展成果，这些化学研究领域的情境突出了前沿科学在社会生产和生活中发挥的重要作用，这些情境与高中化学知识巧妙地结合在一起，有益于拓展学生的知识视野。

（2）体现基础性、时代性和人文性

新课标中指出，化学教科书在内容选择、编排思路和呈现方式上，应处理好知识基础、能力发展和品格修养三者的辩证关系[4]。“研究与实践”栏目以知识为基础，采取实践活动的方式发展学生的问题解决能力和科学探究能力，并兼有品格修养的价值。栏目还选择化学科学发展前沿相关的内容，帮助学生了解化学学科的发展现状，体会化学作为一门自然学科的重要社会价值，有利于增强学生的文化自信，提升人文素养，该栏目具有很强的德育价值。

例如，“了解纯碱的生产历史”就是以钠的化合物的相关知识作为知识基础，栏目通过布置研究任务引导学生查阅纯碱的生产历史的资料，不仅能使学生在了解纯碱生产原理、制碱方法发展历程的过程中加深学生对元素化合物知识的理解，还能使学生体会到化学对社会生产力提升的重要作用。栏目中还提到我国著名化学家侯德榜，学生在进行研究活动的过程中，通过侯德榜的事例体会进行科学研究所需要的不懈努力、严谨求实的精神，以我国化学家作为榜样，还能够提升学生的文化自信。

教科书的编写落实立德树人的根本任务，充分发挥化学课程的育人功能，促进学生形成正确的世界观、人生观和价值观，“研究与实践”栏目内容的设置蕴含着丰富的德育素材。

3.“研究与实践”栏目活动设计的特点

新教科书增设“研究与实践”栏目的目的在于加强实践活动设计，提升问题解决能力。该栏目的活动指学生通过调查、实验、设计方案、动手制作等形式，综合运用所学知识解决实际问题的过程。通过分析发现，“研究与实践”栏目活动的设计具有以下特点。

（1）活动具有开放性

“研究与实践”栏目的活动方式具有较强的开放性，其开放性主要表现在以下三个方面：一是范围的开放性，该栏目的教学内容并不局限于教科书，也不局限于化学学科，所以学生在进行探究活动时需要查阅资料拓展学习内容，还需要运用多学科知识解决问题。

二是过程的开放性，解决问题的方案并不固定，有的栏目研究任务中给出了参考方案，学生可以在此基础上进行改进，学生在制定方案、实施方案的过程中能夠充分发挥其自主性。

三是成果的开放性，允许学生有多种形式汇报研究成果，例如撰写研究报告、撰写小论文或在课堂上进行成果展示和结果汇报等各种形式。

（2）活动具有目的性

新课标把“科学探究与创新意识”作为化学学科核心素养之一，强调学习化学不是一个纯理性思辨的过程，学生必须积极主动参与科学探究活动，从认识“做什么”到学会“怎么做”，在实践中提升自身的素养水平，因此，“研究与实践”栏目活动的目的在于培养学生的科学探究能力。培养学生探究能力只依靠教师讲授或者“照方抓药”式的实验活动是远远不够的，让学生切身体验科学探究的每一个环节才是至关重要的。

“研究与实践”栏目通过提出课题、项目的形式，为学生提供亲自动手实践的机会，让学生在实践中提升科学探究的能力。在栏目的教学过程中，教师引导学生提出有探究价值的问题，使学生依据研究目的设计探究方案，实施方案，观察记录实验信息并获得结论，最后根据得到的研究成果进行交流与讨论，在这一系列的教学活动中，让学生亲自体会科学探究的过程，学会科学探究的方法，感受科学探究的意义。

三、“研究与实践”栏目的教学建议

教师在实际教学时要根据具体情况灵活采取教学方法进行这部分内容的教学，针对具体问题创造性地发挥栏目的作用。教师还应当结合化学学科的特点，挖掘教科书中的德育素材，发挥教科书的德育功能。

1.创设恰当的教学情境

在“研究与实践”栏目的教学过程中，创设恰当的教学情境能使学生对研究目的有更深刻的认识，同时激发学生的探究兴趣，促使学生进行实践探究活动。

教科书中“研究与实践”栏目选取的都是结合化学史、社会生产生活、环境问题等具有实际意义的课题或项目，教师要根据栏目的内容创设恰当的情境。例如，在“了解车用能源”的教学中，教师可以带领学生到工厂或汽车博物馆等场所，从学科与社会生产的结合点入手来创设情境，使学生身临其境地了解车用能源的发展历程、认识车用能源的种类。教师在真实情境中向学生阐述研究目的，不仅能引起学生的探究兴趣，还能使学生认识到进行实践活动的现实意义以及化学学科知识的社会价值。教师在设计教学情景时要注意不同的研究内容要搭配不同的教学情境，以取得最好的教学效果[5]。

2.合理开展探究式教学

在“研究与实践”栏目的教学过程中，教师合理开展探究式教学对于培养学生探究精神、提高探究能力具有重要意义。

教师在开展探究式教学时要引导学生主动探究，并且为学生提供探究所必须的硬件支持。例如，在“检验食品中的铁元素”的教学中，教师先提出要研究的课题：铁是人体必需的微量元素之一，一些常见的食品中是否含有铁元素;基于课题引导学生提出假设：菠菜、木耳等常见食品中可能含有铁元素;学生通过查阅资料和相互讨论，制定检验食品中铁元素的实验方案;分组进行实验，指导学生按照制定的方案进行试验探究，实验过程中注意观察现象、收集证据。在探究式教学中引导学生亲自设计实验方案、参与实践活动是至关重要的，教师要扮演组织者、指导者的角色，不能代替学生进行探究[6]。

3.组织学生进行讨论

在“研究与实践”栏目的教学中，讨论法体现了学生在教学中的主体地位，教师要合理使用这种教学方法，在学生研究活动之后“趁热打铁”，引导学生积极讨论、畅所欲言。

讨论是一种师生、生生之间进行互动的教学形式，学生在教师的指导下，针对研究的结果和取得结果的过程进行讨论，将遇到的问题进行剖析，既巩固了所学习的知识，也在讨论的过程中学到了科学研究的态度、精神和方法。教师在组织讨论时也要注意讨论的有效性。例如，在“了解元素周期表”这个课题，教师可以让学生先分组讨论、研究、制作元素周期表，再以小组的形式进行成果的汇报交流，组织全班同学进行讨论，这样先小组后全班的讨论形式可以有效提高课堂效率。讨论法不是师生间角色互换由学生进行讲授，教师也是讨论的参与者，教师除认真倾听外还要保障学生在讨论的主题内能够拥有一定的发散思维空间，教师还要对学生的讨论及时予以反馈，对于好的想法要给予表扬，对于不恰当的观点要及时加以引导。

4.挖掘“研究与实践”栏目的德育功能

“研究与实践”栏目将社会主义核心价值观与化学学科的特点相融合，教师要重视栏目的德育價值，擅于挖掘栏目的德育价值，充分利用栏目的情境素材，对学生进行社会主义道德教育。

例如，“了解纯碱的生产历史”这个课题突出了我国科学家对化学工业发展的贡献，教师在对这部分内容进行教学时，不仅要讲授碳酸钠、碳酸氢钠的相关知识，还要介绍相关的化学史背景，培养学生用历史的、发展的眼光看问题，从科学的视角发现并解决问题。“研究与实践”栏目还选择了宣扬中华传统文化的课题，如“豆腐的制作”，豆腐是中华民族的传统美食，豆腐的制作反映出化学知识在生活中的运用，豆腐的制作工艺同样蕴含着中国劳动人民的智慧，教师可以基于这个课题激发学生的文化自信。化学在自然资源、能源的综合利用和环境保护方面能够发挥重要作用，“研究与实践”栏目选取了环境、能源领域的问题作为研究的课题，教师在进行教学时应向学生传授绿色化学知识，培养学生的社会责任意识。

四、总结

在新教科书中，每一个栏目都有其教学立意和教育价值，“研究与实践”栏目也是如此，教师应当重视“研究与实践”栏目，主动挖掘“研究与实践”栏目的教育意义。栏目是以研究课题、项目的形式呈现的，在教学过程中，教师应当主动为学生创造开展课题研究、进行实践活动的条件，创设合理的真实问题情境，激发学生的研究热情，引导学生积极主动地参与研究实践活动，使学生在知识和技能领域都得到提升，还要及时组织学生针对研究的结果进行展示、讨论和反思，使学生的思维方式也得到训练。教师也应当重视该栏目的德育价值，结合栏目内容，培养学生的社会主义价值观，使学生的素养得到全面发展。

参考文献

[1]王晶.融合学科核心素养的高中化学教科书编制——简析人教版《普通高中教科书化学·必修》的变化特点[J].中学化学教学参考，2019（15）：1-4.

[2]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书（化学必修第一册）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书（化学必修第二册）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[4]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：82-84.

[5]刘毛毛，姜建文.鲁科版高中化学必修新教材情境素材分析与教学建议[J].化学教育（中英文），2021，42（03）：1-6.

[6]刘知新.化学教学论：第五版[M].北京：高等教育出版社，2018.

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