新舊兩版義務教育化學課程標準中實驗內容的變化研究

苗成林 古麗娜?沙比提 孫佳林 李瑞

摘要： 以2011年版和2022年版《義務教育化學課程標準》為研究對象，運用文本分析法，比較分析新舊兩版義務教育化學課程標準中實驗內容的變化，提出發展學生“科學探究與實踐”核心素養，保證每位學生必做每個“學生必做實驗”，在跨學科實踐活動中做實驗，教師要主動且善用實驗進行教學，重視和用好實驗操作性考試，建設好現代化多樣實驗室等新課程實施和實驗教學的建議。

關鍵詞： 義務教育； 化學課程標準； 實驗； 變化

文章編號： 10056629（2022）10000906

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

化學課程標準是基礎教育化學課程改革的重要成果和標志，集中反映和體現了化學新課程的基本理念，是國家對化學課程的基本要求［1］。當前，我國義務教育已實現全面普及，義務教育化學課程面臨著新時代的新要求和新挑戰［2］。2022年4月，教育部頒布《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）［3］。新課標與舊課標（2011年版）相比有許多新的變化。實驗是科學探究的重要形式和學習化學的重要途徑［4］，是化學課程改革的重點。本研究將循著課程標準的“課程目標、課程內容、學業質量、課程實施”框架，運用文本分析法，比較分析新舊兩版義務教育化學課程標準中實驗內容的變化，進而為新課標落地和化學實驗教學提供一定的啟示建議。

1 課程目標的變化

1.1 從三維目標到核心素養

提煉與闡釋義務教育化學課程對學生核心素養的發展要求是新課標的重大突破［5］。新課標中課程目標最大的變化是從“三維目標”到“核心素養”。三維目標是基于還原論即核心素養的構成要素談素養發展，核心素養是基于整體論即核心素養的內涵談素養發展。核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過課程學習而逐步形成的適應個人終身發展和社會發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力［6］。作為核心素養主要構成的關鍵能力和必備品格，實際上是三維目標的提煉和整合，把知識、技能和過程、方法提煉為能力，把情感態度價值觀提煉為品格［7］。從三維目標到核心素養，是充分發揮課程育人功能、落實立德樹人根本任務的需要，是融合國內外基礎教育改革理念、適應新時代人才培養新挑戰的重大成果。

化學課程要培養的核心素養主要包括化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任。關于實驗的核心素養是“科學探究與實踐”，具體發展要求為：經歷化學課程中的實驗探究，基于學科和跨學科實踐活動形成的學習能力，包括以實驗為主的科學探究能力等［8］。

1.2 目標要求的變化

1.2.1 凸顯實驗的價值和重要性

新課標新增“認識實驗是科學探究的重要形式和學習化學的重要途徑”，“重要形式”和“重要途徑”凸顯了實驗的重要意義和重大價值。師生要充分認識和認同實驗的重要性，善于運用實驗進行教與學。

1.2.2 重視實驗的安全和操作的規范

新課標明確要求學生能進行安全、規范的基本實驗操作。新課標強調實驗操作的安全性，重視實驗安全這一首要問題，同時對實驗操作提出規范性的新要求，為“基本實驗操作”的教學和評價明確了安全、規范兩個關鍵點。

1.2.3 獨立實驗與合作實驗并重

舊課標要求學生能完成一些簡單的化學實驗，沒有明確具體通過怎樣的途徑完成實驗。而新課標要求學生獨立或與同學合作完成簡單的化學實驗任務，明確了學生要通過獨立或者與同學合作的途徑完成化學實驗任務，既強調學生獨立完成實驗，對學生的實驗能力提出更高要求，又重視合作完成實驗，促進學生發展團結互助的協作精神。獨立實驗與合作實驗并重，能夠有力促進“初步形成自主、合作的能力”［9］目標要求的實現。

1.2.4 增加獲取化學事實的新手段

新課標將舊課標的“獲取信息”修改為“獲取實驗事實”，強調實驗事實，注重培養學生基于實驗事實進行證據推理、推測物質及其變化的思維能力，促進形成科學嚴謹、求真務實的科學態度。關于獲取化學事實的手段，新課標在舊課標“觀察”和“實驗”兩個手段的基礎上新增“調查”手段。

2 課程內容的變化

2.1 明確規定了8個學生必做實驗

舊課標“科學探究”主題中規定了“完成基礎的學生實驗，安排和組織學生至少完成的化學實驗活動”［10］（見表1），共8個學生基礎實驗。新課標在每個主題的內容要求中明確規定了“學生必做實驗”，如表1，共8個學生必做實驗。舊課標規定的學生基礎實驗和新課標規定的學生必做實驗均為8個，數量相等。新課標將舊課標中的“酸、堿的化學性質”和“溶液酸堿性的檢驗”兩個實驗整合為“常見酸、堿的化學性質”一個實驗，同時新增“水的組成及變化的探究”必做實驗。“水的組成及變化的探究”“燃燒條件的探究”分別為其所在主題具有很強代表性的唯一必做實驗。

中學化學實驗教學存在以講實驗代替做實驗、以教師演示實驗代替學生實驗、以視頻實驗代替真實實驗等問題［11］，無法保障學生動手操作實驗的機會，不利于學生在實驗活動中學習科學方法、認識科學探究過程，有礙于發展學生的核心素養。新課標在每個學習主題中規定的學生必做實驗，給教師開展化學實驗教學提出明確要求，必做實驗是學生必須親自動手操作的實驗，絕不能以任何形式代替。必做實驗也給中學化學實驗室建設提出了基本要求、提供了基本遵循，任何中學都要提供滿足必做實驗的化學實驗室和實驗裝備條件，同時學生在義務教育化學課程學習階段所做的化學實驗必須要包括但不僅僅局限于學生必做實驗。

2.2 實驗安全問題處置和實驗報告撰寫成為學生的基本實驗技能

在新舊兩版課標第一個主題的內容要求中，均有 “基本的化學實驗技能”要求。對比來看，新課標主要有以下變化：將“藥品的取用”改為“試劑的取用”；對“用酸堿指示劑、pH試紙檢驗溶液的酸堿性”的要求，由初步學會提升為學會；要求的數量由7條變為9條，新增兩條，一條是關于實驗安全的，一條是關于如實記錄實驗事實和撰寫實驗報告的，可見實驗安全問題的處置、實驗事實的如實記錄、實驗報告的撰寫成為學生的基本實驗技能。

2.3 增設兼具實踐性和綜合性的跨學科實踐主題

明確將“跨學科實踐”活動作為課程內容，是新課標的重大變化之一［12］。新課標設置“化學與社會·跨學科實踐”學習主題，精心設計了10個跨學科實踐活動，供教師在教學過程中選用，并提出跨學科實踐活動所用課時不少于本學科總課時10%的具體要求。如圖1所示，跨學科軟化了學科邊界，在各學科間共同交疊的范圍中構建有機的方法體系，不限于任何一門學科，整合多學科的方法、技術和手段以解決問題［15］。跨學科實踐活動兼具實踐性和綜合性，有力促進學生形成解決問題的關鍵能力及必備品格，形成跨學科素養，協同培養和提升學生的多元核心素養。化學課程中跨學科實踐活動和實際問題解決得以開展，離不開化學實驗，同時更離不開多個學科的知識、技能、方法和實驗融合形成的巨大合力。例如，教師和學生在開展“基于碳中和理念設計低碳行動方案”的跨學科實踐活動中，承載著學生必做實驗“二氧化碳的實驗室制取與性質”，同時需要融合化學、生物學、地理和物理等學科的知識技能。

3 化學學業質量

學業質量是學生在完成課程學習后的學業成就表現，反映核心素養的培育要求［16］。學業質量具有“素養本位”的特點，是學生在完成義務教育各學段課程學習時應該具備的核心素養構成、發展水平及表現特征。素養本位的學業質量具有實踐性、有機整體性、超越學科課程的現實價值等特征［17］。化學學業質量是與化學學科核心素養有機融合在一起的，學科核心素養是學業質量標準的基礎和關鍵所在［18］。化學學業質量具有完善育人目標和學業質量體系、推動學校課程和育人模式的轉型、促進考試評價方式的內涵改革等重要意義［19］。

化學學業質量是新課標的新增內容，明確提出了學生在針對“認識物質組成、性質及分析相關實際問題情境”“探索化學變化規律及解決實際問題情境”“實驗探究情境和實踐活動”“常見的生產生活和社會環境”等情境下完成具體學習任務的相應核心素養的表現性要求。“實驗探究情境和實踐活動”主要從五個方面刻畫學生在“科學探究與實踐”學業成就的具體表現特征，一是根據需要并運用一般思路方法設計簡單的實驗探究方案，二是安全順利地實施實驗探究方案，三是如實記錄數據、推理結論和交流研討，四是完成簡單的作品制作、社會調查等跨學科實踐活動，五是體會實驗的重要作用和協同創新的重要性［20］。

4 課程實施的變化

4.1 實驗教學建議的變化

關于實驗的教學建議，舊課標為精心設計和組織科學探究活動，加強化學實驗教學。新課標為充分認識化學實驗的價值，積極開展科學探究與實踐活動。從舊課標“精心設計”和“重視實驗教學”可以看出，重在做；從新課標“充分認識實驗價值”“積極開展”可以看出，重在做的同時，又重在促進教師深刻認識實驗的重要性，改變對實驗的態度，發自內心地愿意在化學教學中開展實驗及探究活動。

4.2 實驗評價建議的變化

關于對實驗和探究的評價建議，舊課標通過紙筆測驗的方法考察學生“簡單化學問題的探究能力”的學業水平；通過活動表現評價方式，觀察學生在化學實驗活動中的表現，考察學生的實驗操作技能，評價學生觀察、描述和分析實驗現象的能力以及實驗習慣和科學態度等。新課標加強過程性評價，收集分析學生在實驗探究、跨學科實踐活動等學習活動中的表現，進行日常過程性評價，診斷學生核心素養發展狀況；優化單元作業的整體設計與實施，增加實驗探究等綜合實踐型作業；優化階段性學業質量評價，階段性學業質量評價以紙筆測試為主，兼顧實驗活動表現性評價。

新課標的評價建議部分新增“學業水平考試”建議。規定義務教育化學學業水平考試由紙筆測試、實驗操作性考試和跨學科實踐活動三部分組成。實驗操作性考試包括實驗基本操作、探究實驗的設計和實施［21］。

4.3 化學實驗室建設要求的變化

舊課標中關于實驗的課程資源開發與利用建議指出，要加強化學實驗室的建設與管理，提倡因地制宜合理使用實驗儀器和試劑，編制學生實驗和科學探究活動指南等。新課標對化學實驗室建設提出了更具體、更高的要求，提倡有條件的地方和學校建設數字化實驗室、綜合實踐活動室和化學專用教室等。建議教師利用數字化實驗裝備改進傳統實驗等。

5 課程標準中實驗內容變化的啟示與建議

5.1 發展學生“科學探究與實踐”核心素養

“科學探究與實踐”核心素養，是新課標對實驗目標的凝練，是新課程改革中開展化學實驗教學的指揮棒，要求教師在實驗教學過程中注重發展學生“科學探究與實踐”的核心素養。新課標新增“認識實驗是科學探究的重要形式和學習化學的重要途徑”目標要求，啟示教師在教學過程中，要注重引導學生認識和理解實驗的重要性，促進學生體會實驗是學習化學的重要途徑。新課標將關于實驗基本操作的要求具體為“安全”“規范”兩個關鍵詞，在教學和實驗過程中，要對學生進行實驗安全教育和指導，同時要求實驗指導教師和實驗員必須具備實驗安全問題處置能力，確保實驗室和實驗過程的安全；對于基本的實驗操作，教師要耐心地給予學生規范的演示和指導，引導學生學會規范的實驗操作，促進學生養成規范操作的實驗習慣。獲取實驗事實的手段新增“調查”，教師要引起重視，廣泛查閱資料，系統了解“調查”手段，充分備課。新課標將舊課標的“獲取信息”修改為“獲取實驗事實”，強調實驗事實，在教學過程中，教師要有意引導學生實事求是地記錄實驗數據，逐步培養科學嚴謹、求真務實的科學研究態度。

5.2 保證每位學生必做每個“學生必做實驗”

新課標中明確規定了8個學生必做實驗，“必做”帶有一定的強制性和基礎性。學校應確保實驗條件充分滿足必做實驗需求，教師應做好充分準備，確保每一位學生都能夠走進化學實驗室高質量地完成學生必做實驗。同時，在完成必做實驗的基礎上，根據學校的實際條件，盡可能多地給學生創造和提供動手實驗的機會。新課標對舊課標中的個別學生基礎實驗進行了整合，同時新增一個必做實驗。教師要根據新課標的變化，及時對相關教學內容進行重組和更新。

培養學生形成良好的基本化學實驗技能，是高質量完成必做實驗的基礎。關于基本的化學實驗技能，新課標新增兩條要求啟示教師，實驗安全問題處置以及如實記錄實驗事實和撰寫實驗報告已經成為學生應該掌握的基本實驗技能，要繼續把實驗安全放在首位，加強對學生的實驗安全教育。要告誡學生如實記錄實驗事實，指導學生撰寫實驗報告，促進學生充分掌握基本實驗技能，確保高質量完成學生必做實驗。

5.3 在跨學科實踐活動中做實驗

新課標明確將“跨學科實踐”作為課程內容，并設計了10個供教師在教學過程中選用的跨學科實踐活動。新課標中跨學科實踐活動案例1——基于碳中和理念設計低碳行動方案指出，該項目承載學生必做實驗“二氧化碳的實驗室制取與性質”。如表2所示，8個學生必做實驗均可以融入到跨學科實踐活動中，可以作為一個部分或環節在活動中開展，10個跨學科實踐活動可以承載所有的8個學生必做實驗。可見，在開展跨學科實踐活動和實驗教學中，應將跨學科實踐活動與各學習主題中的核心內容及學生必做實驗的教學進行整合，推動其他90%課時的教學內容和教學方式的改革［22］。這啟示教師應深入分析學生實驗與跨學科實踐活動的關聯，在設計跨學科實踐活動時要將化學實驗有機融入其中，在跨學科實踐活動中做化學實驗，特別是學生必做實驗，突出化學實驗的作用，彰顯化學實驗的價值。

5.4 教師要主動且善用實驗進行教學

課堂不僅是傳播智慧的地方，也是激情飛揚的場所。對于師生而言，只有具備了教學激情，課堂教學才能有所收獲［23］。從新課標中關于實驗的教學建議“充分認識實驗價值”“積極開展”兩個關鍵詞得到啟示，廣大教師要在充分認識實驗價值的基礎上，滿懷激情、發自內心地愿意在教學過程中開展實驗，積極主動地善用實驗進行化學教學。教師還要改變以往較少使用實驗進行教學的習慣，改變對實驗的態度，高度重視和加強實驗教學。在有限條件下，能開展化學實驗則盡可能多地開展實驗，通過實驗激發學生學習興趣，創設生動、活潑的學習情境，充分發揮實驗的教育功能。同時，教師應積極順應信息時代發展潮流，在實驗教學中引入新技術，適當地替代或模擬無法進行學生實驗的一些化學實驗。

5.5 重視和用好實驗操作性考試

當前，實驗教學依然存在一些問題，例如化學實驗的完成情況不樂觀，教師普遍對實驗的重要性認識不足，實驗儀器、試劑配備不足等狀況普遍存在，學生的學習潛能需要多樣化的施展舞臺等。中考增設實驗操作性考試是對實驗教學的有力促進［24］，能夠有效解決實驗教學中存在的一些問題。

實驗操作性考試包括實驗基本操作、探究實驗的設計和實施。建議教師在日常的教學過程中，基于學業質量，結合基本的化學實驗技能要求，制訂具體的評分細則，在學生必做實驗做完后適時開展針對具體實驗的實驗操作性考試，鞏固實驗知識和技能，為學生參加實驗操作性考試奠定基礎。合作是實驗實踐中的重要環節，也是學生必備的基礎能力。要組織學生以小組為單位進行實驗實踐活動，以培養合作能力。但應注意的是，實驗操作性考試的對象是每一位學生，因此教師一定要跟蹤關注每一位學生在合作學習中的情況，確保每位學生的學習效果不打折扣。

5.6 建設現代化多樣實驗室

新課標建議有條件的地方和學校建設多樣實驗室。數字化實驗室為更好開展定量的科學探究和實驗活動提供支持，綜合實踐活動室滿足跨學科實踐等活動的需要，化學專用教室為教師展示日常教學、學科教研的成果搭建平臺。

多樣實驗室建設之初，建議以縣市或一定區域為單位，選取一所條件較好的學校，一定區域的多所學校合力組建多樣實驗室，并開展應用實踐，探索和總結多樣實驗室建設和管理的經驗，逐步實現各學校配齊更優質高端的多樣實驗室。建議教師利用數字化實驗裝備改進傳統實驗，引導學生透過可視化的數據分析認識化學學科問題的本原，進一步培養學生多視角收集實驗事實解決化學問題的能力。

化學實驗教學，任重而道遠。各級教育部門要重視化學實驗教學。學校要配齊配足實驗裝備用品，為實驗教學開展提供支持和保障。專家要開展化學實驗教育教學研究，探索實驗教學新模式。教師和學生要攜起手來深入化學實驗教學實踐，形成合力，努力讓新課程改革的化學實驗內容在中學化學教學中落地開花，發揮實效。

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