新旧两版义务教育化学课程标准中实验内容的变化研究

苗成林 古丽娜?沙比提 孙佳林 李瑞

摘要： 以2011年版和2022年版《义务教育化学课程标准》为研究对象，运用文本分析法，比较分析新旧两版义务教育化学课程标准中实验内容的变化，提出发展学生“科学探究与实践”核心素养，保证每位学生必做每个“学生必做实验”，在跨学科实践活动中做实验，教师要主动且善用实验进行教学，重视和用好实验操作性考试，建设好现代化多样实验室等新课程实施和实验教学的建议。

关键词： 义务教育； 化学课程标准； 实验； 变化

文章编号： 10056629（2022）10000906

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

化学课程标准是基础教育化学课程改革的重要成果和标志，集中反映和体现了化学新课程的基本理念，是国家对化学课程的基本要求［1］。当前，我国义务教育已实现全面普及，义务教育化学课程面临着新时代的新要求和新挑战［2］。2022年4月，教育部颁布《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）［3］。新课标与旧课标（2011年版）相比有许多新的变化。实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径［4］，是化学课程改革的重点。本研究将循着课程标准的“课程目标、课程内容、学业质量、课程实施”框架，运用文本分析法，比较分析新旧两版义务教育化学课程标准中实验内容的变化，进而为新课标落地和化学实验教学提供一定的启示建议。

1 课程目标的变化

1.1 从三维目标到核心素养

提炼与阐释义务教育化学课程对学生核心素养的发展要求是新课标的重大突破［5］。新课标中课程目标最大的变化是从“三维目标”到“核心素养”。三维目标是基于还原论即核心素养的构成要素谈素养发展，核心素养是基于整体论即核心素养的内涵谈素养发展。核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过课程学习而逐步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、必备品格和关键能力［6］。作为核心素养主要构成的关键能力和必备品格，实际上是三维目标的提炼和整合，把知识、技能和过程、方法提炼为能力，把情感态度价值观提炼为品格［7］。从三维目标到核心素养，是充分发挥课程育人功能、落实立德树人根本任务的需要，是融合国内外基础教育改革理念、适应新时代人才培养新挑战的重大成果。

化学课程要培养的核心素养主要包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。关于实验的核心素养是“科学探究与实践”，具体发展要求为：经历化学课程中的实验探究，基于学科和跨学科实践活动形成的学习能力，包括以实验为主的科学探究能力等［8］。

1.2 目标要求的变化

1.2.1 凸显实验的价值和重要性

新课标新增“认识实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径”，“重要形式”和“重要途径”凸显了实验的重要意义和重大价值。师生要充分认识和认同实验的重要性，善于运用实验进行教与学。

1.2.2 重视实验的安全和操作的规范

新课标明确要求学生能进行安全、规范的基本实验操作。新课标强调实验操作的安全性，重视实验安全这一首要问题，同时对实验操作提出规范性的新要求，为“基本实验操作”的教学和评价明确了安全、规范两个关键点。

1.2.3 独立实验与合作实验并重

旧课标要求学生能完成一些简单的化学实验，没有明确具体通过怎样的途径完成实验。而新课标要求学生独立或与同学合作完成简单的化学实验任务，明确了学生要通过独立或者与同学合作的途径完成化学实验任务，既强调学生独立完成实验，对学生的实验能力提出更高要求，又重视合作完成实验，促进学生发展团结互助的协作精神。独立实验与合作实验并重，能够有力促进“初步形成自主、合作的能力”［9］目标要求的实现。

1.2.4 增加获取化学事实的新手段

新课标将旧课标的“获取信息”修改为“获取实验事实”，强调实验事实，注重培养学生基于实验事实进行证据推理、推测物质及其变化的思维能力，促进形成科学严谨、求真务实的科学态度。关于获取化学事实的手段，新课标在旧课标“观察”和“实验”两个手段的基础上新增“调查”手段。

2 课程内容的变化

2.1 明确规定了8个学生必做实验

旧课标“科学探究”主题中规定了“完成基础的学生实验，安排和组织学生至少完成的化学实验活动”［10］（见表1），共8个学生基础实验。新课标在每个主题的内容要求中明确规定了“学生必做实验”，如表1，共8个学生必做实验。旧课标规定的学生基础实验和新课标规定的学生必做实验均为8个，数量相等。新课标将旧课标中的“酸、碱的化学性质”和“溶液酸碱性的检验”两个实验整合为“常见酸、碱的化学性质”一个实验，同时新增“水的组成及变化的探究”必做实验。“水的组成及变化的探究”“燃烧条件的探究”分别为其所在主题具有很强代表性的唯一必做实验。

中学化学实验教学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问题［11］，无法保障学生动手操作实验的机会，不利于学生在实验活动中学习科学方法、认识科学探究过程，有碍于发展学生的核心素养。新课标在每个学习主题中规定的学生必做实验，给教师开展化学实验教学提出明确要求，必做实验是学生必须亲自动手操作的实验，绝不能以任何形式代替。必做实验也给中学化学实验室建设提出了基本要求、提供了基本遵循，任何中学都要提供满足必做实驗的化学实验室和实验装备条件，同时学生在义务教育化学课程学习阶段所做的化学实验必须要包括但不仅仅局限于学生必做实验。

2.2 实验安全问题处置和实验报告撰写成为学生的基本实验技能

在新旧两版课标第一个主题的内容要求中，均有 “基本的化学实验技能”要求。对比来看，新课标主要有以下变化：将“药品的取用”改为“试剂的取用”；对“用酸碱指示剂、pH试纸检验溶液的酸碱性”的要求，由初步学会提升为学会；要求的数量由7条变为9条，新增两条，一条是关于实验安全的，一条是关于如实记录实验事实和撰写实验报告的，可见实验安全问题的处置、实验事实的如实记录、实验报告的撰写成为学生的基本实验技能。

2.3 增设兼具实践性和综合性的跨学科实践主题

明确将“跨学科实践”活动作为课程内容，是新课标的重大变化之一［12］。新课标设置“化学与社会·跨学科实践”学习主题，精心设计了10个跨学科实践活动，供教师在教学过程中选用，并提出跨學科实践活动所用课时不少于本学科总课时10%的具体要求。如图1所示，跨学科软化了学科边界，在各学科间共同交叠的范围中构建有机的方法体系，不限于任何一门学科，整合多学科的方法、技术和手段以解决问题［15］。跨学科实践活动兼具实践性和综合性，有力促进学生形成解决问题的关键能力及必备品格，形成跨学科素养，协同培养和提升学生的多元核心素养。化学课程中跨学科实践活动和实际问题解决得以开展，离不开化学实验，同时更离不开多个学科的知识、技能、方法和实验融合形成的巨大合力。例如，教师和学生在开展“基于碳中和理念设计低碳行动方案”的跨学科实践活动中，承载着学生必做实验“二氧化碳的实验室制取与性质”，同时需要融合化学、生物学、地理和物理等学科的知识技能。

3 化学学业质量

学业质量是学生在完成课程学习后的学业成就表现，反映核心素养的培育要求［16］。学业质量具有“素养本位”的特点，是学生在完成义务教育各学段课程学习时应该具备的核心素养构成、发展水平及表现特征。素养本位的学业质量具有实践性、有机整体性、超越学科课程的现实价值等特征［17］。化学学业质量是与化学学科核心素养有机融合在一起的，学科核心素养是学业质量标准的基础和关键所在［18］。化学学业质量具有完善育人目标和学业质量体系、推动学校课程和育人模式的转型、促进考试评价方式的内涵改革等重要意义［19］。

化学学业质量是新课标的新增内容，明确提出了学生在针对“认识物质组成、性质及分析相关实际问题情境”“探索化学变化规律及解决实际问题情境”“实验探究情境和实践活动”“常见的生产生活和社会环境”等情境下完成具体学习任务的相应核心素养的表现性要求。“实验探究情境和实践活动”主要从五个方面刻画学生在“科学探究与实践”学业成就的具体表现特征，一是根据需要并运用一般思路方法设计简单的实验探究方案，二是安全顺利地实施实验探究方案，三是如实记录数据、推理结论和交流研讨，四是完成简单的作品制作、社会调查等跨学科实践活动，五是体会实验的重要作用和协同创新的重要性［20］。

4 课程实施的变化

4.1 实验教学建议的变化

关于实验的教学建议，旧课标为精心设计和组织科学探究活动，加强化学实验教学。新课标为充分认识化学实验的价值，积极开展科学探究与实践活动。从旧课标“精心设计”和“重视实验教学”可以看出，重在做；从新课标“充分认识实验价值”“积极开展”可以看出，重在做的同时，又重在促进教师深刻认识实验的重要性，改变对实验的态度，发自内心地愿意在化学教学中开展实验及探究活动。

4.2 实验评价建议的变化

关于对实验和探究的评价建议，旧课标通过纸笔测验的方法考察学生“简单化学问题的探究能力”的学业水平；通过活动表现评价方式，观察学生在化学实验活动中的表现，考察学生的实验操作技能，评价学生观察、描述和分析实验现象的能力以及实验习惯和科学态度等。新课标加强过程性评价，收集分析学生在实验探究、跨学科实践活动等学习活动中的表现，进行日常过程性评价，诊断学生核心素养发展状况；优化单元作业的整体设计与实施，增加实验探究等综合实践型作业；优化阶段性学业质量评价，阶段性学业质量评价以纸笔测试为主，兼顾实验活动表现性评价。

新课标的评价建议部分新增“学业水平考试”建议。规定义务教育化学学业水平考试由纸笔测试、实验操作性考试和跨学科实践活动三部分组成。实验操作性考试包括实验基本操作、探究实验的设计和实施［21］。

4.3 化学实验室建设要求的变化

旧课标中关于实验的课程资源开发与利用建议指出，要加强化学实验室的建设与管理，提倡因地制宜合理使用实验仪器和试剂，编制学生实验和科学探究活动指南等。新课标对化学实验室建设提出了更具体、更高的要求，提倡有条件的地方和学校建设数字化实验室、综合实践活动室和化学专用教室等。建议教师利用数字化实验装备改进传统实验等。

5 课程标准中实验内容变化的启示与建议

5.1 发展学生“科学探究与实践”核心素养

“科学探究与实践”核心素养，是新课标对实验目标的凝练，是新课程改革中开展化学实验教学的指挥棒，要求教师在实验教学过程中注重发展学生“科学探究与实践”的核心素养。新课标新增“认识实验是科学探究的重要形式和学习化学的重要途径”目标要求，启示教师在教学过程中，要注重引导学生认识和理解实验的重要性，促进学生体会实验是学习化学的重要途径。新课标将关于实验基本操作的要求具体为“安全”“规范”两个关键词，在教学和实验过程中，要对学生进行实验安全教育和指导，同时要求实验指导教师和实验员必须具备实验安全问题处置能力，确保实验室和实验过程的安全；对于基本的实验操作，教师要耐心地给予学生规范的演示和指导，引导学生学会规范的实验操作，促进学生养成规范操作的实验习惯。获取实验事实的手段新增“调查”，教师要引起重视，广泛查阅资料，系统了解“调查”手段，充分备课。新课标将旧课标的“获取信息”修改为“获取实验事实”，强调实验事实，在教学过程中，教师要有意引导学生实事求是地记录实验数据，逐步培养科学严谨、求真务实的科学研究态度。

5.2 保证每位学生必做每个“学生必做实验”

新课标中明确规定了8个学生必做实验，“必做”带有一定的强制性和基础性。学校应确保实验条件充分满足必做实验需求，教师应做好充分准备，确保每一位学生都能够走进化学实验室高质量地完成学生必做实验。同时，在完成必做实验的基础上，根据学校的实际条件，尽可能多地给学生创造和提供动手实验的机会。新课标对旧课标中的个别学生基础实验进行了整合，同时新增一个必做实验。教师要根据新课标的变化，及时对相关教学内容进行重组和更新。

培养学生形成良好的基本化学实验技能，是高质量完成必做实验的基础。关于基本的化学实验技能，新课标新增两条要求启示教师，实验安全问题处置以及如实记录实验事实和撰写实验报告已经成为学生应该掌握的基本实验技能，要继续把实验安全放在首位，加强对学生的实验安全教育。要告诫学生如實记录实验事实，指导学生撰写实验报告，促进学生充分掌握基本实验技能，确保高质量完成学生必做实验。

5.3 在跨学科实践活动中做实验

新课标明确将“跨学科实践”作为课程内容，并设计了10个供教师在教学过程中选用的跨学科实践活动。新课标中跨学科实践活动案例1——基于碳中和理念设计低碳行动方案指出，该项目承载学生必做实验“二氧化碳的实验室制取与性质”。如表2所示，8个学生必做实验均可以融入到跨学科实践活动中，可以作为一个部分或环节在活动中开展，10个跨学科实践活动可以承载所有的8个学生必做实验。可见，在开展跨学科实践活动和实验教学中，应将跨学科实践活动与各学习主题中的核心内容及学生必做实验的教学进行整合，推动其他90%课时的教学内容和教学方式的改革［22］。这启示教师应深入分析学生实验与跨学科实践活动的关联，在设计跨学科实践活动时要将化学实验有机融入其中，在跨学科实践活动中做化学实验，特别是学生必做实验，突出化学实验的作用，彰显化学实验的价值。

5.4 教师要主动且善用实验进行教学

课堂不仅是传播智慧的地方，也是激情飞扬的场所。对于师生而言，只有具备了教学激情，课堂教学才能有所收获［23］。从新课标中关于实验的教学建议“充分认识实验价值”“积极开展”两个关键词得到启示，广大教师要在充分认识实验价值的基础上，满怀激情、发自内心地愿意在教学过程中开展实验，积极主动地善用实验进行化学教学。教师还要改变以往较少使用实验进行教学的习惯，改变对实验的态度，高度重视和加强实验教学。在有限条件下，能开展化学实验则尽可能多地开展实验，通过实验激发学生学习兴趣，创设生动、活泼的学习情境，充分发挥实验的教育功能。同时，教师应积极顺应信息时代发展潮流，在实验教学中引入新技术，适当地替代或模拟无法进行学生实验的一些化学实验。

5.5 重视和用好实验操作性考试

当前，实验教学依然存在一些问题，例如化学实验的完成情况不乐观，教师普遍对实验的重要性认识不足，实验仪器、试剂配备不足等状况普遍存在，学生的学习潜能需要多样化的施展舞台等。中考增设实验操作性考试是对实验教学的有力促进［24］，能够有效解决实验教学中存在的一些问题。

实验操作性考试包括实验基本操作、探究实验的设计和实施。建议教师在日常的教学过程中，基于学业质量，结合基本的化学实验技能要求，制订具体的评分细则，在学生必做实验做完后适时开展针对具体实验的实验操作性考试，巩固实验知识和技能，为学生参加实验操作性考试奠定基础。合作是实验实践中的重要环节，也是学生必备的基础能力。要组织学生以小组为单位进行实验实践活动，以培养合作能力。但应注意的是，实验操作性考试的对象是每一位学生，因此教师一定要跟踪关注每一位学生在合作学习中的情况，确保每位学生的学习效果不打折扣。

5.6 建设现代化多样实验室

新课标建议有条件的地方和学校建设多样实验室。数字化实验室为更好开展定量的科学探究和实验活动提供支持，综合实践活动室满足跨学科实践等活动的需要，化学专用教室为教师展示日常教学、学科教研的成果搭建平台。

多样实验室建设之初，建议以县市或一定区域为单位，选取一所条件较好的学校，一定区域的多所学校合力组建多样实验室，并开展应用实践，探索和总结多样实验室建设和管理的经验，逐步实现各学校配齐更优质高端的多样实验室。建议教师利用数字化实验装备改进传统实验，引导学生透过可视化的数据分析认识化学学科问题的本原，进一步培养学生多视角收集实验事实解决化学问题的能力。

化学实验教学，任重而道远。各级教育部门要重视化学实验教学。学校要配齐配足实验装备用品，为实验教学开展提供支持和保障。专家要开展化学实验教育教学研究，探索实验教学新模式。教师和学生要携起手来深入化学实验教学实践，形成合力，努力让新课程改革的化学实验内容在中学化学教学中落地开花，发挥实效。

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