日本高中《化学Ⅰ》教材中实验设计的特色及启示

日本高中《化学Ⅰ》
教材中实验设计的特色及启示
◆姚志强　赵红丽高　峰
本文分析了日本高中《化学Ⅰ》教材中实验设计具有注意联系生活实际,重视实验的定量性,重视实验的探究性,增强实验的趣味性,强调安全意识和环保意识的特色,结合我国现行人教版高中化学必修教材进行同类比较,为我国化学教材改革提供参考依据。

日本高中化学教材化学实验实验设计
日本历来就是一个重视教育的国家,当前正值日本第三次教育改革,
变革范围涉及到国民教育的各个方面。

1999年日本文部省发表了高中各
学科新学习指导要领,其中化学学习要领阐述了化学学习的最终目的是培
养学生全面的科学素养。

当前我国化学课程改革也是以培养学生科学素
养为目标,而化学实验教学又是培养学生科学素养的重要途径。

因此,借
鉴日本在化学实验改革中的成果,对促进我国化学课程改革是十分有益
的。

本文将分析日本高中《化学Ⅰ》教材中实验设计的特色,并与我国现行
人教版高中化学必修教材进行比较,找出值得我们借鉴之处。

由日本株式会社三省堂于2003年出版发行的日本高中《化学Ⅰ》教材
是供日本高中化学使用的教科书,全书分为物质的构成、物质的变化、无机化合物、有机化合物四篇,共13章。

全书的知识结构体系体现了学科中心
课程理论的编排思想,但在内容选取与阐述上又综合了学生、社会与问题
中心等多种课程融合的理论,充分考虑了学生的认知心理,强调学生的探
究学习。

全书图文并茂,语言生动,实验内容丰富。

教材共设计了56个实
验,分为实验观察和探究活动两种类型。

其中实验观察穿插编排在教材的
某一章节中,侧重于让学生通过观察、质疑、操作来体会实验中所蕴含的原
理和知识。

它具有现象明显、操作简单的特点。

而探究活动侧重于对学生
分析问题、解决问题能力的培养,一般编排在每章结束后。

一、日本高中《化学Ⅰ》教材实验设计的特色
1.注意联系生活实际
《化学Ⅰ》教材中非常重视从生活中挖掘素材,无论是实验选题还是实
验用品都注重体现生活化,引导学生认识到化学就在自己的身边,激发他
们进行实验探究的兴趣。

例如探究活动“日常生活中的化学成果”就将化
学与生活实际联系起来,让学生查阅资料、调查研究来了解食品及日用品
中的化学成分及其作用。

又如实验观察“碳的同素异形体的性质”让学生
观察和比较玻璃刀和铅笔芯划过纸和玻璃时的现象,从而掌握同素异形体
的性质。

2.重视实验的定量性
《化学Ⅰ》中安排了10个定量实验,主要集中编排在“物质的构成”和
“物质的变化”这两篇中。

其涉及的内容广泛、思路开放,通过获取具体的
实验数据来说明问题,而不是通过个人的感觉来认识问题。

如第二章第一
节的“烧杯中的放热与吸热反应”就通过烧杯温度的变化来说明热敷袋和
冷却袋的原理。

另外还特别重视对学生科学方法的培养,把抽象的化学概
念加以量化,使学生在分析处理数据的过程中受到了严格的训练。

如第二
篇第二章后的探究活动“电解与法拉第定理”,就是让学生在电解CuS O 4溶
液的实验中,用电流表测量电路中的电流强度和电解时析出的铜的质量来
计算法拉第常数。

除此之外,类似的还有“盖斯定律”、“化学反应中量的关
系”等实验。

我国由于各方面条件的限制,现行高中教材中涉及的定量实验很少。

我国现行高中化学必修教材(人教版)只安排了4个定量实验,分别为:一
定物质的量浓度溶液的配制、雨水pH 的测定、测量铝与盐酸反应中温度的
变化、测量中和反应中温度的变化。

而且这些定量实验设计的思路比较简
单,对学生要求低,有关抽象内容很少,只是给出直观的描述性认识,不利
于学生科学素养的培养。

因此我国教材在定量实验的设计思路上还应加
大力度。

3.重视实验的探究性
《化学Ⅰ》教材中实验的探究性是分为三个层次体现的第一层次是在
“实验观察”中的验证性实验里融入了实验探究的成分,让学生初步感受科学研究的一般思路和方法。

第二个层次是在每章结束后专门设置了2～3个“探究活动”。

其实施程序是按“课题—假说—准备—操作—结果整理—考察—发展—拓展课题”的思路进行,目的是让学生借助于观察和实验获得感性知识,再经过科学抽象、假说、模型以及比较、分析等科学方法上升为理论知识,最后再把得到的理论知识成果用于解决问题。

由于《化学Ⅰ》教材面对的学生没有太多的知识基础和探究经验,所以探究活动中的实验课题、设计实验步骤等都是由教材提出,然后教材再把实验的发现权交给学生,让学生独立操作,教材会给以相应的指导和帮助。

第三个层次是在章末的某些“探究活动”进行完毕后,增设了“发展课题”,让学生运用在“探究活动”中学习的科学研究的方法,自行设计实验方案,从而体验完整的科学探究的过程。

例如第二篇第二章的探究活动“中和滴定”,该实验测定了市售食醋中的醋酸含量,学生从中学习了中和滴定的方法和实验数据的处理等方法。

教材又在“探究活动”后设置了“测定市售乳酸菌饮料中乳酸的含量”的发展课题,用以巩固学生对科学方法的掌握和提高设计实验的能力。

4.增强实验的趣味性《化学Ⅰ》中的实验编入了很多题材新颖、趣味性较浓的实验,从而体现了实验能增强化学趣味性的功能。

例如第一篇第一章的实验观察“高吸水性高分子的保水性”,该实验就取出了尿裤中一定质量的白色粉末,将其置于烧杯中,再往烧杯内注入水,测出最多能吸收多少毫升水。

另外,“制作石膏模型”、“制黄铜”、“由C l 2引起的花瓣褪色”等实验都能使学生在掌握知识的同时体验到学习化学的乐趣。

5.强调安全意识和环保意识《化学Ⅰ》教材不仅在实验操作进行中及时提示注意事项和处理措施,时刻提醒学生注意安全,而且在后面附录资料中列出的“实验时的注意事项”中还详细介绍了基本心理素质、实验基础知识、对事故的处理方法这三部分内容,供学生查阅。

另外,实验的大部分内容均不对环境产生危害,即使有可能产生危害也采取必要的措施加以避免。

例如,“卤族元素的性质”实验就要求在通风橱内进行,并将剩余的C l 2通入Na OH 溶液中加以吸收来减少对环境的污染。

此外,教材还在实验进行中提醒学生规范处理化学品的方法。

而我国现行高中化学必修教材(人教版)虽然在必修Ⅰ的第一章“从实验学化学”的第一节“化学实验基本方法”中提到了化学实验安全,但在具体的每个实验的操作进行中很少提到安全注意事项以及规范化学品的处理方法。

因此我们在此方面仍需加强。

二、启示通过对日本高中《化学Ⅰ》教材中实验的分析,笔者认为无论从素材选择、内容设计上都给我国的实验改革带来了很多启示。

我们在今后的实验改革中一是应加强优化实验内容结构,对于演示实验应该开发对教学而言十分必要又限于条件未能开设的项目,而学生实验应将部分低难度、易操作的演示实验加以改进。

在实验题材的选择上应尽可能广泛,密切结合生产生活,注重体现S TS 教育;二是要从学生的已有知识经验出发合理设计探究性实验,由易到难逐渐扩展和深入。

另外还要加大实验设计训练的比重,使学生在实验设计中掌握科学方法,提高学生的科学素养。

参考文献:[1]细矢治夫.日本高中《化学Ⅰ》.株式会社三省堂,2003.(作者单位辽宁师范大学化学化工学院,辽宁省大连开发区第一中学;辽宁师范大学化学化工学院;辽宁师范大学化学化工学院)
中国校外教育下旬刊学科教育
08/2008::711。