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  2015年，北京市高考统招录取率达到83%，这意味着在北京，高等教育已处在普及化阶段^[1]。这个趋势将推动高中教育与大学教育更好地衔接，为学生们提供更广阔的平台，全面提高学生的综合素养。近些年来，北京市教委批准了20多个公办高中国际课程项目，最主要的目的是通过国际课程的引入实践，从实践中把握更多的规律，为北京高中生国际视野的提升做出努力，为培养未来发展的国际型人才奠基。

  根据在AP项目里和北京四中的高考体系讲授化学的经历，对比2种体系的化学教学后发现：美国AP化学教学注重铺开知识体系的面，目前国内对它的描述多是介绍性研究，而高考体系中的一线化学教师多是在具体的知识点上深入，无法从AP教学中直接取其精华，应用在自己的日常教学中，从知识的面和点上全面提升学生的化学素养；另外，化学是一门实验科学，美国化学实验课约占课时的35%，而国内高中一般仅为10%~15%^[2]。一个有趣的现象是，学生在拿到美国大学理事会举办的AP化学考试满分5分后，按要求很多学生升入大一的时候可以直接免修无机化学并换取相应学分，但很多美国大学(如Haverford学院)给予的政策是可以换取学分，但必须且优先选修该AP课程中的“高级实验(Advanced Lab)”部分，美国大学教学对于学生实验探究的重视可见一斑。基于AP化学实验教学实践，研究开发适合中国高中化学的实验课程，给同行提供一些参考。

  1    国内普通高中化学实验课程标准和AP化学实验课程标准

  在我国《普通高中化学课程标准(实验)》^[3]中，“实验化学”模块的课程目标为：“认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；掌握基本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；形成实事求是、严谨细致的科学态度，具有批判精神和创新精神；形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。”同时，国内的高中化学课标解读也明确提出化学实验应该更生活化、探究化、绿色化、现代化和人性化。

  AP化学课程标准^[4]中提到，实验课程是为了挑战每个学生的能力，使他们学会分析、思考，能把复杂问题分解成多个简单的问题；了解化学实验问题；学会根据问题设计和完成实验；学会处理实验得到的数据；能清晰且准确地表述实验现象和结论；能归纳结论，并分析结论的有效性和合理性；为进一步研究提出问题。

  对比以上2个标准，可以看出后者要求明显高于前者，且更注重实验过程及思维能力的培养。

  2    精编实验的主要内容

  基于AP化学的教学背景及其与国内普通高中化学的实验课程标准对比，从自己课堂教学实践中的AP化学实验中精挑细选，选择与高中化学教学目标一致的、更注重探究过程的综合实验作为教学案例，分类分析研究。分类的标准综合考虑了以下几方面因素：现行高中化学教材的必修与选修模块设置；高三化学总复习的单元设置；AP化学课程内容的6个核心主题^[5]。故将实验案例按其所涉及的主要知识分为3类：元素化合物类、化学反应原理类和有机化学类。这些实验因为综合度高，实验所需时间长等因素，主要用在高二选修课教学，也可以根据学生程度，适当选择，穿插在必修课教学的单元复习双排课时进行。

  3    实验实例--以实验“未知化合物的成分定性分析”(固体)为例

  以实验“未知化合物的成分定性分析”为例，详细讲述该实验入选的原因、该实验的方案、实验数据和分析、实际实验教学过程以及实验教学反思等方面。

  3.1    选择实验“未知化合物的成分定性分析”的标准

  选择实验“未知化合物的成分定性分析”的原因, 有以下几点：

  (1) 国内高中化学教学中，金属和非金属元素及其化合物性质的学习占了《化学1》教材内容的一半。在日常授新课和习题教学中，经常与学生纸上谈兵、讨论未知化合物的鉴别:通常先借助化合物的物理性质鉴别，若鉴别不出，再思考化合物的化学性质来鉴别。利用化学的性质鉴别，分为不用其他试剂鉴别和只用一种试剂鉴别的题目，注重阴、阳离子的鉴别。然而，能够包含以上内容的综合鉴别实验题目很少，由学生自己设计实验方案、亲自动手的这类综合实验更是没有了。

  (2) 该鉴别实验不是大学定性分析实验的下放。鉴别过程中所用到的知识都是高中学到的。

  (3) 学生在实验过程中会碰到事先未预料到的但又不超出高中化学范围的问题，以锻炼他们遇到新问题解决新问题的能力。

  3.2    实验目的

  鉴别没有标签的8个广口瓶内的白色未知固体粉末的成分，它们有可能是KI, NaCl, Na₂SO₄, NaHCO₃, Ca (OH)₂, CaCO₃, BaCl₂, Pb (NO₃)₂。鉴别试剂须在6 mol/L的硫酸、盐酸、氢氧化钠或酚酞溶液中选用1种，可用蒸馏水作为辅助试剂。

  3.3    参考实验方案

  实验原理:从最简单的观察外观入手，然后用蒸馏水溶解，利用溶解度的差异和溶解过程的热效应鉴别(20 ℃几种未知固体的溶解度见表 1)；余下的未知溶液可用选择的1种试剂鉴别；仍未鉴别出的化合物可用与已鉴别出的化合物的相互反应鉴别。

  表1 20 ℃未知物质的溶解度^[6] Table1. Solubility of the eight unknown samples at 20 ℃^[6]

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  物质	Pb (NO3)2	BaCl2	NaCl	Ca (OH)2	NaHCO3	CaCO3	KI	Na2SO4
  溶解度/g	54.3	35.8	35.89	0.173	9.6	6.17×10-4	144	19.5

  表1 20 ℃未知物质的溶解度^[6]
  Table1. Solubility of the eight unknown samples at 20 ℃^[6]

  实验药品均为分析纯。

  实验步骤：

  (1) 取8支洁净干燥的试管，编号1-8。用电子天平(分度值0.01 g)分别称取编号为1-8的未知固体各1.50 g，观察固体颗粒的状态特点，并将其加入对应编号的试管(18 mm×180 mm)中。

  (2) 向步骤(1)中的所得的试管中，分别加入20 mL蒸馏水。振荡后静置片刻，观察其溶解性，并用温度计测量混合物的温度变化。

  (3) 用一次性滴管从步骤(2)中所得的编号为1-8试管中分别取2 mL液体于另1洁净干燥的试管中，向其中滴入盐酸，振荡，观察并记录实验现象。

  (4) 从步骤(2)相应编号的试管中，取2 mL仍未鉴别出中的液体于另1洁净干燥的试管中，向其中分别滴加已鉴别出的液体，振荡并观察记录实验现象。

  (5) 分析实验现象，得出结论。

  3.4    实验现象及分析

  该实验的实验现象和实验结果分析，详见表 2。

  表2 实验现象与分析 Table2. Experimental phenomena and analysis

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  操作	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5	样品6	样品7	样品8
  1.样品颗粒	粗	中等	中等	细	细	细	细	中等
  结论	-	-	-	-	-	-	-	-
  2.溶解	溶	溶	溶	浊液，微热	溶，微热	浊液	溶，微黄色	溶
  结论	-	-	-	可能是Ca (OH)2	-	是CaCO3	-	-
  3.加入盐酸10滴	白沉	无变化	无	澄清，微热	无色无味气体	固体溶解，有无色无味气体	无	无
  结论	确认是Pb (NO3)2	-	-	确认是Ca (OH)2	确认是NaHCO3	确认是CaCO3	-	-
  4.加入1号溶液10滴	-	白沉	白沉	-	-	-	亮黄色沉淀	白沉
  结论	-	-	-	-	-	-	确认是KI	-
  5.加入8号溶液	-	白沉	无	-	-	-	-	-
  结论	-	-	确认是NaCl	-	-	-	-	-
  6.加入5号溶液10~40滴	-	白沉、气体	-	-	-	-	-	无明显现象
  结论	-	确认是BaCl2	-	-	-	-	-	确认是Na2SO4

  表2 实验现象与分析
  Table2. Experimental phenomena and analysis

  3.5    实验教学过程

  在AP化学课堂教学中，由于有专门的实验教学时间，所以教师采取的教学过程是：课前发放实验任务材料和思考任务清单，要求学生预先学习讨论之后填写；课堂上提供相应的药品、试剂和仪器，说明安全注意事项后，直接让学生动手操作，用时约2 h，记录详细的实验现象和数据；课后完成实验报告，含数据分析及实验反思。教师给予相应的评价，该报告将留档，供美国大学委员会查阅。

  而在国内的高中化学教学中，基本没有可能的课堂教学时间抽出来用于这样的综合性实验，教师多半是用习题的形式纸上谈兵，学生不会有较感性的认识，自然也没有深刻的印象。假如有这样的课堂时间，很多教师可能基于安全和省时等多方面的原因，通常会先带学生们讨论好实验方案，再让学生们动手，这样便成了一个验证性实验，大大减小了学生的思考和探索空间。

  3.6    教师教学的反思

  (1) 知识上：深化了课内知识的应用，如控制变量对比溶解度；感受溶解伴随有热效应；观察到美丽沉淀的生成。学生亲自动手，印象非常深刻。

  (2) 方法上：综合应用了一种试剂鉴别法和不用其他试剂的互相鉴别方法。在实验报告中，学会用缜密的图表和文字表达分析实验过程并总结。

  (3) 情感上：锻炼了学生碰到意外后，处理问题和解决问题的能力。如：①氢氧化钙粉末，如果不是保存较好的试剂，可能其中会有部分碳酸钙，那么在第1步溶解时与纯碳酸钙粉末的溶解现象无明显区别；再加盐酸，现象区别依然不明显；可后面又没有别的方法鉴别2者。有的学生就直接宣告失败了，而有的学生则冷静下来，分析可能的原因，重新取样(有的学生找教师要新从密封试剂瓶中取出的药品)，再次重复实验，问题迎刃而解。②在数据分析表中第5步，当2号溶液加入8号溶液看到有白色沉淀时，可以断定它们可能是氯化钡和硫酸钠，但究竟几号溶液是氯化钡，无法确认。环顾其他物质，还有办法鉴别2号和8号吗？以学生们课内的知识，无论在国内高中化学课程中，还是在AP化学课上，浓的碳酸氢钠和氯化钡可以得到白色沉淀并放出无色、无味气体，都是学生没有学到的。到此，有的学生遇到挫折就放弃了。有的学生就把2号溶液任意与其他已鉴别出的溶液相互混合实验，结果发现了2号和5号溶液混合有沉淀和气体生成。据此现象，他们推断出了2者的反应原理。这恰恰是2015年的北京高考理综化学27题中考查的海水中的钙化作用的反应。该实验过程也反映了由此题体现的精神，即由实际生活现象反推反应原理，化学学习重在应用；更体现了科学发现的一种方式，即在试误中学习发现。在发现该反应后，善于学习的学生能进一步结合沉淀溶解平衡原理分析出：当氯化钡溶液和碳酸氢钠溶液到达一定浓度时，碳酸氢根电离出的碳酸根离子浓度与钡离子浓度的乘积大于碳酸钡的K_sp，就有沉淀析出了。而碳酸氢根电离出的氢离子可以结合溶液中的碳酸氢根离子生成二氧化碳气体了。因而，一定浓度的碳酸氢钠溶液可以代替碳酸钠溶液作沉淀剂^[7]。③在实验报告中，部分学生首次谈到实验和理论是两码事，看似简单的兑水、互兑鉴别过程，需要敏锐的观察力和冷静地面对意外结果并进一步探究的科学探究能力，在自我否定甚至从头再来的多次尝试中，渐渐体会到什么是科学素养。

  4    结束语

  北京2017年入学的高一学生，将是第一届面对高考改革的学生。那时，化学不再是高考理科中的必考科目，而化学会考和相关综合素质评价将作为高考的重要参考。这其实给了化学更大的改革空间，要提高学生的化学综合素养，应多上实验课，多吸取AP化学实验教学的精华。

• 1. [1]

     李其龙, 张德伟.普通高中教育发展国际比较研究.北京:教育科学出版社, 2008:3 http://www.bookask.com/book/1782913.html

  2. [2]

     唐盛昌, 李英主.高中国际课程的实践与研究(总论卷).上海:上海教育出版社, 2011:386 http://www.bookask.com/book/780097.html

  3. [3]

     中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验).北京:人民教育出版社, 2003:29 http://www.bookask.com/book/957004.html

  4. [4]

     唐盛昌.高中国际课程的实践与研究(化学卷).上海:上海教育出版社, 2012:177 http://www.bookask.com/book/565681.html

  5. [5]

     代伟.化学教育, 2013, 34(8):76-77 http://www.hxjy.org/CN/abstract/abstract184.shtml

  6. [6]

     维基百科.溶解度表[EB/OL].(2015-10-22)[2015-10-25]. https://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_table

  7. [7]

     严宣申, 王长富.普通无机化学.2版.北京:北京大学出版社, 2000:117

• 表 1  20 ℃未知物质的溶解度^[6]

  Table 1.  Solubility of the eight unknown samples at 20 ℃^[6]

  物质	Pb (NO3)2	BaCl2	NaCl	Ca (OH)2	NaHCO3	CaCO3	KI	Na2SO4
  溶解度/g	54.3	35.8	35.89	0.173	9.6	6.17×10-4	144	19.5

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  表 2  实验现象与分析

  Table 2.  Experimental phenomena and analysis

  操作	样品1	样品2	样品3	样品4	样品5	样品6	样品7	样品8
  1.样品颗粒	粗	中等	中等	细	细	细	细	中等
  结论	-	-	-	-	-	-	-	-
  2.溶解	溶	溶	溶	浊液，微热	溶，微热	浊液	溶，微黄色	溶
  结论	-	-	-	可能是Ca (OH)2	-	是CaCO3	-	-
  3.加入盐酸10滴	白沉	无变化	无	澄清，微热	无色无味气体	固体溶解，有无色无味气体	无	无
  结论	确认是Pb (NO3)2	-	-	确认是Ca (OH)2	确认是NaHCO3	确认是CaCO3	-	-
  4.加入1号溶液10滴	-	白沉	白沉	-	-	-	亮黄色沉淀	白沉
  结论	-	-	-	-	-	-	确认是KI	-
  5.加入8号溶液	-	白沉	无	-	-	-	-	-
  结论	-	-	确认是NaCl	-	-	-	-	-
  6.加入5号溶液10~40滴	-	白沉、气体	-	-	-	-	-	无明显现象
  结论	-	确认是BaCl2	-	-	-	-	-	确认是Na2SO4

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