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化学教科书中实验安全教育内容的比较分析*
——以新编3个版本高中化学(必修)教科书为例

2023-09-02张庆玲陈丽萍

化学教与学 2023年14期
关键词:苏教版教科书人教版

张庆玲 陈丽萍

(内蒙古师范大学 内蒙古 呼和浩特 010022)

《普通高中化学课程标准(2017 年版2020 年修订)》中有关“实验安全”的内容条目共计14 条。[1]化学学科核心素养之“科学态度与社会责任”中首先提到要“具有安全意识”,可见安全教育的地位。而随着创新的课堂教学实践与学科核心素养在课堂落地的同时,越来越多的创新实验也出现在化学课堂中,化学实验试剂、仪器的不当使用,以及不当的实验操作均会带来一系列的实验安全问题,保障实验的安全进行理应成为第一要务。对学生和教师来说,教材是呈现实验安全内容的第一手材料,本文以新编人教版[2]、苏教版[3]、鲁科版[4]3 个版本高中化学(必修)教科书为例,通过定性和定量的统计来分析实验安全教育内容在新版教科书中的组织和呈现特点,期望能够引起对实验安全教育的重视,更好地把握新版教材的实验安全内容,使之服务于教师的教学,服务于对学生实验安全意识的培养。

一、新版教科书中化学实验安全教育内容的分类与统计

1.化学实验安全教育内容的分类

参照新课标[5]中有关“实验安全”的内容要求,结合教科书中实验的特点将实验安全教育内容分为以下5种类型:(1)实验室安全守则及药品储存类,指进入实验室需遵循的基本规则,保障实验人员安全的强制性规定以及常见实验试剂、药品的实验室储存方法。如进入实验室穿实验服、女生束发、禁止在实验室吃东西打闹等。(2)实验安全标志类,指以图标的形式警示学生可能遇到的危险,如易燃易爆标志,有毒品、腐蚀品标志等。(3)实验安全知识和操作技能类,指正确的实验操作、化学实验仪器的正确使用、化学实验药品的正确取用以及玻璃仪器的正确洗涤等具体的实验安全知识和操作技能。(4)实验突发事件应对措施类,指实验中遇到突发安全问题的急救办法,如烫伤、烧伤、灼伤等。(5)常见废弃物处理方法类,指实验产生和排放的废液、废气、固态废物等,需要及时有效的处理,防止污染环境,保障师生安全。

2.化学实验安全教育内容的统计

新编3个版本高中化学(必修)教科书中实验数量的统计如表1 所示,由表1 可知3个版本教科书中的实验数量之多,虽然不是每个实验都必做,但很多的实验一定程度上都存在安全隐患,伴随着一系列的潜在危险,所以需要掌握一定的实验安全知识,防患于未然。实验安全教育内容数量及呈现方式的统计如表2 所示,由表2 可知,3 个版本教科书中实验安全教育内容的数量均很多,且呈现方式多样,其中人教版教科书中实验安全教育内容共计出现25次,鲁科版教科书中实验安全教育内容共计出现26次,均高于苏教版教科书中实验安全教育内容的数量。3个版本教科书中实验安全教育的具体内容比较如表3所示。

表1 新版教科书中实验总数统计

表2 新版教科书中实验安全教育内容数量及呈现方式统计

表3 新版教科书中实验安全教育内容比较(部分条例)

二、新版教科书中化学实验安全教育内容的比较分析

1.实验室安全守则及药品储存类

3个版教科书中均欠缺实验安全守则及药品储存类的安全教育内容。人教版教科书中与之相关的仅提到“钠的保存”及“注意乙醇和乙酸乙酯的储存”;苏教版教科书中与之相关的有正文部分提到的“注意实验操作和安全规范”及“实验室钠的保存”;而鲁科版教材中未提及与实验室安全守则及药品储存类有关的安全教育内容。

2.实验安全标志类

人教版教科书中呈现的实验安全标志相对于鲁科版和苏教版来说,内容更加丰富、形式更为多样。人教版教科书在附录部分列出一些化学品的安全使用标识,包括9 类GHS 标准符号及含义、14 类运输用标识举例及示意,这些安全警示图标能帮助学生增强安全意识,在生活中作为基本常识使用。人教版教科书中较为吸人眼球的是“与实验有关的图标及说明”的呈现,并且在后续“编号实验”“探究”“实验活动”等中都标注该实验对应的安全知识图标,共计出现56次,其安全意识教育贯穿于整个教材,提醒学生实验的注意事项及实验中可能存在的安全隐患,体现出对学生实验安全习惯的重视,如图1所示,“金属钠的加热实验”标注6个图标,分别提示学生进行本实验时要佩戴护目镜、小心使用切取钠的锐器、小心使用明火、注意实验的加热操作,避免直接触碰、实验要开启排风管道或排风扇,实验结束清洗双手。而鲁科版教科书中仅有4处呈现出同一种放射性危险品的标志;苏教版教科书中给出9种常见危险化学品的分类标识,其中包括爆炸品、有毒品、易燃液体、易燃固体等的标识。

图1 金属钠的加热实验

3.实验安全知识和操作技能类

实验安全知识和操作技能类安全教育内容在3个版教科书中的呈现数量和呈现形式均是最丰富的,其中鲁科版教科书的呈现形式较苏教版和人教版教科书更为多样,包括“观察思考”“安全提示”“实验验证”“活动探究”“迁移应用”等栏目,且“安全提示”栏目采用特殊符号标记的方式,用来警示学生实验中特别要注意的事项,如图2所示,其形式更加突出醒目,能引起学生的重视,关注实验安全。人教版教科书也设置了用特殊符号标记的“注意”栏目,如图1所示的实验设置“不要近距离俯视坩埚”的注意栏目,提醒学生要远离坩埚观察,防止剧烈的反应造成受伤。而在数量的呈现上,人教版和鲁科版教科书中有关“实验安全知识和操作技能类”的安全教育内容的呈现数量均高于苏教版教科书,但是其安全教育的具体内容都大同小异,主要包括“提示实验药品和试剂的危险性”“提示药品的取用量和取用方法”“闻气味的方法”“实验的注意事项”以及保证实验安全进行的相关提示等几个方面,以此方式将实验安全教育深入到化学实验中,使学生在实验过程中始终都能保持警惕之心,严肃认真地对待每一个实验。例如,对于反应剧烈的实验,3版教科书均会提示实验药品的具体用量,以最大限度地保证学生的实验安全。如图1所示的“金属钠的加热实验”,实验中特别提醒钠的用量为“绿豆大小”,而非笼统地表述为“取一小块金属钠”,对于学生来说,一小块究竟多大是存在争议的,如果实验时没有特别提醒学生实验药品的用量,那么该类实验是存在安全隐患的,而3个版本教科书中均做出提示,避免了因药品用量不清带来的危险。

图2 鲁科版教科书中的“安全提示”

4.实验突发事件的应对措施类

3个版本教科书对于“实验突发事件应对措施”类内容的处理方式不同,人教版教科书主要在附录部分列出实验室突发“烫伤烧伤、创伤灼伤”等较为常见的意外事件,并给出详细的处理应对措施,使其具有可操作性。例如,对于创伤,要先用药棉清理伤口,再用双氧水或碘酒擦洗,最后用创可贴外敷。鲁科版教科书主要是在正文部分2处以“安全提示”的方式提醒学生氯水、稀硫酸、酸性高锰酸钾溶液等具有腐蚀性,要小心使用,沾到皮肤上立即用大量清水冲洗。苏教版教科书只在正文中提到“若遇到突发情况应沉着冷静,采取正确的处理方法”,但并未给出相应解决应对的具体方法和内容,只是滞留于简单的描述层面,缺少针对具体突发事件的有用的解决措施,不具有指导性和可操作性。

5.常见废弃物的处理方法类

人教版教科书在“常见废弃物处理方法”类安全内容的呈现优于鲁科版和苏教版教科书。人教版教科书在附录部分以具体文字表达的方式列出常见废弃物之废液和废渣的处理方法,例如,“易燃物白磷、钠等不能随便丢弃,容易引起火灾,中学化学实验室中可以将未用完的白磷、钾等放回原试剂瓶”,正文部分的“注意”栏目也指出,废弃物应进行无害化处理。人教版教科书比苏教版教科书更具指导性,苏教版教科书并未给出废弃物的具体处理办法,仅正文中给出“在实验中注意环境保护,减少实验排放的废气、废液和固体废物对环境的影响”的内容,这是一种基于废弃物处理的比较泛的表述,但是缺少实在有用的解决方法,容易造成学生知道要进行废弃物的处理,但是不知道怎么处理的局面。而鲁科版教科书中共有3处是关于废弃物处理的,均提示要注意尾气吸收,除此并无其它废弃物处理方面的内容。

6.隐患实验的处理方式

除了上述5 个方面的内容有所不同,3 版教科书中对隐患实验的处理方式亦不同。人教版和苏教版教科书通常在实验之前,对其介绍物理性质时直接指出其危险性,如毒性、腐蚀性等。其中人教版教科书还会在实验旁边配以“注意”的工具栏提醒学生实验的危险所在。苏教版教科书,对于有毒物质的性质实验,如“有毒气体SO2和Cl2的性质检验”,均采用较为安全、创新的实验方法进行,即借助针筒来完成,最大限度的防止有毒气体的泄露,而人教版和鲁科版教科书采用的是敞口的集气瓶,实验过程中会伴随有毒气体泄露的情况发生。类似的实验设计在人教版教科书“NO与NO2的性质及转化实验”中也有所体现,即实验借助注射器完成反应,在保证实验安全的前提下亦达到实验现象清晰了然的效果。鲁科版教科书主要以“安全提示”的工具栏形式提示物质的危险性及实验的注意事项,如物质具有毒性、腐蚀性,使用时注意安全、配戴护目镜等。

除了外显的实验安全知识,内隐于教科书中的实验安全教育内容亦较丰富,教科书中很多的化学试剂、药品都使用图片来展示其颜色、形态。给出的实验装置图清晰形象地展示出实验仪器的选择和连接方式,并关注实验的安全细节之处,如为防暴沸而添加的沸石或碎瓷片。实验现象的展示也因为有图片的存在而令人印象深刻,此外,照片中出现的实验演示人员,或穿实验服或戴实验手套,都符合相应的安全防护要求。但仍存在需要改进之处,如苏教版教科书中仍然使用木块来垫高酒精灯或其他实验仪器,鲁科版教科书中部分实验的木块换成升降台,只有人教版教科书均用升降台代替用来垫高实验仪器的木块。内隐的知识能潜移默化地影响学生,有助于学生在操作时更加关注安全的实验操作细节,起到润物细无声的作用。

三、结论

3个版教科书对于实验安全教育内容的呈现有其各自的特点。人教版教科书中呈现的实验安全标志相对于鲁科版和苏教版教科书,其内容更加丰富,形式更为多样。在实验突发事件和废弃物处理方面,人教版教科书在附录部分给出详细的处理措施,比鲁科版和苏教版教科书的内容丰富具体,更具有指导性。人教版和鲁科版教科书中有关“实验安全知识和操作技能类”的安全教育内容呈现的数量高于苏教版教科书,鲁科版教科书的实验安全知识和操作技能类安全教育内容呈现形式较苏教版和人教版教科书更为多样。苏教版教科书对于有毒物质的性质实验会采用较为安全、创新的实验方法进行,来保证实验的安全。整体上看,虽然不同版本的教科书中实验安全教育的内容和方式的呈现不尽相同,但是都不同程度上体现了对实验安全教育的重视,回应了课标的要求。

四、建议

1.以教材为源,培养安全意识

实验安全教育作为学科教育的重要组成部分,二者并不是两张皮,而是相互融合、互为情境的,[6]实验安全教育内容常常以具体的实验技能、化学知识为载体呈现。因此,在实验安全教育中,提示学生实验注意事项时需结合具体的化学知识,让学生“知其然”的同时亦“知其所以然”。教材是开展实验安全教育的重要工具,以教科书为载体实施实验安全教育是学生能够获取安全知识的基本保证,但由于每版教科书的篇幅限制,不能把所有的实验安全内容均一一呈现,更多的是需要教师能够挖掘来自不同版本教科书中有关实验安全教育内容的特色与亮点,并取长补短,将外显于教科书中的安全知识与内隐于教科书中的实验安全知识结合,使其更好地服务于培养学生的安全意识。学生从树立起实验安全的思想意识,到掌握基本的安全知识并发自内心在实验中遵从,最后能够沉着冷静地应对突发事件,是一个循序渐进的过程,并不能一蹴而就。

2.增加安全教育手段,允许学生试误

实验安全教育的培训不能停留于讲授的课堂模式,需融入新方法来激发学生的兴趣。可以上一堂耳目一新的危险事故展示课,在危险可控的范围内,教师演示错误实验可能带来的后果,使学生切身感受不当的或错误的实验操作带来的危险,主动建构安全知识,消除原有的错误观念和认识误区。例如,教师可以演示实验台面出现火情的处理方法,即用湿抹布盖灭,简单易行。教师也可以让学生进行简单的试误,试误的目的是为了“防误”,从而规范学生的实验操作。例如,以疫情期间杀菌消毒的84 消毒液为切入点,鼓励学生进行微型化实验试误。84 消毒液和洁厕灵混用会产生有毒气体Cl2,严重时可致人死亡,学生可利用小针头吸取少量84 消毒液,再吸取少量氯气,用橡皮封住针头处观察现象,再将淀粉K-I 试纸置于针头处,可以明显的观察到淀粉K-I试纸变蓝,证明有Cl2产生。该实验既可以巩固学生所学的知识内容,也可以增加生活常识。此外,还可以利用虚拟仿真软件试误,如NOBOOK(NB)虚拟实验平台,能动态地展示化学实验现象,还原度强且效果逼真,能完成高危险性的化学实验。在现实条件有限、危险不可控的情况下,可结合虚拟软件,用直观的错误实验操作的后果警示学生错误操作的危险性,学生通过新奇的体验可满足其对错误操作后果的好奇心。[7]

3.以实验安全为契机,开展生命主题教育

化学教材既是科学知识的传递载体,也应当是生命安全教育的传递载体,因此可以以化学实验安全教育为契机,以小见大上升到生命安全教育的理念,落实学科思政育人的功能。从化学学科的角度来说,实验安全教育是要培养学生的实验安全知识,增强学生的实验技能和安全防范意识。如了解常见化学品的使用方法,知道突发事件的处理办法等,产生对实验的警惕之心,从走进实验室的那一刻起,便知道什么该做、什么不该做以及怎么做。习惯性下意识地注重安全,不因为任何一个简单实验掉以轻心,也不恐惧每一个大型实验;而从生命安全教育的角度,旨在通过实验安全教育使学生持有对安全的警惕之心,产生对生命的敬畏之心,最终将其上升为公民意识层次。因此,需要让学生将实验安全意识融入自己的价值观和自己的生命中,不仅是专门从事化学的工作人员要掌握安全知识,安全知识是每一个普通人该具有的安全常识。在生活中看到类似化学中的一些标志时,即使不知道具体的含义,但也能大致判断出其是否危险,从而更好的保护自己,这便达到了安全教育的最终目的。

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