國內(nèi)外化學(xué)素養(yǎng)的教育研究綜述

1、國內(nèi)外化學(xué)素養(yǎng)的教育研究綜述朱妍蓉/趙雷洪【專題名稱】中學(xué)化學(xué)教與學(xué)【專 題 號】g37【復(fù)印期號】2008年02期【原文出處】中學(xué)化學(xué)(哈爾濱)2007年11期第13頁【作者簡介】朱妍蓉,趙雷洪,浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院。(321004)隨著我國新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的進(jìn)行，“科學(xué)素養(yǎng)”一詞，作為重要的理科教育課程目標(biāo)之一，已成為教育工作者討論的熱點(diǎn)。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）中明確指出：“立足于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要，著眼于提高21世紀(jì)公民的科學(xué)素養(yǎng)，構(gòu)建知識與技能過程與方法情感態(tài)度與價值觀相融合的高中化學(xué)課程目標(biāo)體系?！薄肮膭顚W(xué)生，尤其是對化學(xué)感興趣的學(xué)生在修滿6個學(xué)分

2、后，選學(xué)更多的課程模塊，以拓寬知識面，提高化學(xué)素養(yǎng)。”雖然，新課程標(biāo)準(zhǔn)要求提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)，但并未對“化學(xué)素養(yǎng)”這一概念作進(jìn)一步闡述。而國內(nèi)對化學(xué)素養(yǎng)的研究也幾近空白，化學(xué)素養(yǎng)作為從科學(xué)素養(yǎng)中衍生的子概念，尚未受到足夠的重視。本文旨在介紹國內(nèi)外化學(xué)素養(yǎng)的相關(guān)研究成果，以期對中學(xué)化學(xué)教育有所啟示。一、化學(xué)素養(yǎng)概念的由來1.科學(xué)素養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)(scientific literacy)概念始于1957年的全美科學(xué)調(diào)查，之后眾多機(jī)構(gòu)和學(xué)者提出了多種不同的定義。其后，aaas（美國科學(xué)促進(jìn)會）在20世紀(jì)80年代發(fā)起倡導(dǎo)的2061計(jì)劃中將科學(xué)素養(yǎng)定義為“具備并使用科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)學(xué)的知識做出有關(guān)個人和社會

3、的重要決策”。科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵，因各國情況不同和科技發(fā)展在不斷地變化，但其核心內(nèi)容則是基本一致的?？茖W(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括科學(xué)知識、科學(xué)過程與方法、對科學(xué)本質(zhì)的理解、科學(xué)態(tài)度情感與價值觀、科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系等方面。2.化學(xué)素養(yǎng)在化學(xué)素養(yǎng)之前，bscs（美國生物科學(xué)課程研究會）曾于1993年提出生物素養(yǎng)(biologicai literacy)的概念。生物素養(yǎng)和化學(xué)素養(yǎng)(chemical literacy)的概念都是在科學(xué)素養(yǎng)概念的基礎(chǔ)上提出來的。化學(xué)素養(yǎng)一詞，最早由英國納菲爾德課程中心(nuffield curriculum centre)的john holman等人于2002年提出的，提出這一概念的目

4、的是設(shè)計(jì)新的中學(xué)化學(xué)課程。研究組就此征求了三十幾位專家的意見，個別專家認(rèn)為，沒有必要提出大量易相互混淆的概念。大部分專家認(rèn)為，提出化學(xué)素養(yǎng)這一概念對化學(xué)教育有積極意義，對化學(xué)課程的編制和化學(xué)教學(xué)的實(shí)施具有指導(dǎo)作用。二、化學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵h(huán)olman的研究小組認(rèn)為，化學(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括以下幾個部分：化學(xué)用語(the language of chemistry)；化學(xué)的核心思想(key chemical ideas)；化學(xué)家的工作(what chemists do)；化學(xué)基本技能(essential skills)；化學(xué)的發(fā)展背景、歷程(chemical contexts)。以色列的yael shwartz

5、從四個維度來界定化學(xué)素養(yǎng)；理解化學(xué)概念、理論(understanding chemical ideas)；化學(xué)的發(fā)展背景(contextual aspects)；化學(xué)知識(cognitive aspects)；情感態(tài)度方面(affective aspects)。日本okayama科學(xué)大學(xué)化學(xué)系的michinori oki認(rèn)為，研究化學(xué)也可用素養(yǎng)一詞?；瘜W(xué)素養(yǎng)應(yīng)是日常生活中必不可少和有用的化學(xué)知識，而我們的傳統(tǒng)化學(xué)課程并未給予這種素養(yǎng)。他認(rèn)為，化學(xué)素養(yǎng)包含了以下幾個方面的內(nèi)容和觀念：我們周圍的物質(zhì)；自然界的平衡和循環(huán)；物質(zhì)的守恒；化學(xué)品的利與害和安全；化學(xué)和經(jīng)濟(jì)；決策思考；人為的努力。國內(nèi)的劉前

6、樹，通過對科學(xué)素養(yǎng)的構(gòu)成分析和對化學(xué)素養(yǎng)，以及化學(xué)專業(yè)素養(yǎng)的辨析，認(rèn)為化學(xué)素養(yǎng)是公眾對化學(xué)的理解程度，其重點(diǎn)在于觀念，而非記住的“知識”的多少。他將化學(xué)素養(yǎng)分為四個維度：對化學(xué)核心概念的正確表征；有效地處理日常生活中的化學(xué)信息；對化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)、研究方法的認(rèn)識對化學(xué)的價值和局限性的正確態(tài)度，建立科學(xué)的價值觀。三、化學(xué)素養(yǎng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究盡管化學(xué)素養(yǎng)的概念仍存在一些爭議，但化學(xué)素養(yǎng)的化學(xué)課程開發(fā)、教學(xué)應(yīng)用的研究在國際上已經(jīng)悄然興起。1.國外的研究(1)學(xué)生評價與發(fā)展荷蘭的doffwitt和kees beers等人主張，荷蘭全國化學(xué)統(tǒng)一測試應(yīng)著重考查化學(xué)素養(yǎng)。認(rèn)為可從以下兩個角度命題：一是運(yùn)用、處理信

7、息來解決化學(xué)問題（類似我國高考中的信息題）；二是運(yùn)用化學(xué)知識、技能理解日常生活的有關(guān)信息。美國田納西州martin大學(xué)的s.k.airee， richard h.black 和chablis p.patrick將utm(the university of tennessee at martin)的學(xué)生化學(xué)協(xié)會連續(xù)18年得到美國化學(xué)會的社會教育委員會的好評，歸功于對學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，并總結(jié)了utm學(xué)生化學(xué)協(xié)會的部分有效的活動安排，包括：參加學(xué)術(shù)前沿或?qū)I(yè)研究計(jì)劃的研究；申報創(chuàng)新性課題(innovative activity grants)；管理學(xué)生社團(tuán)之間的交流，等等。(2)課程與教學(xué)模式日本

8、okayama科學(xué)大學(xué)化學(xué)系的michinori oki曾經(jīng)同一些化學(xué)教育家一起發(fā)起一項(xiàng)名為“化學(xué)對決策的影響”的課題，研究與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的化學(xué)基礎(chǔ)知識的重要性。研究發(fā)現(xiàn)在經(jīng)典的化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)素養(yǎng)未予以足夠的重視，但對高度技術(shù)化的社會，給公民以這些知識素養(yǎng)是極為重要的。michinori oki提出，要在學(xué)校各個層次教育中容納化學(xué)素養(yǎng)的相關(guān)內(nèi)容。在初中階段，應(yīng)當(dāng)利用諸如顏色變化或產(chǎn)生沉淀等有趣的實(shí)驗(yàn)，把學(xué)生吸引到科學(xué)方面來，使其作為公民在化學(xué)中學(xué)到的知識和能力都有用處。為此目的，建議對大多數(shù)學(xué)生教給宏觀而不是微觀的化學(xué)，應(yīng)盡量減輕學(xué)生使用原子、分子進(jìn)行邏輯思維的負(fù)擔(dān)。到高中階段，可以

9、采用微觀的傳統(tǒng)化學(xué)課程，但應(yīng)教給他們?nèi)绾稳ゾC合思考，并解決問題。美國新澤西州kean university的a. bryan lees進(jìn)行了關(guān)于培養(yǎng)文科生化學(xué)素養(yǎng)的研究。他提出了將基于項(xiàng)目(project-based)和過程導(dǎo)向性的半自主探究性學(xué)習(xí)(process-oriented guided inquiry learning)相結(jié)合的教學(xué)方法。他用以小組為單位的積極閱讀、解釋討論和化學(xué)課題，解決代替了傳統(tǒng)的嚴(yán)肅的化學(xué)知識教學(xué)，并要求學(xué)生最后形成相關(guān)的項(xiàng)目報告。包括：能說明課題內(nèi)涵、外延的數(shù)據(jù)、資料概要；與課題相關(guān)的、能促進(jìn)理解的批判性的疑問；能提供關(guān)于該課題定性、定量方面預(yù)測的化學(xué)計(jì)算過程

10、。較之傳統(tǒng)的說教式課堂教學(xué)模式，a. bryan lees認(rèn)為，這種教學(xué)方法能發(fā)展學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)并培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的自我認(rèn)知和自信。(3)以色列yael shwartz研究小組的一系列研究以色列的yael shwartz及其研究小組，成立了由高中化學(xué)教師和研究人員組成的工作站。旨在界定化學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵，并試圖將培養(yǎng)所有學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的理念，融入到正在轉(zhuǎn)型中的以色列高中化學(xué)教學(xué)的目標(biāo)中。該工作站自2001年成立至今，圍繞化學(xué)素養(yǎng)的界定和相關(guān)課程的改革、開發(fā)進(jìn)行了一系列的研究。他們認(rèn)為，對中學(xué)生而言化學(xué)素養(yǎng)有兩種水平：basic level是所有高中畢業(yè)生應(yīng)達(dá)到的水平，advanced level

11、則是將來選擇化學(xué)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)達(dá)到的水平。相應(yīng)的，他們認(rèn)為高中化學(xué)教育的目標(biāo)也有兩個層次，而提高學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵是教師。研究者認(rèn)為，面對化學(xué)素養(yǎng)，教師具有多重角色：學(xué)習(xí)者、研究者和課堂中的參與者，并且應(yīng)提高教師在課程開發(fā)中的參與度。該研究小組將對化學(xué)素養(yǎng)的建構(gòu)，作為教師專業(yè)化發(fā)展的途徑之一。從高中化學(xué)教師個人對化學(xué)素養(yǎng)的理解入手，通過長期的定期會議、討論，以及個人訪談等形式，提出了化學(xué)素養(yǎng)的操作性定義，從普遍的科學(xué)觀念(general scientific ideas)、化學(xué)學(xué)科的特征(characteristics of chemistry)、發(fā)展背景下的化學(xué)(chemistry in co

12、ntext)、高級的學(xué)習(xí)能力(high-order learning skills)、情感態(tài)度(affective aspects)五個方面，界定了“一個具有化學(xué)素養(yǎng)的人”的具體指標(biāo)，并針對化學(xué)教學(xué)提出了建議。最近，研究小組以分析以色列現(xiàn)行的兩種水平的化學(xué)課程基礎(chǔ)水平和高級水平（相當(dāng)于國內(nèi)的必修和選修）的化學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)效果為目的，調(diào)查了1012年級的學(xué)生所具有的化學(xué)素養(yǎng)的現(xiàn)狀。在先前的理論框架下，研究人員制定了多份調(diào)查問卷作為評估工具，將所要測量的化學(xué)素養(yǎng)分為四個具體的維度：知道化學(xué)概念識記素養(yǎng)(nominal literacy)；能給出核心化學(xué)概念的定義功能性素養(yǎng)(functional lit

13、eracy)；運(yùn)用自己所理解的化學(xué)概念來解釋現(xiàn)象概念素養(yǎng)(concept literacy)；運(yùn)用化學(xué)知識閱讀科技短文或分析廣告和網(wǎng)絡(luò)所包含的信息綜合素養(yǎng)(multi dimensional literacy)。調(diào)查結(jié)果顯示，這種結(jié)合了化學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的“特殊”化學(xué)課程（該課程結(jié)合了研究小組以前的研究成果）能夠幫助提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。2.國內(nèi)的研究(1)理論研究周天澤、胡定熙在通過化學(xué)弘揚(yáng)科學(xué)精神的有關(guān)問題的討論中，對化學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神的關(guān)系進(jìn)行了探討，分析了科學(xué)精神的引申，以及防止科學(xué)素養(yǎng)與科學(xué)精神混淆的問題。黨民團(tuán)、王芬娥從理論研究的角度探討了在高師化學(xué)教學(xué)中，加強(qiáng)化學(xué)素養(yǎng)教育的方法。他們

14、指出，化學(xué)素養(yǎng)教育是當(dāng)今師范化學(xué)教育的重要內(nèi)容。我國傳統(tǒng)的高等化學(xué)教育在對科學(xué)教育任務(wù)的理解上，受到科學(xué)主義和功利主義方面的影響，淡化了對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，對與之相關(guān)的自然、社會問題描述不足，背棄了化學(xué)學(xué)科源與實(shí)踐與應(yīng)用的自然屬性。面向21世紀(jì)的高師化學(xué)教育，理應(yīng)從提高全體國民素質(zhì)的總目標(biāo)出發(fā)，改變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，把培養(yǎng)科學(xué)精神、提高大眾科學(xué)素養(yǎng)，作為化學(xué)更高層次的目標(biāo)和任務(wù)。周美珍對新教材下學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行了研究。她認(rèn)為，對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)素養(yǎng)教育，可以擴(kuò)展他們的眼界，激發(fā)他們對科學(xué)世界的興趣和求知欲望，提高其注意力、觀察能力、記憶力、想象力和語言表達(dá)能力；并指出，提高我國青少年化學(xué)素養(yǎng)

15、應(yīng)從多方面入手。例如，開展專題講座；應(yīng)用富有青少年語言特色手法，把一些趣味實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成小游戲；以故事、談話的形式講述一些身邊的化學(xué)知識、故事；開設(shè)分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生做一些力所能及的家庭實(shí)驗(yàn)；學(xué)校圖書館增添一些化學(xué)科普讀物或讓學(xué)生們互相傳閱彼此的化學(xué)科普讀物，等等。(2)現(xiàn)狀調(diào)查劉前樹根據(jù)其所定義的化學(xué)素養(yǎng)的四個維度，設(shè)計(jì)了18個命題主題。在核心概念中，選取物質(zhì)與化學(xué)變化的2個基本概念，以觀念性問題為主，基本回避高中所學(xué)內(nèi)容，編制了20道開放性問答題；選取某中學(xué)高一、高二、高三各一個同類班級作為施測對象，并以高二、高三各一個文科班作為參照，進(jìn)行問卷調(diào)查，并輔以個別訪談。劉前樹的問卷調(diào)查結(jié)果顯示：隨著

16、學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)年數(shù)的增加，學(xué)生“記住”的化學(xué)知識總量不斷增加，但其觀察世界的方式并未改變，化學(xué)素養(yǎng)水平?jīng)]有明顯地提高，錯誤概念沒有明顯減少。學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)并未隨著“知道”的知識的增加而得到相應(yīng)的提高。不同學(xué)科之間的“壁壘”現(xiàn)象嚴(yán)重，各學(xué)科缺乏溝通和融合；學(xué)生分析問題時，傾向于用單一學(xué)科知識進(jìn)行分析。相鄰學(xué)科對化學(xué)素養(yǎng)的提高有較大影響。迷思概念的存在很普通，而轉(zhuǎn)變極為困難。四、結(jié)論與啟示國外化學(xué)素養(yǎng)的理論研究已經(jīng)具備了比較完整的體系，并且已經(jīng)開始了實(shí)踐研究，取得了一定的成果。而國內(nèi)少量的相關(guān)研究尚停留在理論階段，可見差距較大。雖然，國內(nèi)外對化學(xué)素養(yǎng)的概念尚有部分爭議，但國外的實(shí)踐研究結(jié)果顯示，在基礎(chǔ)課程中加入化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)內(nèi)容不僅是可行的，而且是