国内外化学素养的教育研究综述

1、国内外化学素养的教育研究综述朱妍蓉/赵雷洪【专题名称】中学化学教与学【专 题 号】g37【复印期号】2008年02期【原文出处】中学化学(哈尔滨)2007年11期第13页【作者简介】朱妍蓉,赵雷洪,浙江师范大学化学与生命科学学院。(321004)随着我国新一轮基础教育课程改革的进行，“科学素养”一词，作为重要的理科教育课程目标之一，已成为教育工作者讨论的热点。普通高中化学课程标准（实验）中明确指出：“立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，构建知识与技能过程与方法情感态度与价值观相融合的高中化学课程目标体系。”“鼓励学生，尤其是对化学感兴趣的学生在修满6个学分

2、后，选学更多的课程模块，以拓宽知识面，提高化学素养。”虽然，新课程标准要求提高学生的化学素养，但并未对“化学素养”这一概念作进一步阐述。而国内对化学素养的研究也几近空白，化学素养作为从科学素养中衍生的子概念，尚未受到足够的重视。本文旨在介绍国内外化学素养的相关研究成果，以期对中学化学教育有所启示。一、化学素养概念的由来1.科学素养科学素养(scientific literacy)概念始于1957年的全美科学调查，之后众多机构和学者提出了多种不同的定义。其后，aaas（美国科学促进会）在20世纪80年代发起倡导的2061计划中将科学素养定义为“具备并使用科学、数学和技术学的知识做出有关个人和社会

3、的重要决策”。科学素养的内涵，因各国情况不同和科技发展在不断地变化，但其核心内容则是基本一致的。科学素养应包括科学知识、科学过程与方法、对科学本质的理解、科学态度情感与价值观、科学技术与社会的关系等方面。2.化学素养在化学素养之前，bscs（美国生物科学课程研究会）曾于1993年提出生物素养(biologicai literacy)的概念。生物素养和化学素养(chemical literacy)的概念都是在科学素养概念的基础上提出来的。化学素养一词，最早由英国纳菲尔德课程中心(nuffield curriculum centre)的john holman等人于2002年提出的，提出这一概念的目

4、的是设计新的中学化学课程。研究组就此征求了三十几位专家的意见，个别专家认为，没有必要提出大量易相互混淆的概念。大部分专家认为，提出化学素养这一概念对化学教育有积极意义，对化学课程的编制和化学教学的实施具有指导作用。二、化学素养的内涵holman的研究小组认为，化学素养应包括以下几个部分：化学用语(the language of chemistry)；化学的核心思想(key chemical ideas)；化学家的工作(what chemists do)；化学基本技能(essential skills)；化学的发展背景、历程(chemical contexts)。以色列的yael shwartz

5、从四个维度来界定化学素养；理解化学概念、理论(understanding chemical ideas)；化学的发展背景(contextual aspects)；化学知识(cognitive aspects)；情感态度方面(affective aspects)。日本okayama科学大学化学系的michinori oki认为，研究化学也可用素养一词。化学素养应是日常生活中必不可少和有用的化学知识，而我们的传统化学课程并未给予这种素养。他认为，化学素养包含了以下几个方面的内容和观念：我们周围的物质；自然界的平衡和循环；物质的守恒；化学品的利与害和安全；化学和经济；决策思考；人为的努力。国内的刘前

6、树，通过对科学素养的构成分析和对化学素养，以及化学专业素养的辨析，认为化学素养是公众对化学的理解程度，其重点在于观念，而非记住的“知识”的多少。他将化学素养分为四个维度：对化学核心概念的正确表征；有效地处理日常生活中的化学信息；对化学学科特点、研究方法的认识对化学的价值和局限性的正确态度，建立科学的价值观。三、化学素养的相关实验研究尽管化学素养的概念仍存在一些争议，但化学素养的化学课程开发、教学应用的研究在国际上已经悄然兴起。1.国外的研究(1)学生评价与发展荷兰的doffwitt和kees beers等人主张，荷兰全国化学统一测试应着重考查化学素养。认为可从以下两个角度命题：一是运用、处理信

7、息来解决化学问题（类似我国高考中的信息题）；二是运用化学知识、技能理解日常生活的有关信息。美国田纳西州martin大学的s.k.airee， richard h.black 和chablis p.patrick将utm(the university of tennessee at martin)的学生化学协会连续18年得到美国化学会的社会教育委员会的好评，归功于对学生化学素养的培养，并总结了utm学生化学协会的部分有效的活动安排，包括：参加学术前沿或专业研究计划的研究；申报创新性课题(innovative activity grants)；管理学生社团之间的交流，等等。(2)课程与教学模式日本

8、okayama科学大学化学系的michinori oki曾经同一些化学教育家一起发起一项名为“化学对决策的影响”的课题，研究与人们日常生活密切相关的化学基础知识的重要性。研究发现在经典的化学教学中，化学素养未予以足够的重视，但对高度技术化的社会，给公民以这些知识素养是极为重要的。michinori oki提出，要在学校各个层次教育中容纳化学素养的相关内容。在初中阶段，应当利用诸如颜色变化或产生沉淀等有趣的实验，把学生吸引到科学方面来，使其作为公民在化学中学到的知识和能力都有用处。为此目的，建议对大多数学生教给宏观而不是微观的化学，应尽量减轻学生使用原子、分子进行逻辑思维的负担。到高中阶段，可以

9、采用微观的传统化学课程，但应教给他们如何去综合思考，并解决问题。美国新泽西州kean university的a. bryan lees进行了关于培养文科生化学素养的研究。他提出了将基于项目(project-based)和过程导向性的半自主探究性学习(process-oriented guided inquiry learning)相结合的教学方法。他用以小组为单位的积极阅读、解释讨论和化学课题，解决代替了传统的严肃的化学知识教学，并要求学生最后形成相关的项目报告。包括：能说明课题内涵、外延的数据、资料概要；与课题相关的、能促进理解的批判性的疑问；能提供关于该课题定性、定量方面预测的化学计算过程

10、。较之传统的说教式课堂教学模式，a. bryan lees认为，这种教学方法能发展学生的化学素养并培养学生在学习过程中的自我认知和自信。(3)以色列yael shwartz研究小组的一系列研究以色列的yael shwartz及其研究小组，成立了由高中化学教师和研究人员组成的工作站。旨在界定化学素养的内涵，并试图将培养所有学生化学素养的理念，融入到正在转型中的以色列高中化学教学的目标中。该工作站自2001年成立至今，围绕化学素养的界定和相关课程的改革、开发进行了一系列的研究。他们认为，对中学生而言化学素养有两种水平：basic level是所有高中毕业生应达到的水平，advanced level

11、则是将来选择化学专业的学生应达到的水平。相应的，他们认为高中化学教育的目标也有两个层次，而提高学生化学素养的关键是教师。研究者认为，面对化学素养，教师具有多重角色：学习者、研究者和课堂中的参与者，并且应提高教师在课程开发中的参与度。该研究小组将对化学素养的建构，作为教师专业化发展的途径之一。从高中化学教师个人对化学素养的理解入手，通过长期的定期会议、讨论，以及个人访谈等形式，提出了化学素养的操作性定义，从普遍的科学观念(general scientific ideas)、化学学科的特征(characteristics of chemistry)、发展背景下的化学(chemistry in co

12、ntext)、高级的学习能力(high-order learning skills)、情感态度(affective aspects)五个方面，界定了“一个具有化学素养的人”的具体指标，并针对化学教学提出了建议。最近，研究小组以分析以色列现行的两种水平的化学课程基础水平和高级水平（相当于国内的必修和选修）的化学素养培养效果为目的，调查了1012年级的学生所具有的化学素养的现状。在先前的理论框架下，研究人员制定了多份调查问卷作为评估工具，将所要测量的化学素养分为四个具体的维度：知道化学概念识记素养(nominal literacy)；能给出核心化学概念的定义功能性素养(functional lit

13、eracy)；运用自己所理解的化学概念来解释现象概念素养(concept literacy)；运用化学知识阅读科技短文或分析广告和网络所包含的信息综合素养(multi dimensional literacy)。调查结果显示，这种结合了化学素养培养目标的“特殊”化学课程（该课程结合了研究小组以前的研究成果）能够帮助提高学生的化学素养。2.国内的研究(1)理论研究周天泽、胡定熙在通过化学弘扬科学精神的有关问题的讨论中，对化学素养和科学精神的关系进行了探讨，分析了科学精神的引申，以及防止科学素养与科学精神混淆的问题。党民团、王芬娥从理论研究的角度探讨了在高师化学教学中，加强化学素养教育的方法。他们

14、指出，化学素养教育是当今师范化学教育的重要内容。我国传统的高等化学教育在对科学教育任务的理解上，受到科学主义和功利主义方面的影响，淡化了对学生科学素质的培养，对与之相关的自然、社会问题描述不足，背弃了化学学科源与实践与应用的自然属性。面向21世纪的高师化学教育，理应从提高全体国民素质的总目标出发，改变传统教学观念，把培养科学精神、提高大众科学素养，作为化学更高层次的目标和任务。周美珍对新教材下学生的化学素养的培养进行了研究。她认为，对学生进行化学素养教育，可以扩展他们的眼界，激发他们对科学世界的兴趣和求知欲望，提高其注意力、观察能力、记忆力、想象力和语言表达能力；并指出，提高我国青少年化学素养

15、应从多方面入手。例如，开展专题讲座；应用富有青少年语言特色手法，把一些趣味实验设计成小游戏；以故事、谈话的形式讲述一些身边的化学知识、故事；开设分组实验，让学生做一些力所能及的家庭实验；学校图书馆增添一些化学科普读物或让学生们互相传阅彼此的化学科普读物，等等。(2)现状调查刘前树根据其所定义的化学素养的四个维度，设计了18个命题主题。在核心概念中，选取物质与化学变化的2个基本概念，以观念性问题为主，基本回避高中所学内容，编制了20道开放性问答题；选取某中学高一、高二、高三各一个同类班级作为施测对象，并以高二、高三各一个文科班作为参照，进行问卷调查，并辅以个别访谈。刘前树的问卷调查结果显示：随着

16、学生学习化学年数的增加，学生“记住”的化学知识总量不断增加，但其观察世界的方式并未改变，化学素养水平没有明显地提高，错误概念没有明显减少。学生的化学素养并未随着“知道”的知识的增加而得到相应的提高。不同学科之间的“壁垒”现象严重，各学科缺乏沟通和融合；学生分析问题时，倾向于用单一学科知识进行分析。相邻学科对化学素养的提高有较大影响。迷思概念的存在很普通，而转变极为困难。四、结论与启示国外化学素养的理论研究已经具备了比较完整的体系，并且已经开始了实践研究，取得了一定的成果。而国内少量的相关研究尚停留在理论阶段，可见差距较大。虽然，国内外对化学素养的概念尚有部分争议，但国外的实践研究结果显示，在基础课程中加入化学素养的培养内容不仅是可行的，而且是