化学课程改革的社会需求调查与分析_分子和原子论文

化学课程改革的社会需求调查及分析,本文主要内容关键词为:课程改革论文,需求论文,化学论文,社会论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

一、问题的提出

基础教育是一项系统工程,课程是该系统工程的一个重要子系统,涉及多个层面:课程价值层面(课程的价值取向);课程制度层面(课程管理政策);课程工具层面(课程标准、教材)以及主体层面(社会、学生、教育工作者、科学技术)等。研制化学课程标准和编写教材(教科书及其他教学资源)是从工具层面切入化学课程改革的,是其他各个层面进行系统改革的基础,目前已成为课程改革的焦点。

制定课程标准和编写教材的一个核心问题是构建课程内容及其体系:选择什么样的课程内容、怎样选择才能符合社会及学生发展的需要?选择什么样的课程内容才能为化学教育系统中的课程管理、教学及教学评价提供更好的依据?什么样的课程内容才能更好地解决“教育为大众”的问题,为社会培养出更多具有科学素养的现代公民?什么样的课程内容能为科技精英人才的培养奠定必需的基础?

科学教育是一个历史的范畴,随着时代的发展,因应社会的需要而运作变动。随着以“知识经济”为标志的21世纪的到来,社会的科学技术化和信息化程度日益加深,必须用发展的眼光看待现代的科学教育。因此,我们认为,21世纪的中学化学课程内容的改革要切实考虑社会发展的需求、学生发展和心理特点的要求以及学科知识体系及其发展的需要,在确保三者之间关系的动态平衡的基础上,应该充分关注和反映现代社会的发展对化学的需要。本研究正是力图通过对报刊媒体中所呈现的化学相关信息和内容进行调查分析,从某些重要的方面折射出普通公民应该具备怎样的化学素养才能更好地适应快速发展的现代社会,进而希望对中学化学课程内容的选取与构建有所启示和帮助。

二、调查的方法

我们选取了具有广泛影响的6种印刷媒体:北京青年报、 北京晚报、北京日报、生活周刊、参考消息、科技日报。 分别对1999 年1 月~2000年7月期间的资料进行选样调查,以“报纸名称、时间、栏目、 名称术语、主题、用途与价值、类别”的方式,摘录有关的化学信息。

三、统计的结果

从6种印刷媒体中我们共摘录了1214则化学信息, 从三个不同的角度对其进行了分类、编码、汇总。

(一)与科技动态、社会问题、生活问题、安全防护相关的化学信息的出现频次

针对科技、生活、社会和安全防护四大核心领域,我们从所登录的信息中归纳概括出各类次级领域。对每个核心领域及其次级领域的相关信息的出现频次、每个核心领域的有关信息在总体中所占百分比等进行了统计。各领域的初步统计结果如表1所示:

表1 科技、生活、社会和安全防护各领域化学相关信息出现频次

其中,有关科技、社会、生活领域的信息所占的比例较大,说明这些领域都与化学有着十分密切的联系。安全防护所占百分数虽然较小,但将它单独列出也是很有意义的。

(二)各类化学知识相关内容信息的出现频次

本研究所调查到的各种科技、社会、生活信息所涉及的知识内容主要有无机、有机和理论知识三类。对各类化学知识的相关内容信息的出现频次以及在总体中所占百分数进行了统计,具体统计结果见表2:

表2 各类化学知识的相关内容信息的出现频次

(三)依据具体知识和实际问题之间的联系对信息进行分类整理

为了能够更加明确在报纸媒体中所涉及的与化学相关的内容信息中化学知识与社会生活实际的相互联系,我们从有机物、无机物及化学理论知识中,选取出现频次较多的具体知识点,列举了部分与之相关的实际信息,如表3所示。我们又归纳了10种核心主题, 对应地列出了部分与之相关的化学知识和具体内容,具体见表4。

表3 具体知识与实际信息的联系

知识典 型 实 例

维生素 新鲜果菜中的抗氧化物包括维生素C,橄榄油防皮肤癌(含维生素)

牛奶中富含维生素B,小麦、大米、玉米、小米含维生素,缺维生素B增加中风危险

有机酸 喝茶可能导致结石形成(草酸),鱼油(多烯脂肪酸),饮茶(乳酸、尿酸)

人体气味(乳酸、尿素、尿酸),抗衰老(糖和氨基酸),阿司匹林(成分水杨酸)

蛋白

酸奶(蛋白质、钙、维生素),自己组装的塑料分子(含蛋白质)

雅菜减肥饼干(蛋白质、微量元素),能驱铅的食物(蛋白质、鞣酸、果胶)

醇用太阳能制造甲醇(甲醇)、手机电池用酒做动力(乙醇)

大豆中的抗癌剂(乙醇汁、乙醇),TT-防冻液(以乙二醇为基础)

氨基酸 三九大麦茶的营养(氨基酸、不饱和脂肪酸),食醋抗衰老(氨基酸)

寻找外星生物(氨基酸、二氧化碳),用植物生产塑料(氨基酸、脂肪酸)

油无铅石油,清油和混油(硝基类、醇酸类)

欧盟强化反吸烟措施(焦油),液化石油气,种子油,重油,植物油

有机盐 涂改液(苯系物、卤代烃),软胶玩具中的有害物质(磷苯二甲酸盐)

及其他 新材料泳衣(聚酯、聚亚胺脂),洗衣粉中的物质(聚磷酸钠、烷基苯磺酸钠)

纤维

世纪新型衣料(人造纤维、纤维蛋白质)

人造肾(合成纤维),人造肌肉纤维(纳米碳管),智能纤维(抗紫外线污染)

胺糖精致癌(邻甲苯胺),冰毒将成为头号毒品(苯丙胺)

煎烤过度的肉不宜食用(杂环胺),开心激素(五羟色胺),亚硝胺类物质

酮大豆或豆制品的医疗作用(黄酮、异黄酮),慎用空气清新剂(酮、甲醛)

巧克力有益于心脏(抗氧化剂类黄酮),减肥(红苹果、奶酷、红葡萄酒含丙酮)

金属 多吃盐导致骨质疏松(钠、钙),矿泉水防心脏病(钙、镁)

元素 近视所缺的元素(钙、铬),红绿灯下少停留(含铅高),头发污染(水中含铁)

非金属 康尼氧吧(高效活性氧负离子),氟(盐和奶中添加氟防牙腐蚀)

元素

团粒结构生命水(一种由几个水分子组成的特殊结构水团所形成的水)

无机酸 碳酸饮料有害骨骼健康,误服氢氟酸

酸雨(硫酸、硝酸),健康空调(碳酸气、负离子、氧)

无机盐 融冰新制剂(硝酸钙、硝酸镁),蔬菜久放生毒(硝酸盐、亚硝酸盐)

控制天气(碘化银、能吸水的盐、干冰),视力恢复新技术(六氟化硫)

合金

钛镍记忆合金,超导磁体(铌钛材料、铌锡材料、蛋白质、超级核磁共振)

最精细的激光刀(钛、镊铬合金、钴铬合金、金属),高温半导体芯片(硅碳合金)

分子

人类已知最大(小)的分子是什么(石墨薄片、片状结构、蛋白质分子、双原子分子、氢气分子),雾

是怎样形成的(水分子、分子运动、湿度、温度、空气、凝结)

元素

科学家制造出新的超重元素(高能氪原子、铅原子、116号元素)

太阳会死亡吗(氢、氦、碳),生命起源(元素),兴奋剂检测(同位素电子聚焦)

结构

高空气球捕捉到反物质(结构、反粒子、电荷、能量)

亚微观结构材料(石墨、亚硝酸硼、硼、碳原子),碳60(笼状结构、碳原子)

性质

吃塑料袋的土壤茵(氧化)

食品中的抗氧化性物质防癌,口香糖防龋齿(酸碱平衡)

原子

为什么CO容易与红血球结合(碳原子、铢原子、氧原子)

神秘物质穿越地球(氢原子、氦原子、锂原子),原子喷泉(铯原子、原子)

表4 实际社会生活主题与具体知识的联系

主题

危险品及安液氯、亚硝酸钠、氢氟酸、甲醛、腐蚀性酸、煤气、核泄露

全防护措施

燃料、材料纳米材料、陶瓷、透明氧化铁、钛镍记忆合金

与化学物质

化学电源 燃料电池、酒精电池、气体放电灯

环境污染 全球变暖(二氧化碳、甲烷)、酸雨、金属雨、水污染

与防治 地板氡污染、可降解的聚乙烯塑料、塑料汽车、新型氢燃料汽车

资源和能源生物能、太阳能、化石能源、矿产、水资源危机

氢经济、氢能源、绿金、黑金、再生能源、核能、核聚变

生物体中的钙、锌、铁、铜、卤素、镁、硒、钾、蛋白质、氨基酸、维生素

元素和物质

食品、营养啤酒的营养与害处、土豆的多功能、鱼头营养与害处

与保健 吃茶营养多、维生素D与钙的关系,"尿素"制成味精、补硒好帮手

药物、健康治疗癌症硼中子捕捉疗法、氧化磷灰石(人造骨原料)

与化学 硝酸酯类药物、氧疗、叶酸的医疗作用、紫药水的原料

化学与农业绿肥、粪肥、有机肥料、农药DDT、有机磷污染

化学与生物生物钢、生物泡沫材料、生物计算机

生物降解一次性餐具、可完全降解生物塑料

三、分析与讨论

不同国家、不同地区、不同时代,社会对教育的需求是不一样的;同一时期,社会的需求也是多方面的。现代教育有别于以往教育的重要之处就在于它要适应社会发展的根本要求,同现代科技和现代社会的发展紧密联系在一起。因此,教育内容的选择必须在确保学科基本内容和结构的基础上,反映科学技术前沿,加强与社会生产和生活实际的联系,淡化学科间界限,整合各种内容要素,以形成一个既有适当的逻辑性,更具有弹性、开放性的课程内容体系。

1999年至2000年仅仅一年的常见报纸媒体中对化学的反映是大量而全面的,几乎涉及了所有社会生活领域,包容了各个化学知识门类。这已经从一个综合的视角十分强烈地反映出社会生活及其科学技术发展对于化学的需求,对于生活在这个社会中的普通公民所应具备的基本化学素养的要求。反观我们现行的中学化学课程和教材内容,在适应现代社会需求方面确实存在着明显缺陷和不足,需要大力加强研究并着力加以解决。本文仅提出以下一些基本观点和建议。

(一)反映化学与科学技术的密切关系

表1中与化学有关的科技领域的信息占了41.76%(大于其他领域)。此次调查中与化学相关的科技领域的次级领域所涵盖的主要内容如下(因信息量较大,各次级领域仅做扼要总结,列出相关内容做参考)。

1.新产品。例如:①电产品:如各类二次电池、燃料电池、微型核能电池、太阳能电池、超铁自行分解电池、光电源电池、新型氧化还原电池和电容器、各种灯具、晶体管、晶膜;②新型工具:如各种新型交通工具(海陆空)、计算机及其部件、先进医疗器械等;③各种新药和制剂、人造器官、生活用品;④各种新型无机材料和高分子材料。

2.新技术。例如:各种生产工艺、产品制造、储存、生产技术、新的科学手段等。如视力恢复新技术、基因工程把玉米变成布、火电站废气脱硫、氮新技术、钻石变金属、固体电解质制氧、中微子观测、真空低温离子渗透技术、用废水保存食物等。

3.新发现。例如:中微子、有海洋(固态水)和硫酸的木星二卫星可能存在生命、球形闪电、生命起源、科学家分离出控制植物中铁含量的基因、火星上空是什么颜色、地球上最早产生氧气的微生物、源生金刚石、第118、116、126号元素(超重化学元素)、信号分子、 碳隔离降温地球等;新发明如分子发动机、分子开关、能执行DNA、RNA功能的多肽蛋白质等。

从上述内容可以看出,化学科学技术的飞速发展,已使人们体会到了化学的无处不在,各种各样的新型产品和现代化工具让人们的生活更加轻松自在;社会的发展和科技的进步在很大程度上也依赖于化学方法和技术的更新以及化学理论的指导。化学与科学技术有着密切的关系,化学的发展提高了人类对自然的认识水平,先进的科学技术提高人类改造自然并让其为自身服务的能力和水平。媒体在这方面的广泛报道,反映出化学科学技术的飞速发展对社会生活已经产生了深刻影响,社会不仅仅关注与人们日常生活密切相关的化学知识,而且开始广泛关注化学与新科技在更广泛的领域中的结合与应用。同时反映出科学与技术的结合日趋紧密,科学技术的发明与科学技术的应用越来越趋于融合,而且距离普通公民越来越近。

由此,我们还可获得进一步的启示:在中学化学课程和教材的改革中,增加科技前沿的信息和内容含量势在必行。中学化学课程内容需要反映化学科学技术前沿,适当加大课程内容中现代科技信息的含量。这既是社会发展的需要、受教育者未来生存和发展的素养构成需要,也是科学技术发展的需要。对学生来讲,了解与化学相关的科技信息,不但能扩充他们的化学知识,而且能使他们深刻认识到化学对人类社会发展的作用及其美好的发展前景。另外,还可以提供机会使学生了解科学研究及科技发明工作的内部和过程,体会到原来它并不是想像的那样神秘和不可及,只要具备一定的基础知识,密切关注其发展动向,洞察社会、科技和生活的需要,自己也可以参与化学研究与开发,进行一些发明和创造,从而培养学生创新意识和实践能力。现行的中学化学课程和教材反映化学与科学技术的密切关系的内容量少、比较陈旧且脱离现代社会生活,这是亟待研究和解决的。

(二)贴近生活,贴近社会

从最原始、最古老的化学技术发明——“摩擦生火”开始,到古代的化学工艺(青铜器、铁器、造纸、火药)直至近代、现代的化学科学,化学在社会生活和生产中一直都有非常实用的价值。对1999~2000年的印刷媒体上关于化学相关信息内容的调查显示,社会领域主要涉及环境污染、环境防治、环境政策、环境、资源、能源等问题。例如:

1.环境问题,主要有全球变暖(温室效应)、臭氧、酸雨、大气污染、水体污染、土壤污染、食品污染、居室污染、垃圾问题、白色污染等。

2.环境防治及其政策,包括各种环保产品、环境防治技术;如环保猪、双燃料车、二氧化碳贮存于深海、污水处理技术、垃圾分类回收等。

3.能源和资源,主要有绿色燃料、生物燃料、未来能源“燃料蜂巢”、绿金、黑金、清洁能源、核聚变、氢能源(21世纪市场热点)、水资源等。

生活领域主要包括衣、食、住、行、用品、营养、保健、医疗、健康等。主要包括:碳布、世纪新型衣料、新材料泳衣、各种各样的食品(肉类、蛋白质、脂肪、蔬菜、水果、各种饮料、奶类食品、酒、化学蛋)、绿色公交等;医疗、营养、健康、保健涉及各种药物,食品中的营养成分及合理使用等,生活用品如橡胶、塑料、净水剂、洗涤剂等的功效及副作用,学习用品的功能及其副作用如涂改液;周围生活环境如居室、水源、大气等的污染问题等。

表1中生活领域(36.33%)和社会领域(18.95 %)的相关信息在总体上所占比例为55.28%。了解生活中的科学常识、 理解社会中的各类问题,并做出决策或采取有效行动等都是人们必须具备的基本的科学素养。提高人们的生活水平,缓和或解决社会的环境、资源、能源等问题,实现人与社会的和谐发展,都离不开化学。反思现行中学化学课程和教材内容,大多数不愿意学习化学的学生都认为,化学与他们的实际生活和社会距离太远,而且用处不大。

我们认为,中学化学课程内容应在“贴近生活,贴近社会”方面有大的突破,充分挖掘社会生活实践的教育价值,给历经百年发展且严重学术化了的课程内容增加时代的源泉、注入生活的活力。培养学生强烈的社会责任感以及解决生活问题和社会问题的能力。

随着社会的发展,人们越来越多地依赖种类繁多的物质产品,而安全意识却越来越淡薄。安全与防护虽然在调查所得到的信息中所占比例不大(仅2.97%),但它却是很重要的一个方面,涉及城市管理、工农业生产、日常生活等诸多领域。如目前我国发生的液氯、氰化物泄露,国际上的核泄露,日常生活中的煤气中毒的防范,食物中毒、药物依赖、毒品等。以往的化学课程曾涉及了一些相关的内容,但不大强调,以致公民(包括学化学专业的学生)的安全意识很薄弱。值得提及的另外一点是,科技、社会、生活领域中的诸多内容都与安全防护相关,如新产品的使用、新材料的应用、生产和生活中的衣食住行、医疗、健康、社会中的环境问题等。中学化学课程内容很有必要进行安全防护知识的学习和意识行为的培养。

(三)加强与相关学科的联系

化学与物理、生物、天文学、地理学、数学等基础学科有着普遍的联系,其中化学和物理、生物学的关系更为密切。21世纪的化学一方面与物理紧密结合,朝着阐明化学变化过程的本质的目标前进;另一方面,化学日益深入生物学领域,为认识生命的奥秘做出贡献。

在本次调查所得到的1214则信息中,涉及化学与生物相联系的信息有356则,占29.3%。该类信息主要包括基因工程、生命、医药、 人体保健、营养、食品、能源、材料、环境等方面的化学知识,涉及生物的离体和体内研究、仿生学(化学仿生)及化学进化等交叉科学。化学与物理相结合的信息内容主要涉及光、电(高新技术、新产品、新型电源)、材料(如半导体、晶体、陶瓷、纳米材料、结构材料、功能材料等)、环境、能源及现代物理方法在化学研究中的广泛应用等,约占13.8%的比例。

在分科理科课程向综合化课程方向发展的改革背景下出现的STS 课程,综合理科等跨学科的课程,适应了这种发展趋势,其内容广泛涉及物理、化学、生物、电子、地理学等科学,并且密切联系社会生产和生活。我们要进行的化学课程内容改革应借鉴这种教育思想即化学要加强与物理、生物等学科的联系、尤其是与生命科学的联系。物理与化学可从能量(如热能和核能)、电学(电学原理及其应用、化学电源)、晶体、导体、半导体等方面进行有机结合;化学与生物的结合是现行课程的薄弱之处,我们认为可以在生物体本身及其相关内容的化学知识上作些尝试,如基因、蛋白质、氨基酸、维生素、煤、生物体内的微量元素以及呼吸、光合作用、新陈代谢等一些重要的生命现象中的化学过程等。根据学生不同的年龄阶段,综合的方面和程度应有所侧重和不同。中学化学课程内容体现相关学科之间的综合与联系还可以采用社会和生活主题的内容组织模式。

(四)合理安排各类化学知识内容的比例和关系

表2中,有机物(38.55%)和无机物(42.63%)大致相当, 共占81.18%。比例虽然不大,但或与社会生产、 日常生活息息相关或反映了人们对宇宙、自然和生命现象的新的探索和发现等。

我们认为,面对全体学生的中学化学课程,在化学知识内容的选取上,应该继续保持元素化合物知识与概念理论知识总量6:4或7:3的比例;元素化合物知识中应该适当增加有机化学特别是与生命健康和日常生活关系密切的有机物知识;应该重视纯粹的化学物质和反应的各种各样的商品形态和技术呈现形式以及社会生活现象的介绍。对于化学概念和原理,不在名词术语数量的多少,重点应该在于形成学生正确认识物质世界和自然现象的科学观点和信念,以帮助学生识别伪科学和迷信,发展学生对科学问题的基本理解力。选择哪些具体知识应该更多地考虑社会、生活以及学生发展的需要,而不应过分强调学科知识体系的需要,对于那些既与社会和生活实际密切相关,又具有学科价值,同时又是中学生感兴趣并能够理解的知识应该得到优先选择。

这些化学知识与各种各样的社会和生活问题融合、联系在一起,不应孤立出现和人为割裂开来。我们在编制中学化学课程和教材时不仅应该注意相关学科之间的综合与联系,也应该强调化学学科知识内部的综合与联系。例如无机知识与有机化学知识之间,具体个别物质知识与一类物质知识之间、事实性知识与原理概念知识之间的综合与联系,均应依托真实而有意义的社会、生活、科技等主题而得到更好的综合和联系。从而有可能为学生建构起更有利于迁移、更具有应用功能的认知结构。

当然,学生或者说现代公民的科学素养的培养与提高,其内容决不仅仅限于由概念、理论、技能(学科知识)等组成的静态性知识系统,也不应局限于以能力、过程、方法为特征的动态知识系统,还应包括情感、态度、科学精神、创新意识等。这都需要教育工作者充分挖掘社会、家庭、学校的教育资源,结合社会、学科、学生发展的实际,合理组织利用。

以上是基于本次调查的统计结果,对中学化学课程内容的改革做了初步的探讨。课程内容的选择是非常复杂的系统工作,还需要更多其他的调查与研究工作予以支持。

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