鄭 敏，孫亞男，張平柯

（湖南第一師范學院 教育科學學院，湖南 長沙 410205）

高師科學教育專業(yè)基礎化學類課程內容體系建構

鄭 敏，孫亞男，張平柯

（湖南第一師范學院 教育科學學院，湖南 長沙 410205）

科學教育專業(yè)基礎化學類課程內容體系構建應遵循整體性、探究性、實踐性、基礎性與引領性原則，注重化學知識的系統(tǒng)性與全面性；注重形成科學整體概念課程內容的構建；培養(yǎng)學生實驗操作能力課程內容的構建；理論與實際緊密聯(lián)系；提高學生探究能力和反映科學本質觀。

小學科學；科學教育；基礎化學；課程內容；體系結構

小學科學教育正面臨著新一輪改革，以STEM教育為標志的新課程教學倡導學生科學思維的發(fā)展和學科的廣泛綜合。高師科學教育專業(yè)擔負著科學教師職前培養(yǎng)的重要任務，其課程內容建設、教學體系形成均應適應我國新一輪基礎教育課程綜合化趨勢，促進科學教師科學素養(yǎng)的提高，以增強我國科技競爭力。

科學教育專業(yè)學習內容既包含傳統(tǒng)理科課程，如物理、化學、生物、地球和空間科學等，也包括實驗與制作、科技活動指導等科技類課程，還包括教育學類課程，化學是其主要必修課之一。隨著我國科學新課程改革的逐步深入，小學將自一年級起開設科學課程，面對低齡兒童的科學教育，對高師院?？茖W教育專業(yè)各類課程教學內容的深度、廣度等方面的問題都需要開展新的探索。隨著對小學科學教師教學實踐能力要求的日益提高，以培養(yǎng)合格科學教師為目標的基礎化學類課程體系也面臨著巨大挑戰(zhàn)。

一、科學教育專業(yè)基礎化學類課程內容體系建構的基本原則

化學在人們認識自然和遵循自然規(guī)律開展創(chuàng)新活動中具有重要作用。以面向小學科學的高師科學教育專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系為基礎，構建基礎化學類課程內容的子體系時，應注意以下基本原則。

首先，應關注自然科學知識的整體性。自然科學各分支學科的具體探究過程可能存在差異，但基本的認識方法及知識基礎是普遍適用的[1]，在啟蒙階段的小學科學中更是如此。因而在化學類課程的實施過程中，既應關注到本門學科獨有的概念體系，又應最大程度上關注和體會到自然科學的相通性，培養(yǎng)學生科學的整體觀念，強調科學知識和思維的整體性。

其次，應關注自然科學發(fā)展的探究性。自然科學知識是通過科學家嚴謹、艱辛的探究活動獲得的?？茖W教育專業(yè)學生需深入體驗自然科學研究中的探究活動過程，更應盡量以這種方式學習現(xiàn)代化學知識并深刻理解這一過程，形成將探究理念、過程、方法呈現(xiàn)給正在進行科學學習的小學生的意識、習慣和能力。

第三，應關注自然科學成果的實踐性。科學教育專業(yè)學生對于基礎化學類課程涉及到的基礎和拓展性實驗，應不僅能夠完成基本操作，更應具有設計和改進能力。進而將這一能力深化為指導和設計小學科學實踐活動的能力，而后者于當今小學科學教學更具實際意義。

最后，應關注自然科學發(fā)展對社會進步的基礎性與引領性?？茖W教育專業(yè)基礎化學類課程的基礎性體現(xiàn)在課程內容應充分涵蓋小學科學課程內容標準，及在內容標準指導下形成的各版本小學科學教材所包含的與化學相關知識體系。學生須對化學學科基本結構及相關交叉學科有較完整和清晰的認識，并在此基礎上充分考慮指導和引領小學科學課程的拓展性內容。以此為基礎，未來科學教師才有足夠的知識修養(yǎng)底蘊及相關化學能力，引領小學生探究。

二、現(xiàn)行小學科學課程中與化學相關的知識領域

新世紀以來，為推進小學科學課程實施，中央和地方組織著名專家學者精心編輯出版了多版《科學》教材[2-5]。這些教材深入關注自然世界，緊貼生產生活，取材精要，圖文并茂，內容豐富。基于化學的原理和應用，我們將這些教材中與化學學科對應的知識領域及具體課程內容歸納于表1?？梢钥闯鲞@些教材在很大程度上恰當?shù)匕嘶纠碚摗眉夹g和發(fā)展前沿，可作為構建高師科學教育專業(yè)基礎化學類課程內容體系的重要指導性參考。

三、科學教育專業(yè)基礎化學類課程內容建構策略

（一）反映化學知識的系統(tǒng)性與全面性

現(xiàn)行小學科學課程中，與化學相關知識領域以元素化合物內容最多，其中金屬單質集中在鐵、銅、鋁等為主的常用金屬。非金屬單質集中在氧氣、碳的同素異形體、硫等；無機化合物主要涉及硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽（巖石或材料），金屬與硅的氧化物、二氧化碳性質等。在未來科學課程改革中，還有可能涉及到水、空氣等常見元素化合物的基本性質、存在及狀態(tài)、組成成分等。

故在科教專業(yè)基礎化學類課程內容建構過程中應考慮適當增加元素化合物部分內容的深度和廣度。以元素周期系為指導依據(jù)，充分介紹無機物單質（特別是金屬單質）、無機鹽類的性質與應用。適當擴充介紹合金、無機非金屬材料的范圍，并在此基礎上，增加礦產資源相關內容。

（二）形成科學整體概念課程內容的構建

大學基礎化學通常包括物質結構、化學的熱力學與動力學、水基分散系（溶液化學）、氧化還原反應與電化學、常見單質與化合物、有機化合物基礎、分析化學基礎等。其大部分理論基礎均屬整體自然科學理論，如熱力學定律、速率的測定與表征、平衡及平衡移動相關規(guī)律、電化學及其應用，它們也是當代物理學的主要研究領域。而有機化學則與生物學密切相關，各類天然先導物與新藥物的有機合成、生物酶的催化與應用、各類高分子聚合物的性質研究，化學波譜學及化學鍵理論在生物檢測中的重要作用等[9-10]，都使化學與當代生物學有千絲萬縷的聯(lián)系[6-7]。

在此類化學內容構建過程中，科教專業(yè)《大學物理》《生命科學》《基礎化學》等課程都不宜割裂，而應互相兼顧，彼此呼應，讓學生體會在同一概念和理論的基礎上，不同學科研究方向和解決問題方法的異同。

如能量是自然科學核心概念。以熱能、電能、磁能等為代表的能量的存在、轉換和守恒方式等都應成為小學科學課的重點。而物質的微粒性是自然科學各學科都研究的對象，完全可以在細胞學說、納米科學、分子、原子、化學鍵、原子內部結構、電子的運動與特征、其他粒子與反粒子等層次上進行整體認識，也可將微粒性認識與溶解性、密度、壓強等概念加以聯(lián)系，將化學熱力學統(tǒng)計方法與量子力學相結合，使科教學生形成較為完整的科學性理解。

（三）培養(yǎng)學生實驗操作能力課程內容的構建

現(xiàn)行小學科學相關化學知識中，分散系（如水基分散系）相關領域比例占第二位。主要包括溶解過程、溶解度，輔以固固混合（純凈物與混合物）、混合物的分離與提純，包含了沉淀與過濾、結晶與提純等化學操作。未來科學課程改革更多地會將重點放在根據(jù)物體的特征或材料的特性分離混合物質，如分離沙和糖，鐵屑和木屑等，提出溶解性和溶解度相關知識，如溶液、懸濁液、乳濁液，以及溫度、攪拌等對物質溶解的影響等。

實驗在小學科學教學中具有重要意義，故應重視科教專業(yè)學生實驗技能培養(yǎng)，養(yǎng)成良好的實驗習慣。勇于刪除一些舊的實驗內容，增加一些趣味性強、與生產生活和基礎化學知識悉悉相關的實驗內容。重視操作規(guī)范性和獨立操作能力的培養(yǎng)，要特別強調設計和改進實驗能力。

在課程內容特別是實驗課程內容構建中應考慮到適當增加溶液與離子平衡部分的實驗內容供學生操作學習，如溶解度曲線的繪制、提取與自制指示劑、豆腐與奶酪的制作、洗潔凈的配制等。為與“水資源與化學”專題相聯(lián)系，還可在增加相關知識內容基礎上提出自來水水質檢測、硬水軟化、純凈水過濾裝置等實驗內容。不僅可以提高科教專業(yè)學生熟練操作相關實驗的能力，更為拓展知識內容和設計相關科技活動提供有效知識儲備。

（四）理論與實際緊密聯(lián)系

與實際生產生活聯(lián)系緊密的化學反應相關知識領域在小學科學課程中比例占第三位。其中主要是氧化還原反應，集中在鋼鐵銹蝕與防護、動植物體內的氧化還原反應、燃燒、氧化反應的速率和熱效應等。也包括物質的酸堿性（如小蘇打與醋的反應）、淀粉的特性及應用，以及物理與化學變化的特征和區(qū)別等相關內容。

為提高科教學生對化學反應原理知識的認識、應用和創(chuàng)新能力，此類內容可考慮從實際生活入手，循序漸進。如由原電池與電解池的原理與應用、化學電池等入手，既而逐漸涉及電極電勢、熱力學定律在熱化學中的應用以及能斯特方程等，并增加能源與化學相關內容，使學生的理論水平既能與實際相聯(lián)系，又能達到較高的程度，從而指導實踐。

（五）提高學生探究能力

從探究到引領探究是對科學教育專業(yè)學生的發(fā)展性要求。小學科學課整體上講是探究學習課，是小學生體驗探究、理解探究、自主探究的過程[8][9]。能夠突出表現(xiàn)探究能力漸進過程的小學科學內容包括二氧化碳的性質、混合與分離、溶解的快慢與多少等，特別是在有關物質變化的部分，小蘇打與白醋、硫酸銅溶液與鐵釘反應、鐵釘生銹、除水垢、燃燒、碘與淀粉特征反應等都充分體現(xiàn)了探究的整個過程。

對科教專業(yè)學生，除使其充分體會探究過程外，更要利用一些知識內容對其進行科學方法的培養(yǎng)。如在化學反應速率部分體會控制變量的探究方法、在物質結構部分體會理論模型的方法、在化學平衡和溶液與離子平衡部分體會類比與歸類的思維方法等。

（六）反映科學本質觀

科學知識具有暫定性的本質[10]。介紹現(xiàn)代化學發(fā)展的歷史和前沿領域有助學生科學本質觀的形成，避免科教專業(yè)學生因缺乏對自然科學本質的認識而盲目迷信科學理論的情況。同時也有助于其認識到小學生的科學概念也是其不斷自我構建的過程。

在物質結構部分適當介紹原子結構發(fā)現(xiàn)史與化學鍵理論的構建過程，在熱力學基礎中介紹物質七種狀態(tài)的特點與發(fā)現(xiàn)過程，在配位化學部分介紹配位場理論的演化過程等都有助于科教專業(yè)學生認識到自主的科學探究、學生前概念與所學概念的有機聯(lián)系是培養(yǎng)小學生科學能力，完成好小學科學啟蒙教學任務的有效手段。

[1]張殷全,徐敏,魏冰.化學(科學教育)專業(yè)教育理念及教學計劃探討[J].大學化學,2007(5):14-17.

[2]郁波.科學（三～六年級）[M].北京:教育科學出版社, 2007:12.

[3]義務教育小學科學教材編寫組.科學（三～六年級）[M].石家莊:河北人民出版社,2002.

[4]郝京華,路培琦.科學（三～六年級）[M].南京:江蘇教育出版社,2007.

[5]石鷗,黃一九.科學（三～六年級）[M].長沙:湖南科學技術出版社,2010.

[6]張欣,蘇連江.科學教育專業(yè)中有機化學教學研究[J].大慶高等?？茖W校學報,2004(4):21-24.

[7]周凌云,饒志明.科學教育專業(yè)地學類課程構建探討[J].懷化學院學報,2008(5):154-156.

[8]Joseph Abruseato.Teaching Children Science[J].Science Education,2000(3).

[9]Richard J.Rezba&Constance S.Learning and Assessing Science Process Skills[M],Third Edition.Arlington: NSTA Press,1995.

[10]梁永平.理科教師科學本質教學行為自我監(jiān)控案例[J].化學教育,2005(11):38-40.

Basic Chem istry Curriculum Construction for Science Education M ajor in Higher NormalColleges

ZHENGM in,SUN Ya-nan,ZHANG Ping-ke

(Schoolof EducationalScience,Hunan FirstNormalUniversity,Changsha,Hunan 410205)

The construction of Basic Chem istry Curriculum for primary science educationmajor should follow the principlesof system,exploration,practice,foundation and advancement.The contentsof the curriculum should cover the follow ing aspects:the systematic and overall chem istry know ledge,the construction of scientific concept and practicalability cultivation,the close relation between theory and practice,the improvement of the students’exploring ability,and the reflection of scientific nature.

primary science;science education;basic chem istry;contentsof the curriculum;system and structure

G652

A

1674-831X（2017）01-0064-04

[責任編輯：胡 偉]

2016-06-15

湖南省普通高校教改項目（2012-531）；大學生研究性學習與創(chuàng)新性實驗項目（YSXS1419）

鄭敏（1979-），女，山西太原人，湖南第一師范學院副教授，主要從事科學教育、化學教學論方面研究；孫亞男（1993-），女，黑龍江齊齊哈爾人，湖南第一師范學院教育科學學院學生；張平柯（1956-），男，湖南瀏陽人，湖南第一師范學院教授，主要從事科學教育研究。