龔文慧

摘要：生命周期理論的重要性逐漸在國(guó)際教育研究中顯現(xiàn)出來，并開始引起基礎(chǔ)教育階段化學(xué)課程及教學(xué)研究者的關(guān)注。通過梳理生命周期的理論研究進(jìn)展，以及生命周期理論在中學(xué)化學(xué)在職培訓(xùn)課程、教學(xué)研究及教材研究中的應(yīng)用研究進(jìn)展，提出了生命周期理論對(duì)于我國(guó)化學(xué)教育的啟示，以期對(duì)我國(guó)化學(xué)教育的發(fā)展提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：生命周期理論; 可持續(xù)發(fā)展; 化學(xué)教育

文章編號(hào)：1005-6629（2021）08-0003-07

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

生命周期是材料或產(chǎn)品從原材料到產(chǎn)品再到最終處置的一系列步驟[1]。分析產(chǎn)品的綜合生命周期本身就是一個(gè)先進(jìn)的科學(xué)領(lǐng)域，生命周期分析是通過量化不同化學(xué)品、材料和能源的凈流量來評(píng)估產(chǎn)品、過程或活動(dòng)的環(huán)境負(fù)擔(dān)的綜合性方法[2]，它整合了綠色化學(xué)、可持續(xù)化學(xué)和工程等領(lǐng)域的內(nèi)容，而且通常涉及科學(xué)倫理與道德意識(shí)[3]，是培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科能力和綜合素養(yǎng)的重要理論。

近幾年，多國(guó)研究者陸續(xù)進(jìn)行了一些有關(guān)生命周期理論在教育領(lǐng)域的應(yīng)用研究，研究對(duì)象大部分都是高等教育階段的工科生，如化學(xué)、制造、土木和環(huán)境工程等[4]。其中，一些研究者也逐漸將生命周期理論聚焦到了中學(xué)化學(xué)教育中，并逐漸引起了人們的重視。因此，非常有必要對(duì)生命周期理論在基礎(chǔ)化學(xué)教育中的理論發(fā)展及應(yīng)用研究進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

1 國(guó)外生命周期理論研究進(jìn)展

教育領(lǐng)域中生命周期理論的思想最早脫胎于生命周期評(píng)價(jià)理論，教育理論研究者根據(jù)教育的自身特點(diǎn)及社會(huì)發(fā)展的需求，將生命周期評(píng)價(jià)理論進(jìn)行了批判性繼承及轉(zhuǎn)化，從而發(fā)展出了具有鮮明教育特色的生命周期理論。

1.1 生命周期評(píng)價(jià)的理論框架

生命周期評(píng)價(jià)（life cycle assessment， LCA）最早可追溯到1969年由美國(guó)中西部資源研究所（MRI）展開的針對(duì)可口可樂公司的飲料包裝瓶進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究。該研究試圖從最初的原材料采掘到最終的廢棄物處理的全過程進(jìn)行跟蹤與定量分析。1989年，荷蘭國(guó)家居住、規(guī)劃與環(huán)境部（VROM）針對(duì)傳統(tǒng)的“末端控制”環(huán)境政策，首次提出產(chǎn)品生命周期，并指出要對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的所有環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)生命周期評(píng)價(jià)的基本方法和數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。1990年，在國(guó)際環(huán)境毒理學(xué)與化學(xué)學(xué)會(huì)（SETAC）主持召開的有關(guān)生命周期評(píng)價(jià)的國(guó)際研討會(huì)上，首次提出了“生命周期評(píng)價(jià)”的概念。1993年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）開始起草ISO14000國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，正式將生命周期評(píng)價(jià)納入該體系。此后，研究者對(duì)生命周期評(píng)價(jià)的理論框架進(jìn)行了不同程度的修訂和完善。當(dāng)前，生命周期評(píng)價(jià)（LCA）的主要依據(jù)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的LCA標(biāo)準(zhǔn)14040和14044。生命周期評(píng)價(jià)框架是由四個(gè)互相聯(lián)系且不斷重復(fù)進(jìn)行的階段組成的，即目的與范圍的定義、清單分析、環(huán)境影響以及結(jié)果解釋[5]（如圖1所示）。

在目的與范圍的定義階段，基于目的、預(yù)期應(yīng)用和受眾，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及其邊界的描述、影響類別、方法的選擇以及對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求及其局限性進(jìn)行系統(tǒng)考慮，

如要分析產(chǎn)品的具體生產(chǎn)工藝、確定生產(chǎn)工藝各個(gè)階段所要研究的數(shù)據(jù)等;清單分析階段主要包括量化產(chǎn)品系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝在其整個(gè)生命周期內(nèi)的輸入（如原材料和能源）和輸出（如廢氣、廢物、廢水等），并建立以產(chǎn)品功能單位表達(dá)的產(chǎn)品系統(tǒng)的輸入和輸出（即建立清單），這一階段需要考慮目標(biāo)和范圍決策，數(shù)據(jù)的收集和編譯是在一個(gè)迭代的過程中完成的;在環(huán)境影響階段，根據(jù)清單分析的結(jié)果計(jì)算潛在的環(huán)境影響，并對(duì)清單分析階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行定性或定量排序，其目的是為了肯定對(duì)清單結(jié)果的重要性以及加深對(duì)生命周期評(píng)價(jià)預(yù)期目標(biāo)的理解;在結(jié)果解釋階段，根據(jù)生命周期評(píng)價(jià)前幾個(gè)階段的研究，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行分析、解釋，最后得出結(jié)論、解釋局限性并提供建議。

上述生命周期評(píng)價(jià)的四個(gè)階段構(gòu)成了一種系統(tǒng)方法，用于計(jì)算在不同應(yīng)用中使用的系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)的環(huán)境負(fù)擔(dān)和影響。

1.2 生命周期教育的理論框架

由于現(xiàn)實(shí)世界的差異、數(shù)據(jù)和方法選擇的不確定性，一些研究者認(rèn)為應(yīng)該綜合考慮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)模型[6]。為了進(jìn)一步適應(yīng)課程與教學(xué)的要求，研究者對(duì)生命周期評(píng)價(jià)框架進(jìn)行了一定的修正與發(fā)展。為使學(xué)生更加深入地理解復(fù)雜系統(tǒng)中的可持續(xù)發(fā)展的要素，就非常有必要形成一個(gè)包含系統(tǒng)概念和方法的理論框架。2017年，Mlkki和Alanne對(duì)可再生能源與可持續(xù)能源教育的生命周期評(píng)價(jià)與研究性教學(xué)進(jìn)行了綜述，并且提出了生命周期可持續(xù)性評(píng)價(jià)框架（life cycle sustainability assessment， LCSA）[7]（如圖2所示），這一框架包括生命周期評(píng)價(jià)（LCA）、生命周期思維（life cycle thinking， LCT）、生命周期成本（life cycle costing， LCC）和社會(huì)生命周期分析（social life cycle analysis， SLCA）。LCA、 LCC和SLCA提供了看待同一能源系統(tǒng)的三種不同方式[8]。其中，生命周期思維（LCT）可以幫助學(xué)生識(shí)別LCSA的各個(gè)階段，并收集必要的數(shù)據(jù)，為L(zhǎng)CA、 LCC和SLCA提供定量和定性的指標(biāo)，從而在評(píng)估過程的早期階段確定可能存在的問題。LCA作為一種定量方法可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)和指標(biāo)，以此來評(píng)估能源系統(tǒng)使用的資源、環(huán)境及健康影響。LCC是通過制定成本及收益指標(biāo)來對(duì)資源系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，例如成本收益、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、能源系統(tǒng)的私人和外部成本。SLCA是通過制定社會(huì)指標(biāo)來評(píng)估系統(tǒng)，例如，企業(yè)政策、價(jià)值觀、文化、人權(quán)等。

在現(xiàn)實(shí)情境中，開展生命周期評(píng)價(jià)時(shí)，通常需要同時(shí)考慮環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)觀點(diǎn)，這就會(huì)使評(píng)估系統(tǒng)的綜合可持續(xù)性變得很復(fù)雜[9]。為了提高學(xué)生的生命周期的決策技能，有研究者提出了指導(dǎo)教師進(jìn)行可持續(xù)能源教育的概念（如圖3所示）。這一概念通過了解可持續(xù)發(fā)展的基本原則（可持續(xù)性）、適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法（教育）和綜合可持續(xù)性工具（LCA）來展示可持續(xù)能源教育?？沙掷m(xù)發(fā)展、教育和LCA的結(jié)合旨在為學(xué)生提供所需的能力、技能和意識(shí)，以規(guī)劃、決策和分享本地和全球可持續(xù)能源解決方案的信息[10]。

盡管以上理論框架多來源于能源教育領(lǐng)域，但卻可以為中學(xué)化學(xué)教育領(lǐng)域中應(yīng)用生命周期理論提供有益的借鑒。

2 國(guó)外生命周期理論在中學(xué)化學(xué)教育中的應(yīng)用研究進(jìn)展

近幾年，生命周期理論已經(jīng)開始在國(guó)外教師在職培訓(xùn)課程、課堂教學(xué)及教材中逐漸涌現(xiàn)出來，并引起了理論研究者及實(shí)踐工作者的廣泛關(guān)注。

2.1 生命周期教育在職培訓(xùn)課程

生命周期是芬蘭國(guó)家化學(xué)課程的關(guān)鍵目標(biāo)之一，但芬蘭化學(xué)教科書缺乏與生命周期相關(guān)的內(nèi)容，基于此，芬蘭將生命周期理論納入化學(xué)教師教育以及在職培訓(xùn)課程。在2010年至2012年期間，芬蘭開設(shè)了關(guān)于可持續(xù)發(fā)展、綠色化學(xué)、生命周期分析（Life-cycle analysis）和探究性學(xué)習(xí)（inquiry-based learning， IBL）方法的免費(fèi)在職培訓(xùn)課程[11]，課程框架如圖4所示。其中涉及的課程內(nèi)容包括環(huán)境的化學(xué)化、電子產(chǎn)品的循環(huán)利用和綠色化學(xué)。教師分組討論可持續(xù)發(fā)展、社會(huì)性科學(xué)議題、消費(fèi)品生命周期評(píng)價(jià)和IBL方法。課程參與者的一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)是與研究者合作開發(fā)新的以學(xué)生為中心的LCA-IBL教學(xué)理念，并且由教師在學(xué)校對(duì)這些理念進(jìn)行測(cè)試，再由教師和一名研究人員進(jìn)一步發(fā)展，最后由兩位研究者對(duì)所有理念進(jìn)行內(nèi)容分析，以提高結(jié)果的有效性。

Juntunen和Aksela認(rèn)為，作為教師的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，新的LCA化學(xué)教學(xué)理念應(yīng)該遵循以下原則：（1）使用以探究為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心的方法，重視強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己的想法和問題;（2）培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)、批判性思維、解決問題、溝通和評(píng)估的技能;（3）揭示化學(xué)在環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)性、以價(jià)值為中心的討論和以生命周期評(píng)價(jià)為方法的決策中的相關(guān)性。

根據(jù)20位教師提出的教學(xué)理念，Juntunen和Aksela以Joyce和Weil所提出的個(gè)人和社會(huì)教學(xué)模型作為理論基礎(chǔ)，提出了個(gè)人教學(xué)理念和社會(huì)教學(xué)理念。個(gè)人教學(xué)理念指利用個(gè)人學(xué)習(xí)過程（如回憶信息），影響學(xué)生在基本領(lǐng)域的表現(xiàn)，它可以是非指導(dǎo)性和以人為本的。社會(huì)教學(xué)理念包括合作學(xué)習(xí)、同伴教學(xué)（peer-teaching-peer）、小組探究等方法。結(jié)果越復(fù)雜，思維、問題解決、社會(huì)技能和態(tài)度表現(xiàn)越優(yōu)異，社會(huì)教學(xué)理念的效果就越大。

研究表明，教師可以通過幾種不同的方式將LCA-IBL融入芬蘭各個(gè)層次的化學(xué)教育中。其中，最受歡迎的是社會(huì)的、LCA-IBL教育（Social， project-based LCA-IBL education）。在教學(xué)過程中，教師對(duì)學(xué)生研究過程及有關(guān)生命周期討論的評(píng)價(jià)多于對(duì)實(shí)際化學(xué)知識(shí)的評(píng)價(jià)。根據(jù)學(xué)生的技能水平和可用的時(shí)間，教師還可以有意義地調(diào)整LCA-IBL教育的難度水平，從而有效提升學(xué)生的多種能力，如學(xué)生如何在項(xiàng)目中持續(xù)評(píng)估生命周期數(shù)據(jù)，如何提出問題，批判性地討論產(chǎn)品的倫理，并評(píng)論同行的發(fā)現(xiàn)?？傊芯勘砻?，在化學(xué)教學(xué)中更有效地納入LCA-IBL是可能的。目前，這一研究在芬蘭已經(jīng)具有了一定的影響力。

2.2 生命周期教學(xué)研究

Juntunen和Aksela[12]對(duì)LCA-IBL教學(xué)方法的實(shí)施效果進(jìn)行了研究。該方法的目的是讓學(xué)生以小組為單位思考產(chǎn)品生命周期的利弊。其教學(xué)結(jié)構(gòu)如下：（1）通過視頻或討論等方式使學(xué)生熟悉生命周期主題;（2）學(xué)生小組制定有關(guān)LCA的一般性問題→根據(jù)學(xué)生的興趣選擇一種產(chǎn)品進(jìn)行探究→制定這一產(chǎn)品的生命周期問題并選擇研究問題→從感興趣的資源中搜集信息→將研究問題的答案收集到他們感興趣的平臺(tái)上→反對(duì)另一組的工作，同時(shí)得到對(duì)方的建議→根據(jù)對(duì)手小組的提示改進(jìn)他們的工作→準(zhǔn)備展示→在展示時(shí)為他們的對(duì)手準(zhǔn)備兩個(gè)問題;（3）對(duì)手小組向展示小組提出至少兩個(gè)問題;（4）關(guān)于項(xiàng)目、消費(fèi)和公民行動(dòng)可能性的總結(jié)討論和/或辯論。在此過程中，學(xué)生收集了有關(guān)原材料、制造工藝和應(yīng)用，以及回收和廢物管理的數(shù)據(jù)信息，能力強(qiáng)的小組還調(diào)查了關(guān)于產(chǎn)品壽命、足跡、健康影響和環(huán)境影響的精確或估計(jì)信息。根據(jù)教師、學(xué)生小組和感興趣的產(chǎn)品的不同，在2～3周的時(shí)間內(nèi)花費(fèi)了大約10～15個(gè)小時(shí)進(jìn)行干預(yù)，工作的內(nèi)容由學(xué)生自己決定。因此，他們學(xué)會(huì)了對(duì)自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)。在整個(gè)項(xiàng)目中，教師的角色就是一個(gè)促進(jìn)者，在學(xué)生需要幫助或鼓勵(lì)時(shí)，用想法支持他們。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種方法可以顯著地促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展理念在中學(xué)化學(xué)教育的落實(shí)，對(duì)學(xué)生的化學(xué)態(tài)度和環(huán)境素養(yǎng)能夠產(chǎn)生積極的影響，而且在提高學(xué)生對(duì)社會(huì)性科學(xué)議題的一般論證能力方面具有潛力。通過訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)生傾向于認(rèn)為，基于探究性生命周期學(xué)習(xí)方法所學(xué)習(xí)的化學(xué)課程比傳統(tǒng)的化學(xué)課程更有意義，也更加多樣化。他們開始把化學(xué)看作是一門支持普通知識(shí)或普通素養(yǎng)的學(xué)科，在化學(xué)課上學(xué)到了有關(guān)物質(zhì)和產(chǎn)品的有益知識(shí)，認(rèn)識(shí)到了環(huán)境保護(hù)尤其是循環(huán)利用的重要性，促進(jìn)了他們對(duì)生命周期和消費(fèi)的深度思考，意識(shí)到了在實(shí)際決策中不同的利益相關(guān)者會(huì)持矛盾的看法。大多數(shù)受訪學(xué)生認(rèn)為，他們的實(shí)際行為可能會(huì)因?yàn)檫@種教學(xué)方法而改變。這一研究是一個(gè)如何在化學(xué)課程、可持續(xù)性問題、倫理和學(xué)生日常生活之間建立必要的、有意義的和跨學(xué)科聯(lián)系的重要范例。研究者呼吁今后的研究應(yīng)著眼于尋找將生命周期納入化學(xué)教育的有效途徑。作為未來的公民，學(xué)生應(yīng)該獲得對(duì)產(chǎn)品和過程進(jìn)行生命周期分析所需的技能。在化學(xué)教育中開展生命周期教育，既要有翔實(shí)的實(shí)例，又要充分認(rèn)識(shí)教學(xué)方法的有效性，這對(duì)于提高21世紀(jì)化學(xué)課堂的可持續(xù)發(fā)展教育的水平，促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

Juntunen和Aksela[13]還通過將社會(huì)性科學(xué)議題、生命周期分析及基于探究的學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式，致力于提高化學(xué)教學(xué)中的可持續(xù)發(fā)展教育。研究結(jié)果表明，通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生命周期分析，有助于培養(yǎng)學(xué)生的高階思維和系統(tǒng)思維，學(xué)生的論證能力更加多樣化，學(xué)生會(huì)從社會(huì)經(jīng)濟(jì)（成本或收益）、倫理論據(jù)（與價(jià)值觀、美學(xué)或未來相關(guān)的觀點(diǎn)）、生態(tài)論據(jù)（對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響、對(duì)生態(tài)友好的產(chǎn)品和生活方式）和科學(xué)論據(jù)（自然資源、技術(shù)、能源、材料和污染）等多角度對(duì)產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行分析。作者認(rèn)為以學(xué)生為中心的產(chǎn)品生命周期分析是一種適合中學(xué)生社會(huì)科學(xué)論證的教學(xué)方法。這一研究為如何在中學(xué)化學(xué)教育中進(jìn)行生命周期分析提供了有益的啟示，同時(shí)顯示了使學(xué)生參與可持續(xù)發(fā)展問題的潛力。

2.3 生命周期教材研究

目前，國(guó)外已經(jīng)開始出現(xiàn)了以生命周期理論為指導(dǎo)思想來編寫的中學(xué)化學(xué)教材。以美國(guó)中學(xué)化學(xué)教材《社會(huì)中的化學(xué)》（《Chemistry in the Community》）第六版[14]為例，該教材在編寫“礦物及摩爾（MINERALS AND MOLES）”部分時(shí)，以“在金屬的生命周期中化學(xué)的角色是什么？”為副標(biāo)題，以生命周期理論為線索進(jìn)行展開。教材明確指出分析師在設(shè)計(jì)供人類使用的新產(chǎn)品時(shí)，會(huì)考慮所涉及材料的整個(gè)生命周期。材料的生命周期包括幾個(gè)不同的階段：首先獲得原材料，經(jīng)提煉合成所需的材料（材料獲取）。然后，將這些材料制作成具有特定用途的產(chǎn)品（制造）。消費(fèi)者在使用該產(chǎn)品后會(huì)根據(jù)產(chǎn)品和環(huán)境決定保存或重新利用（使用/重用/維護(hù)）該產(chǎn)品。當(dāng)產(chǎn)品不再有用時(shí)，可能會(huì)被回收及循環(huán)再造，或被棄置于堆填區(qū)（循環(huán)再造/廢物管理）。在循環(huán)的每個(gè)階段都會(huì)使用能源和資源，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢物和排放物，這些都應(yīng)該包括在整個(gè)生命周期的分析過程之中。由于能源、資源使用和廢物管理會(huì)影響經(jīng)濟(jì)和環(huán)境，材料生命周期中的每一步都成為化學(xué)家和工程師設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)需要考慮的因素。該教材將鑄幣金屬的提取和加工作為一般金屬生命周期的模型，并以金屬銅為例，對(duì)銅的生命周期（包括開采銅礦石、還原礦石以獲得金屬、形成金屬以供最終使用，然后對(duì)金屬進(jìn)行回收或丟棄）進(jìn)行了分析，并用圖示顯化了這一過程（如圖5所示）。

3 研究建議與啟示

將生命周期理論納入化學(xué)教育既具有重要的理論價(jià)值，也具有一定的實(shí)踐意義。國(guó)外已經(jīng)將生命周期理論融入到了化學(xué)課程與教學(xué)目標(biāo)之中，并且取得了一些經(jīng)驗(yàn)，這可以為我國(guó)中學(xué)化學(xué)教育的發(fā)展提供借鑒。

3.1 中學(xué)化學(xué)教育逐步引入生命周期理論的理論價(jià)值

將生命周期理論納入化學(xué)教育是化學(xué)教育發(fā)展之必需。這主要是因?yàn)椋海?）化學(xué)產(chǎn)品都是有生命周期的，生命周期理論可以為化學(xué)教育提供學(xué)習(xí)線索;（2）生命周期理論切合化學(xué)教育的一些理念，如資源充分利用、環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展等，有助于提升學(xué)生21世紀(jì)所需的重要素養(yǎng)。

將生命周期理論納入化學(xué)教育是化學(xué)學(xué)科發(fā)展之必需。Talanquer等人通過分析教育政策的相關(guān)文件，發(fā)現(xiàn)化學(xué)關(guān)鍵思想受到化學(xué)這門傳統(tǒng)科學(xué)概念化的限制，傳統(tǒng)科學(xué)主要用來描述、解釋和預(yù)測(cè)化學(xué)物質(zhì)和過程的性質(zhì)。然而，這種傳統(tǒng)的化學(xué)觀近年來受到了眾多哲學(xué)家和歷史學(xué)家的挑戰(zhàn)，他們強(qiáng)調(diào)了化學(xué)作為一門“技術(shù)科學(xué)”的特征[15]。化學(xué)家將來不只是會(huì)解釋和預(yù)測(cè)化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)，他們也會(huì)分析和設(shè)計(jì)物質(zhì)的合成路線、轉(zhuǎn)換和創(chuàng)造具有潛在應(yīng)用價(jià)值的新物質(zhì)。因此，化學(xué)學(xué)科面臨著從傳統(tǒng)意義上的描述性科學(xué)向技術(shù)性科學(xué)的轉(zhuǎn)變。從技術(shù)科學(xué)的角度出發(fā)，學(xué)校化學(xué)教學(xué)應(yīng)該包括化學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐，例如確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、給定約束條件或者借助已知的案例和經(jīng)驗(yàn)規(guī)則來確定最佳的解決方案[16]。顯然，化學(xué)學(xué)科“技術(shù)科學(xué)”的特征與生命周期理論的要求是高度契合的，對(duì)化學(xué)物質(zhì)的生產(chǎn)制備、轉(zhuǎn)換（合成）路徑、物質(zhì)提純、廢物處理等整個(gè)生命周期的分析，具有非常強(qiáng)的技術(shù)導(dǎo)向。

將生命周期理論納入化學(xué)教育是職業(yè)發(fā)展之必需。研究表明，盡管在教育中引入生命周期理論存在困難，但未來對(duì)生命周期分析專家的需求會(huì)越來越大[17]。生命周期方法的引入不僅可以提高學(xué)生對(duì)工程師在保護(hù)環(huán)境和承擔(dān)可持續(xù)社會(huì)責(zé)任中的作用的認(rèn)識(shí)，而且有助于幫助學(xué)生明確未來職業(yè)的選擇。

3.2 中學(xué)化學(xué)教育逐步引入生命周期理論的實(shí)踐路徑

在中學(xué)化學(xué)教育中逐步引入生命周期理論大致包括以下路徑：

第一，在組織編寫教材時(shí)，可以選取比較典型的產(chǎn)品或材料的生命周期作為思維模型，指導(dǎo)學(xué)生在典型思維模型的基礎(chǔ)上，對(duì)其他一般性材料的生命周期進(jìn)行自主分析與評(píng)價(jià)。在生命周期的整體與每一部分使用合適的方法，進(jìn)行各有側(cè)重的討論。如依金屬的生產(chǎn)、加工、使用、廢棄組織，在生產(chǎn)中討論資源充分利用，在使用時(shí)強(qiáng)調(diào)做好防護(hù)以增長(zhǎng)使用期限，在廢棄時(shí)注意環(huán)境保護(hù)。以美國(guó)中學(xué)化學(xué)教材《社會(huì)中的化學(xué)》為例，教材將鑄幣金屬的提取和加工作為一般金屬生命周期的模型，并對(duì)金屬銅的生命周期進(jìn)行了分析，這就有助于使學(xué)生基于銅的生命周期分析模型，從而學(xué)會(huì)對(duì)其他材料的生命周期進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。目前，已經(jīng)有研究者開始著手開發(fā)生命周期評(píng)價(jià)的軟件，用來收集生命周期每一個(gè)階段和流程的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行解釋，以此來構(gòu)建整個(gè)生命周期的能量系統(tǒng)，這類軟件的開發(fā)與應(yīng)用也可以逐漸納入到化學(xué)教育之中，以此來不斷豐富生命周期分析的課程內(nèi)容。

第二，將生命周期理論與其他教學(xué)方式相結(jié)合，探索并形成新型教學(xué)方式。例如，芬蘭將生命周期分析與探究性學(xué)習(xí)相結(jié)合，形成了LCA-IBL教學(xué)方式，并產(chǎn)生了積極的影響。此外，將生命周期理論與情境教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、研究性教學(xué)等相結(jié)合，也有望成為重要的教學(xué)方式。

第三，組織一些與生命周期理論相關(guān)的專題培訓(xùn)。生命周期作為一種基于研究和可持續(xù)發(fā)展的教學(xué)方法，其實(shí)施效果如何最終取決于教師。因此，應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)教師開展生命周期教育的理念及方法進(jìn)行培訓(xùn)，使教師明確認(rèn)識(shí)到學(xué)生對(duì)生命周期進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)的必要性，同時(shí)，促進(jìn)教師開展生命周期教育教學(xué)方法及策略的提升。在這一方面，芬蘭開展的生命周期教育在職培訓(xùn)課程的模式非常值得借鑒，這一課程由研究者與教師進(jìn)行合作研究，共同開發(fā)適合進(jìn)行生命周期教育的課程主題，循環(huán)設(shè)計(jì)并探索適合生命周期教育的教學(xué)方法。盡管基于探究性學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行生命周期教育已經(jīng)被證明是一種有效的方法，但仍然需要更多的研究來對(duì)這一方法的教學(xué)效果及學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行深度探索。此外，還需要研究者對(duì)基礎(chǔ)教育階段生命周期理論的內(nèi)涵、教學(xué)方法、教學(xué)策略以及評(píng)價(jià)方式等進(jìn)行更加深入的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1][14]American Chemical Society. Chemistry in the Community （5th ed） [M]. New York：W. H. Freeman and Company， 2011：82， 88～110.

[2]Blackburn R S， Payne J D. Life cycle analysis of cotton towels：impact of domestic laundering and recommendations for extending periods between washing [J]. Green Chemistry， 2004， 6（7）：59～61.

[3][13]Juntunen M K， Aksela M K. Improving students argumentation skills through a product life-cycle analysis project in chemistry education[J]. Chemistry Education Research and Practice， 2014， 15（4）：639～649.

[4][7][10][17]Malkki H， Alanne K. An overview of life cycle assessment （LCA） and research-based teaching in renewable and sustainable energy education [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews， 2017， 69（1）：218～231.

[5]樊慶鋅， 敖紅光， 孟超. 生命周期評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2007， 33（6）：177～180.

[6]Marvuglia A， Benetto E， Rege S， et al. Modelling approaches for consequential life-cycle assessment （C-LCA） of bioenergy：Critical review and proposed framework for biogas production [J]. Renewable & Sustainable Energy Reviews， 2013， 25（1）：768～781.

[8]Heijungs R， Huppes G， Guineé JB. Life cycle assessment and sustainability analysis of products， materials and technologies：toward scientific framework for sustainability life cycle analysis [J]. Polym Degrad Stabil， 2010， 95（3）：422～428.

[9]Liu G. Development of a general sustainability indicator for renewable energy systems：A review [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews， 2014， 31（1）：611～621.

[11]Juntunen M K， Aksela M K. Life-cycle analysis and inquiry-based learning in chemistry teaching [J]. Science Education International， 2013， 24（2）：150～166.

[12]Juntunen M K， Aksela M K. Life-cycle thinking in inquiry-based sustainability education-effects on students attitudes towards chemistry and environmental literacy [J]. C.E.P.S Journal， 2013， 3（2）：157～180.

[15]Talanquer V， Sevian H. Chemistry in Past and New Science Frameworks and Standards：Gains， Losses， and Missed Opportunities [J]. Journal of Chemical Education， 2014， 91（1）：24～29.

[16]萬延嵐， 畢華林， 維森特·塔蘭克. 化學(xué)教育研究的十個(gè)視角[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2014， 36（6）：8～12.