王無(wú)限 張仿剛 朱思光

摘要：從教材選取科學(xué)家的數(shù)量比較、國(guó)籍比較、時(shí)代劃分、成果類別、欄目呈現(xiàn)5個(gè)方面對(duì)人教版《普通高中教科書》（2019年版）和《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書》（2007年版）中的科學(xué)家素材進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并得出有關(guān)教育價(jià)值的結(jié)論與啟示，為廣大教師準(zhǔn)確理解素材蘊(yùn)含的核心素養(yǎng)與深刻挖掘科學(xué)家的教育功能提供參考。

關(guān)鍵詞：國(guó)籍比較;時(shí)代劃分;成果類別;欄目呈現(xiàn);科學(xué)家精神

文章編號(hào)：1008-0546（2021）09-0069-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2021.09.018

科學(xué)家不僅為人類科技以及文明的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，其成長(zhǎng)歷程、研究方法和思維方式也是人類科技事業(yè)的一筆巨大精神財(cái)富。習(xí)近平總書記指出“科學(xué)成就離不開精神支撐，科學(xué)家精神是科技工作者在長(zhǎng)期科學(xué)實(shí)踐中積累的寶貴精神財(cái)富”[1]。因此，教科書引入科學(xué)家素材，對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)和形成正確價(jià)值觀意義重大。本文從不同角度對(duì)人教版《普通高中教科書》（2019年版）和《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書》（2007年版）中的科學(xué)家素材進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用Microsoft Excel轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)圖表，結(jié)合對(duì)應(yīng)的《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，分析比較科學(xué)家的不同特征，挖掘科學(xué)家素材的教育價(jià)值。

一、統(tǒng)計(jì)范疇

在教材選取方面，對(duì)人教版兩種版本化學(xué)教科書相同的五個(gè)模塊（見(jiàn)表1）進(jìn)行分析（以下簡(jiǎn)稱“舊版”、“新版”）。前者依據(jù)的是2003年版《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（以下簡(jiǎn)稱“舊課程標(biāo)準(zhǔn)”）編寫，后者依據(jù)的是《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課程標(biāo)準(zhǔn)”）編寫。

科學(xué)家選取方面，根據(jù)《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》對(duì)“科學(xué)家”一詞的解釋是“從事科學(xué)研究工作有一定成就的人”，選取了教材中出現(xiàn)且體現(xiàn)在自然科學(xué)領(lǐng)域從事研究且取得一定成就的人，如物理學(xué)家、化學(xué)家、生物學(xué)家等等。

二、統(tǒng)計(jì)分析

1.數(shù)量比較

對(duì)比兩種版本化學(xué)教科書科學(xué)家人數(shù)（見(jiàn)表2）可以明顯看出，新版教科書呈現(xiàn)的科學(xué)家數(shù)量88人，比舊版（49人）增幅達(dá)80%。通過(guò)大量的引入科學(xué)家的研究歷史和研究成果，充分體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)中“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)，特別是體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)中“結(jié)合人類探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和方法，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念”[2]和“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具有探索未知崇尚真理的意識(shí)”[3-4]。另外，在外國(guó)科學(xué)家的中文譯名基礎(chǔ)上注有外文名稱和生（卒）年等細(xì)微信息上新版教科書也是明顯增多，這些細(xì)節(jié)充分體現(xiàn)了編寫者的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和對(duì)科學(xué)家們的應(yīng)有尊重。

具體到課程模塊系列，以出現(xiàn)科學(xué)家的人次為統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)見(jiàn)表3。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在“必修”模塊中新版教科書科學(xué)家的數(shù)量和占比增幅最大，其次是“化學(xué)反應(yīng)原理”部分;“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”部分?jǐn)?shù)量雖然增加，但占比略有減少;“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”部分?jǐn)?shù)量略有增加，但占比減少最明顯。這一方面體現(xiàn)了“必修”模塊在高中化學(xué)課程中的重要地位，另一方面說(shuō)明了在不同的化學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家研究發(fā)展的水平呈現(xiàn)出不均衡的現(xiàn)象。如在“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”領(lǐng)域科學(xué)家數(shù)量均比其他領(lǐng)域多，印證了化學(xué)作為一門自然科學(xué)，是基于“19世紀(jì)中葉元素周期律的發(fā)現(xiàn)，分子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)的提出，以及20世紀(jì)初以來(lái)原子結(jié)構(gòu)奧秘的逐步揭示，使人們對(duì)物質(zhì)及其變化本質(zhì)的認(rèn)識(shí)發(fā)生了飛躍”[5]。

2.國(guó)籍比較

根據(jù)一般世界各國(guó)科學(xué)研究水平和教科書實(shí)際，本研究將國(guó)籍劃分為：中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、俄國(guó)、歐洲其他國(guó)家和亞洲其他國(guó)家，對(duì)比情況見(jiàn)圖1。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，與舊版教科書相比，除俄國(guó)外，新教科書各國(guó)科學(xué)家人數(shù)都有明顯增加，這有利于引導(dǎo)當(dāng)代中學(xué)生向世界各國(guó)科學(xué)家學(xué)習(xí)的意識(shí)，樹立迎難而上、為國(guó)爭(zhēng)光的信念。特別是中國(guó)（包括古代）科學(xué)家的人數(shù)增加最多，如侯德榜、吳蘊(yùn)初、徐光憲和屠呦呦等近現(xiàn)代愛(ài)國(guó)科學(xué)家名列其中，這充分體現(xiàn)了我國(guó)近現(xiàn)代科技水平得到了明顯提高，增強(qiáng)了學(xué)生的民族自豪感，同時(shí)充分說(shuō)明了“愛(ài)國(guó)是科學(xué)家精神的第一要義[6]”，新教材注重挖掘中國(guó)智慧和技術(shù)創(chuàng)新思想，展現(xiàn)中華優(yōu)秀科技成果對(duì)人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)，有助于激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情、增強(qiáng)民族自信、厚植愛(ài)國(guó)主義情懷，培養(yǎng)學(xué)生為中華民族偉大復(fù)興而奮斗的責(zé)任感和使命感。

3.時(shí)代劃分

根據(jù)常見(jiàn)研究慣例，本研究將科學(xué)家所處時(shí)代劃分為古代（約17世紀(jì)中期以前）、近代（17世紀(jì)中期到20世紀(jì)中期）和現(xiàn)代（20世紀(jì)中期至今）三個(gè)部分，兩種版本化學(xué)教科書科學(xué)家所處時(shí)代對(duì)比情況見(jiàn)圖2。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，近代科學(xué)家數(shù)量在新舊兩版教科書中都是最多的，這說(shuō)明“近代”在科學(xué)發(fā)展的歷史階段上是輝煌的一頁(yè)。但與舊版教科書相比，新版教科書中現(xiàn)代科學(xué)家數(shù)量所占比例明顯增加，注重了化學(xué)發(fā)展的前沿成就，以屠呦呦（1930-）、黑格（A.J.Heeger，1936-）、馬克迪爾米德（A.G.MacDiarmid，1927-）、白川英樹（Shirakawa，1936-）和科里（E.J.Corey，1928-）等一批健在的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者為代表的現(xiàn)代科學(xué)家及其成就出現(xiàn)在新版教材中。這一方面證明了化學(xué)是一門有著長(zhǎng)久生命力的自然科學(xué)，必將為人類的發(fā)展和福祉做出持久的貢獻(xiàn)，另一方面，也為當(dāng)代中學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想、勇攀高峰、獻(xiàn)身科學(xué)起到積極的引導(dǎo)作用。

4.成果類別

科學(xué)家對(duì)人類和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)標(biāo)志之一就是研究成果，參考常見(jiàn)文獻(xiàn)研究方法，本研究將科學(xué)家的成果類別劃分為理論、定律、物質(zhì)、方法、設(shè)備及其他，對(duì)比分析兩種版本教科書科學(xué)家成果類型，結(jié)果見(jiàn)圖3。

對(duì)比分析以上圖表發(fā)現(xiàn)，兩種版本教科書中研究成果的類型最多的都是對(duì)物質(zhì)的研究，包括發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)，或?qū)σ延形镔|(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的進(jìn)一步研究，如“18世紀(jì)70年代瑞典化學(xué)家舍勒用濃鹽酸與軟錳礦反應(yīng)制得氯氣”“德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒提出苯的單雙鍵交替結(jié)構(gòu)”等等。其次是對(duì)理論的研究，即在觀察基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)思維加工而形成的學(xué)說(shuō)體系，如“英國(guó)科學(xué)家道爾頓1803年提出原子學(xué)說(shuō)”“英國(guó)化學(xué)家弗蘭克蘭1852年提出化合價(jià)的概念”等等。再次就是合成與制備物質(zhì)的方法的研究，如“1909年德國(guó)化學(xué)家哈伯發(fā)現(xiàn)了具備工業(yè)化生產(chǎn)合成氨的方法”“1943年侯德榜發(fā)明聯(lián)合制堿法”等等，在新版教科書中這類研究成果明顯增多（占24.07%），凸顯了突出科學(xué)方法的導(dǎo)引作用。

5.欄目呈現(xiàn)

為體現(xiàn)不同的學(xué)習(xí)功能和增加可讀性，兩種版本的教科書除正文和注釋外，都設(shè)置了較為豐富的欄目，為方便研究，本文將諸多欄目劃分為“活動(dòng)類欄目”“知識(shí)類欄目”和“測(cè)評(píng)類欄目”3種類型，統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表4。

從欄目設(shè)置來(lái)看，兩種版本大同小異，但新版教科書在“活動(dòng)類欄目”中更加豐富些，如“化學(xué)與職業(yè)”滲透了職業(yè)生涯規(guī)劃教育知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生職業(yè)發(fā)展?！胺椒▽?dǎo)引”體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的“要求學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的思想和方法[7]”等化學(xué)核心素養(yǎng)。同時(shí)從呈現(xiàn)形式上來(lái)看，新版教科書更加注重圖文并茂，特別是科學(xué)家的肖像更加豐富，插圖精美，增加了可讀性，相比舊版本教科書，新版本更加富有人文氣息。

基于上述欄目分類方法，筆者對(duì)比統(tǒng)計(jì)了兩種版本教科書中不同呈現(xiàn)位置科學(xué)家的分布情況，詳見(jiàn)圖4。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在“知識(shí)類欄目”中新舊兩版教科書中科學(xué)家數(shù)量均最多，占比均在60%以上;其次是“正文”部分，占比均在28%左右?！白⑨尅弊鳛檎牡难a(bǔ)充，出現(xiàn)都很少（5%-6%）。與舊版本教科書相比，新版本教科書中“測(cè)評(píng)類欄目”和“活動(dòng)類欄目”中也出現(xiàn)了科學(xué)家的身影，如在必修第一冊(cè)106頁(yè)“練習(xí)與應(yīng)用”欄目中第8題介紹了“1875年法國(guó)化學(xué)家布瓦博德朗發(fā)現(xiàn)元素鎵，進(jìn)一步印證了門捷列夫的預(yù)言”的知識(shí)，作為情景素材讓學(xué)生撰寫論文和研究報(bào)告，體現(xiàn)了“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)，進(jìn)一步揭示了化學(xué)學(xué)習(xí)更高層次的價(jià)值追求[8]。

三、教育價(jià)值

在學(xué)生的成長(zhǎng)過(guò)程中，教科書中科學(xué)家的形象和事跡發(fā)揮著不可替代的作用。學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)和熱愛(ài)，很大程度上源于教科書中科學(xué)家形象的影響。通過(guò)對(duì)比分析兩種版本高中化學(xué)教科書中科學(xué)家的信息，對(duì)廣大教師正確理解和使用科學(xué)家素材提出以下建議：

第一，突顯科學(xué)家素材蘊(yùn)含的德育功能[9]。首先是大力挖掘教科書中科學(xué)家素材教材的所蘊(yùn)含的科學(xué)家精神，如氯氣的發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)了舍勒、戴維等數(shù)位科學(xué)家長(zhǎng)達(dá)三十多年的不懈探索，這體現(xiàn)了科學(xué)家創(chuàng)新、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度以及真理面前人人平等的科學(xué)信念;其次是服務(wù)祖國(guó)、為國(guó)增光的愛(ài)國(guó)主義情感，例如我國(guó)科學(xué)家侯德榜、徐光憲、屠呦呦的貢獻(xiàn)等，這些都是愛(ài)國(guó)主義的良好素材;最后是集智攻關(guān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的協(xié)同精神，如身為諾貝爾獎(jiǎng)得主，屠呦呦不是孤身奮戰(zhàn)，而是融人了團(tuán)隊(duì)，取得的成果是大家共同努力的結(jié)果，科研協(xié)作意識(shí)是新時(shí)代科技攻關(guān)的必備素質(zhì)。

第二，挖掘科學(xué)家素材體現(xiàn)的核心素養(yǎng)。從前面的諸多對(duì)比可以明顯看出，新版本人教版教科書更多地融入了新課程標(biāo)準(zhǔn)的“核心素養(yǎng)”理念。如在“選擇性必修1·化學(xué)反應(yīng)原理”第47頁(yè)“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”欄目中介紹了合成氨的內(nèi)容，以近1500字的篇幅介紹了合成氨從理論到實(shí)踐再到大規(guī)模利用的科學(xué)史：哈伯（F.Haber，1868-1934）因發(fā)明用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡姆椒ǐ@得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng);博施（C.Bosch，1874-1940）因開發(fā)合成氨采用的高壓方法，而獲得了1931年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。2016年中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的研究團(tuán)隊(duì)，研制了一種新型催化劑，將合成氨的溫度壓強(qiáng)分別降到了350℃，1MPa，為發(fā)展更加節(jié)能的催化劑提供了新的思路。以上素材內(nèi)化了“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)，這需要廣大教師在實(shí)際教學(xué)中充分挖掘。

第三，創(chuàng)設(shè)融入科學(xué)家素材的教學(xué)情境。教科書中的科學(xué)家信息為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了豐富的正面的情境素材，如在“必修·第一冊(cè)”第92頁(yè)“科學(xué)史話”欄目中介紹了“元素周期表的發(fā)現(xiàn)”，通過(guò)介紹元素周期表從發(fā)現(xiàn)到不斷完善的過(guò)程，讓學(xué)生深刻感受到科學(xué)家不懈努力、勇于挑戰(zhàn)、追求完美的精神，學(xué)習(xí)到分類和歸納等研究方法。在教學(xué)實(shí)際中，廣大教師要不斷嘗試，積極創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，從科學(xué)觀念、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度與創(chuàng)新精神等方面積極發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] http： //cpc.people.com.cn/nl/2020/0911/c64094-3 185 8756.html習(xí)近平在科學(xué)家座談會(huì)上的講話

[2][7][8]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[s].北京：人民教育出版社，2020

[3]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[S].北京：人民教育出版社，2003

[4][6]大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神——論學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會(huì)上重要講話[N].人民日?qǐng)?bào)，2020-9-16

[5]化學(xué)課程教材研究發(fā)展中心.普通高中教科書（化學(xué)必修第一冊(cè)）[M].北京：人民教育出版社，2020

[9]王晶.融合學(xué)科核心素養(yǎng)的高中化學(xué)教科書編制——簡(jiǎn)析人教版《普通高中教科書化學(xué)·必修》的變化特點(diǎn)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（15）：1-4

*本文系山東省教育教學(xué)研究規(guī)劃課題項(xiàng)目“基于學(xué)科融合的高中STEM課程開發(fā)與實(shí)踐研究”（編號(hào)：2020JXY339）階段性研究成果。