技術(shù)素養(yǎng)視域下《義務教育化學課程標準（2022年版）》課程內(nèi)容分析

吳鍶敏 錢揚義 溫金菊 陳浚銘

摘要： 采用內(nèi)容分析法，根據(jù)技術(shù)素養(yǎng)的內(nèi)涵對《義務教育化學課程標準（2022年版）》課程內(nèi)容中“內(nèi)容要求”和“情境素材”進行頻數(shù)統(tǒng)計，進一步剖析其中滲透技術(shù)素養(yǎng)的部分，為指導初中化學教師在教學中更好地發(fā)展學生的技術(shù)素養(yǎng)，提出明晰技術(shù)內(nèi)容、理解技術(shù)素養(yǎng)、組織技術(shù)活動等實質(zhì)性建議。

關(guān)鍵詞： 技術(shù)素養(yǎng)； 義務教育化學課程標準； 課程內(nèi)容

文章編號： 10056629（2023）07000806

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1 問題的提出

隨著教育信息化的高速發(fā)展，STEAM教育受到教育者的廣泛關(guān)注。其中技術(shù)（Technology）在STEAM教育中扮演著重要角色，由技術(shù)教育延伸出的技術(shù)素養(yǎng)是新世紀學生必備的基礎素養(yǎng)［1］。2000年美國頒布《技術(shù)素養(yǎng)標準：技術(shù)學習的內(nèi)容》（STL），為指導學生學習技術(shù)提供課程框架，強調(diào)了培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)的重要性。時隔20年后，于2020年正式發(fā)布的《技術(shù)和工程素養(yǎng)標準：STEM教育中技術(shù)和工程的作用》（STEL）從原來的技術(shù)素養(yǎng)進一步擴展為技術(shù)與工程素養(yǎng)，并將人類活動中豐富的技術(shù)與工程內(nèi)容提煉為八項核心標準［2］，強調(diào)通過工程實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品或系統(tǒng)的產(chǎn)出。

技術(shù)作為支撐工程實踐的核心手段，在技術(shù)與工程教育中占據(jù)不可或缺的地位［3］，技術(shù)教育更是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、建設技術(shù)強國的戰(zhàn)略支撐［4］。因此，教師在教學中應有意識地以技術(shù)為基礎、工程為旨歸，重視引導學生技術(shù)實踐和工程啟蒙，融入技術(shù)教育、發(fā)展技術(shù)素養(yǎng)，為進一步培養(yǎng)學生的工程思維奠定基礎。

化學是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及應用的一門基礎學科，化學與科學技術(shù)緊密聯(lián)系、融為一體，在化學學習中培養(yǎng)學生技術(shù)素養(yǎng)具備獨特的學科優(yōu)勢?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》［5］（以下簡稱“2022版課標”）中的課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，其中“內(nèi)容要求”主要呈現(xiàn)學習范圍，“學業(yè)要求”明確知識學習程度和素養(yǎng)要求，“教學提示”為相關(guān)主題教學提供實施建議［6］。課標雖未直接提出技術(shù)素養(yǎng)的概念，但也處處隱含著對加強技術(shù)融入、培養(yǎng)學生技術(shù)素養(yǎng)的要求?；诖?，本研究通過厘清并分析課標中課程內(nèi)容的相關(guān)技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)容，為化學教師更好地理解技術(shù)素養(yǎng)、在課堂教學中發(fā)展學生的技術(shù)素養(yǎng)提供教學建議。

2 技術(shù)素養(yǎng)概念界定

2.1 技術(shù)的概念

技術(shù)是指人們滿足自身的發(fā)展需求和愿望，改變現(xiàn)有事物的性能或利用現(xiàn)有事物形成新事物的方法、技能及手段［7］。于淼［8］根據(jù)技術(shù)的實用領(lǐng)域，將技術(shù)分為實驗技術(shù)（主要指實驗工具、實驗儀器的使用）、生產(chǎn)與工程技術(shù)、生活實用技術(shù)及信息與認知技術(shù)。田小蘭［9］認為化學課程中整合技術(shù)的內(nèi)容包含常見化學技術(shù)手段（如實驗操作技術(shù)）、化學技術(shù)工具或儀器和通用信息技術(shù)。姜奕林［10］認為中學化學學科中技術(shù)內(nèi)容要充分體現(xiàn)技術(shù)本體特征和化學學科特性，如通過對一些與化學有關(guān)的技術(shù)問題作出合理分析，強化學生應用意識和實踐能力。

分析文獻可知，多數(shù)研究者將與資源利用、材料制造、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護相關(guān)的實驗操作納入技術(shù)范疇［11］。綜合已有研究的觀點，以2022版課標中課程內(nèi)容的具體表述為例，歸納技術(shù)內(nèi)容如表1所示。

2.2 技術(shù)素養(yǎng)的內(nèi)涵

《技術(shù)素養(yǎng)標準》［12］的問世，回應了世界課程改革中關(guān)注技術(shù)學科的發(fā)展趨勢，具有劃時代的意義［13］。盡管后續(xù)有關(guān)于技術(shù)素養(yǎng)綜合討論的文件，也出臺了新的政策文件，但這些文件仍以《技術(shù)素養(yǎng)標準》為基準，對技術(shù)素養(yǎng)進行新的說明與補充。另外，即使技術(shù)素養(yǎng)的具體內(nèi)涵隨著研究背景、研究對象的變化發(fā)生相應的變化，諸多學者也結(jié)合自己的理解對于技術(shù)素養(yǎng)做了不同的解讀［14，15］，但技術(shù)素養(yǎng)是理解、使用、管理和評價技術(shù)的能力這一本質(zhì)是統(tǒng)一一致的［16］。

基于此，本研究參考《技術(shù)素養(yǎng)標準》［17］對技術(shù)素養(yǎng)內(nèi)涵的界定與解釋，將技術(shù)素養(yǎng)劃分為技術(shù)知識、技術(shù)能力、技術(shù)情意三個層面，對技術(shù)素養(yǎng)各層面及二級維度進行合理定義。為了幫助評分者更好地識別與判斷2022版課標中有關(guān)技術(shù)素養(yǎng)的內(nèi)容，列舉了其中對應的內(nèi)容示例，如表2所示。

3 指向技術(shù)素養(yǎng)的課程內(nèi)容統(tǒng)計

本研究以2022版課標的課程內(nèi)容中“內(nèi)容要求”和“情境素材”為例，采用內(nèi)容分析法，根據(jù)技術(shù)素養(yǎng)的內(nèi)涵對“內(nèi)容要求”和“情境素材”具體描述進行識別與判斷。其中“內(nèi)容要求”每一章各小節(jié)（2022版課標各3級標題獨立算為一節(jié)）記為1處，“情境素材”每一章各小點記為1處。由筆者擔任主要評分者，在專家指導下與兩位具備相關(guān)研究背景的研究者共同評分。在統(tǒng)計技術(shù)本體知識出現(xiàn)的處數(shù)時，如果在某一處中多次出現(xiàn)技術(shù)本體知識的相同描述，避免統(tǒng)計重復，均只記為1處。特別注意，每一處標定時，可能不止出現(xiàn)一個維度的技術(shù)素養(yǎng)的內(nèi)容。

依據(jù)三位評分者之間的平均相互同意度，計算2022版課標的評分者信度為0.9396（＞0.8），說明該研究信度達標。三位評分者對沒有達到完全同意的條目進行協(xié)商后達成一致，最后統(tǒng)計2022版課標中“內(nèi)容要求”和“情境素材”體現(xiàn)技術(shù)知識、技術(shù)能力、技術(shù)情意三個層面及二級維度的處數(shù)和比例，如表3所示。

從表3可以得知：在“內(nèi)容要求”方面，2022版課標對于技術(shù)知識、技術(shù)能力和技術(shù)情意三個層面的要求較為均衡，相對而言，技術(shù)知識和技術(shù)情意兩個層面占比較大；在“情境素材”方面，2022版課標建議在創(chuàng)設與技術(shù)相關(guān)的情境時，通過具體的技術(shù)實踐活動，拓寬學生的技術(shù)知識面，指引學生技術(shù)情意的發(fā)展。

4 指向技術(shù)素養(yǎng)的課程內(nèi)容分析

4.1 內(nèi)容要求分析

技術(shù)知識層面，相較于技術(shù)本體知識和技術(shù)原理知識維度，2022版課標中“內(nèi)容要求”更為關(guān)注技術(shù)活動中的技術(shù)操作規(guī)范：（1）關(guān)注從大概念出發(fā)建構(gòu)內(nèi)容，在具體知識學習中提煉核心觀念和思想方法［18］。其中第五章新增的“化學、技術(shù)、工程融合解決跨學科問題的思路與方法”明確體現(xiàn)技術(shù)素養(yǎng)，旨在幫助學生形成有序的、系統(tǒng)的技術(shù)操作規(guī)范體系，進一步體會化學與技術(shù)、工程的關(guān)系。實驗探究活動如“粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除”“水的組成及變化的探究”“燃燒條件的探究”，要求學生在技術(shù)指導下形成系統(tǒng)的技術(shù)操作步驟的思路與方法，能更好地利用技術(shù)探究物質(zhì)性質(zhì)和組成、解決物質(zhì)制備和檢驗等實際問題。（2）明確具體的實驗安全要求，重視在實踐操作安全方面的規(guī)范［19］。第一章新增的“熟悉化學實驗室安全警示標志，學會正確使用安全防護設施，學習妥善應對實驗安全問題的必要措施”等內(nèi)容，讓學生高度重視實驗安全問題，在技術(shù)實踐之前先讓學生明確安全技術(shù)操作規(guī)范等相關(guān)知識，有助于后續(xù)技術(shù)活動的順利開展。

技術(shù)能力層面，2022版課標重視以技術(shù)操作為主的實踐活動的開展，強調(diào)在技術(shù)實踐中充分發(fā)展學生技術(shù)設計和技術(shù)評價能力：（1）強化化學學科的實踐性，凸顯化學實驗探究的育人功能。如“通過實驗探究認識燃燒的條件”，理解燃燒和滅火的原理及其在生活中的應用，從技術(shù)操作維度體會化學在生活中的應用，利于后續(xù)學生在工程實踐上對燃燒原理與技術(shù)有更進一步的認識。（2）在具體實踐活動中培養(yǎng)學生社會發(fā)展所需的關(guān)鍵能力。新增了“化學相關(guān)職業(yè)的體驗活動”，除了向?qū)W生科普豐富的化學知識、培養(yǎng)學生濃厚的化學學習興趣，還能夠幫助學生認識在不同化學研究領(lǐng)域中不同技術(shù)發(fā)揮的獨特作用，并且在操作體驗中深入理解技術(shù)原理、體驗技術(shù)操作流程，進一步發(fā)展學生的技術(shù)能力。（3）新增的跨學科實踐活動充分體現(xiàn)時代性、應用性、綜合性和實踐性［20］。如主題為“微型空氣質(zhì)量‘檢測站的組裝與使用”“基于特定需求設計和制作簡易供氧器”的跨學科實踐活動，在真實問題情境中要求“能綜合運用化學、技術(shù)、工程及跨學科知識，設計、評估解決實際問題的方案，制作并改進優(yōu)化項目作品”，凸顯了技術(shù)應用的重要價值，旨在通過工程實踐培養(yǎng)學生的技術(shù)制作、設計與評價能力，多方面且充分地發(fā)展技術(shù)素養(yǎng)。

技術(shù)情意層面，除了要向?qū)W生明確在技術(shù)系統(tǒng)的設計與技術(shù)產(chǎn)品的應用時形成技術(shù)意識外，還需要具備積極的技術(shù)情感態(tài)度與正確的技術(shù)價值觀：（1）加強理論知識與實際生產(chǎn)之間的關(guān)聯(lián)性。第四章明確提出“關(guān)注產(chǎn)品需求和成本核算”，引導學生在技術(shù)實踐應用中需要多加關(guān)注產(chǎn)品性能、經(jīng)濟成本等問題，思考實際化工生產(chǎn)中材料及能源的合理使用情況。（2）增加了技術(shù)與社會發(fā)展相關(guān)的情感態(tài)度類內(nèi)容。第五章“化學與社會·跨學科實踐”涉及材料合成與能源利用、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，注重科學、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的聯(lián)系，引導學生了解新能源的開發(fā)、新材料的研發(fā)與資源的綜合利用，充分認識在社會發(fā)展和人類文明進步中技術(shù)所發(fā)揮的重要價值，使學生積極理性地面對技術(shù)使用給未來帶來的不確定性與挑戰(zhàn)。（3）認識技術(shù)對推動經(jīng)濟和社會發(fā)展的雙重作用。提倡開展“社會性科學議題的探討活動”，結(jié)合技術(shù)發(fā)展引發(fā)多方關(guān)注的爭議性問題，或是人類發(fā)展所帶來的與科技相關(guān)的社會爭議性問題，引導學生辯證看待技術(shù)開發(fā)與技術(shù)產(chǎn)品應用對人類社會帶來的雙面影響，從分析與判斷中逐漸形成正確的價值觀，并學會協(xié)調(diào)技術(shù)發(fā)展與人類社會之間的倫理關(guān)系［21］。

4.2 情境素材分析

技術(shù)知識層面，基于生產(chǎn)生活情境，向?qū)W生傳授技術(shù)本體知識和技術(shù)原理知識兩個維度的相關(guān)知識，具體包括：（1）古代技術(shù)的成就，如“我國古代文獻中對制鹽方法的描述”“我國古代金屬冶煉成就的描述”“我國古代黑火藥的發(fā)明和使用”，體會古代人民在技術(shù)活動中的智慧，感受幾千年來中國傳統(tǒng)文化的積淀。（2）現(xiàn)代技術(shù)的使用，如“二氧化碳在大棚蔬菜種植中的作用”“宇航、潛水、醫(yī)療等領(lǐng)域的呼吸供氧”“太陽能、氫能等新能源的開發(fā)與利用”，了解技術(shù)及技術(shù)產(chǎn)品在生產(chǎn)生活等不同領(lǐng)域中的應用，進一步引導學生理解化學與技術(shù)、技術(shù)與社會發(fā)展之間的關(guān)系。（3）新型技術(shù)及工程的發(fā)展，如“信息技術(shù)、航空航天和國防科技領(lǐng)域中的新型材料”“西氣東輸工程”“石墨烯材料的特性和我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展”，感受技術(shù)在科技前沿的應用價值。

技術(shù)能力層面，關(guān)注社會生活及化工生產(chǎn)中的技術(shù)實踐情境，融合相關(guān)的技術(shù)設計與技術(shù)評價：（1）基于生活中常見的資源生產(chǎn)工藝，如“水的凈化方法和自來水的生產(chǎn)工藝”“廢棄金屬的分類回收和再利用”“二氧化碳的捕集與封存、轉(zhuǎn)化與利用”，引導學生運用所學知識解決實際生活中資源利用再生、環(huán)境保護等問題，并在具體的技術(shù)實踐活動中根據(jù)化學知識和生活經(jīng)驗設計相關(guān)方案，感受化學實驗的魅力，并學會如何評價方案。（2）結(jié)合大型的化工生產(chǎn)流程，如“鹽堿湖中氯化鈉和碳酸鈉的提取”“工業(yè)區(qū)污水的處理”“用石灰石或貝殼燒制生石灰”，開展相關(guān)的技術(shù)設計與技術(shù)評價，以解決實際的生產(chǎn)需要為目的給出更為合理的技術(shù)實踐方案，感受我國化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

技術(shù)情意層面，情境素材可充分承載技術(shù)情感態(tài)度和技術(shù)價值觀：（1）人類長期積累的技術(shù)經(jīng)驗與智慧精神，如“從石器、青銅器、鐵器到高分子合成材料的變遷”“我國超導材料的研發(fā)”“我國化學家張青蓮等人對相對原子質(zhì)量測定的貢獻”，滲透對技術(shù)發(fā)展史、技術(shù)生產(chǎn)過程、技術(shù)工作者等應有的積極的情感態(tài)度，在技術(shù)教育中開展人文教育，達到學科育人的目的。（2）技術(shù)對環(huán)境保護、食品安全和化學品使用的重要性，如“污水處理與利用，溫室效應與全球變暖，我國藍天、碧水、凈土三大保衛(wèi)戰(zhàn)”“常用藥品、家用洗滌劑及消毒劑的使用說明”，引導學生辯證看待技術(shù)使用時要考慮其對社會和環(huán)境的影響，深入理解科學、技術(shù)、社會、環(huán)境的相互關(guān)系，倡導學生內(nèi)心自然生成人與自然和諧共生等可持續(xù)發(fā)展的理念，從而發(fā)展學生的技術(shù)情意。

5 結(jié)論與建議

2022版課標在關(guān)注技術(shù)本體知識、技術(shù)原理知識的基本要求基礎上，更加強調(diào)學生對技術(shù)操作規(guī)范的認識；重視實驗探究與跨學科實踐的落實，強調(diào)技術(shù)操作、設計與評價在實踐活動中的重要性；關(guān)注技術(shù)在實踐應用中成本經(jīng)濟、綠色環(huán)保等問題，并且凸顯技術(shù)情感態(tài)度和技術(shù)價值觀培養(yǎng)的重要作用。為了更好地幫助教師開展以發(fā)展學生技術(shù)素養(yǎng)為目標的教學，提出了以下實質(zhì)性建議。

5.1 明晰技術(shù)內(nèi)容，制定合理的教學目標

教師要加深對技術(shù)的理解，研讀課標后把握技術(shù)的核心本質(zhì)。需要剖析不同主題背后涉及技術(shù)教育的要求，并且根據(jù)這些基本要求和實際情況在課堂教學中加以提升和拓展［22］。如“在金屬中加入其他元素形成合金可以改變金屬材料的性能”可以通過列舉不同實例來體現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品的具體應用。并且，教師要善于幫助學生明晰技術(shù)活動中的技術(shù)問題，幫助學生理解技術(shù)操作的一般流程、技術(shù)產(chǎn)品及技術(shù)系統(tǒng)的使用和運作說明。教師可以有目的地引領(lǐng)與指導學生從具體事件中找出蘊含的技術(shù)問題，采用繪制流程圖的形式解釋整個技術(shù)操作，并給出相關(guān)使用規(guī)范和注意事項，以此加深學生對技術(shù)應用的認識，提高學生運用技術(shù)分析和解決實際技術(shù)問題的能力。

5.2 理解技術(shù)素養(yǎng)，創(chuàng)設與技術(shù)相關(guān)的教學情境

在情境中融入技術(shù)素養(yǎng)要求是課堂教學的重要途徑。在開展教學前，需要了解課標中的不同情境素材分別涉及了哪些技術(shù)，理解其中的技術(shù)原理與技術(shù)操作等知識，深入挖掘不同情境承載的技術(shù)情意。再明確本節(jié)課哪些內(nèi)容要融入技術(shù)素養(yǎng)，可以利用課標中真實的生產(chǎn)生活情境，并以文字、圖片、視頻等多種方式加以呈現(xiàn)［23］。如“碳及其化合物”知識主題的學習可以創(chuàng)設“碳單質(zhì)的研究進展”“我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展”“我國實現(xiàn)‘碳中和目標的措施”等情境，讓學生了解技術(shù)發(fā)展史中的重要事件、我國能源與資源開發(fā)利用的發(fā)展歷程、生態(tài)環(huán)境保護舉措，真切感受化學技術(shù)在社會生產(chǎn)中的廣泛應用，深刻體會國家的科學發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新。

5.3 組織技術(shù)活動，在技術(shù)實踐中開展技術(shù)評價

動手實踐是一種能充分發(fā)展學生技術(shù)能力的學習方式。教師應充分認識跨學科實踐活動對發(fā)展學生技術(shù)素養(yǎng)和發(fā)揮課程育人功能的重要性［24］，積極開展多種技術(shù)素養(yǎng)導向的跨學科實踐活動，注重學生綜合應用各學科知識歷經(jīng)完整的技術(shù)操作歷程，并對解決方案、實驗結(jié)果、項目作品進行理性反思與綜合評價。在探究過程中鼓勵學生有意識地使用信息技術(shù)分析、解決實際問題，綜合運用各種現(xiàn)代技術(shù)手段來獲取實驗證據(jù)［25］，提高自身的技術(shù)能力。除此之外，帶領(lǐng)學生參加與化學相關(guān)的職業(yè)體驗活動，讓學生認識、理解、評價實驗室和工廠中的技術(shù)價值，在實踐中提高自身的技術(shù)評價能力、問題解決意識及責任擔當，促進知、情、意、行的統(tǒng)一。

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