普通高中理科课程标准的适切性分析——基于社会发展的视域

万延岚 毕华林

( 1) 青岛大学化学化工学院，266071，山东青岛； 2) 山东师范大学化学化工与材料科学学院，250014，济南 )

纵观20世纪中期以来国际范围的历次理科课程改革可以看出，理科课程与社会发展始终是密切相关、相互影响的.理科课程对促进社会的发展和提高学生的科学素养具有重要价值，与此同时，社会发展要求和公民发展需求又不断对理科课程提出新的挑战.面对科学技术飞速发展以及日益加剧的环境、资源、能源等全球化危机，目前中学理科课程是否适应当今和未来社会发展的变化？是否有助于发展21世纪学生核心素养，使学生更好地在满足个人自我需要的同时，成功地融入未来社会，推动整个社会健康发展？[1]所有的这些问题共同指向了中学理科课程与社会发展的适切性问题.

作为理科课程的核心组成部分，课程标准规定了学校各门课程的性质、目标、内容框架，提出了教学和评价建议，是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是国家管理和评价课程的基础[2].对理科课程标准进行适切性研究具有重要意义.那么，适切于社会发展要求和学生发展需求的理科课程标准应该包含哪些重要内容？当前我国高中理科课程标准与社会发展的适切性现状如何，还存在哪些改善和提升的地方？本研究我们基于德尔菲法构建的“社会发展视域下中学理科课程适切性的内容模型”，运用内容分析法对我国高中物理、化学和生物课程标准进行深入详细的分析，以期对新一轮课程标准的修订和对理科课程改革提供建议和启示.

1 研究的理论框架

在对理科课程标准进行适切性分析之前，我们首先构建了本研究的理论框架.国际理科课程适切性研究的相关综述表明，课程适切性是一种主观判断，并且是不断发展的[3].因而要确定适切的理科课程内容，需要运用能够对社会发展和学生未来发展进行判断和预测的研究方法；同时，构建的适切内容应尽可能具有普遍性、权威性和可接受性，克服仁者见仁、智者见智的个体观点.基于上述需求，我们选择运用著名的专家预测法——德尔菲法(Delphi Method)进行理科课程适切性理论模型的构建.

具体地，我们邀请了来自全国26所高等院校的33名与科学领域相关的权威专家参与此次德尔菲法调查研究.他们涵盖了科学家、科学教育家、科学社会学家和科学哲学家四类群体，专家们社会经验丰富、具有较高的学术影响力，并且都非常关心我国的基础教育，可以说这个由33人组成的专家共同体给出的集体智慧具有较高的代表性、权威性和实践性.专家共同体在借鉴国际科学教育界相关研究成果的基础上，基于我国国情、社会发展动向和学生发展需求，对“为了培养学生适应未来社会发展，使学生走向社会后能有效地参与社会活动，积极分析和解决与科学技术相关的社会问题，成为一名合格的社会公民，中学阶段的理科课程应包含哪些重要的社会性科学主题、科学能力、情感态度和价值观？”这一核心问题进行了三轮迭代的判断，做出了有效决策和权威共识.根据专家共同体的作答，我们最终得出适切的中学理科课程应重点关注7项社会性科学主题、7项科学能力和6项价值观念.这三个维度的具体内容相互联系、相互影响，整合在一起共同构成了“社会发展视域下中学理科课程适切性的内容模型”(图1)，以此作为本研究的理论框架.其中每项社会性科学主题又具体包含多项二级主题，具体的35项二级社会性科学主题见表1；同时，我们对每种科学能力和价值观念条目的具体内涵，根据专家共同体的认识和表述进行了详细界定，从而指导之后的文本分析.

图1 社会发展视域下中学理科课程适切性的内容模型

一级社会性科学主题二级社会性科学主题一级社会性科学主题二级社会性科学主题环境问题生态系统资源能源生物技术全球气候变暖酸雨臭氧层耗竭海洋酸化水体污染陆地垃圾与太空垃圾土壤污染生物多样性丧失热带雨林与湿地的破坏不可再生、不能取代资源的耗竭与节约高效开采清洁能源的开发与利用全球淡水资源短缺和海水淡化海洋和太空资源的开发与利用太阳能的利用工业与生活废弃物的回收利用基因改良作物的利与弊克隆技术的伦理问题基因治疗与诊断新型材料安全健康科学本质纳米材料与技术高分子材料超导材料光电转换材料电磁辐射与人类健康核能的利用与核污染防治流行性疾病的危害与防治新药物和人工器官的研发抗生素的合理使用食品安全问题化学品的保存、处理与使用远离毒品和拒绝不良生活习惯科学知识的暂定性本质科学研究遵循基本的方法和规律,但不存在通用的、按部就班的科学方法科学建立在观察、实验证据、理性论证的基础之上,同时包含创造性活动和怀疑精神等科学观念受社会和文化背景影响科学史教育

在此需要特别说明的是，论文从社会发展的视域审视中学理科课程标准的适切性，主要是基于当前和未来社会发展所面临的挑战以及公民发展需求的角度切入的.然而，这不意味着与“以学生发展为本”的教育改革理念矛盾或相冲突.根据马克思主义关于“人的发展与社会发展的一致性”理论学说，人的发展与社会发展是内在统一的.毋庸置疑，理科教育以促进学生的发展为宗旨，但当前的理科教育培养的学生将成为未来的社会公民，如何培养学生适应并有能力促进未来社会的发展，则是理科教育需要认真思考的.因此，从社会发展的视域审视当前理科课程标准的适切性，符合社会发展的要求和教育改革的趋势，有利于促进学生科学素养的全面发展，提高学生适应未来社会生活、处理社会事务的能力.

2 研究方法和过程

基于“社会发展视域下中学理科课程适切性的内容模型”(以下简称“内容模型”)，我们运用内容分析法，对《普通高中物理课程标准(实验)》(以下简称《物理课程标准》)[4]、《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称《化学课程标准》)[5]、《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《生物课程标准》)[6]三个理科课程标准，在呈现35项社会性科学主题、7项科学能力和6项价值观念方面进行了全面、深入的分析.

在具体分析过程中，我们主要采用了“关键词”词频统计法和文本分析的方法.对“内容模型”中的各项条目在理科课程标准中进行“关键词”词频统计，可从整体上把握该项条目在课程标准中被关注的程度；采用文本分析法对每项条目在课程标准中的呈现进行分析，可具体了解各项条目是如何在课程标准中体现和要求的.下面以“资源能源”主题在《物理课程标准》中的呈现情况分析为例，简单介绍一下对每项条目的具体分析过程.

图2 高中理科课程标准与社会发展适切性的分析过程

首先，以“资源”和“能源”为关键词在《物理课程标准》中共检索到相关词频30次，这说明《物理课程标准》对资源能源主题较为关注.具体地，通过文本分析发现，选修1-2设置了独立的主题“能源与社会发展”，主要阐述了物理学技术和研究成果对人类开发和利用资源所产生的影响、能源的利用对社会发展和人类生活方式所带来的改变、以及能源利用所带来的环境污染问题；选修3-3设置了主题“能源与可持续发展”，对能源开发与利用过程中引发的问题以及应采取的对策进行了明确表述.可以看出，《物理课程标准》对“资源能源”主题的阐述突出了资源能源与环境保护和社会发展的相互联系.在内容标准中，《物理课程标准》涉及到了“自然资源的循环利用”、“太阳能的利用”和“生活废弃物的回收利用”等内容.标准在涉及这些内容的同时，不断引导学生“具有可持续发展的责任感和节约能源的意识”.除了明确提到太阳能、核能两种能源，《物理课程标准》中并没有涉及到其他具体资源和能源的描述，也没有涉及到人类社会所面临的能源危机问题.

上述是对理科课程标准具体分析的一个案例介绍.按照上面的分析过程，我们对“内容模型”中的每项条目在三个理科课程标准中的呈现情况均进行了类似分析.之后，为了便于比较和分析，我们按照三个理科课程标准对“内容模型”中各条目的呈现程度，对其进行了比较和总结(具体结果见表2和表3).为了降低个人的主观影响，此总结工作由两名研究者分别进行，最后评分者一致性信度达到96%，对不一致的地方由两名研究者进行认真讨论，直到达成一致.整个分析过程如图2所示.

3 文本分析结果

从整体上看，三个理科课程标准提出的课程理念和规定的课程内容都扎根于社会发展的背景中，充分考虑了理科课程与社会发展之间的相互联系，重视突出科学、技术与社会发展的互动关系，充分展示了科学对社会发展的积极促进作用以及引发的问题，立足于在社会发展的视域下传授理科课程知识、培养学生的科学能力和价值观念，从而提高学生的科学素养，培养学生成为适应当前和未来社会发展的现代公民.这一点我们可以从三个课程标准对“社会”这一核心词汇的提及次数(《物理课程标准》提到87次、《化学课程标准》提到51次、《生物课程标准》提到63次)来说明.需要说明的一点是，以“社会”为核心的检索词包括社会、社会发展、现代社会、人类社会、社会问题、社会生活、社会现象、社会意义等相关词语.具体地，高中理科课程标准在呈现社会性科学主题、体现科学能力和价值观念方面的适切性分析结果如下.

3.1社会性科学主题维度分析结果表2总结了“内容模型”中社会性科学主题在物理、化学和生物课程标准中呈现的统计情况.可以看出，《物理课程标准》对环境问题、安全健康、资源能源、新型材料、科学本质五个主题的部分内容进行了明确规定，但对“生态系统”和“生物技术”两个与生命科学有关的主题几乎没有涉及.类似的，《化学课程标准》除了没有涉及生态系统和生物技术主题外，对其他五个主题均有不同程度的提及，尤其是对资源能源和环境问题主题，标准明确呈现了“内容模型”中规定的这两个主题的大部分内容.《生物课程标准》中几乎没有呈现环境问题、资源能源和新型材料三个主题，较为关注生物技术、生态系统和安全健康主题.值得注意的是，三个课程标准对“科学本质”主题均只涉及了部分内容，而且更多地是采用隐性的呈现方式；同时，对科学知识的暂定性本质、科学研究不存在通用的按部就班的科学方法、科学研究包含创造性活动和怀疑精神等科学本质内容，三个理科课程标准并未明确提及.

表2 社会性科学主题在三个理科课程标准中的呈现情况

注释：○——几乎没有明确呈现“内容模型”中的内容(x<10%，x代表课程标准对“内容模型”中各项条目的呈现程度，下同),★——明确呈现“内容模型”中的部分内容(10% ≤x<50%),★★——明确呈现“内容模型”中的大部分内容(50% ≤x<90%),★★★——几乎明确呈现“内容模型”中的全部内容(x>90%).

3.2科学能力和价值观念维度分析结果表3总结了“内容模型”中科学能力和价值观念维度在高中物理、化学和生物课程标准中的呈现情况.从整体看，三个课程标准对“内容模型”中提出的科学能力和价值观念，都在不同程度上进行了关注和强调.特别的，三个课程标准对发现和提出问题的能力；搜集、分析、综合、评价、交流信息的能力；创新能力/思维；实验探究能力；社会参与和实践；实事求是的科学态度；社会责任感；团队参与、交流合作这八项条目的大部分内容都进行了呈现.相比而言，科学论证能力、运用科学术语进行表达的能力、批判性态度/思维、道德和伦理意识、规则意识五项条目，则在不同的课程标准中并没有得到充分全面的关注.

具体地，《物理课程标准》中关注较薄弱的是批判性态度/思维、道德和伦理意识、规则意识三项条目.关于这三项条目的关键词，如“批判性态度”、“批判性思维”、“道德”、“伦理”、“规则”等术语，《物理课程标准》中并没有明确呈现，只是对其相关内容有很少的提及；《化学课程标准》对科学论证能力、运用科学术语进行表达的能力、道德和伦理意识以及规则意识四项条目的内容关注较少，虽然都有所涉及，但涉及内容量非常少且较不明确；《生物课程标准》对各项科学能力和价值观念都体现较全面，但对规则意识的相关内容提及较少.

表3 科学能力和价值观念在理科课程标准中的呈现情况

注释：★——明确呈现“内容模型”中的部分内容(x<50%),★★——明确呈现“内容模型”中的大部分内容(50% ≤x<90%),★★★——几乎明确呈现“内容模型”中的全部内容(x>90%).

4 结 语

通过前面的分析，我们可以看出，普通高中理科课程标准在适应社会发展和培养适应社会发展的未来公民方面，总体来说是比较适切的，标准对“内容模型”中包含的社会性科学主题、科学能力和价值观念三个维度的相关内容都进行了不同程度地涉及.具体地，通过对高中理科课程标准的适切性分析，我们可以得出以下结论和启示.

4.1理科课程标准应加强对社会发展动向和重大社会议题的关注当前的理科课程培养的学生是未来社会的公民.中学生在走出校园、走向社会之后，不仅应能够从容地应对个人生活，也肩负着保卫国家安全、促进社会和谐发展的使命.因而，中学理科课程标准在规定学科核心概念和原理、关注学生社会生活经验的同时，也应加强对社会发展动向和重大社会议题的关注，培养学生树立全球视野和大局意识.社会性科学主题维度中的海洋酸化、太空垃圾、太空资源、热带雨林与湿地的破坏、超导材料、光电转换材料这些内容在当前高中理科课程标准中并没有进行涉及，可以看出，这些内容有一个共同点，即都与学生的日常生活经验相距较远.然而，这些内容虽然在一定程度上远离学生的日常生活经验，但却是当前和未来社会发展所面临的巨大挑战，这些挑战如果被积极应对和利用，将会变成人类社会发展的机遇和动力，如对太空资源、新型材料等的利用；但有些挑战一旦突破地球所能承载的限度，如海洋酸化、太空垃圾、雨林和湿地的破坏等，将对人类带来不可预估的灾难，这是全世界需要共同应对的挑战.因而，这些主题的相关内容需要结合特定的学科知识，在理科课程标准中给予一定关注和体现.

4.2理科课程标准应加强对科学本质内容的显性呈现对于科学本质主题，三个理科课程标准都没有对其进行明确的关注，其中《物理课程标准》中没有提及“科学本质”这个术语，《化学课程标准》对这个术语提到了两次，《生物课程标准》对“科学的本质”这一术语提到了三次，这需要引起我们的思考和关注.“一个受过教育的现代公民，应该理解科学事业的特征，这已成为一种强烈的共识”[7].在当今科学技术迅猛发展的社会背景下，理科课程更应该重视引导学生正确认识科学事业(包括怀疑、调查、质问、数据收集和分析等)，理解科学的本质.目前，对科学本质的理解已作为国际中小学理科教育一个重要的学习结果而被关注，如美国的《K-12科学教育框架》和《下一代科学教育标准》(NGSS)中都对科学本质进行了特别强调，其中NGSS中将“科学本质”作为一个独立的模块进行了阐述，并且规定了对科学本质的基本理解，以及学生在不同年级应该理解的科学本质的内容[8].

不可否认，三个理科课程标准中都对体现科学本质教育的内容——科学探究和科学史进行了大量涉及，但有关科学本质的具体内容却是作为隐性方式蕴含在其中而进行体现的，尤其是对科学知识的暂定性本质、科学研究不存在通用的按部就班的科学方法、科学研究包含创造性活动和怀疑精神等科学本质内容，如果在课程标准中不提出明确的要求、进行深入分析挖掘，便无法对其进行充分认识，更难以在理科教材编制、教学活动中得以充分体现.当然，强调理科课程标准应对科学本质主题进行明确、显性的呈现，并不意味着可以将科学本质的内容作为具体知识进行简单传授，有关科学本质教学和学习的研究表明，教授科学本质最有效的方式不是教师为学生陈述什么是科学本质，而应该让学生在积极的科学实践中领悟和理解科学本质[9].

4.3理科课程标准应重视对学生创新能力、道德和伦理意识及规则意识的培养虽然三个理科课程标准中都对“创新”进行了关注和强调，但都是使用了“创新精神”或“创新意识”这样的表述，而没有提及“创新能力”或“创新思维”.虽然这些词语都表示“创新”，但不同的表述对于教学实践会有不同的导向，“精神”或“意识”更多属于价值观层面，在教学中需要熏陶或潜移默化，但“能力”或“思维”却属于智能层面，在教学中需要进行锻炼和实践.在充满竞争的全球化时代，创新是制胜的关键，因而在德尔菲研究中，“创新”一直作为一种能力或思维被专家共同体强调.因此，在理科课程标准中应该将“创新”作为一种思维和能力来进行规定和要求.

道德观念指导并支配着人类的行为活动，而人类的各项行为活动又是在规则和规律的规范中进行的.作为约束和支配人类行为活动的两种重要的价值观念——道德和伦理意识、规则意识，在三个理科课程标准中却没有得到较好的关注和渗透.道德和伦理意识除了在《生物课程标准》中被强调外，在物理和化学课程标准中却很少的涉及.然而事实上，并不仅仅在生物技术领域涉及到道德和伦理意识，社会生活中的每一项社会活动都涉及到道德和伦理的内容，例如与环境问题、食品安全问题相关的领域，其决策的做出通常是与道德和伦理的底线做较量.同样地，规则也是公民在社会活动，尤其是社会决策中时刻会触碰到的领域，小到科学探究中的操作规范，大到公民社会活动中的法律法规，规则意识约束和保护着人们的各个方面，而三个高中理科课程标准对规则意识的体现非常薄弱.科学不是中立的，科学研究和科学产品的使用过程是在社会的背景中进行的，很多时候人们需要在成本、风险、利益之间做出取舍和决策，这些离不开伦理道德和规则意识的约束.因而，适切的理科课程标准需要对这两方面进行特别关注和强调.

4.4理科课程标准应明确阐述科学能力和价值观念的教育内涵在进行科学能力和价值观念维度各条目的分析中，我们发现有些条目的具体内涵在三个理科课程标准中很少被关注，如标准对“引导学生从自然现象和理论分析中发现并提出问题”关注较少；比较关注学生收集信息的能力，而对选择、评价信息的能力提及较少；科学论证能力中对“发现别人观点中存在的问题”、“通过辩论、争辩等形式对观点进行辩驳”、“尊重对方保留自己意见的权利”等方面较少关注；团队参与、交流合作中，对“尊重他人观点”、“共享团队成果和荣誉”方面的呈现较为薄弱，等等.这些科学能力和价值观念的内涵应该在理科课程标准中更加全面、具体地呈现.

此外，一些科学能力和价值观念，如创新能力、实事求是的科学态度等，课程标准中对这些内容的强调不应仅仅停留在对其条目名称的强调上，标签化的阐述不利于对具体的教学和评价进行指导.理科课程标准应对这些条目的具体内涵，以及体现这些条目的具体情境，进行更加深入明确的阐述.

4.5理科课程标准应加强学科间的联系，统筹安排理科课程内容从表2可以看出，一方面，大多数社会性科学主题(除生态系统和生物技术外)，在两个或三个理科课程标准中都进行了呈现；另一方面，还有一部分缺失的主题在三个理科课程标准中均没有被涉及.这给我们许多思考和启示.首先，同一个社会性主题可以在不同学科中有所体现，这意味着一个社会性科学主题可以承载不同的科学内容，也意味着每门课程应从各自学科的视角来呈现和分析这个社会性科学主题，同时要考虑学科横向之间的进阶问题.因而，一个科学主题要想全面深入地被学生认识和理解，就需要各个理科课程共同对其挖掘和规定.其次，缺失的那些主题(如太空资源、太空垃圾等)或许并非没有引起学科专家们的重视，而且恰巧落在了物理、化学、生物三门学科的交叉区，倘若交叉区未被协调好就会被边缘化成为盲区，从而在三个理科课程标准中都没有被涉及.

其实，科学本就是一个整体，分科进行传授只是因为学校教育的需求.因此，各理科课程标准之间应该加强学科之间的横向联系，在突出各自学科特色的基础上，统筹安排理科课程内容.