人教版普通高中新旧教科书中科学家素材统计分析

王无限 张仿刚 朱思光

摘要：从教材选取科学家的数量比较、国籍比较、时代划分、成果类别、栏目呈现5个方面对人教版《普通高中教科书》（2019年版）和《普通高中课程标准实验教科书》（2007年版）中的科学家素材进行了统计分析，并得出有关教育价值的结论与启示，为广大教师准确理解素材蕴含的核心素养与深刻挖掘科学家的教育功能提供参考。

关键词：国籍比较;时代划分;成果类别;栏目呈现;科学家精神

文章编号：1008-0546（2021）09-0069-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2021.09.018

科学家不仅为人类科技以及文明的发展做出了巨大贡献，其成长历程、研究方法和思维方式也是人类科技事业的一笔巨大精神财富。习近平总书记指出“科学成就离不开精神支撑，科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富”[1]。因此，教科书引入科学家素材，对发展学生核心素养和形成正确价值观意义重大。本文从不同角度对人教版《普通高中教科书》（2019年版）和《普通高中课程标准实验教科书》（2007年版）中的科学家素材进行统计，利用Microsoft Excel转换成数据图表，结合对应的《高中化学课程标准》，分析比较科学家的不同特征，挖掘科学家素材的教育价值。

一、统计范畴

在教材选取方面，对人教版两种版本化学教科书相同的五个模块（见表1）进行分析（以下简称“旧版”、“新版”）。前者依据的是2003年版《普通高中化学课程标准（实验）》（以下简称“旧课程标准”）编写，后者依据的是《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课程标准”）编写。

科学家选取方面，根据《现代汉语词典》对“科学家”一词的解释是“从事科学研究工作有一定成就的人”，选取了教材中出现且体现在自然科学领域从事研究且取得一定成就的人，如物理学家、化学家、生物学家等等。

二、统计分析

1.数量比较

对比两种版本化学教科书科学家人数（见表2）可以明显看出，新版教科书呈现的科学家数量88人，比旧版（49人）增幅达80%。通过大量的引入科学家的研究历史和研究成果，充分体现了新课程标准中“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”等化学核心素养，特别是体现了新课程标准中“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势，引导学生进一步学习化学的基本原理和方法，形成化学学科的核心观念”[2]和“严谨求实的科学态度，具有探索未知崇尚真理的意识”[3-4]。另外，在外国科学家的中文译名基础上注有外文名称和生（卒）年等细微信息上新版教科书也是明显增多，这些细节充分体现了编写者的严谨态度和对科学家们的应有尊重。

具体到课程模块系列，以出现科学家的人次为统计标准，详细见表3。

对比发现，在“必修”模块中新版教科书科学家的数量和占比增幅最大，其次是“化学反应原理”部分;“有机化学基础”部分数量虽然增加，但占比略有减少;“物质结构与性质”部分数量略有增加，但占比减少最明显。这一方面体现了“必修”模块在高中化学课程中的重要地位，另一方面说明了在不同的化学领域科学家研究发展的水平呈现出不均衡的现象。如在“物质结构与性质”领域科学家数量均比其他领域多，印证了化学作为一门自然科学，是基于“19世纪中叶元素周期律的发现，分子结构学说的提出，以及20世纪初以来原子结构奥秘的逐步揭示，使人们对物质及其变化本质的认识发生了飞跃”[5]。

2.国籍比较

根据一般世界各国科学研究水平和教科书实际，本研究将国籍划分为：中国、美国、英国、德国、法国、俄国、欧洲其他国家和亚洲其他国家，对比情况见图1。

对比发现，与旧版教科书相比，除俄国外，新教科书各国科学家人数都有明显增加，这有利于引导当代中学生向世界各国科学家学习的意识，树立迎难而上、为国争光的信念。特别是中国（包括古代）科学家的人数增加最多，如侯德榜、吴蕴初、徐光宪和屠呦呦等近现代爱国科学家名列其中，这充分体现了我国近现代科技水平得到了明显提高，增强了学生的民族自豪感，同时充分说明了“爱国是科学家精神的第一要义[6]”，新教材注重挖掘中国智慧和技术创新思想，展现中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献，有助于激发学生的爱国热情、增强民族自信、厚植爱国主義情怀，培养学生为中华民族伟大复兴而奋斗的责任感和使命感。

3.时代划分

根据常见研究惯例，本研究将科学家所处时代划分为古代（约17世纪中期以前）、近代（17世纪中期到20世纪中期）和现代（20世纪中期至今）三个部分，两种版本化学教科书科学家所处时代对比情况见图2。

对比发现，近代科学家数量在新旧两版教科书中都是最多的，这说明“近代”在科学发展的历史阶段上是辉煌的一页。但与旧版教科书相比，新版教科书中现代科学家数量所占比例明显增加，注重了化学发展的前沿成就，以屠呦呦（1930-）、黑格（A.J.Heeger，1936-）、马克迪尔米德（A.G.MacDiarmid，1927-）、白川英树（Shirakawa，1936-）和科里（E.J.Corey，1928-）等一批健在的诺贝尔奖获得者为代表的现代科学家及其成就出现在新版教材中。这一方面证明了化学是一门有着长久生命力的自然科学，必将为人类的发展和福祉做出持久的贡献，另一方面，也为当代中学生树立远大理想、勇攀高峰、献身科学起到积极的引导作用。

4.成果类别

科学家对人类和社会发展的贡献标志之一就是研究成果，参考常见文献研究方法，本研究将科学家的成果类别划分为理论、定律、物质、方法、设备及其他，对比分析两种版本教科书科学家成果类型，结果见图3。

对比分析以上图表发现，两种版本教科书中研究成果的类型最多的都是对物质的研究，包括发现新物质，或对已有物质的结构或性质的进一步研究，如“18世纪70年代瑞典化学家舍勒用浓盐酸与软锰矿反应制得氯气”“德国化学家凯库勒提出苯的单双键交替结构”等等。其次是对理论的研究，即在观察基础上经过思维加工而形成的学说体系，如“英国科学家道尔顿1803年提出原子学说”“英国化学家弗兰克兰1852年提出化合价的概念”等等。再次就是合成与制备物质的方法的研究，如“1909年德国化学家哈伯发现了具备工业化生产合成氨的方法”“1943年侯德榜发明联合制碱法”等等，在新版教科书中这类研究成果明显增多（占24.07%），凸显了突出科学方法的导引作用。

5.栏目呈现

为体现不同的学习功能和增加可读性，两种版本的教科书除正文和注释外，都设置了较为丰富的栏目，为方便研究，本文将诸多栏目划分为“活动类栏目”“知识类栏目”和“测评类栏目”3种类型，统计情况见表4。

从栏目设置来看，两种版本大同小异，但新版教科书在“活动类栏目”中更加丰富些，如“化学与职业”渗透了职业生涯规划教育知识，引导学生职业发展。“方法导引”体现了新课程标准提出的“要求学生形成化学学科的思想和方法[7]”等化学核心素养。同时从呈现形式上来看，新版教科书更加注重图文并茂，特别是科学家的肖像更加丰富，插图精美，增加了可读性，相比旧版本教科书，新版本更加富有人文气息。

基于上述栏目分类方法，笔者对比统计了两种版本教科书中不同呈现位置科学家的分布情况，详见图4。

对比发现，在“知识类栏目”中新旧两版教科书中科学家数量均最多，占比均在60%以上;其次是“正文”部分，占比均在28%左右。“注释”作为正文的补充，出现都很少（5%-6%）。与旧版本教科书相比，新版本教科书中“测评类栏目”和“活动类栏目”中也出现了科学家的身影，如在必修第一册106页“练习与应用”栏目中第8题介绍了“1875年法国化学家布瓦博德朗发现元素镓，进一步印证了门捷列夫的预言”的知识，作为情景素材让学生撰写论文和研究报告，体现了“科学态度与社会责任”的核心素养，进一步揭示了化学学习更高层次的价值追求[8]。

三、教育价值

在学生的成长过程中，教科书中科学家的形象和事迹发挥着不可替代的作用。學生对科学的认识和热爱，很大程度上源于教科书中科学家形象的影响。通过对比分析两种版本高中化学教科书中科学家的信息，对广大教师正确理解和使用科学家素材提出以下建议：

第一，突显科学家素材蕴含的德育功能[9]。首先是大力挖掘教科书中科学家素材教材的所蕴含的科学家精神，如氯气的发现经过了舍勒、戴维等数位科学家长达三十多年的不懈探索，这体现了科学家创新、求实的科学态度以及真理面前人人平等的科学信念;其次是服务祖国、为国增光的爱国主义情感，例如我国科学家侯德榜、徐光宪、屠呦呦的贡献等，这些都是爱国主义的良好素材;最后是集智攻关、团结协作的协同精神，如身为诺贝尔奖得主，屠呦呦不是孤身奋战，而是融人了团队，取得的成果是大家共同努力的结果，科研协作意识是新时代科技攻关的必备素质。

第二，挖掘科学家素材体现的核心素养。从前面的诸多对比可以明显看出，新版本人教版教科书更多地融入了新课程标准的“核心素养”理念。如在“选择性必修1·化学反应原理”第47页“科学·技术·社会”栏目中介绍了合成氨的内容，以近1500字的篇幅介绍了合成氨从理论到实践再到大规模利用的科学史：哈伯（F.Haber，1868-1934）因发明用氮气和氢气合成氨的方法获得1918年诺贝尔化学奖;博施（C.Bosch，1874-1940）因开发合成氨采用的高压方法，而获得了1931年诺贝尔化学奖。2016年中国科学院大连化学物理研究所的研究团队，研制了一种新型催化剂，将合成氨的温度压强分别降到了350℃，1MPa，为发展更加节能的催化剂提供了新的思路。以上素材内化了“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”等化学核心素养，这需要广大教师在实际教学中充分挖掘。

第三，创设融入科学家素材的教学情境。教科书中的科学家信息为教师教学和学生学习提供了丰富的正面的情境素材，如在“必修·第一册”第92页“科学史话”栏目中介绍了“元素周期表的发现”，通过介绍元素周期表从发现到不断完善的过程，让学生深刻感受到科学家不懈努力、勇于挑战、追求完美的精神，学习到分类和归纳等研究方法。在教学实际中，广大教师要不断尝试，积极创设真实的教学情境，从科学观念、科学方法、科学态度与创新精神等方面积极发展学生的学科核心素养。

参考文献

[1] http： //cpc.people.com.cn/nl/2020/0911/c64094-3 185 8756.html习近平在科学家座谈会上的讲话

[2][7][8]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[s].北京：人民教育出版社，2020

[3]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003

[4][6]大力弘扬科学家精神——论学习贯彻习近平总书记在科学家座谈会上重要讲话[N].人民日报，2020-9-16

[5]化学课程教材研究发展中心.普通高中教科书（化学必修第一册）[M].北京：人民教育出版社，2020

[9]王晶.融合学科核心素养的高中化学教科书编制——简析人教版《普通高中教科书化学·必修》的变化特点[J].中学化学教学参考，2019（15）：1-4

*本文系山东省教育教学研究规划课题项目“基于学科融合的高中STEM课程开发与实践研究”（编号：2020JXY339）阶段性研究成果。