沪科版必修教材中的生态文明教育内容建构分析

胡乐萌

摘要： 生态文明建设是关乎中华民族永续发展的根本大计，在日常教学中培育学生的生态文明素养具有重大意义。以沪科版高中化学必修教材为研究对象，从“生态文明知识”“生态道德意识”和“生态保护行为”3个维度设计教材分析框架，通过编码数据统计和案例分析，揭示沪科版必修教材在生态文明教育方面的编写特色，为教师在日常教学中落实生态文明教育提供建议和依据。

关键词： 生态文明教育； 生态文明素养； 沪科版必修教材； 立德树人

文章编号： 1005-6629（2023）03-0005-05

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

2021年11月11日，中国共产党第十九届中央委员会第六次全体会议审议通过了《中共中央关于党的百年奋斗重大成就和历史经验的决议》（以下简称“决议”），“决议”提出：“生态文明建设是关乎中华民族永续发展的根本大计。必须像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境，更加自觉地推进绿色发展、循环发展、低碳发展，坚持走生态良好的文明发展道路。”

人类社会从工业革命开始进入到高速发展的时期，化工产业的发展在为人类创造缤纷多彩的物质世界的同时，也因过度的开采与消耗、肆意的排放与污染给地球生态造成了诸多破坏。为了建立人与自然和谐共生的生态文明，亟需新能源和新材料的开发，而监测环境质量、治理环境污染也都离不开化学。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）中提出要培养学生的环保意识，激励学生积极参与生态文明建设活动，为建设美丽家园贡献力量［1］。于2021年秋季在上海各高中推行使用的沪科版高中化学必修教材指出，化学在保护人类赖以生存的环境中肩负着重要的责任，其中融入诸多生态文明教育的情境素材，为发展学生“科学态度和社会责任”的化学学科核心素养提供了重要依据，彰显化学的社会价值，引导学生感受、赞赏、正确理解化学［2］。

1  生态文明素养的内涵

美国环境学家罗斯［3］提出环境素养是人类保护环境的意愿、能力、决心及行为，由此迭代而成的生态文明素养在环境学和社会学层面上的研究已比较全面，是将“生态文明”与“素养”的有机结合，即个体通过学习，逐步形成对以人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循环关系的敬畏之心和可持續发展、持续繁荣的理论知识的认知，并在日常将生态文明践行为一种良好习惯［4］。王辉［5］提出生态文明素养的三部曲是了解生态系统中物物的联系，产生积极的态度，并用行动表现出来。

生态文明素养可以用“知、情、意、行”四个字概况，“知”即生态文明知识，是对生态环境所涉各个学科知识的认知，是基础和前提；“情”是对大自然的热爱，是对生态文明在情感态度上的接纳，“意”是形成较稳定的生态价值观、伦理观，具备生态信念和生态意志，“情”和“意”都是要求在意识层面形成生态文明素养的主观能动性，从而持续推动生态文明行为，可以统一为生态道德意识，即对生态环境及其保护的认识水平，为保护生态环境而调整自身行为和参与有关实践的自觉程度与行为倾向；“行”即生态保护行为，指在私人或公共领域、日常生活或职业活动中实施的以维护或改善生态环境为目的的实践活动［6］。生态文明素养要求个体在生态道德意识的驱动下，利用掌握的生态文明知识践行生态保护行为［7］，如图1所示。

2  沪科版必修教材中生态文明教育内容的分析框架设计

“课程标准”要求学生能运用所学知识分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估；在实验探究及化工生产中遵守原子经济性、节能环保、循环利用、保护环境等原则；能依据“绿色化学”思想对某一个化工生产过程进行分析，权衡利弊，作出合理的决策；能针对某些化学工艺设计存在的各种问题，提出处理或解决问题的具体方案。

要培养学生的生态文明素养，就需要通过开展生态文明教育，引导学生关注生态环境，树立正确的生态文明观。本研究以沪科版必修教材中的生态文明教育内容为研究对象，以发展学生生态文明素养的“生态道德意识”“生态文明知识”和“生态保护行为”三个维度设计分析框架，并对教材文本进行编码和统计分析，探讨生态文明教育的开展方式。

王祖浩等［8］将教科书中与生态文明教育内涵相关的“绿色发展”内容划分成“循环利用、治理污染、清洁能源、回收降解、生态安全、节约资源、绿色消费、成本意识”这8个构成要素。王世存等［9］提出了“清洁能源、污染治理、资源国情、材料技术、生态规律、绿色实验、知识应用、生态职业、政策法规”这9种生态文明素材类型，并对其内涵进行了诠释。本研究结合以上文献与教材，将生态文明素养的三个维度进一步细分为二级维度，综合构建分析框架。

2.1  生态道德意识

对生态文明重要性的认识，是生态文明教育的重要前提［10］；对生态问题成因的理解，是深入推进生态文明教育的关键。“科学态度与社会责任”这一学科核心素养要求学生能主动关心与环境保护、资源开发等有关的社会热点问题；形成人与环境和谐共处、合理利用自然资源和“绿色化学”的环保观念，这从“生态道德意识”的维度确立了生态文明教育的指导思想。生态道德意识可进一步划分为“生态问题现状”“‘绿色化学观念”和“环境保护意义”3个二级维度。

2.2  生态文明知识

作为生态文明教育的载体，沪科版必修教材中的氯、硫、氮等元素化合物性质、对自然资源进行综合利用的化工生产工艺及条件选择、化学反应中的能量转化方式及燃料燃烧效率等化学学科知识为学生提供了生态环境常识、生态资源国情、维护生态平衡和可持续发展等所必须的“生态文明知识”。掌握生态文明知识有助于强化学生生态道德意识，又可指导生态保护行为的设计与实施。生态文明知识可进一步划分为“物质性质知识”“化学原理知识”和“资源国情知识”3个二级维度。

2.3  生态保护行为

生态保护行为既是生态道德意识的实践体现，又是生态文明教育的最终目标。化工生产具有承载化学学科知识、实验操作技术应用、多学科融合的作用，体现化学的学科价值［11］。化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，也是科学探究的一种重要实践途径。“课程标准”明确指出化学实验对于全面发展学生的学科核心素养具有重要作用。化学实验和化工生产是生态文明的实践场景，因此将生态保护行为进一步划分为“安全环保实验”和“绿色生产方式”2个二级维度。

综上形成了适用于沪科版必修教材中生态文明教育内容的分析框架。

3  分析程序

本研究首先采用内容分析法梳理了沪科版必修教材的内容，整理出与生态文明教育相关的段落58处；接着，运用上述分析框架对相关段落逐一进行指标编码；最后，根据编码结果分析生态文明教育在教材中的分布特点、规律及教学功能。

为便于理解段落划分和编码的方法，使研究更具操作性和可靠性，以下从文本呈现方式和编码规则等角度举例说明。

教材中的生态文明教育内容以外显型的呈现方式为主，这有利于学生直观地理解化学学科在构建生态文明中的重要作用。以图2所示教材“3.3硫循环和氮循环”一节中涉及生态文明教育的语段为例，教材以“建立人与自然的和谐共生”为标题，在第一段中提出的“硫、氮、碳等元素的循环和平衡”是分析“气候变暖、资源减少、臭氧层破坏、生物多样性减少、土地荒漠化”等生态问题现状所需的物质性质背景知识，而“开发新能源和新技术，尽可能减少人为的二氧化硫和氮氧化物大量排放”是建立人与自然和谐共生的生态文明所需采取的绿色生产方式。第二段则详述了生态文明和环境保护的意义，引导学生认识物质及其变化对环境的影响，依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施，体会化学对环境保护的重要性。该示例可划分成4个编码段落，每个段落对应一个生态文明素养维度。

丰富的图片内容既可拓展学生的科学视野，又可激发学生的学习兴趣。图片的使用可以将抽象概念形象化、直观化、生活化，沪科版必修教材中选编了丰富的图片素材，用以呈现生态文明教育内容。

例如，在元素化合物性质的相关章节中，教材将实验探究装置和方案以图片的形式呈现（见图3），并设计了诸如在封管装置中探究二氧化硫的漂白性（a），利用三通阀装置储存并检验电解饱和食盐水实验中阳极产生的氯气（b），在塑料瓶中观察氨气与氯化氢气体反应生成氯化铵的现象（c）等安全环保实验装置。实验方案与装置的设计需要以实验中所用物质的具体性质为依据，而内隐于实验装置中的生态文明思想可通过比较、讨论等活动使学生自发获得，相较于简单的描述、告知等教学方式，更有利于学生发自内心地认同和践行。这里将一幅实验图片及其介绍文字合并划分为一个编码段落，同时涵盖生态文明素养的全部3个维度。

不同呈现方式的段落分布统计见表1。

4  沪科版必修教材中生态文明教育内容的分析

以前述分析框架和分析程序对沪科版必修教材中的生态文明教育内容进行分析编码，得到统计结果见表2。

4.1  生态道德意识

随着对环境与可持续发展问题成因的研究，人们逐渐认识到生态问题出现的根源并不在于技术层面，而是如何正确利用科学技术的价值观问题，即是否具备生态道德意识［12］。从分布上来看，虽然以生态问题现状为情境素材可以引导学生将学科知识用于分析环境污染事件的成因、提出治理污染的措施，以史为鉴，深刻理解生态文明建设的重要意义，但为避免给学生造成化学的发展只会对生态环境造成负面影响的印象，教材并未过度强化生态问题（19.0%）的严重性，而是更多地以化学在建立人与自然和谐共生的生态文明中的正面作用引导学生建立“绿色化学”观念（41.4%）。对环境保护意义的阐释多见于绪言或章节引言中，具有提纲挈领的作用，故出现频次较少（12.1%）。

4.2  生态文明知识

统计发现，物质性质知识这个二级维度占比最高，接近一半。生态文明教育不能仅停留于简单的说教，教材以氯、硫、氮等元素及其重要化合物的主要性质为载体，引导学生认识这些物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。例如，教材提出过氧化氢有绿色氧化剂之称，可以此引导学生展开思考与讨论，从过氧化氢的还原产物为水，过量的过氧化氢易分解为水和氧气两个角度分析使用过氧化氢做氧化剂的“绿色”之处，认识在生產、生活中选择对生态环境友好的物质的重要意义。

教材结合工业制硫酸、侯氏制碱法和石油化工等具体实例引导学生认同在化学反应原理、化学技术的应用中践行“绿色化学”的理念，尝试评价与设计节能环保、清洁生产等化工生产工艺，落实生态文明教育的要求。但必修教材受限于其认知难度的要求，更侧重于对物质性质等事实性知识的介绍，而对化学原理等理论性知识介绍较少，仅限于氧化还原反应、离子反应、化学反应中的能量变化等概念或原理，故对应生态文明教育的化学原理知识出现频次不高（12.1%）。

开发自然资源和有效利用能源是世界发展和经济增长最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。在资源和能源的开采、提取、冶炼和利用过程中往往会对地质生态造成破坏、引起温室效应，造成生态环境的破坏。教材第5章第3节“化学变化中的能量变化”系统分析了物质在发生化学变化过程中能量的转化方式，同时在分析了化石燃料的能量转化方式之后，提出了寻找化石燃料的可替代能源，开发新型的清洁能源的迫切需求和现今的技术发展。

4.3  生态保护行为

以实验操作和工业生产为载体融入生态文明教育的相关内容可以使生态文明教育摆脱纸面，在具体的实践中体验和感知。在相关段落中，有直接给出具体的操作或行为方式，也有在对已暴露出的生态问题的分析中，引导学生主动运用所学的化学知识和方法解决生产中简单的化学问题，分析和讨论化工生产中的“绿色化学”思想。

例如，教材第1章第3节“化学中常用的实验方法”提出了“物质的制备”“物质的分离与提纯”和“物质的检验”三个环节中需要遵循的“绿色实验”原则，在设计物质制备的方案时要选择更加绿色的制备原理，避免有毒有害原料的使用，以更温和的实验条件达到实验目的等。

教材第6章第3节“化工生产”以硫酸工业生产为例，介绍了环保理念对生产工艺各个环节的指导意义，如在原料的选择上，提出传统的以硫铁矿为原料的生产工艺存在工业“三废”（废气、废液、废渣）治理成本大、能耗高、硫元素利用率低等问题，以硫黄代替可避免上述问题，而利用冶炼金属硫化矿中产生的含二氧化硫的冶炼烟气既避免了其直接排放造成的环境污染，又充分利用了硫资源。只有不断优化工业生产技术、提高生产装备水平，淘汰落后的产能，才能实现生产方式的可持续发展。

5  利用沪科版必修教材开展生态文明教育的实施建议

沪科版必修教材在发展学生学科核心素养的同时，也将生态文明教育渗透于方方面面。这既是化学学科价值的体现，也是承载党的教育方针和教育思想，在立德树人过程中的价值体现。在生态文明教育中，除了落实学生对生态文明知识的掌握，更加重要的是树立生态文明道德与价值观，并能将其应用于日常生态保护的实践行动中。

5.1  注重培养具备发展观的生态道德意识

唯物辩证法认为无论是自然界、人类社会还是人的思维都是在不断地运动、变化和发展的，化学的发展对生态环境的影响也是不断发展的。虽然教材中提供了一些化学与环境关系的历史事件素材，如“1943年美国洛杉矶的光化学烟雾事件”“酸雨的发现”等，但在教学中，教师切勿过多以历史上的污染性事件来吸引学生的眼球，而是应注重与时俱进和正面导向，引导学生关注化学在治理污染、解决生态问题中所发挥的重要功能，了解我国在生态文明建设中的战略与举措，如在世界上率先提出“碳达峰”“碳中和”时间表的举措中所体现出的大国责任。教师可通过对生态文明现状的介绍，使学生认识到化学是一把双刃剑，在不正确的生态价值观的指导下，会给地球生态造成难以挽回的破坏，进而激发其生态危机感，树立保护生态环境的责任感，最后产生探究相关生态文明知识和技能的渴望。

5.2  优化化学学科知识与生态文明知识的融合

以“课程标准”为编写依据的沪科版必修教材作为开展生态文明教育的重要媒介，为教师在日常教学中培育学生的生态文明素养提供了丰富的情境素材与活动指导。教师可以在深度理解生态文明教育内涵的基础上，在教材的学科知识框架上自然嫁接与生长出生态文明知识，使生态文明教育在日常的课堂教学中既不喧宾夺主，又不流于形式。例如，在学习“7.2不饱和烃”中乙烯的加聚反应时，可通过对塑料发展历程的介绍，如从难降解的聚乙烯到易降解的聚乳酸的材料升级，引导学生辩证看待各类材料的利弊，认识到开发新材料对保护生态环境、提高生活质量的积极作用，又能通过比较有机高分子材料的性能和功能与单体的差异，加强对加聚反应中的断键成键原理及微观结构变化与宏观性质改变之间的关系的理解。

5.3  在生态文明实践中内化生态文明素养

教材受其形式所限，只能以文字或图片形式呈现生态文明教育内容，教师在利用教材进行教学时，可进一步挖掘形式丰富多样的教育资源，设计创新的教学实践活动，选择实验室、工厂、公园、博物馆等场所，在亲身实践中内化生态文明素养。例如，在硫酸工业生产的教學中，教师可带领学生参观工厂生产车间，以探究性和启发性的问题，引导学生结合化学反应速率和化学平衡等化学原理对催化剂和反应条件不断优化，以提高硫元素的利用率，降低生产中的能耗，减少对环境的破坏。这种以生态保护作为思考方向和设计依据的探究实践活动，可以充分发挥学生提升自身环保意识、参与生态保护评价与实践的主观能动性，并在实践活动中获得更切身的体验。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部制定. 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.

［2］沪科版高中化学教材编写组. 沪科版高中化学必修教材的编制策略与特色分析［J］. 化学教学，2021， （10）： 3～9.

［3］胡朝兰. 高中地理提升学生生态文明素养的实践路径［D］. 石家庄市：河北师范大学硕士学位论文， 2019.

［4］焦会银. 生态文明素养意蕴及其培育路径［J］. 中国教育科学（中英文）， 2020， 3（5）： 103～110.

［5］王辉. 环境素养与生态素养［J］. 科学时代， 1997， （1）： 25～26.

［6］国家化学课程标准研制组. 义务教育课程标准实验教科书·化学［M］. 上海： 上海教育出版社， 2001.

［7］张军霞. 关于小学科学教材中生态文明教育的思考［J］. 课程·教材·教法，2020， 40（6）： 122～128.

［8］樊艺蕾， 王祖浩. 中美高中化学教科书中“绿色发展”内容建构方式的比较研究［J］. 化学教育（中英文），2020， 41（17）： 15～20.

［9］范韦芳， 王世存. 高中化学教科书中的生态文明教育内容建构——以人教版和鲁科版必修部分为例［J］. 化学教学，2021， （11）： 20～24+36.

［10］刘贵华， 岳伟. 论教育在生态文明建设中的基础作用［J］. 教育研究，2013， 34（12）： 10～17.

［11］张瑜. 基于真实化工生产情境的化学教学——以铁及其重要化合物为例［J］. 中学化学，2021， （11）： 4～8.

［12］徐湘荷. 生态教育思想研究［D］. 济南： 山东师范大学硕士学位论文， 2012.