技术素养视域下《义务教育化学课程标准（2022年版）》课程内容分析

2023-08-10吴锶敏钱扬义温金菊陈浚铭

化学教学 2023年7期

吴锶敏钱扬义温金菊陈浚铭

摘要：采用内容分析法，根据技术素养的内涵对《义务教育化学课程标准（2022年版）》课程内容中“内容要求”和“情境素材”进行频数统计，进一步剖析其中渗透技术素养的部分，为指导初中化学教师在教学中更好地发展学生的技术素养，提出明晰技术内容、理解技术素养、组织技术活动等实质性建议。

关键词：技术素养；义务教育化学课程标准；课程内容

文章编号： 10056629（2023）07000806

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1 问题的提出

随着教育信息化的高速发展，STEAM教育受到教育者的广泛关注。其中技术（Technology）在STEAM教育中扮演着重要角色，由技术教育延伸出的技术素养是新世纪学生必备的基础素养［1］。2000年美国颁布《技术素养标准：技术学习的内容》（STL），为指导学生学习技术提供课程框架，强调了培养技术素养的重要性。时隔20年后，于2020年正式发布的《技术和工程素养标准：STEM教育中技术和工程的作用》（STEL）从原来的技术素养进一步扩展为技术与工程素养，并将人类活动中丰富的技术与工程内容提炼为八项核心标准［2］，强调通过工程实现技术产品或系统的产出。

技术作为支撑工程实践的核心手段，在技术与工程教育中占据不可或缺的地位［3］，技术教育更是培养创新型人才、建设技术强国的战略支撑［4］。因此，教师在教学中应有意识地以技术为基础、工程为旨归，重视引导学生技术实践和工程启蒙，融入技术教育、发展技术素养，为进一步培养学生的工程思维奠定基础。

化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科，化学与科学技术紧密联系、融为一体，在化学学习中培养学生技术素养具备独特的学科优势。《义务教育化学课程标准（2022年版）》［5］（以下简称“2022版课标”）中的课程内容结构发生明显变化，其中“内容要求”主要呈現学习范围，“学业要求”明确知识学习程度和素养要求，“教学提示”为相关主题教学提供实施建议［6］。课标虽未直接提出技术素养的概念，但也处处隐含着对加强技术融入、培养学生技术素养的要求。基于此，本研究通过厘清并分析课标中课程内容的相关技术素养内容，为化学教师更好地理解技术素养、在课堂教学中发展学生的技术素养提供教学建议。

2 技术素养概念界定

2.1 技术的概念

技术是指人们满足自身的发展需求和愿望，改变现有事物的性能或利用现有事物形成新事物的方法、技能及手段［7］。于淼［8］根据技术的实用领域，将技术分为实验技术（主要指实验工具、实验仪器的使用）、生产与工程技术、生活实用技术及信息与认知技术。田小兰［9］认为化学课程中整合技术的内容包含常见化学技术手段（如实验操作技术）、化学技术工具或仪器和通用信息技术。姜奕林［10］认为中学化学学科中技术内容要充分体现技术本体特征和化学学科特性，如通过对一些与化学有关的技术问题作出合理分析，强化学生应用意识和实践能力。

分析文献可知，多数研究者将与资源利用、材料制造、工农业生产、环境保护相关的实验操作纳入技术范畴［11］。综合已有研究的观点，以2022版课标中课程内容的具体表述为例，归纳技术内容如表1所示。

2.2 技术素养的内涵

《技术素养标准》［12］的问世，回应了世界课程改革中关注技术学科的发展趋势，具有划时代的意义［13］。尽管后续有关于技术素养综合讨论的文件，也出台了新的政策文件，但这些文件仍以《技术素养标准》为基准，对技术素养进行新的说明与补充。另外，即使技术素养的具体内涵随着研究背景、研究对象的变化发生相应的变化，诸多学者也结合自己的理解对于技术素养做了不同的解读［14，15］，但技术素养是理解、使用、管理和评价技术的能力这一本质是统一一致的［16］。

基于此，本研究参考《技术素养标准》［17］对技术素养内涵的界定与解释，将技术素养划分为技术知识、技术能力、技术情意三个层面，对技术素养各层面及二级维度进行合理定义。为了帮助评分者更好地识别与判断2022版课标中有关技术素养的内容，列举了其中对应的内容示例，如表2所示。

3 指向技术素养的课程内容统计

本研究以2022版课标的课程内容中“内容要求”和“情境素材”为例，采用内容分析法，根据技术素养的内涵对“内容要求”和“情境素材”具体描述进行识别与判断。其中“内容要求”每一章各小节（2022版课标各3级标题独立算为一节）记为1处，“情境素材”每一章各小点记为1处。由笔者担任主要评分者，在专家指导下与两位具备相关研究背景的研究者共同评分。在统计技术本体知识出现的处数时，如果在某一处中多次出现技术本体知识的相同描述，避免统计重复，均只记为1处。特别注意，每一处标定时，可能不止出现一个维度的技术素养的内容。

依据三位评分者之间的平均相互同意度，计算2022版课标的评分者信度为0.9396（＞0.8），说明该研究信度达标。三位评分者对没有达到完全同意的条目进行协商后达成一致，最后统计2022版课标中“内容要求”和“情境素材”体现技术知识、技术能力、技术情意三个层面及二级维度的处数和比例，如表3所示。

从表3可以得知：在“内容要求”方面，2022版课标对于技术知识、技术能力和技术情意三个层面的要求较为均衡，相对而言，技术知识和技术情意两个层面占比较大；在“情境素材”方面，2022版课标建议在创设与技术相关的情境时，通过具体的技术实践活动，拓宽学生的技术知识面，指引学生技术情意的发展。

4 指向技术素养的课程内容分析

4.1 内容要求分析

技术知识层面，相较于技术本体知识和技术原理知识维度，2022版课标中“内容要求”更为关注技术活动中的技术操作规范：（1）关注从大概念出发建构内容，在具体知识学习中提炼核心观念和思想方法［18］。其中第五章新增的“化学、技术、工程融合解决跨学科问题的思路与方法”明确体现技术素养，旨在帮助学生形成有序的、系统的技术操作规范体系，进一步体会化学与技术、工程的关系。实验探究活动如“粗盐中难溶性杂质的去除”“水的组成及变化的探究”“燃烧条件的探究”，要求学生在技术指导下形成系统的技术操作步骤的思路与方法，能更好地利用技术探究物质性质和组成、解决物质制备和检验等实际问题。（2）明确具体的实验安全要求，重视在实践操作安全方面的规范［19］。第一章新增的“熟悉化学实验室安全警示标志，学会正确使用安全防护设施，学习妥善应对实验安全问题的必要措施”等内容，让学生高度重视实验安全问题，在技术实践之前先让学生明确安全技术操作规范等相关知识，有助于后续技术活动的顺利开展。

技术能力层面，2022版课标重视以技术操作为主的实践活动的开展，强调在技术实践中充分发展学生技术设计和技术评价能力：（1）强化化学学科的实践性，凸显化学实验探究的育人功能。如“通过实验探究认识燃烧的条件”，理解燃烧和灭火的原理及其在生活中的应用，从技术操作维度体会化学在生活中的应用，利于后续学生在工程实践上对燃烧原理与技术有更进一步的认识。（2）在具体实践活动中培养学生社会发展所需的关键能力。新增了“化学相关职业的体验活动”，除了向学生科普丰富的化学知识、培养学生浓厚的化学学习兴趣，还能够帮助学生认识在不同化学研究领域中不同技术发挥的独特作用，并且在操作体验中深入理解技术原理、体验技术操作流程，进一步发展学生的技术能力。（3）新增的跨学科实践活动充分体现时代性、应用性、综合性和实践性［20］。如主题为“微型空气质量‘检测站的组装与使用”“基于特定需求设计和制作简易供氧器”的跨学科实践活动，在真实问题情境中要求“能综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，设计、评估解决实际问题的方案，制作并改进优化项目作品”，凸显了技术应用的重要价值，旨在通过工程实践培养学生的技术制作、设计与评价能力，多方面且充分地发展技术素养。

技术情意层面，除了要向学生明确在技术系统的设计与技术产品的应用时形成技术意识外，还需要具备积极的技术情感态度与正确的技术价值观：（1）加强理论知识与实际生产之间的关联性。第四章明确提出“关注产品需求和成本核算”，引导学生在技术实践应用中需要多加关注产品性能、经济成本等问题，思考实际化工生产中材料及能源的合理使用情况。（2）增加了技术与社会发展相关的情感态度类内容。第五章“化学与社会·跨学科实践”涉及材料合成与能源利用、工农业生产等领域，注重科学、技术、社会、环境之间的联系，引导学生了解新能源的开发、新材料的研发与资源的综合利用，充分认识在社会发展和人类文明进步中技术所发挥的重要价值，使学生积极理性地面对技术使用给未来带来的不确定性与挑战。（3）认识技术对推动经济和社会发展的双重作用。提倡开展“社会性科学议题的探讨活动”，结合技术发展引发多方关注的争议性问题，或是人类发展所带来的与科技相关的社会争议性问题，引导学生辩证看待技术开发与技术产品应用对人类社会带来的双面影响，从分析与判断中逐渐形成正确的价值观，并学会协调技术发展与人类社会之间的伦理关系［21］。

4.2 情境素材分析

技术知识层面，基于生产生活情境，向学生传授技术本体知识和技术原理知识两个维度的相关知识，具体包括：（1）古代技术的成就，如“我国古代文献中对制盐方法的描述”“我国古代金属冶炼成就的描述”“我国古代黑火药的发明和使用”，体会古代人民在技术活动中的智慧，感受几千年来中国传统文化的积淀。（2）现代技术的使用，如“二氧化碳在大棚蔬菜种植中的作用”“宇航、潜水、医疗等领域的呼吸供氧”“太阳能、氢能等新能源的开发与利用”，了解技术及技术产品在生产生活等不同领域中的应用，进一步引导学生理解化学与技术、技术与社会发展之间的关系。（3）新型技术及工程的发展，如“信息技术、航空航天和国防科技领域中的新型材料”“西气东输工程”“石墨烯材料的特性和我国石墨烯产业的发展”，感受技术在科技前沿的应用价值。

技术能力层面，关注社会生活及化工生产中的技术实践情境，融合相关的技术设计与技术评价：（1）基于生活中常见的资源生产工艺，如“水的净化方法和自来水的生产工艺”“废弃金属的分类回收和再利用”“二氧化碳的捕集与封存、转化与利用”，引导学生运用所学知识解决实际生活中资源利用再生、环境保护等问题，并在具体的技术实践活动中根据化学知识和生活经验设计相关方案，感受化学实验的魅力，并学会如何评价方案。（2）结合大型的化工生产流程，如“盐碱湖中氯化钠和碳酸钠的提取”“工业区污水的处理”“用石灰石或贝壳烧制生石灰”，开展相关的技术设计与技术评价，以解决实际的生产需要为目的给出更为合理的技术實践方案，感受我国化工产业的发展。

技术情意层面，情境素材可充分承载技术情感态度和技术价值观：（1）人类长期积累的技术经验与智慧精神，如“从石器、青铜器、铁器到高分子合成材料的变迁”“我国超导材料的研发”“我国化学家张青莲等人对相对原子质量测定的贡献”，渗透对技术发展史、技术生产过程、技术工作者等应有的积极的情感态度，在技术教育中开展人文教育，达到学科育人的目的。（2）技术对环境保护、食品安全和化学品使用的重要性，如“污水处理与利用，温室效应与全球变暖，我国蓝天、碧水、净土三大保卫战”“常用药品、家用洗涤剂及消毒剂的使用说明”，引导学生辩证看待技术使用时要考虑其对社会和环境的影响，深入理解科学、技术、社会、环境的相互关系，倡导学生内心自然生成人与自然和谐共生等可持续发展的理念，从而发展学生的技术情意。

5 结论与建议

2022版课标在关注技术本体知识、技术原理知识的基本要求基础上，更加强调学生对技术操作规范的认识；重视实验探究与跨学科实践的落实，强调技术操作、设计与评价在实践活动中的重要性；关注技术在实践应用中成本经济、绿色环保等问题，并且凸显技术情感态度和技术价值观培养的重要作用。为了更好地帮助教师开展以发展学生技术素养为目标的教学，提出了以下实质性建议。

5.1 明晰技术内容，制定合理的教学目标

教师要加深对技术的理解，研读课标后把握技术的核心本质。需要剖析不同主题背后涉及技术教育的要求，并且根据这些基本要求和实际情况在课堂教学中加以提升和拓展［22］。如“在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能”可以通过列举不同实例来体现技术产品的具体应用。并且，教师要善于帮助学生明晰技术活动中的技术问题，帮助学生理解技术操作的一般流程、技术产品及技术系统的使用和运作说明。教师可以有目的地引领与指导学生从具体事件中找出蕴含的技术问题，采用绘制流程图的形式解释整个技术操作，并给出相关使用规范和注意事项，以此加深学生对技术应用的认识，提高学生运用技术分析和解决实际技术问题的能力。

5.2 理解技术素养，创设与技术相关的教学情境

在情境中融入技术素养要求是课堂教学的重要途径。在开展教学前，需要了解课标中的不同情境素材分别涉及了哪些技术，理解其中的技术原理与技术操作等知识，深入挖掘不同情境承载的技术情意。再明确本节课哪些内容要融入技术素养，可以利用课标中真实的生产生活情境，并以文字、图片、视频等多种方式加以呈现［23］。如“碳及其化合物”知识主题的学习可以创设“碳单质的研究进展”“我国石墨烯产业的发展”“我国实现‘碳中和目标的措施”等情境，让学生了解技术发展史中的重要事件、我国能源与资源开发利用的发展历程、生态环境保护举措，真切感受化学技术在社会生产中的广泛应用，深刻体会国家的科学发展与技术创新。

5.3 组织技术活动，在技术实践中开展技术评价

动手实践是一种能充分发展学生技术能力的学习方式。教师应充分认识跨学科实践活动对发展学生技术素养和发挥课程育人功能的重要性［24］，积极开展多种技术素养导向的跨学科实践活动，注重学生综合应用各学科知识历经完整的技术操作历程，并对解决方案、实验结果、项目作品进行理性反思与综合评价。在探究过程中鼓励学生有意识地使用信息技术分析、解决实际问题，综合运用各种现代技术手段来获取实验证据［25］，提高自身的技术能力。除此之外，带领学生参加与化学相关的职业体验活动，让学生认识、理解、评价实验室和工厂中的技术价值，在实践中提高自身的技术评价能力、问题解决意识及责任担当，促进知、情、意、行的统一。

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