新时代下利用化学科普读物培养初中学生科学素养的研究

【摘" 要】 科学普及与科技创新具有同等重要的地位，建设科技强国，不仅要重视自主创新，还必须加强科学普及，以提升全体公民的科学素养，而这一提升的关键在于首先增强青少年的科学素养。文章旨在探讨提升初中学生科学素养的有效途径，具体从科学素养的内涵出发，结合对初中学生化学科学素养现状的调研结果及当前国内化学科普读物的分析，进一步探讨化学科普读物编写的策略与实施框架。希望通过对化学这一学科的探讨，为促进我国公民科学素养的全面提升作出贡献。

【关键词】 初中化学；科普读物；科学素养；化学科普

一、科学素养的内涵

国际上普遍将科学素养（Scientific Literacy）细分为三个核心组成部分：对科学知识的掌握，对科学研究过程和方法的理解，以及对科学技术影响作用的认识。在评估本国公众的科学素养时，各国普遍采用这一标准。只有当公众在这三个方面均达到要求时，才能被视为具备基本科学素养。科学素养通常是具有崇尚科学的精神，树立科学思想，掌握基本的科学方法，了解必要的科技知识，并具备运用这些知识分析判断事物和解决实际问题的能力，同时形成科学态度并承担科学责任感。我国已进行了13次公民科学素质（与国际上的科学素养概念基本相同）的抽样调查。首次调查于1992年进行，第二次于1994年，而在1996年至2023年期间，共进行了11次调查。从2024年4月我国公布的第13次中国公民科学素质抽样调查结果来看，2023年我国公民具备科学素质的比例达到14.14%，但与世界主要发达国家20%～30%的公民科学素质水平相比，仍需要进一步持续提升。

今天的中国，是新时代的中国。当代青少年，正处于一个信息量大、信息更新快，国家科技进步神速的新时代。当今科技人才的培养对国家的发展至关重要。要提高我国公民的科学素养，需要多个学科协同合力。化学是科学的重要组成部分，对初中学生影响重大。但是，化学课程在九年级才开设，还有部分学生不能升入普通高中，他们可能很难接触到化学，所以提高我国公民的化学科学素养，在初三年级尤为重要。因此，本文就新时代下如何利用化学科普读物培养初中学生科学素养展开探讨和研究。

二、初中学生化学科学素养与现行国内化学科普读物的调查分析

（一）关于初中学生化学科学素养的调查

本课题组专门设计了化学科学素养调查问卷，针对本校初中三个年级的约2000名学生进行了全面调查。调查结果显示，初一、初二年级的学生虽然在生活中已经掌握了不少化学知识及其应用，但他们往往并未意识到这些知识与化学研究的直接关联。在化学学科对社会和个人生活影响的调查中，学生们不仅关注自身健康与日常生活，还展现出了对化学在环境、材料、能源、低碳及可持续发展方面应用的高度认知。总体来看，初中学生能够认识到化学在生产技术和社会发展中的关键地位，对化学为人类社会作出的巨大贡献给予了高度评价。然而，调查也发现，尽管初中学生已经具备了一定的科学素养，对化学学科知识抱有浓厚的学习兴趣，并展现出一定的研究能力，但他们获取化学知识的途径仍然有限。多数学生在科学精神方面有所欠缺，难以准确判断化学科学技术的价值，这一能力有待在未来得到引导和提升。

（二）关于国内化学科普读物的调查

当前，科普读物的内容已经广泛涵盖了科学、技术、自然、历史和文化等多个领域。然而，在针对不同年龄段的科普读物中，幼儿园和小学的读物数量较多，而针对初中的读物则相对较少。从形式上看，科普读物既有传统的纸质书籍，也有电子书、有声书等新型媒体形式，呈现出多样化的特点。但从学科领域来看，化学相关的科普读物数量并不多，本土编写的化学科普读物更是匮乏。与国外科普读物相比，国内化学科普读物在数量和质量上均存在较大的提升空间。虽然其中有一部分是对国外科普读物的翻译，包括来自英国、美国、俄罗斯等国家的作品，但国内原创的高质量化学科普读物仍然较少。值得庆幸的是，近年来绘本类科普读物逐渐增多，不少作品融入了我国的前沿科技成就，更具中国特色和文化底蕴，如《了不起的中国》《了不起的中国科技》《大国重器》等。然而，为了进一步提升学生的化学科学素养，仍需加大创新力度，推动化学科普读物在内容和形式上的多元化发展。因此，编写适合初中学生阅读的化学科普读物，以提高学生的化学科学素养，是科普工作者和教育工作者所肩负的时代使命。

三、化学科普读物的编写策略

（一）弘扬科学家精神，厚植爱国情怀

2021年5月，习近平总书记在两院院士大会、中国科协第十次全国代表大会上强调，新时代更需要继承和发扬以国家民族命运为己任的爱国主义精神，以及以爱国主义为底色的科学家精神。科学素养与爱国情怀、科学精神是密不可分的。科学成就的取得，离不开科学家精神的支撑，这是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富。科学家们不仅拥有超凡的智慧，还有着心系天下、国家和人民的大格局。因此，在编写化学科普读物时，可以特别设立“化学科学人文”等主题，通过介绍近代以来的杰出化学家，如庄长恭、侯德榜、徐寿、邹承鲁等，获得中国最高科学技术奖的化学家，如徐光宪、闵恩泽、师昌绪、张存浩、屠呦呦、王泽山等，以及大国工匠中的化学杰出人物，来弘扬科学家精神。他们在各自领域取得了开创性、引领性的成就，为我国科技事业和化学事业的发展奠定了坚实基础。通过倡导科学家精神，激励年轻一代尊重人才、热爱科学、献身科学、崇尚创新，并引导他们学习科学家勇于克服困难的坚毅品质和胸怀祖国、服务人民的爱国情怀。

（二）突出化学对人类和社会的重要作用

化学领域的每一次突破与飞跃都深刻地影响着人们的生活与世界。化学不仅是推动科技进步的重要力量，还是促进人类社会可持续发展的关键所在。化学在解决人类面临的能源危机、环境污染等全球性问题中发挥着不可替代的作用，同时在农业、医药、材料等领域的应用也极大地提高了人类的生活质量和健康水平。例如，如果没有合成氨、合成尿素和新农药的技术，世界粮食产量将大幅减少，导致大量人口处于饥饿状态；如果没有合成抗生素和新药物的技术，人类平均寿命将大幅缩短；如果没有合成新分子和新材料的化学工业技术，20世纪的许多重大发明将无法实现。因此，《为何合成氨有关的研究曾3次获得诺贝尔化学奖》等科普文章重点突出了化学对人类和社会的巨大贡献。

（三）突显祖国荣耀与民族自豪

在编写化学科普读物时，编者应注重突显祖国的荣耀与民族的自豪。近年来，我国在新能源、新材料等化学领域取得了重大进展。例如，《充电电池》一文介绍了我国的锂电池巨头比亚迪和宁德时代所取得的辉煌成就；《21世纪最重要金属材料——钛和钛合金》一文展示了中国歼-20重型战斗机采用整体钛合金大框的先进技术，其机身寿命远超美国F-22战斗机。此外，很多科普文章还介绍了中国化学史上的许多“世界第一”，如制瓷技术、青铜冶炼、火药等。不仅让读者领略到化学的魅力，还让他们感受到身为中国人的骄傲与自豪。这样的科普读物不仅能激发读者对化学科学的兴趣，还能在潜移默化中增强民族自信心和凝聚力，为培养更多具有国际视野和爱国情怀的科技人才奠定坚实基础。

（四）整合多渠道信息，以主题分类编纂

对多个权威科普平台与公众号的信息资源，如中国科普网、科普时报、中国科学网、果壳网等网站，以及中国科普作家、中国科技教育、生活中的化学等微信公众号，进行细致的筛选与整理；以化学科学人文、化学史、化学与能源、化学与医药、化学与材料、化学与生活等为主题进行分类编纂，旨在帮助读者全面认识化学对社会、自然环境、身体健康的友好关系，并减少化学对社会的负面影响。例如，在“化学与能源”这一主题下，编者详细阐述了能源从煤、石油、天然气等传统能源到可燃冰、页岩气、氢能、核能、电化学储能等新型能源的演变过程。这样的编纂方式有助于改变学生对化学可能存在的误解与偏见，如认为化学即等同于有毒、污染、爆炸与危害等，引导他们重新审视化学的价值与意义，并认识到化学为创造人类更美好的未来所作出的重大贡献。

（五）联系生活，实现科学与生活的融合

生活无处不化学。随着科技的进步和社会的发展，化学新事物层出不穷地出现在人们的生活中。为了让学生更好地认识生活中的化学，真正地学化学、用化学，以化学的眼光去观察事物、认识世界。在编写过程中，编者以学生的生活经验和生活认知为切入点，介绍塑料的种类、酒的种类、玩具中的化学、厨房中的化学以及消毒剂、麻醉剂、毒品的成分等内容。通过这些生活化的例子，学生可以更加直观地了解化学知识在日常生活中的应用和价值，从而激发对化学科学的兴趣和热情。

（六）色彩绚丽、图文并茂，科普特性鲜明

科普读物应当以简洁明快、深入浅出的语言，将复杂的科学原理阐述得既精炼又富有科学性和趣味性。这样的读物不仅图文并茂、富有艺术之美，还能以简明独特的视角和新颖的观点，激发读者的好奇心与探索欲。在轻松愉快的阅读氛围中，读者能够轻松掌握科学知识。同时，读物应注重创新性、艺术性和思想性的融合，力求使科普内容既科学有趣，又浅显易懂。例如，在编写“核聚变原理与核能量”这一主题时，可以这样介绍：核裂变原理。核裂变是指较重的原子核在受到足够能量的中子轰击后，分裂成较轻的原子核的过程。这一裂变过程极为复杂，以铀原子为例，其在裂变时会产生多达35种元素，放射性核素更是高达200种以上。其中一种典型的裂变反应如下图1所示。

生成的中子又继续轰击另外的铀原子核，产生链式反应，不断地进行，不断地释放能量。如图2所示，1千克的铀-235全部裂变放出的热量，相当于2700吨标准煤或200吨石油完全燃烧时放出的热量。正是基于这一原理，原子弹得以被制造出来。

四、化学科普读物阅读实施的步骤

为了通过科学的方式引导读者深入了解化学知识，提高科学素养，编者需要考虑到化学科普读物融合了科学性、通俗性、趣味性、独创性、思想性和文学性，对不同认知水平的学生，要求应有所区别，目标设定也需合理，具体实施建构如下。

（一）确立阅读目标

首先，科普读物应普及化学知识。借助易读易懂的科普读物，向学生系统介绍化学的基本概念、原理及其在日常生活中的广泛应用，夯实学生的化学基础。

其次，激发学习兴趣。利用生动有趣的案例或实验，点燃学生对化学的好奇心，激发他们的探索欲，使化学学习变得生动有趣。

最后，培养科学素养。引导学生形成科学思维，学会运用化学知识，从化学观念和化学思维的角度出发，分析并解决问题，进而培养良好的思想品德和学科素养。

（二）阅读实施的组织和形式

1. 问题导向，引导阅读

科普读物因其科学性、趣味性和思维逻辑性，需要教师在阅读过程中给予适当指导，以帮助学生更好地理解。在初一、初二年级的阅读课中，课题组以《五彩缤纷的荧光与应用》为科普阅读材料，分别开设了阅读课。通过纸质阅读与实物展示相结合的方式，课题组设计了问题导向的阅读模式，如提问“你知道哪些动物能发光吗”“萤火虫的发光原因是什么”“现实生活中的荧光是如何产生的”“荧光在现实生活中有何应用”以及“课后你有何收获和感受”，这样的问题设计旨在启发学生思考，引导他们循循善诱地进行高效阅读，从而感受到科学的神奇与奥秘。

2. 助力课堂，焕发活力

化学科普读物的阅读可以巧妙地融入日常授课中。例如，在初三化学跨学科主题学习“合金与古代货币”的素材中编入了《神奇的记忆合金》和《21世纪最重要金属材料—钛和钛合金》；在第六单元复习课“碳和碳的化合物”中则编入了《为什么同样是碳，你却比我硬》和《颠覆你的想象：淀粉可以用它来合成》等文章。这些科普读物不仅丰富了教学内容，还增添了课堂的趣味性，揭示了科学的奥秘，极大地激发了学生对化学学习的兴趣和动力。

3. 精心设计，形式多样

针对不同内容和不同层次的学生，需要采用多样化的阅读方式，这要求教师根据阅读材料进行精心设计，认真组织、并创设引领。首先，阅读形式应灵活多样，学生既可以通过纸质材料阅读，也可以在电脑室进行电子阅读；其次，学生既可以自由选择阅读，也可以在教师指导下阅读。例如在学校选修课中开设科普阅读课，利用电脑室进行电子阅读、实物展示等形式的学习。这种方式既节约了纸张，又让学生欣赏到了多彩绚丽的化学彩图，视觉效果更佳。当然，科普阅读还可以利用其他时间进行，如初一级的阅读课、科技节书籍的阅读、第二课堂、寒暑假等。

4. 及时反馈，展示成果

为了评估学生的阅读效果和学习成果，课题组在课堂上让学生分享自己的上课收获和感受，收集学生的书面反馈，并鼓励学生撰写小论文进行总结和展示。从初一级、初二级学生的学习反馈来看，学生深刻认识到了化学对生活的作用和贡献，学到了很多化学知识，增加了对化学的兴趣，并对初三的化学学习充满了期待。

5. 科学评价，适时调整

课题组设立了科学素养提高评价表，以科学评价学生的阅读效果。这不仅可以反映学生的阅读效果，还可以直接反映课题组的研究效果，从而为课题组调整研究方向、方式方法提供有力依据。为此，本课题组特别重视以学生科学素养提高评价表来了解学生科学素养的实际情况，如下表1所示。从调查评价的情况来看，96%的同学反馈自己阅读学习之后，科学素养都有了明显和较大的提高，为课题组的研究增强了信心，进一步提高了研究的动力。

（三）反思与改进

科普读物作为一种重要的教学资源，其独特性和实用性在初中生的化学学习中占据着举足轻重的地位。在教学实践中，教师尝试让初一、初二年级的学生提前接触并学习化学知识。从教学效果来看，尽管学生们的化学知识基础相对薄弱，但他们仍然能够基本掌握所学内容。然而，在科普文章的选择上，也发现并非所有读物都完全符合初中学生的认知水平。因此，在教学过程中，教师需要适当降低难度，淡化复杂的原理阐述。为了更好地适应学生的实际需求，未来需要更加精心地筛选科普读物的内容，确保其既富有趣味性，又蕴含丰富的教育意义。

五、结语

通过利用化学科普读物，本课题组成功地培养并提高了初中学生的科学素养，实现了小学科学与初三化学之间的有效衔接。在这一过程中，学生的化学科学技术素养和化学人文素养均得到了显著提升。然而，当前我国科普事业仍需进一步加强和发展。为了实现这一目标，不仅需要借助科研机构人员的专业力量，还需要广泛动员大学教师、中小学教师等教育资源。衷心希望，未来能有更多的教育工作者积极投身化学科普事业，共同为提升我国公民的科学素养而努力奋斗。

■ 参考文献：■

［1］ 刘永泉. 近三十年来我国公众科学素养问题研究综述［J］. 新疆师范大学学报：自然科学版，2016，35（04）：61-64.

［2］ 徐光宪. 今日化学何去何从？［J］. 大学化学，2003（01）：1-6.

［3］ 陈浩文，李铁军. 化学与生活：第二版［M］. 北京：化学工业出版社，2021.

*2022年广州市教育科学规划课题“新时代下利用科普读物培养初中学生化学科学素养的研究”（课题编号：202214400）。