我國中學化學課程的百年進程： 階段演進與發展趨勢

王晶瑩 李佳 陳怡 宋倩茹

摘要：?為厘清我國中學化學課程的發展脈絡，對百年來我國39份中學化學課程標準進行了二階段文本分析：?采用共現知識圖譜梳理化學課程標準在各發展時期課程內核的演變規律，利用TFIDF數據挖掘方法深度揭示化學課程標準的縱向發展歷程。我國中學化學課程歷經百年嬗變，可以分為基礎和發展兩大階段，初創、成長、發展和創新四個時期，從聚焦單維學生到兼顧學科內建制，再從多維化學教學與知識體系回歸學生主體。化學課程要形成多元包容的課程創生體系，關注素養時代化學教師隊伍的建設，踐行可持續發展的育人觀。

關鍵詞：?中學化學課程;?課程標準;?文本分析;?課程發展

文章編號：?1005-6629（2021）09-0015-06

中圖分類號：?G633.8

文獻標識碼：?B

課程標準規定了課程的性質、理念、目標、內容和實施建議等，是指導課程教學的綱領性文件，是研究課程發展的重要文本材料。從1902年清政府頒布《欽定中學堂章程》到《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》的實施，我國中學化學課程標準歷經百年沿革，系統映射化學課程發展歷程。我國中學化學課程經歷了“模仿西方與蘇聯”“在自主探索中構建本土化的學科體系”“與時俱進地吸納當前國際科學教育的先進思想，突出化學核心觀念、重視化學思維方式、增進科學本質理解”三大階段[1]。為厘清我國中學化學課程的歷史演變與發展邏輯，選取1902～2017年間頒布的39份化學課程標準，采用Python編程和Gephi軟件進行共現知識圖譜分析，借助TFIDF建模深度挖掘中學化學課程的縱向發展進程，以期對我國中學化學課程改革提供循證決策依據。

1??研究背景與研究方法

化學以物質的組成、性質、結構和變化規律為主要研究對象，幫助人類認識和改造物質世界，對社會的發展與文明起到至關重要的推動作用，中學化學課程的百年演變路徑反映了我國對科技后備人才培養的需求。

1.1??研究背景

1840年后，大量化學譯著出版促進了化學知識的傳播，國內興起了“西學東漸”的浪潮并持續了近一個世紀。1871年，京師同文館內正式開設化學課程[2]。

20世紀二三十年代，化學在我國得到了迅猛發展，1923年由任鴻雋起草的《新學制課程綱要高級中學公共必修的科學概論課程綱要》正式頒布，較為詳細地介紹了化學課程的授課時間、學分、目的、內容，并將實驗內容單獨列出，已具備現代化學課程標準的雛形。建國之后，我國化學課程經歷了“師學蘇聯”“課程大革命”等一系列探索，初步建立中學化學課程體系，統一了教學計劃、教學大綱和通用教材[3]，無機、有機、化學原理等課程內容得到極大豐富。21世紀初是我國中學化學課程的轉型期，受國際“終身學習”和“學習化社會”浪潮的影響，我國基礎教育從重基礎、重知識轉向重素質、重能力，2003年頒布的《普通高中化學課程標準（實驗）》中提出的三維目標體系兼顧知識、能力與價值觀，著重強調21世紀公民科學素養的培養[4]。2017年再次進行修訂，提出了“全面發展學生化學學科核心素養”的課程理念[5]，在課程內容方面進行了主題的整合刪減，采取“主題-核心概念-內容要求”的組織形式，增加“學業要求”板塊[6]，促進學生化學觀念的形成，更注重個性發展、自主探究和發展性培育[7]，使得多元融合的化學課程格局逐漸形成。

1.2??研究方法

以1902～2017年頒布的中學化學課程標準為研究對象，通過文本分析法對39部課程標準進行系統的文本分析，厘清我國中學化學課程的百年發展。1902年《欽定中學堂章程（摘錄）》中首次明確開設化學課程，1912年國家統一使用“課程標準”，1956年，受蘇聯教育模式影響，“課程標準”全部改為“教學大綱”，并沿用至2000年，為研究一致性和便利性，本文中的教學大綱統一為“課程標準”。

本文對我國中學化學課程標準開展兩個階段的研究：

在第一階段，按照如下操作獲得共現知識圖譜：?（1）將39部課程標準的pdf轉換成txt格式保存;（2）在樣本數據中取出包括空白、無意義的數據，利用Python環境下安裝的jieba中文分詞包，在此基礎上引入中文停用詞，最終得到預處理文本;（3）將得到的預處理文本向量化表示，隨后采用TFIDF加權算法提取文本關鍵詞;（4）將上一步得到的關鍵詞進行統計篩選，依據關鍵詞頻數進行排序;（5）分析高頻關鍵詞，辨析課程標準中高頻詞所代表的研究熱點;（6）利用Python編程計算每一階段課程標準的核心共現詞，形成共現詞矩陣，在閾值選擇上搜索詞頻最高的兩組詞，規定該組詞出現10次即在圖譜中標記一次，選排名前100的共現詞繪制圖譜，力求圖譜在具有充分代表性的前提下簡潔概括，通過Gephi軟件繪制核心詞的共現網絡。圖譜中節點大小代表該詞的權重中心度，連線反映各個節點之間的關系，同一節點顏色代表主題相同，圖譜反映了該課程標準關注的核心要素、類屬關系，從中梳理化學課程標準在各發展時期課程內核的演變規律。

第二階段的研究基于百年中學化學課程標準的階段性演變特征進行更深層研究，借助TFIDF模型進行課程標準文本的數據挖掘分析。TFIDF模型主要用于信息檢索，屬于經典的詞語權重算法，可以篩選出對研究分析具有重要意義的關鍵詞匯，并用來做分類標簽，使得研究過程聚焦于主要特征分析。其中詞頻（Term?Frequency，?TF）表示給定詞語在檢索文本中出現的頻次，逆向文件頻率（Inverse?Document?Frequency，?IDF）則用于計算在文本集中包含某指定詞的文本數量，數量越小代表這個詞語越能代表指定的文本，整體上在于衡量給定詞語在文本中的普遍價值性。TF-IDF函數為：

將研究文本以每年的課程標準為一個單位進行關鍵詞TFIDF值計算，i代表假設特征詞，i在文本d中出現的詞頻為tfi（d）表示，ni為含有特征詞i的文本數。選擇共現頻次、TFIDF值和主題關聯度三個指標篩選出課程標準文本中最具代表性的十個關鍵詞，繪制年度TFIDF值折線圖，探索百年中學化學課程的邏輯演進與變革特征。

2??中學化學課程的基礎階段：?從聚焦單維學生到兼顧學科內建制

根據課程內容和結構演變及其所處社會背景的發展，我國百年中學化學課程標準可以分為四個發展階段，即清末民初至建國前（1902～1948年），建國初期至改革開放初期（1949～1986年），改革開放十年至20世紀末（1987～2000年），新課程改革至今（2001年至今）。

2.1??中學化學課程的初創期

中學化學課程初創期以學生和化學為核心關鍵詞，其中學生的詞頻和中心性都高于化學，且位于共現知識圖譜的核心位置，學生、化學、興趣、養成、濃厚、現象、教材、教授、教師等處于第一圈，注意、方法、關系、國防、物理、問題處于第二圈且頻次較多（見圖1），該階段主要以學生為核心向周圍輻射。首先，關注學生學習化學的興趣、方法和習慣的養成，強調觀察和實驗能力，要求學生能夠從日常現象入手，將化學知識應用于實際。其次，化學學科內部建制尚未完成，沒有明確的課程結構，教材版本眾多，課程內容重實踐輕理論，且瑣碎繁雜，更關注化工和實驗內容，尤其重視國防教育，這與當時中國政治局面混亂、教育事業在夾縫中求

生的社會環境有關，同時，五四運動崇尚科學與民主，中小學科學教育一重理論、知識、技能，二重態度、方法、精神的共識[8]，重視培養國防建設所需的化學人才。1936年起，中學化學課程標準在課程目標中明確提出了國防與化學的關系，如“使知化學與衣、食、住、行及國防之關系”[9]。1941頒布的《六年制中學化學課程標準草案》中詳細規定了國防化學的學習內容，包括火藥、毒劑、燃燒劑、照明劑、信號、防毒等。最后，教學方面主要采用講授為主啟發為輔的教學方法，要求教師從實驗和生活的現象入手。

進一步突出表示第一階段核心關鍵詞，得到以學生和化學為中心的關鍵詞圖譜（見圖2），分析發現，該階段主要關注兩大方面：?一是學生情趣的陶冶，希望學生能夠通過觀察自然現象感知自然魅力，認識自然世界，養成學習化學的濃厚興趣;1923年《新學制課程綱要初級中學自然課程綱要》提到要學習自然現象以及與人的關系，養成研究科學的興趣，此后多個版本的課程標準均保留該目標并進一步豐富。二是關注生活教育，《學校系統改革令》中提出了“生活教育”，教育源于生活而歸于生活，化學課程要求學生觀察日常生活，注重課外知識，重視實驗教學，加強化學與工農業、醫學衛生等的聯系。

2.2??中學化學課程的成長期

中學化學課程成長期仍然以學生和化學為核心關鍵詞，但與初創期相比，化學的頻次和中心性都大幅度提高。學生、化學、知識、基礎、教學等處于第一圈，物質、周期表、周期律、原子、講授、理解、演示等處于第二圈且頻次較多（見圖3）。一方面，從單維聚焦學生過渡到兼顧學科內建制。建國初期，教育事業百廢待興，“物質結構”“電化學”等基礎理論性知識被納入課程標準中，對化學學科建制起到一定作用。1956年，我國開始探索符合國情的化學課程，頒布了《中學化學教學大綱（修訂草案）》，首次按照年級設置學習內容，精簡了化學教學內容[10]，直到19世紀70年代之后，中學化學課程的重點轉向雙基，至此，我國中學化學課程體系基本建立。另一方面，開始強調教師、教學、教材在化學課程中的地位。講授和演示為主要教學方法。化學教材交替變化，一直到1978年開始使用統一版本，并加入了化學基本理論，但課程內容偏深偏難[11]。

成長期與初創期最大的區別在于逐漸有了化學學科自身建制的意識。重視基礎知識學習是這一階段的主要特點，化學課程設置從籠統走向明確，化學課程按照無機化學、有機化學和實驗化學等板塊分階段教學，并刪減了部分“繁難偏舊”的內容，如“鉻和錳”“無機酸酯”等，增強了化學理論知識以及元素化合物知識的學習。其次，突出實驗教學，重視技能提升。

3??中學化學課程的繁榮階段：?從多維化學教學與知識體系回歸學生為主體

1987年開始，中學化學課程進入繁榮階段，從重視化學教學與知識體系的多維主體回歸學生單一主體。

3.1??中學化學課程的發展期

中學化學課程的發展期始于1987年，學生、化學、教學是核心關鍵詞，各關鍵詞間聯系錯綜復雜。學生、化學、教學、知識、技能、能力、教師等處于第一圈，問題、聯系、計算、概念等處于第二圈（見圖4），經過長達一個世紀的探索，我國中學化學課程逐漸形成了學生-課程-教學三管齊下的發展模式。學生方面繼續強調雙基，并滲透愛國教育和品德培養。如1996年版的《全日制普通高級中學化學教學大綱（供試驗用）》明確提出要對學生進行辯證唯物主義、愛國教育，以及社會責任感、勤奮堅毅等品格的培養[12]。課程結構進一步完善，先后提出必修課程、限選課程、活動課程和研究性課程。此外，1996年頒布的《全日制普通高級中學化學教學大綱（供試驗用）》首次提出教師可根據學生能力差異、興趣特長和職業傾向分類教學[13]。

強調教學是發展期區別于基礎階段的最大特征，總體上要求教師采取分類教學，加強德育，重視能力培養。在具體教學中不斷優化教學過程，如根據學生認知規律，將知識體系轉化為教學順序，教師要引導學生對化學現象做深入觀察，并進行分析、概括、抽象等思維活動，教學過程要有理論指導，在直觀教學的基礎上豐富實驗、討論、啟發等教學方法，并提出了介紹、了解、理解、掌握四層次教學要求。

3.2??中學化學課程的創新期

中學化學課程的創新期始于2001年，化學、學生、學習、發展、探究、科學等處于第一圈，素養、能力、研究、評價等位于第二圈（見圖5）。該階段從“全面推進素質教育”走向“面向核心素養”，立足學生未來發展需要，在人類文化背景下重構化學教育體系[14]。一是化學課程逐漸形成多元格局：?課程結構優化至“必修+選擇性必修+選修”，綜合性增強;課程內容強調學科核心概念，如“元素周期律”“化學反應與能量轉化”等，助力化學基本觀念的形成[15]。二是化學課程重新回歸學生主體：?《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確指出要“充分反映學生的成長需要，促進每個學生主動地、生動活潑地發展”[16]。三是教學模式包容并兼：?直觀教學結合講授法是應用最廣泛的教學方法，此外，“先行組織者”教學模式在化學教學中也比較

常見，翻轉課堂等新興教學模式初現[17]。四是評價體系與時俱進：?評價首次出現在共現圖譜中，化學課程評價體系從注重甄別性功能向發展性功能轉型，課標（2017年版2020年修訂）中提出了新型評價方式，要求“教學目標與評價目標、學習任務與評價任務、學習方式與評價方式一致性設計”[18]。

創新期凸顯探究、科學和學習三大關鍵詞。一是科學的本質在于探究的過程，這一階段開始重視學生的探究能力與探究意識;二是首次聚焦跨學科科學教育，我國跨學科科學教育的種子已在中學化學課程中萌芽;三是素養時代倡導基于真實情境的深度學習以促進學生學習的內在性和過程性。可以看出，以學生和化學學科為中心是現階段化學課程發展的方向。

4??中學化學課程百年發展趨勢回顧與展望

4.1??中學化學課程內核的百年發展反思

中學化學課程始終關注學生基礎知識和基本技能的養成，但探究和素養分別在2000年、2017年興起（見圖6）。初創期頒布了21份課程標準，1923年《新學制課程綱要高級中學第二組必修的化學課程綱要》首次明確了化學教學內容，強調通過講授法向學生傳授化學知識。在成長期，演示和講授是該階段區別于其他時期最具代表性的特征熱詞，二者呈此起彼伏的態勢。教學內容和科學技術也是主要的特征詞，說明化學學科的教學體系正在完善。基礎知識和基本技能處于相對穩定的發展態勢，體現了中學化學課程夯實學生科學學科基礎的主要目標。在發展期，教學內容占據主要地位，基礎知識成為主流教學內容，講授法和演示法始終相輔相成。探究嶄露頭角，科學態度也開始凸顯，課程標準內容逐漸多元化。在創新期，探究和素養獨占鰲頭，而查閱則關注了學生化學學習的循證意義和科學閱讀的價值，標志著中學化學教育指向21世紀技能與核心素養導向的課程改革，注重學生關鍵能力和必備品格的養成。

4.2??啟示與展望

中學化學課程正在探索形成多元融合的課程創生體系。近年來，化學課程目標經歷了由“雙基”到“化學學科核心素養”的嬗變，課程內容幾經精簡，教學方法日趨多元。STEM課程的提出標志著從交叉學科發展成為更加綜合的跨學科范式，旨在將批判性思維、問題解決等顯性技能與合作、適應等隱性技能結合。而化學學科與物理、生物、農業、材料、醫學等聯系密切，是一門中心學科。在尊重化學學科特點基礎上應該嘗試打破學科壁壘，形成動態包容的課程體系，引導學生解決社會問題，形成從化學、技術、社會等多角度綜合考慮問題的化學意識。

中學化學課程的發展應關注素養時代化學教師隊伍的建設。教師在落實化學課程理念、目標和內容等方面起到關鍵性作用。核心素養時代要求化學教師要樹立面向未來可持續發展的教育觀，不僅體現在學生必備能力和關鍵品格的培養上，還包括對自我專業素質的連貫性進階;要從本質上轉變重知識、輕實踐的教學理念，使學生深度參與科學實踐并發展連貫的學習經驗，促進化學思維的形成，增進對科學本質的理解;開展“素養為本”的化學課程評價，促進“教—學—評”的一體化。因此，需要實現高質量的教師專業發展，打造U-G-S協同的教師教育平臺，健全職前職后一體化的教師培養培訓機制和動態培訓模式。

中學化學課程應踐行可持續發展的育人觀。我國中學化學課程孕育于高舉“科學”“民主”兩大旗幟的五四運動時代，“民主”意味著人的主體性被重視，因此當時的課程目標強調學生興趣的培養和對自然世界的感知。建國之后，國家需要為共和國培養技術型人才，側重學生專業知識與技能的培養，21世紀，化學課程從多維知識回歸學生主體，其中蘊含的育人觀從知識的傳授轉向能力和品格的養成。今天的化學課程學習希望帶給學生什么？一是具備學科意義、解釋力、生成性、社會性和可發展性的化學學科觀念;二是理解、應用、實踐、遷移、創新、批判、合作與交流等化學學科關鍵能力;三是嚴謹求實的科學態度、探索真知的科學意識，以及家國情懷和社會擔當等必備品格。在課程教學中落實可持續發展的育人觀，應是未來化學課程發展的焦點之一。

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