新時代下利用化學(xué)科普讀物培養(yǎng)初中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究

【摘" 要】 科學(xué)普及與科技創(chuàng)新具有同等重要的地位，建設(shè)科技強(qiáng)國，不僅要重視自主創(chuàng)新，還必須加強(qiáng)科學(xué)普及，以提升全體公民的科學(xué)素養(yǎng)，而這一提升的關(guān)鍵在于首先增強(qiáng)青少年的科學(xué)素養(yǎng)。文章旨在探討提升初中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑，具體從科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵出發(fā)，結(jié)合對初中學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀的調(diào)研結(jié)果及當(dāng)前國內(nèi)化學(xué)科普讀物的分析，進(jìn)一步探討化學(xué)科普讀物編寫的策略與實(shí)施框架。希望通過對化學(xué)這一學(xué)科的探討，為促進(jìn)我國公民科學(xué)素養(yǎng)的全面提升作出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】 初中化學(xué)；科普讀物；科學(xué)素養(yǎng)；化學(xué)科普

一、科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵

國際上普遍將科學(xué)素養(yǎng)（Scientific Literacy）細(xì)分為三個核心組成部分：對科學(xué)知識的掌握，對科學(xué)研究過程和方法的理解，以及對科學(xué)技術(shù)影響作用的認(rèn)識。在評估本國公眾的科學(xué)素養(yǎng)時，各國普遍采用這一標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)公眾在這三個方面均達(dá)到要求時，才能被視為具備基本科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)素養(yǎng)通常是具有崇尚科學(xué)的精神，樹立科學(xué)思想，掌握基本的科學(xué)方法，了解必要的科技知識，并具備運(yùn)用這些知識分析判斷事物和解決實(shí)際問題的能力，同時形成科學(xué)態(tài)度并承擔(dān)科學(xué)責(zé)任感。我國已進(jìn)行了13次公民科學(xué)素質(zhì)（與國際上的科學(xué)素養(yǎng)概念基本相同）的抽樣調(diào)查。首次調(diào)查于1992年進(jìn)行，第二次于1994年，而在1996年至2023年期間，共進(jìn)行了11次調(diào)查。從2024年4月我國公布的第13次中國公民科學(xué)素質(zhì)抽樣調(diào)查結(jié)果來看，2023年我國公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例達(dá)到14.14%，但與世界主要發(fā)達(dá)國家20%～30%的公民科學(xué)素質(zhì)水平相比，仍需要進(jìn)一步持續(xù)提升。

今天的中國，是新時代的中國。當(dāng)代青少年，正處于一個信息量大、信息更新快，國家科技進(jìn)步神速的新時代。當(dāng)今科技人才的培養(yǎng)對國家的發(fā)展至關(guān)重要。要提高我國公民的科學(xué)素養(yǎng)，需要多個學(xué)科協(xié)同合力。化學(xué)是科學(xué)的重要組成部分，對初中學(xué)生影響重大。但是，化學(xué)課程在九年級才開設(shè)，還有部分學(xué)生不能升入普通高中，他們可能很難接觸到化學(xué)，所以提高我國公民的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，在初三年級尤為重要。因此，本文就新時代下如何利用化學(xué)科普讀物培養(yǎng)初中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)展開探討和研究。

二、初中學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)與現(xiàn)行國內(nèi)化學(xué)科普讀物的調(diào)查分析

（一）關(guān)于初中學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查

本課題組專門設(shè)計(jì)了化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查問卷，針對本校初中三個年級的約2000名學(xué)生進(jìn)行了全面調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示，初一、初二年級的學(xué)生雖然在生活中已經(jīng)掌握了不少化學(xué)知識及其應(yīng)用，但他們往往并未意識到這些知識與化學(xué)研究的直接關(guān)聯(lián)。在化學(xué)學(xué)科對社會和個人生活影響的調(diào)查中，學(xué)生們不僅關(guān)注自身健康與日常生活，還展現(xiàn)出了對化學(xué)在環(huán)境、材料、能源、低碳及可持續(xù)發(fā)展方面應(yīng)用的高度認(rèn)知。總體來看，初中學(xué)生能夠認(rèn)識到化學(xué)在生產(chǎn)技術(shù)和社會發(fā)展中的關(guān)鍵地位，對化學(xué)為人類社會作出的巨大貢獻(xiàn)給予了高度評價。然而，調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，盡管初中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的科學(xué)素養(yǎng)，對化學(xué)學(xué)科知識抱有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，并展現(xiàn)出一定的研究能力，但他們獲取化學(xué)知識的途徑仍然有限。多數(shù)學(xué)生在科學(xué)精神方面有所欠缺，難以準(zhǔn)確判斷化學(xué)科學(xué)技術(shù)的價值，這一能力有待在未來得到引導(dǎo)和提升。

（二）關(guān)于國內(nèi)化學(xué)科普讀物的調(diào)查

當(dāng)前，科普讀物的內(nèi)容已經(jīng)廣泛涵蓋了科學(xué)、技術(shù)、自然、歷史和文化等多個領(lǐng)域。然而，在針對不同年齡段的科普讀物中，幼兒園和小學(xué)的讀物數(shù)量較多，而針對初中的讀物則相對較少。從形式上看，科普讀物既有傳統(tǒng)的紙質(zhì)書籍，也有電子書、有聲書等新型媒體形式，呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。但從學(xué)科領(lǐng)域來看，化學(xué)相關(guān)的科普讀物數(shù)量并不多，本土編寫的化學(xué)科普讀物更是匱乏。與國外科普讀物相比，國內(nèi)化學(xué)科普讀物在數(shù)量和質(zhì)量上均存在較大的提升空間。雖然其中有一部分是對國外科普讀物的翻譯，包括來自英國、美國、俄羅斯等國家的作品，但國內(nèi)原創(chuàng)的高質(zhì)量化學(xué)科普讀物仍然較少。值得慶幸的是，近年來繪本類科普讀物逐漸增多，不少作品融入了我國的前沿科技成就，更具中國特色和文化底蘊(yùn)，如《了不起的中國》《了不起的中國科技》《大國重器》等。然而，為了進(jìn)一步提升學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，仍需加大創(chuàng)新力度，推動化學(xué)科普讀物在內(nèi)容和形式上的多元化發(fā)展。因此，編寫適合初中學(xué)生閱讀的化學(xué)科普讀物，以提高學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，是科普工作者和教育工作者所肩負(fù)的時代使命。

三、化學(xué)科普讀物的編寫策略

（一）弘揚(yáng)科學(xué)家精神，厚植愛國情懷

2021年5月，習(xí)近平總書記在兩院院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會上強(qiáng)調(diào)，新時代更需要繼承和發(fā)揚(yáng)以國家民族命運(yùn)為己任的愛國主義精神，以及以愛國主義為底色的科學(xué)家精神。科學(xué)素養(yǎng)與愛國情懷、科學(xué)精神是密不可分的。科學(xué)成就的取得，離不開科學(xué)家精神的支撐，這是科技工作者在長期科學(xué)實(shí)踐中積累的寶貴精神財(cái)富。科學(xué)家們不僅擁有超凡的智慧，還有著心系天下、國家和人民的大格局。因此，在編寫化學(xué)科普讀物時，可以特別設(shè)立“化學(xué)科學(xué)人文”等主題，通過介紹近代以來的杰出化學(xué)家，如莊長恭、侯德榜、徐壽、鄒承魯?shù)龋@得中國最高科學(xué)技術(shù)獎的化學(xué)家，如徐光憲、閔恩澤、師昌緒、張存浩、屠呦呦、王澤山等，以及大國工匠中的化學(xué)杰出人物，來弘揚(yáng)科學(xué)家精神。他們在各自領(lǐng)域取得了開創(chuàng)性、引領(lǐng)性的成就，為我國科技事業(yè)和化學(xué)事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過倡導(dǎo)科學(xué)家精神，激勵年輕一代尊重人才、熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)、崇尚創(chuàng)新，并引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于克服困難的堅(jiān)毅品質(zhì)和胸懷祖國、服務(wù)人民的愛國情懷。

（二）突出化學(xué)對人類和社會的重要作用

化學(xué)領(lǐng)域的每一次突破與飛躍都深刻地影響著人們的生活與世界。化學(xué)不僅是推動科技進(jìn)步的重要力量，還是促進(jìn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。化學(xué)在解決人類面臨的能源危機(jī)、環(huán)境污染等全球性問題中發(fā)揮著不可替代的作用，同時在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域的應(yīng)用也極大地提高了人類的生活質(zhì)量和健康水平。例如，如果沒有合成氨、合成尿素和新農(nóng)藥的技術(shù)，世界糧食產(chǎn)量將大幅減少，導(dǎo)致大量人口處于饑餓狀態(tài)；如果沒有合成抗生素和新藥物的技術(shù)，人類平均壽命將大幅縮短；如果沒有合成新分子和新材料的化學(xué)工業(yè)技術(shù)，20世紀(jì)的許多重大發(fā)明將無法實(shí)現(xiàn)。因此，《為何合成氨有關(guān)的研究曾3次獲得諾貝爾化學(xué)獎》等科普文章重點(diǎn)突出了化學(xué)對人類和社會的巨大貢獻(xiàn)。

（三）突顯祖國榮耀與民族自豪

在編寫化學(xué)科普讀物時，編者應(yīng)注重突顯祖國的榮耀與民族的自豪。近年來，我國在新能源、新材料等化學(xué)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。例如，《充電電池》一文介紹了我國的鋰電池巨頭比亞迪和寧德時代所取得的輝煌成就；《21世紀(jì)最重要金屬材料——鈦和鈦合金》一文展示了中國殲-20重型戰(zhàn)斗機(jī)采用整體鈦合金大框的先進(jìn)技術(shù)，其機(jī)身壽命遠(yuǎn)超美國F-22戰(zhàn)斗機(jī)。此外，很多科普文章還介紹了中國化學(xué)史上的許多“世界第一”，如制瓷技術(shù)、青銅冶煉、火藥等。不僅讓讀者領(lǐng)略到化學(xué)的魅力，還讓他們感受到身為中國人的驕傲與自豪。這樣的科普讀物不僅能激發(fā)讀者對化學(xué)科學(xué)的興趣，還能在潛移默化中增強(qiáng)民族自信心和凝聚力，為培養(yǎng)更多具有國際視野和愛國情懷的科技人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（四）整合多渠道信息，以主題分類編纂

對多個權(quán)威科普平臺與公眾號的信息資源，如中國科普網(wǎng)、科普時報(bào)、中國科學(xué)網(wǎng)、果殼網(wǎng)等網(wǎng)站，以及中國科普作家、中國科技教育、生活中的化學(xué)等微信公眾號，進(jìn)行細(xì)致的篩選與整理；以化學(xué)科學(xué)人文、化學(xué)史、化學(xué)與能源、化學(xué)與醫(yī)藥、化學(xué)與材料、化學(xué)與生活等為主題進(jìn)行分類編纂，旨在幫助讀者全面認(rèn)識化學(xué)對社會、自然環(huán)境、身體健康的友好關(guān)系，并減少化學(xué)對社會的負(fù)面影響。例如，在“化學(xué)與能源”這一主題下，編者詳細(xì)闡述了能源從煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源到可燃冰、頁巖氣、氫能、核能、電化學(xué)儲能等新型能源的演變過程。這樣的編纂方式有助于改變學(xué)生對化學(xué)可能存在的誤解與偏見，如認(rèn)為化學(xué)即等同于有毒、污染、爆炸與危害等，引導(dǎo)他們重新審視化學(xué)的價值與意義，并認(rèn)識到化學(xué)為創(chuàng)造人類更美好的未來所作出的重大貢獻(xiàn)。

（五）聯(lián)系生活，實(shí)現(xiàn)科學(xué)與生活的融合

生活無處不化學(xué)。隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，化學(xué)新事物層出不窮地出現(xiàn)在人們的生活中。為了讓學(xué)生更好地認(rèn)識生活中的化學(xué)，真正地學(xué)化學(xué)、用化學(xué)，以化學(xué)的眼光去觀察事物、認(rèn)識世界。在編寫過程中，編者以學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和生活認(rèn)知為切入點(diǎn)，介紹塑料的種類、酒的種類、玩具中的化學(xué)、廚房中的化學(xué)以及消毒劑、麻醉劑、毒品的成分等內(nèi)容。通過這些生活化的例子，學(xué)生可以更加直觀地了解化學(xué)知識在日常生活中的應(yīng)用和價值，從而激發(fā)對化學(xué)科學(xué)的興趣和熱情。

（六）色彩絢麗、圖文并茂，科普特性鮮明

科普讀物應(yīng)當(dāng)以簡潔明快、深入淺出的語言，將復(fù)雜的科學(xué)原理闡述得既精煉又富有科學(xué)性和趣味性。這樣的讀物不僅圖文并茂、富有藝術(shù)之美，還能以簡明獨(dú)特的視角和新穎的觀點(diǎn)，激發(fā)讀者的好奇心與探索欲。在輕松愉快的閱讀氛圍中，讀者能夠輕松掌握科學(xué)知識。同時，讀物應(yīng)注重創(chuàng)新性、藝術(shù)性和思想性的融合，力求使科普內(nèi)容既科學(xué)有趣，又淺顯易懂。例如，在編寫“核聚變原理與核能量”這一主題時，可以這樣介紹：核裂變原理。核裂變是指較重的原子核在受到足夠能量的中子轟擊后，分裂成較輕的原子核的過程。這一裂變過程極為復(fù)雜，以鈾原子為例，其在裂變時會產(chǎn)生多達(dá)35種元素，放射性核素更是高達(dá)200種以上。其中一種典型的裂變反應(yīng)如下圖1所示。

生成的中子又繼續(xù)轟擊另外的鈾原子核，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，不斷地進(jìn)行，不斷地釋放能量。如圖2所示，1千克的鈾-235全部裂變放出的熱量，相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤或200噸石油完全燃燒時放出的熱量。正是基于這一原理，原子彈得以被制造出來。

四、化學(xué)科普讀物閱讀實(shí)施的步驟

為了通過科學(xué)的方式引導(dǎo)讀者深入了解化學(xué)知識，提高科學(xué)素養(yǎng)，編者需要考慮到化學(xué)科普讀物融合了科學(xué)性、通俗性、趣味性、獨(dú)創(chuàng)性、思想性和文學(xué)性，對不同認(rèn)知水平的學(xué)生，要求應(yīng)有所區(qū)別，目標(biāo)設(shè)定也需合理，具體實(shí)施建構(gòu)如下。

（一）確立閱讀目標(biāo)

首先，科普讀物應(yīng)普及化學(xué)知識。借助易讀易懂的科普讀物，向?qū)W生系統(tǒng)介紹化學(xué)的基本概念、原理及其在日常生活中的廣泛應(yīng)用，夯實(shí)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)。

其次，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。利用生動有趣的案例或?qū)嶒?yàn)，點(diǎn)燃學(xué)生對化學(xué)的好奇心，激發(fā)他們的探索欲，使化學(xué)學(xué)習(xí)變得生動有趣。

最后，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)思維，學(xué)會運(yùn)用化學(xué)知識，從化學(xué)觀念和化學(xué)思維的角度出發(fā)，分析并解決問題，進(jìn)而培養(yǎng)良好的思想品德和學(xué)科素養(yǎng)。

（二）閱讀實(shí)施的組織和形式

1. 問題導(dǎo)向，引導(dǎo)閱讀

科普讀物因其科學(xué)性、趣味性和思維邏輯性，需要教師在閱讀過程中給予適當(dāng)指導(dǎo)，以幫助學(xué)生更好地理解。在初一、初二年級的閱讀課中，課題組以《五彩繽紛的熒光與應(yīng)用》為科普閱讀材料，分別開設(shè)了閱讀課。通過紙質(zhì)閱讀與實(shí)物展示相結(jié)合的方式，課題組設(shè)計(jì)了問題導(dǎo)向的閱讀模式，如提問“你知道哪些動物能發(fā)光嗎”“螢火蟲的發(fā)光原因是什么”“現(xiàn)實(shí)生活中的熒光是如何產(chǎn)生的”“熒光在現(xiàn)實(shí)生活中有何應(yīng)用”以及“課后你有何收獲和感受”，這樣的問題設(shè)計(jì)旨在啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)他們循循善誘地進(jìn)行高效閱讀，從而感受到科學(xué)的神奇與奧秘。

2. 助力課堂，煥發(fā)活力

化學(xué)科普讀物的閱讀可以巧妙地融入日常授課中。例如，在初三化學(xué)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)“合金與古代貨幣”的素材中編入了《神奇的記憶合金》和《21世紀(jì)最重要金屬材料—鈦和鈦合金》；在第六單元復(fù)習(xí)課“碳和碳的化合物”中則編入了《為什么同樣是碳，你卻比我硬》和《顛覆你的想象：淀粉可以用它來合成》等文章。這些科普讀物不僅豐富了教學(xué)內(nèi)容，還增添了課堂的趣味性，揭示了科學(xué)的奧秘，極大地激發(fā)了學(xué)生對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和動力。

3. 精心設(shè)計(jì)，形式多樣

針對不同內(nèi)容和不同層次的學(xué)生，需要采用多樣化的閱讀方式，這要求教師根據(jù)閱讀材料進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真組織、并創(chuàng)設(shè)引領(lǐng)。首先，閱讀形式應(yīng)靈活多樣，學(xué)生既可以通過紙質(zhì)材料閱讀，也可以在電腦室進(jìn)行電子閱讀；其次，學(xué)生既可以自由選擇閱讀，也可以在教師指導(dǎo)下閱讀。例如在學(xué)校選修課中開設(shè)科普閱讀課，利用電腦室進(jìn)行電子閱讀、實(shí)物展示等形式的學(xué)習(xí)。這種方式既節(jié)約了紙張，又讓學(xué)生欣賞到了多彩絢麗的化學(xué)彩圖，視覺效果更佳。當(dāng)然，科普閱讀還可以利用其他時間進(jìn)行，如初一級的閱讀課、科技節(jié)書籍的閱讀、第二課堂、寒暑假等。

4. 及時反饋，展示成果

為了評估學(xué)生的閱讀效果和學(xué)習(xí)成果，課題組在課堂上讓學(xué)生分享自己的上課收獲和感受，收集學(xué)生的書面反饋，并鼓勵學(xué)生撰寫小論文進(jìn)行總結(jié)和展示。從初一級、初二級學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋來看，學(xué)生深刻認(rèn)識到了化學(xué)對生活的作用和貢獻(xiàn)，學(xué)到了很多化學(xué)知識，增加了對化學(xué)的興趣，并對初三的化學(xué)學(xué)習(xí)充滿了期待。

5. 科學(xué)評價，適時調(diào)整

課題組設(shè)立了科學(xué)素養(yǎng)提高評價表，以科學(xué)評價學(xué)生的閱讀效果。這不僅可以反映學(xué)生的閱讀效果，還可以直接反映課題組的研究效果，從而為課題組調(diào)整研究方向、方式方法提供有力依據(jù)。為此，本課題組特別重視以學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提高評價表來了解學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的實(shí)際情況，如下表1所示。從調(diào)查評價的情況來看，96%的同學(xué)反饋?zhàn)约洪喿x學(xué)習(xí)之后，科學(xué)素養(yǎng)都有了明顯和較大的提高，為課題組的研究增強(qiáng)了信心，進(jìn)一步提高了研究的動力。

（三）反思與改進(jìn)

科普讀物作為一種重要的教學(xué)資源，其獨(dú)特性和實(shí)用性在初中生的化學(xué)學(xué)習(xí)中占據(jù)著舉足輕重的地位。在教學(xué)實(shí)踐中，教師嘗試讓初一、初二年級的學(xué)生提前接觸并學(xué)習(xí)化學(xué)知識。從教學(xué)效果來看，盡管學(xué)生們的化學(xué)知識基礎(chǔ)相對薄弱，但他們?nèi)匀荒軌蚧菊莆账鶎W(xué)內(nèi)容。然而，在科普文章的選擇上，也發(fā)現(xiàn)并非所有讀物都完全符合初中學(xué)生的認(rèn)知水平。因此，在教學(xué)過程中，教師需要適當(dāng)降低難度，淡化復(fù)雜的原理闡述。為了更好地適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際需求，未來需要更加精心地篩選科普讀物的內(nèi)容，確保其既富有趣味性，又蘊(yùn)含豐富的教育意義。

五、結(jié)語

通過利用化學(xué)科普讀物，本課題組成功地培養(yǎng)并提高了初中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)與初三化學(xué)之間的有效銜接。在這一過程中，學(xué)生的化學(xué)科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)和化學(xué)人文素養(yǎng)均得到了顯著提升。然而，當(dāng)前我國科普事業(yè)仍需進(jìn)一步加強(qiáng)和發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，不僅需要借助科研機(jī)構(gòu)人員的專業(yè)力量，還需要廣泛動員大學(xué)教師、中小學(xué)教師等教育資源。衷心希望，未來能有更多的教育工作者積極投身化學(xué)科普事業(yè)，共同為提升我國公民的科學(xué)素養(yǎng)而努力奮斗。

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*2022年廣州市教育科學(xué)規(guī)劃課題“新時代下利用科普讀物培養(yǎng)初中學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的研究”（課題編號：202214400）。