HPS视角下高中人教版新旧化学教材的比较研究——以“物质结构 元素周期律”为例

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视角诉高中叉教版新旧化学激材的比较研究以“物质结构元素周期律”为例

宋倩雯谢俊常锁成

(黄冈中学湖北黄冈438000)

摘要：基于HPS(科学史、科学哲学、科学社会学）视角对人教版新旧教材“物质结构元素周期律”这一章节从HPS数量、呈现位置、涉及的人物、主题4个方面进行比较研究。结果表明，新人教版教材在HPS数量、呈现位置、涉及

人物方面都优于旧教材，在HPS的5个主题中，新教材更加重视科学哲学的两个主题:科学知识的本质和科学事业，其

次是科学史。新教材在科学社会学的两个主题上也有待加强。

关键词：HPS;化学教材；比较研究

文章编号：1002-2201 (2021 >02 ■0024>04 中图分类号:G632.3 文献标识码：B

_、研究背景

2016年9月《中国学生发展核心素养》发布，将 “科学精神”确定为六大核心素养之一，《普通高中化 学课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）指出 普通高中化学课程是落实立德树人、发展素质教育、弘 扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体，化学学科 核心素养是学生必备的科学素养。HPS是指把科学史 (History of Science)、科学哲学（Philosophy of Science)和科学社会学（Sociology of Science)的有关内容纳人科 学课程中，被很多学者认为是提高公民科学素养的有 效途径n。2019年6月在《新课标》的指导下新人教 版高中化学教材正式出版，教材是教师教和学生学的 重要载体，新教材与旧教材相比H PS的融人情况如 何？有何共同点和差异？本文尝试从HPS的视角对人 教版新旧高中化学必修教材的“物质结构元素周期律”进行分析。

二、分析框架的确定

1959年国际教育评价协会（IE A，the International Association for the Evaluation of Educational Achievement)成立,IE A是国际上最先开展世界范围内H PS教育状况 研究的协会。1994年，丨E A组织了第三次国际数学与科 学研究[简称 TIMSS(the Third International Mathematics and Science Study)],其中有一项专门针对H PS的调査,专家将HPS分为5个主题:科技史、科学知识的本质、科 学事业、科学技术对社会的影响、社会对科学技术的影 响2]。本文在TIMSS关于H P S的分析框架和刘玲玲梳 理国内外文献确定的H PS内容分析量表:3]的基础上，确定本研究的H P S编码表（见表1)。运用N V iv o ll软件 进行编码,并对结果进行分析。

表丨HPS编码表

节点子节点

HPS数量无

HPS呈现位置章首、正文、栏目

HPS涉及

无

的人物

科学家的生平事迹、重大发明与发

科学史现过程、科学成就及其发展、理论

概念的演变过程

科学知识

的本质

相对性、累积性、创造性、可预测性HPS主题科学事业

科学与道德、科学与技术、科学家

身份、科学共同体

科技对科技对社会经济的影响、科技对社

社会的会生活的影响、科技对社会思想的

影响影响、科技对社会造成的伤害

社会对科政府、企业、军事、教育、公众对科

技的影响技的影响

三、人教版新旧教材HPS内容的编码结果与分析

1.HPS数量和内容比较

公众科学素养水平在一定程度上影响国家的国际 竞争力。我国颁布的《全民科学素质行动计划纲要实施 方案（2016—2020年）》中提出到2020年我国公民科学 素质要达到10%的目标。尽管我国的科学素质起步较 晚，但在国家的重视和努力下，我国公民的科学素养水 平也在逐步提升，2018年我国公民具备科学素质的比例 已达8.47% ,这个数字在2015年为6.2%、2010年为

24

3.7%、2005年仅为1.6%。但与发达国家相比,还有很 大差距，美国公民科学素养水平在1988年已经达到了 10% ,2008年提升到28%，瑞典公民2005年具有科学素 质的比例已经达到了 35%。HPS教育是提高公民科学 素养的有效途径，是高中化学教育的必然趋势,教材是 教师教学与学生学习的重要载体，把HPS内容纳人其中 可以有效提高学生的科学素养。对人教版新旧教材中 “物质结构元素周期律”中HPS数量的统计如表2所 示，可以看出，新教材H PS的数量为24,旧教材HPS的数量为13，从数量上可以看出新教材加大了 HPS的融人 力度,新教材更符合H PS的教育理念，有利于提升学生 的化学学科核心素养水平。例如，在原子结构这部分内 容的选取时，旧教材没有涉及任何HPS的内容，只是单 纯的知识讲解，而新教材在科学史话这一栏目中介绍了 不同时期科学家建构的原子结构模型，向学生展示了人 类对原子结构的认识是逐步深化的，新教材更注重知识 的发展过程。

教材研究

表2人教版新旧教材HPS的数量和内容统计

统计新教材旧教材

结果数量具体内容数量 具体内容

HPS

雖24元素周期表的建

立、原子结构的奥

秘、原子结构模型

的演变、第一张元

素周期表的绘制、

第一张元素周期表

的绘制、周期表的

完善、液态钠的用

途、预测卤素化学

13性质的相似性和递

量和内容同位素在生产生活

和科学研究中的用

途J C断代法、元

素周期表的发展

变性、同位素在生

产生活和科学研究

中的用途、元素周

期律的发现

2.H P S呈现位置比较

根据HPS在教材中出现的位置，分为章首、正文和 栏目3个部分，人教版新旧教材HPS的呈现位置如表3 所示。HPS的呈现位置反映了 HPS在高中化学教材中 的地位,通过表3可以看出，新教材HPS章首呈现次数 为1，旧教材呈现次数为〇,说明新教材更重视HPS,从章 首开始注重渗透H PS的内容。呈现位置在正文中的HPS表明其是基础性内容，所有的学生都要掌握，新旧 教材正文呈现的次数差异不大，对比具体的编码内容也 大体相同，说明两个版本的教材中学生必须掌握的HPS 内容基本相同。但是呈现位置在栏目中的H PS内容新 教材有14次，旧教材仅有6次，对比具体的编码内容发 现新教材HPS内容变动较大且涉及的栏目较多，由于受 学科知识结构的限制，一些H PS内容不便安排在正文 中，因此设置了不同的栏目，将HPS内容与正文分开，一方面能拓展学生的视野，促进对知识的理解，另一方面 也能尽可能地保持知识的连续性和系统性。例如，新教 材增设的化学与职业这一栏目中，介绍了科技考古人员 这一职业和利比教授的1丨C断代法考察文物年代，向学 生展示了化学知识在考古研究中的应用，让学生体会化 学知识的实用性。

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表3人教版新旧教材HPS的呈现位置统计

统计新教材旧教材

结果位置次数位置次数

章首1章首0

正文9正文7

HPS科学史话(3);练习

的呈与应用（3);探究

现位

置和栏目

次数

(2);研究与实践

(1);资料卡片（1);

方法引导（1);化学

与职业（1);整理与

提升（1);思考与讨

论⑴

栏目

科学视野(2);习题

(2);学与问（1);

资料卡片（1)

3.H P S涉及人物比较

不同时期的历史人物体现着化学发展的脉络，化学家的历史贡献、优秀品质和光辉形象可以对学生进行正 确的情感教育。本文按照涉及的人物名字在教材中的 次数进行编码，如果同一人物在教材中多次出现，每出 现一次进行一次编码，出现次数越多，说明该人物越重 要。人教版新旧教材的人物统计如表4所示。

表4 .人教版新旧教材HPS涉及人物统计

统计新教材旧教材

结果次数人物次数人物

道尔顿、汤姆孙、卢

HPS瑟福、玻尔、门捷列

涉及

的人32

夫（16)、利比、拉瓦

锡、德贝赖纳、迈5

门捷列夫（4)、范

德华

物和尔、维尔纳、莫塞莱

次数(2)、布瓦博德朗

(4)、范德华

新教材出现了 13个历史人物，总次数32次，旧教材 仅出现了两个历史人物，总次数5次，新教材与旧教材 相比，加强了科学人物在教材中的融人力度。元素周期 表的建立是化学史上的一个重要里程碑，因此,两个版 本的教材都着重介绍了俄国化学家门捷列夫，新教材更 是加大了对门捷列夫的介绍，在元素周期律的习题中讲 述了门捷列夫和发现元素镓的法国化学家布瓦博德朗

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