技術素養視域下《義務教育化學課程標準（2022年版）》課程內容分析

吳鍶敏 錢揚義 溫金菊 陳浚銘

摘要： 采用內容分析法，根據技術素養的內涵對《義務教育化學課程標準（2022年版）》課程內容中“內容要求”和“情境素材”進行頻數統計，進一步剖析其中滲透技術素養的部分，為指導初中化學教師在教學中更好地發展學生的技術素養，提出明晰技術內容、理解技術素養、組織技術活動等實質性建議。

關鍵詞： 技術素養； 義務教育化學課程標準； 課程內容

文章編號： 10056629（2023）07000806

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1 問題的提出

隨著教育信息化的高速發展，STEAM教育受到教育者的廣泛關注。其中技術（Technology）在STEAM教育中扮演著重要角色，由技術教育延伸出的技術素養是新世紀學生必備的基礎素養［1］。2000年美國頒布《技術素養標準：技術學習的內容》（STL），為指導學生學習技術提供課程框架，強調了培養技術素養的重要性。時隔20年后，于2020年正式發布的《技術和工程素養標準：STEM教育中技術和工程的作用》（STEL）從原來的技術素養進一步擴展為技術與工程素養，并將人類活動中豐富的技術與工程內容提煉為八項核心標準［2］，強調通過工程實現技術產品或系統的產出。

技術作為支撐工程實踐的核心手段，在技術與工程教育中占據不可或缺的地位［3］，技術教育更是培養創新型人才、建設技術強國的戰略支撐［4］。因此，教師在教學中應有意識地以技術為基礎、工程為旨歸，重視引導學生技術實踐和工程啟蒙，融入技術教育、發展技術素養，為進一步培養學生的工程思維奠定基礎。

化學是研究物質的組成、結構、性質、轉化及應用的一門基礎學科，化學與科學技術緊密聯系、融為一體，在化學學習中培養學生技術素養具備獨特的學科優勢?！读x務教育化學課程標準（2022年版）》［5］（以下簡稱“2022版課標”）中的課程內容結構發生明顯變化，其中“內容要求”主要呈現學習范圍，“學業要求”明確知識學習程度和素養要求，“教學提示”為相關主題教學提供實施建議［6］。課標雖未直接提出技術素養的概念，但也處處隱含著對加強技術融入、培養學生技術素養的要求?；诖?，本研究通過厘清并分析課標中課程內容的相關技術素養內容，為化學教師更好地理解技術素養、在課堂教學中發展學生的技術素養提供教學建議。

2 技術素養概念界定

2.1 技術的概念

技術是指人們滿足自身的發展需求和愿望，改變現有事物的性能或利用現有事物形成新事物的方法、技能及手段［7］。于淼［8］根據技術的實用領域，將技術分為實驗技術（主要指實驗工具、實驗儀器的使用）、生產與工程技術、生活實用技術及信息與認知技術。田小蘭［9］認為化學課程中整合技術的內容包含常見化學技術手段（如實驗操作技術）、化學技術工具或儀器和通用信息技術。姜奕林［10］認為中學化學學科中技術內容要充分體現技術本體特征和化學學科特性，如通過對一些與化學有關的技術問題作出合理分析，強化學生應用意識和實踐能力。

分析文獻可知，多數研究者將與資源利用、材料制造、工農業生產、環境保護相關的實驗操作納入技術范疇［11］。綜合已有研究的觀點，以2022版課標中課程內容的具體表述為例，歸納技術內容如表1所示。

2.2 技術素養的內涵

《技術素養標準》［12］的問世，回應了世界課程改革中關注技術學科的發展趨勢，具有劃時代的意義［13］。盡管后續有關于技術素養綜合討論的文件，也出臺了新的政策文件，但這些文件仍以《技術素養標準》為基準，對技術素養進行新的說明與補充。另外，即使技術素養的具體內涵隨著研究背景、研究對象的變化發生相應的變化，諸多學者也結合自己的理解對于技術素養做了不同的解讀［14，15］，但技術素養是理解、使用、管理和評價技術的能力這一本質是統一一致的［16］。

基于此，本研究參考《技術素養標準》［17］對技術素養內涵的界定與解釋，將技術素養劃分為技術知識、技術能力、技術情意三個層面，對技術素養各層面及二級維度進行合理定義。為了幫助評分者更好地識別與判斷2022版課標中有關技術素養的內容，列舉了其中對應的內容示例，如表2所示。

3 指向技術素養的課程內容統計

本研究以2022版課標的課程內容中“內容要求”和“情境素材”為例，采用內容分析法，根據技術素養的內涵對“內容要求”和“情境素材”具體描述進行識別與判斷。其中“內容要求”每一章各小節（2022版課標各3級標題獨立算為一節）記為1處，“情境素材”每一章各小點記為1處。由筆者擔任主要評分者，在專家指導下與兩位具備相關研究背景的研究者共同評分。在統計技術本體知識出現的處數時，如果在某一處中多次出現技術本體知識的相同描述，避免統計重復，均只記為1處。特別注意，每一處標定時，可能不止出現一個維度的技術素養的內容。

依據三位評分者之間的平均相互同意度，計算2022版課標的評分者信度為0.9396（＞0.8），說明該研究信度達標。三位評分者對沒有達到完全同意的條目進行協商后達成一致，最后統計2022版課標中“內容要求”和“情境素材”體現技術知識、技術能力、技術情意三個層面及二級維度的處數和比例，如表3所示。

從表3可以得知：在“內容要求”方面，2022版課標對于技術知識、技術能力和技術情意三個層面的要求較為均衡，相對而言，技術知識和技術情意兩個層面占比較大；在“情境素材”方面，2022版課標建議在創設與技術相關的情境時，通過具體的技術實踐活動，拓寬學生的技術知識面，指引學生技術情意的發展。

4 指向技術素養的課程內容分析

4.1 內容要求分析

技術知識層面，相較于技術本體知識和技術原理知識維度，2022版課標中“內容要求”更為關注技術活動中的技術操作規范：（1）關注從大概念出發建構內容，在具體知識學習中提煉核心觀念和思想方法［18］。其中第五章新增的“化學、技術、工程融合解決跨學科問題的思路與方法”明確體現技術素養，旨在幫助學生形成有序的、系統的技術操作規范體系，進一步體會化學與技術、工程的關系。實驗探究活動如“粗鹽中難溶性雜質的去除”“水的組成及變化的探究”“燃燒條件的探究”，要求學生在技術指導下形成系統的技術操作步驟的思路與方法，能更好地利用技術探究物質性質和組成、解決物質制備和檢驗等實際問題。（2）明確具體的實驗安全要求，重視在實踐操作安全方面的規范［19］。第一章新增的“熟悉化學實驗室安全警示標志，學會正確使用安全防護設施，學習妥善應對實驗安全問題的必要措施”等內容，讓學生高度重視實驗安全問題，在技術實踐之前先讓學生明確安全技術操作規范等相關知識，有助于后續技術活動的順利開展。

技術能力層面，2022版課標重視以技術操作為主的實踐活動的開展，強調在技術實踐中充分發展學生技術設計和技術評價能力：（1）強化化學學科的實踐性，凸顯化學實驗探究的育人功能。如“通過實驗探究認識燃燒的條件”，理解燃燒和滅火的原理及其在生活中的應用，從技術操作維度體會化學在生活中的應用，利于后續學生在工程實踐上對燃燒原理與技術有更進一步的認識。（2）在具體實踐活動中培養學生社會發展所需的關鍵能力。新增了“化學相關職業的體驗活動”，除了向學生科普豐富的化學知識、培養學生濃厚的化學學習興趣，還能夠幫助學生認識在不同化學研究領域中不同技術發揮的獨特作用，并且在操作體驗中深入理解技術原理、體驗技術操作流程，進一步發展學生的技術能力。（3）新增的跨學科實踐活動充分體現時代性、應用性、綜合性和實踐性［20］。如主題為“微型空氣質量‘檢測站的組裝與使用”“基于特定需求設計和制作簡易供氧器”的跨學科實踐活動，在真實問題情境中要求“能綜合運用化學、技術、工程及跨學科知識，設計、評估解決實際問題的方案，制作并改進優化項目作品”，凸顯了技術應用的重要價值，旨在通過工程實踐培養學生的技術制作、設計與評價能力，多方面且充分地發展技術素養。

技術情意層面，除了要向學生明確在技術系統的設計與技術產品的應用時形成技術意識外，還需要具備積極的技術情感態度與正確的技術價值觀：（1）加強理論知識與實際生產之間的關聯性。第四章明確提出“關注產品需求和成本核算”，引導學生在技術實踐應用中需要多加關注產品性能、經濟成本等問題，思考實際化工生產中材料及能源的合理使用情況。（2）增加了技術與社會發展相關的情感態度類內容。第五章“化學與社會·跨學科實踐”涉及材料合成與能源利用、工農業生產等領域，注重科學、技術、社會、環境之間的聯系，引導學生了解新能源的開發、新材料的研發與資源的綜合利用，充分認識在社會發展和人類文明進步中技術所發揮的重要價值，使學生積極理性地面對技術使用給未來帶來的不確定性與挑戰。（3）認識技術對推動經濟和社會發展的雙重作用。提倡開展“社會性科學議題的探討活動”，結合技術發展引發多方關注的爭議性問題，或是人類發展所帶來的與科技相關的社會爭議性問題，引導學生辯證看待技術開發與技術產品應用對人類社會帶來的雙面影響，從分析與判斷中逐漸形成正確的價值觀，并學會協調技術發展與人類社會之間的倫理關系［21］。

4.2 情境素材分析

技術知識層面，基于生產生活情境，向學生傳授技術本體知識和技術原理知識兩個維度的相關知識，具體包括：（1）古代技術的成就，如“我國古代文獻中對制鹽方法的描述”“我國古代金屬冶煉成就的描述”“我國古代黑火藥的發明和使用”，體會古代人民在技術活動中的智慧，感受幾千年來中國傳統文化的積淀。（2）現代技術的使用，如“二氧化碳在大棚蔬菜種植中的作用”“宇航、潛水、醫療等領域的呼吸供氧”“太陽能、氫能等新能源的開發與利用”，了解技術及技術產品在生產生活等不同領域中的應用，進一步引導學生理解化學與技術、技術與社會發展之間的關系。（3）新型技術及工程的發展，如“信息技術、航空航天和國防科技領域中的新型材料”“西氣東輸工程”“石墨烯材料的特性和我國石墨烯產業的發展”，感受技術在科技前沿的應用價值。

技術能力層面，關注社會生活及化工生產中的技術實踐情境，融合相關的技術設計與技術評價：（1）基于生活中常見的資源生產工藝，如“水的凈化方法和自來水的生產工藝”“廢棄金屬的分類回收和再利用”“二氧化碳的捕集與封存、轉化與利用”，引導學生運用所學知識解決實際生活中資源利用再生、環境保護等問題，并在具體的技術實踐活動中根據化學知識和生活經驗設計相關方案，感受化學實驗的魅力，并學會如何評價方案。（2）結合大型的化工生產流程，如“鹽堿湖中氯化鈉和碳酸鈉的提取”“工業區污水的處理”“用石灰石或貝殼燒制生石灰”，開展相關的技術設計與技術評價，以解決實際的生產需要為目的給出更為合理的技術實踐方案，感受我國化工產業的發展。

技術情意層面，情境素材可充分承載技術情感態度和技術價值觀：（1）人類長期積累的技術經驗與智慧精神，如“從石器、青銅器、鐵器到高分子合成材料的變遷”“我國超導材料的研發”“我國化學家張青蓮等人對相對原子質量測定的貢獻”，滲透對技術發展史、技術生產過程、技術工作者等應有的積極的情感態度，在技術教育中開展人文教育，達到學科育人的目的。（2）技術對環境保護、食品安全和化學品使用的重要性，如“污水處理與利用，溫室效應與全球變暖，我國藍天、碧水、凈土三大保衛戰”“常用藥品、家用洗滌劑及消毒劑的使用說明”，引導學生辯證看待技術使用時要考慮其對社會和環境的影響，深入理解科學、技術、社會、環境的相互關系，倡導學生內心自然生成人與自然和諧共生等可持續發展的理念，從而發展學生的技術情意。

5 結論與建議

2022版課標在關注技術本體知識、技術原理知識的基本要求基礎上，更加強調學生對技術操作規范的認識；重視實驗探究與跨學科實踐的落實，強調技術操作、設計與評價在實踐活動中的重要性；關注技術在實踐應用中成本經濟、綠色環保等問題，并且凸顯技術情感態度和技術價值觀培養的重要作用。為了更好地幫助教師開展以發展學生技術素養為目標的教學，提出了以下實質性建議。

5.1 明晰技術內容，制定合理的教學目標

教師要加深對技術的理解，研讀課標后把握技術的核心本質。需要剖析不同主題背后涉及技術教育的要求，并且根據這些基本要求和實際情況在課堂教學中加以提升和拓展［22］。如“在金屬中加入其他元素形成合金可以改變金屬材料的性能”可以通過列舉不同實例來體現技術產品的具體應用。并且，教師要善于幫助學生明晰技術活動中的技術問題，幫助學生理解技術操作的一般流程、技術產品及技術系統的使用和運作說明。教師可以有目的地引領與指導學生從具體事件中找出蘊含的技術問題，采用繪制流程圖的形式解釋整個技術操作，并給出相關使用規范和注意事項，以此加深學生對技術應用的認識，提高學生運用技術分析和解決實際技術問題的能力。

5.2 理解技術素養，創設與技術相關的教學情境

在情境中融入技術素養要求是課堂教學的重要途徑。在開展教學前，需要了解課標中的不同情境素材分別涉及了哪些技術，理解其中的技術原理與技術操作等知識，深入挖掘不同情境承載的技術情意。再明確本節課哪些內容要融入技術素養，可以利用課標中真實的生產生活情境，并以文字、圖片、視頻等多種方式加以呈現［23］。如“碳及其化合物”知識主題的學習可以創設“碳單質的研究進展”“我國石墨烯產業的發展”“我國實現‘碳中和目標的措施”等情境，讓學生了解技術發展史中的重要事件、我國能源與資源開發利用的發展歷程、生態環境保護舉措，真切感受化學技術在社會生產中的廣泛應用，深刻體會國家的科學發展與技術創新。

5.3 組織技術活動，在技術實踐中開展技術評價

動手實踐是一種能充分發展學生技術能力的學習方式。教師應充分認識跨學科實踐活動對發展學生技術素養和發揮課程育人功能的重要性［24］，積極開展多種技術素養導向的跨學科實踐活動，注重學生綜合應用各學科知識歷經完整的技術操作歷程，并對解決方案、實驗結果、項目作品進行理性反思與綜合評價。在探究過程中鼓勵學生有意識地使用信息技術分析、解決實際問題，綜合運用各種現代技術手段來獲取實驗證據［25］，提高自身的技術能力。除此之外，帶領學生參加與化學相關的職業體驗活動，讓學生認識、理解、評價實驗室和工廠中的技術價值，在實踐中提高自身的技術評價能力、問題解決意識及責任擔當，促進知、情、意、行的統一。

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