基于參與意識培養的決策型問題分析研究

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

隨著科學技術的飛速發展和社會問題的日益復雜，培養學生對“與化學相關的人類生活和社會問題”的參與意識和決策能力已成為當前化學教育領域的重要議題。《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》在“基本理念”“課程目標”等板塊多次提及“參與\"和\"決策”的相關內容，例如“引導學生關注人類面臨的與化學有關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力”“積極參與有關化學問題的社會決策\"“培養學生參與社會決策的意識\"等[1]。2022 年義務教育化學新課標也要求學生具備運用化學知識對生活及社會實際問題作出判斷和決策的意識[2]。可以看出，培養學生的參與意識和決策能力已經成為化學教學的重要目標之一。課程標準是教材編寫的依據，教材是教師教和學生學的重要工具，教材能否體現課程標準的建議和要求，以及如何基于教材促進學生參與意識和決策能力的發展是值得研究的主題。本文以新人教版高中化學教材（以下簡稱“新教材”）為例，分析了新教材中決策型問題的內容及教學作用，討論了教材引入決策型問題的價值，并提出了培養學生參與意識和決策能力的建議。

1新教材中決策型問題內容分析的研究設計

1.1 概念界定

決策型問題是課堂教學中培養學生參與意識和決策能力的重要載體，在內容分析之前需要明晰其概念。決策型問題是指在實際生活背景下為學生提供信息，然后要求學生通過比較、設計、操作找到解決問題的最佳方案。有時解決問題的方案不止一種，有時需要根據不同情況采取不同方案，決策型問題具有開放、靈活、發散的特點，此類問題多取材于實際生產生活，結合時代熱點[3]。在化學教材中，決策型問題大多以社會和生活中與化學相關的真實議題為背景，讓學生置身情境中分析利弊作出合理決策；少數問題建立在學科知識本身，為學生提供多種選擇（如反應條件和方案的選擇、不同反應影響因素的考量以及多種試劑的選取等問題），讓學生比較分析找到最佳方案。化學決策型問題具備知識性、爭議性、復雜性，要求學生積極參與問題解決的過程，充分調用各類學科知識和學習資源，站在不同立場做出決策，在問題解決過程中發展參與意識和決策能力。

1.2 研究對象

我國現行的高中化學教材主要有人教版、蘇教版、滬科版和魯科版4個版本，其中人教版教材使用范圍最廣。因此，研究新人教版高中化學教材中的決策型問題，對于評估新課程改革的落實情況，以及探索更有針對性的培養學生參與意識和決策能力的教學情境，具有重要的參考價值。基于以上分析，本研究選取人教版化學必修一、二冊和選擇性必修1、2、3共五本教材為研究對象，就其中的決策型問題相關內容進行分析與討論。

1.3 分析框架

閱讀大量有關教材分析、比較的文獻，發現教材分析的維度多集中在數量、類型和呈現方式上，雖然可以厘清研究內容的基本分布情況，但對其教學作用和功能分析的還不夠透徹，這就給參與意識和決策能力培養與學科教學相融合造成一定困難，也不利于教師主動發掘其教學價值，進而阻礙決策能力教學的開展。因此，本研究將從問題類型、內容呈現以及教學作用三個維度展開深入探討，具體分析框架如圖1。

圖1新教材決策型問題分析框架

在問題類型方面，參照對社會性科學議題的分類方法，本研究將決策型問題分為兩類：一種是按不同領域將其劃分為環境生態型、資源使用型、安全健康型、倫理道德型和科技知識型問題，其中科技知識型問題代表與化學學科知識密切相關的決策問題，如不同試劑的選擇、不同實驗路徑的選取等；另一種是按不同區域將其劃分為全球性、國家性、地域性和個人性問題。

在內容呈現方面，本研究將決策型問題在教材的分布位置劃分為正文、拓展性欄目和習題。具體而言，正文篇幅參照曾兵芳[4等人制定的分析方法，包括略篇（少于100字）、中篇（100～300字）、詳篇（大于300字）;拓展性欄目參考韓梅[5等人制定的標準，依據欄目的不同功能分為資料型欄目（如科學史話、科學·技術·社會、資料卡片、方法導引等）、思考型欄目（如思考與討論）和活動型欄目（如實驗、實驗活動、探究、研究與實踐、信息搜索等）。此外，依據呈現方式的不同，按照“文字”“圖片”和“文字 + 圖片”三個維度進行統計。

在教學作用方面，教材中決策型問題的作用可分為四類：（1呈現問題背景資料：作為教學情境引人對知識的學習或補充知識；（2）討論問題知識基礎：關聯教材知識，促進學生對教材知識的理解和領悟；（3）明確問題爭議所在：呈現問題的正反面，讓學生認識到問題的爭議點和利弊；（4）應用知識解決問題：學生運用所學知識解決與化學相關的問題，促進學生對知識的深入理解和實踐應用。

2新教材中決策型問題內容分析

從數量分布來看，新教材共有42個決策型問題，在不同教材中的具體數量如表1所示。

表1新教材決策型問題數量及類型分布

由表1可知，五本教材均涉及決策型問題，其中以必修教材為主，必修二的決策型問題數量最多。選擇性必修1和2中的問題分布較少，分析原因可能為：這兩本教材的學科知識點較為密集，主要是化學反應原理的學習和物質結構的辨識，理論性知識占主導，教材中的情境創設較少，涉及的決策問題不多。而選擇性必修3中存在甲醛、糖類、高分子材料等與生產生活相關的物質，可以衍生出決策問題，所以占比相對較大。新教材中問題的表述形式有兩種：一種是以陳述句進行表述，客觀陳述問題正反兩方面，引發學生思考解決措施；另一種是以疑問句形式直接拋出問題，促使學生探討并決策。如必修一第二章第二節\"氯及其化合物”中采取陳述性方式“氯氣是一種有毒氣體，但控制氯氣的用量，使水中余氯的含量達到國家飲用水標準，氯氣可用于自來水的殺菌、消毒。使用氯氣對自來水消毒時可能產生一些負面影響”。該問題直接點明氯氣消毒的爭議點，呈現了問題背景一氯氣用于自來水消毒，并引導學生利用氯氣的相關知識思考是否該停止氯氣消毒劑的使用。學生參與該問題的決策時，既能強化已有知識體系，并依據實際情況選擇消毒劑，同時了解我國在消毒劑研發方面產生的巨大成果，培育學生的科學態度與社會責任素養。必修二第六章第一節“化學反應與能量”采取疑問性方式“如果從不同能源對環境的影響考慮，你認為我國在煤、石油等傳統能源和新能源的利用及發展上應采取哪些措施？”。該問題將學生引到我國全面推進節能減排和低碳發展的時代背景中，承接正文的能源消費、效率、污染、新能源開發等內容，要求學生搜集資料并解決能源利用與發展問題。在參與決策的過程中學生能夠將我國的生態文明思想內化于心，強化愛國主義精神。

2.1 問題類型分析

從新教材中決策型問題的分布領域來看（表1），資源使用型問題和科技知識型問題居多，其中資源使用型問題主要涉及化石燃料、氯氣、化肥、新能源等化學資源的利用與發展問題，科技知識型問題主要涉及化學反應的調控方法、溶液除雜的沉淀劑選擇等學科知識問題；其次是安全健康型問題主要包括二氧化硫、甲醛、藥物、食品添加劑等物質影響人體健康和生命安全的問題；環境生態型問題主要涉及酸雨防治、化學污染、霧霾侵擾等環境問題。

分布領域呈現此特點可能與化學學科的發展有關，隨著社會進步和科技發展，化學在資源、科技、健康和環境等領域扮演著越來越重要的角色。與此同時，化學在滿足人類各種需求的過程中有可能伴隨環境污染、資源利用欠妥、影響人體健康等問題。五本教材均未出現倫理道德型問題，該類型問題更多出現于生物教材中，如基因工程、克隆技術等，化學學科涉及此類問題的情境較少，因此在教材編寫中并未選擇此類決策型問題。

從分布區域來看（表1），新教材更著眼于全球性問題，拓寬學生視野，培育學生全球素養，驅動學生站在全人類發展的角度參與決策，提升參與感與使命感。國家性問題共涉及3處，主要分布在必修教材中，如必修一第三章第二節“金屬材料\"中提到“我國一方面為滿足生產生活需要對稀土資源進行開采，而另一方面又需要合理利用和保護稀土資源”，學生基于問題的爭議做出決策。國家性問題基于我國國情和政策，參與此類問題的決策能夠引導學生以國家視角審視問題，培養學生的社會問題參與意識、公民意識和社會責任感。個人性問題主要以學生為主體，基于所學知識解決有關化學問題，如選擇性必修1第三章第四節“沉淀溶解平衡”中呈現“如果要去除某溶液中的 SO₄^2- ，你選擇加入鈣鹽還是鋇鹽？為什么？”的問題，該問題承接正文知識內容，在認識各類常見難溶物的溶解度和 K_sp 后，要求學生選擇除去 SO₄^2- 的沉淀劑，在選擇的過程中能夠加深沉淀溶解平衡、沉淀轉化等知識的理解。學生在參與此類問題時具有極強的主觀性，偏向于從個人的角度分析并解釋決策原因，此時教師應該基于學生回答進行正確引導。新教材并未出現地域性問題，而蘇教版、魯科版等教材中有少量地域性問題。此類問題雖然范圍小，但也最容易凸顯地域特色，更能貼近學生實際生活，在教材編寫過程中可以適當選取具有地域特色的問題，從而豐富教材中問題類型。

2.2 內容呈現分析

從新教材中決策型問題的內容呈現來看（見表2），分布位置以拓展性欄目為主，以課后習題為輔，在正文的分布較少，僅有5處。在呈現方式上，絕大部分以純文字描述的形式出現，少部分是以文字 + 圖片的組合形式出現，沒有僅用圖片呈現的決策型問題。

表2新教材決策型問題內容呈現統計

具體而言，正文中涉及的決策型問題最少，且僅有略篇和中篇兩種篇幅，可見教材正文內容的編寫更注重介紹學科基礎知識和化學原理，在呈現社會問題等方面相對單薄。拓展性欄目的出現彌補了這一不足，新教材的“思考型欄目”中決策型問題占比最大，如必修二第六章第一節在“思考與討論\"中呈現“煤、汽油和柴油等作為燃料大量使用會造成空氣污染，但不使用它們又會嚴重影響現代社會的生產和生活。對此，請從社會不同人群的角度，提出你的想法或建議，并與同學討論”這一問題，體現化石燃料使用的爭議，并要求學生站在不同立場提出意見。學生在參與問題時能夠采取不同角度發散思考，充分利用燃料燃燒的成本、產物等知識，辯證地看待問題，從而作出合理決策。在“思考型欄目\"呈現決策型問題有助于培養學生理性思考、勇于探索、合作探究的學習精神。“資料型欄目”和“活動型欄目\"的占比較為接近，在這兩種欄目設置決策型問題有利于貫徹新課標“重視實驗探究與實踐活動；關注社會生活，體現科技發展趨勢；體現科學與人文的融合”的教材編寫建議。

在習題中出現的決策型問題最多，分析原因主要有以下兩點：一方面，學生已經系統學習了教材正文的內容，為問題的解決打下了堅實的知識基礎，進而從已有知識出發去分析問題的利弊并做出決策，在決策過程中鞏固、完善、應用知識；另一方面，解決決策型問題是一個包括搜集信息、明確爭議、回顧知識、分析利弊、做出決策、反思總結的復雜過程，學生在課堂上無法具備充分的時間和資源，在習題中出現此類問題有助于學生課后充分利用現有資源，搜集大量證據資料進行論證和辨析，從而更加科學客觀地完成問題的決策。

2.3 教學作用分析

對上述42個決策型問題的教學作用進行統計分析（見表3），發現四種教學作用數量相近，可見同一個決策型問題承載了不同的作用。

表3新教材決策型問題教學作用統計

例如，在必修二第七章第三節“乙醇與乙酸”的“資料卡片”中介紹不同酒類的酒精度，介紹乙醇進人人體后會在肝中通過酶的催化作用被氧化成乙醛和乙酸，最終被氧化為二氧化碳和水，從而引出過量飲酒會加重肝負擔、對人體有害。該問題具有以下教學作用：（1）呈現問題背景資料：創設人體過量飲酒的情境，并展示酒精度的概念、乙醇在人體的轉化過程等資料，拓展乙醇相關知識；（2）討論問題知識基礎：直接點明乙醇在人體被氧化成乙醛、乙酸，承接正文乙醇的氧化反應，促進學生對乙醇催化氧化的理解記憶；（3）明確問題爭議所在：學生先前認識到乙醇是重要的化工原料，可用于醫藥生產、香料制作等，通過該問題又認識到乙醇的攝入對于飲酒者有利有弊，啟發學生依據實際情況合理利用乙醇。

又如在選擇性必修1第三章第四節“沉淀溶解平衡”的習題中出現“醫療上常用 BaSO₄ 作X射線透視腸胃的內服藥劑，俗稱‘鋇餐’。 BaCO₃ 和 BaSO₄ 都是難溶電解質，二者的溶度積相差不大。那么，能否用BaCO₃ 代替 BaSO₄ 作‘鋇餐’？”這一決策型問題，該問題的作用如下：（1）呈現問題背景資料：創設教學情境，即醫療上“鋇餐”應選用哪種藥劑，明確了難溶物在生產生活中的應用；（2）討論問題知識基礎：直接闡明 BaCO₃ 和 BaSO₄ 均為難溶電解質且溶度積相近這一性質，在閱讀題自的過程中也能引導學生回憶二者的 K_sp 和形成過程，促進對鋇鹽沉淀性質的理解；（3）應用知識解決問題：在分析對比兩種難溶電解質后，學生回到情境中進行決策，選擇出最適合用作鋇餐的藥劑。學生在問題解決的過程中全面發展問題識別能力、信息提取能力、選擇優化能力，進而提高自身決策能力。

通過分析教學作用可以發現，新教材的決策型問題主要以背景資料形式呈現，注重化學與科學、技術、社會、環境的聯系，培養學生的社會責任感和參與意識。此外，決策問題的出現往往要求學生應用知識解決相關問題，契合了新課標中重視“素養為本”的教學，促進學生學習方式的轉變，培養學生的實踐能力。教師在進行教學時應著重篩選具有多個作用的問題，讓學生在決策過程中從不同角度完成知識的學習，更好地落實學科核心素養。

3教學啟示與建議

3.1設計真實情境的決策任務：從教材案例到社會問題遷移

教育家陶行知曾說“生活即教育，教育是從生活中來，從生活中展開”。在化學教學中，教師結合教材案例創設與社會熱點緊密關聯的真實問題情境，引導學生積極參與并運用化學知識進行系統性分析，是培養學生參與意識和決策能力的有效路徑。例如，在必修二第五章第二節的“酸雨及防治”主題可以搜集真實案例設計決策型問題：以我國西南地區酸雨污染為背景，結合硫氧化物、氮氧化物的轉化機制，分析燃煤電廠脫硫技術（如石灰石一石膏法、氨法脫硫）的化學原理，并對比不同技術的經濟成本、脫硫效率和二次污染風險，認識不同技術的優劣，從而結合實際情況選擇最佳技術。由此還可以拓展設計決策任務：假設某工業城市計劃改造5家燃煤電廠，提供三種脫硫方案（傳統鈣基法、新型雙堿法、生物脫硫法），要求學生在小組合作中完成技術分析（pH控制、副產物處理）、成本核算（設備投資與運行費用）及環境效益評估，最終形成書面決策報告并進行模擬聽證會答辯。此類任務將化學原理與社會決策相結合，實現了從教材知識點（硫及其化合物的轉化、熱力學計算）向復雜社會議題（工業脫硫）的遷移，培養了學生在真實場景中整合科學認知與社會需求的能力。

3.2采取多維度的決策訓練：科學認知與價值判斷融合

參與意識和決策能力的培養需突破單純科學分析的局限，應該綜合考慮不同因素和立場，引導學生進行價值判斷的辯證思考。以選擇性必修3第五章第二節“高分子材料”為例，教材對比了聚乙烯、聚乳酸等材料的合成與降解特性，基于此可延伸設計“城市垃圾分類政策制定”模擬決策活動：給定某城市年產生塑料垃圾50萬噸（其中 60% 為PE/PP）、填埋場容量接近飽和、財政預算有限等約束條件。學生分組扮演政府官員、環保組織、塑料企業代表等角色，從化學視角分析不同材料的降解周期（如PE需200年，PLA可堆肥降解），評估生物可降解塑料替代傳統塑料的可行性（包括單體原料來源、生產工藝改造成本），同時權衡政策實施的社會影響（企業轉型壓力、居民使用習慣）。在此過程中，學生不僅要運用聚合反應機理、材料熱穩定性等知識建立技術評估體系，還需通過角色辯論理解不同利益主體的價值訴求，最終形成兼顧科學理性與社會公平的解決方案。這種多維度決策訓練將化學知識與公眾價值判斷相結合，提升了學生在復雜情境中平衡技術可行性與社會接受度的決策素養。

3.3綜合科學評估與公共決策：從個體意見到政策建議

化學教育應培養學生從個體認知向公共決策進階的能力，以符合新課標中“科學態度與社會責任”素養的要求。以選擇性必修1第四章第一節“化學電源”主題為例，教材介紹了鋅錳電池、鉛酸蓄電池和鋰離子電池的工作原理及性能參數，由此可設計“新能源汽車電池回收政策建議”項自式學習：首先指導學生計算不同類型電池（如三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池）的金屬回收率、環境毒性指數（如鈷的生態風險系數），建立電池全生命周期分析模型；然后組織學生調研本地電池回收產業現狀，分析技術瓶頸（如濕法冶金工藝的酸耗量）與經濟制約因素（如貴金屬價格波動對回收利潤的影響）；最后制定政策建議書，需包含技術標準（規定電池可拆卸性設計）經濟杠桿（回收補貼與生產者責任延伸制度）公眾參與（建立社區回收網絡）等模塊。參與決策訓練使學生經歷從化學分析到系統工程設計，最終形成可操作的公共政策建議，實現科學素養向公民責任意識的升華。

上述三個建議形成了“知識遷移一價值整合一決策輸出”的能力培養鏈條，通過深度挖掘人教版教材中的決策型問題，或結合真實素材設計決策問題和任務，教師可構建從學科核心概念延伸到社會復雜系統的教學框架。這種教學實踐不僅強化了學生對化學原理的理解，更重要的是培養了學生作為未來公民參與社會科學決策的關鍵能力一在整合科學認知與社會價值的過程中，做出負責任的理性決策。

參考文獻：

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