林佳依 趙涔辰 陳凱

摘要： ?采用教育數(shù)據(jù)挖掘法，利用NLPIR軟件對《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》進行文本挖掘。結(jié)果發(fā)現(xiàn)新課標(biāo)中最關(guān)注與化學(xué)學(xué)科特色相關(guān)詞，注重中學(xué)知識內(nèi)容的銜接;“學(xué)習(xí)主題”“學(xué)習(xí)任務(wù)”“學(xué)業(yè)質(zhì)量”的內(nèi)容發(fā)生變化，學(xué)習(xí)方式從“探究”逐步向“實踐”轉(zhuǎn)變，其中“跨學(xué)科實踐”是改革的亮點;與此同時，體現(xiàn)了化學(xué)課程的社會性與個體性的統(tǒng)一。從詞頻篩選結(jié)果也可發(fā)現(xiàn)多維度的學(xué)科素養(yǎng)相互聯(lián)系，其中大概念引導(dǎo)化學(xué)觀念建構(gòu)，科學(xué)思維和科學(xué)探究與實踐相互促進，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)需要在教學(xué)情境中潛移默化。

關(guān)鍵詞： ?義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn); 文本挖掘; 關(guān)鍵詞提取; 詞頻統(tǒng)計; 核心素養(yǎng)

文章編號： ?1005 6629（2022）08 0014 06

中圖分類號： ?G633.8

文獻標(biāo)識碼： ?B

1 研究背景

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（簡稱新課標(biāo)）發(fā)布，定義了新時代的教育標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定化學(xué)學(xué)科的目標(biāo)、內(nèi)容和評價策略[1]，建立以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課程目標(biāo)，并多維度圍繞大概念組織課程內(nèi)容，倡導(dǎo)實施促進發(fā)展的評價。那么，新課標(biāo)文本具體是如何承載這些任務(wù)和功能的呢？本文主要研究以下兩個問題：

第一，新課標(biāo)最關(guān)注哪些詞？這些詞能給予化學(xué)教學(xué)怎樣的啟示？

第二，新課標(biāo)體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)特色的關(guān)鍵詞有哪些？

2 研究方法

本文采用教育數(shù)據(jù)挖掘法，新課標(biāo)為總的數(shù)據(jù)來源，基于NLPIR軟件自動對中文信息進行分詞和詞性標(biāo)注的功能進行文本分析。具體研究步驟如下：

（1） 將新課標(biāo)pdf文件轉(zhuǎn)錄為txt純文本文件，刪除文本中無法識別成文字的圖片，并對轉(zhuǎn)錄出現(xiàn)誤差的文字和格式問題進行手動的修改;

（2） 運用軟件對新課標(biāo)全文進行關(guān)鍵詞提取，結(jié)合權(quán)重和詞頻對高權(quán)重關(guān)鍵詞及其相關(guān)詞分析以回答第一個研究問題;

（3） 為探究第二個研究問題，本文將新課標(biāo)文本分模塊進行關(guān)鍵詞提取、人工篩選和分析。

3 結(jié)果分析

3.1 新課標(biāo)中最關(guān)注的詞

NLPIR軟件對照中科院的標(biāo)準(zhǔn)漢語詞性表進行詞性劃分，包括動詞（v）、名詞（n）、動名詞（vn）和新詞（n_new）。對新課標(biāo)進行“關(guān)鍵詞提取”，排除無實際意義的連詞、嘆詞、虛詞等后，結(jié)果按照權(quán)重排序。詞頻表示一個詞在新課標(biāo)文本中出現(xiàn)的次數(shù)，反映文本的研究熱點和趨勢，關(guān)鍵詞權(quán)重則能體現(xiàn)“機器”視角下分析出的某一詞對文本的重要程度，表1所示排序前50的高權(quán)重關(guān)鍵詞。

本次改革試圖解決過去學(xué)者提出的不同學(xué)段科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材銜接缺失等問題[2， 3]，開始關(guān)注學(xué)習(xí)進階[4]，注重初高中化學(xué)知識的銜接。對比團隊曾經(jīng)對高中 化學(xué)新課標(biāo)中高權(quán)重詞的統(tǒng)計結(jié)果[5]，可以看 出，在學(xué)科內(nèi)容上，“物質(zhì)”“元素”“化學(xué) 反應(yīng)”是初高中 化學(xué)學(xué)習(xí)的共同重點，初中學(xué)習(xí)為高中打下基礎(chǔ);而跨學(xué)科實踐活動案例、 評價案例中的高頻詞“供氧器”“金屬”“鋁制易拉罐”所蘊含的初中化學(xué)知識仍然接軌高中課標(biāo)提供的課例，被升華為更抽象概念—— “氧化還原反應(yīng)”。教學(xué)層面，以“學(xué)生”為中心的教學(xué)理念和以“實驗”活動為主要教學(xué)方式仍是中學(xué)階段化學(xué)教學(xué)的特點。

“學(xué)習(xí)”作為排名第三高的權(quán)重詞，對比新舊義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，變化如下： 第一，“學(xué)習(xí)主題”發(fā)生了改變，由過去碎片化地強調(diào)知識的掌握和技能的機械學(xué)習(xí)，到現(xiàn)在的以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向、大概念統(tǒng)領(lǐng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容;二級學(xué)習(xí)主題都圍繞素養(yǎng)導(dǎo)向設(shè)計內(nèi)容框架，整合刪減碎片化的具體知識點，強化內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化和功能化。第二，“學(xué)習(xí)任務(wù)”的轉(zhuǎn)變，義務(wù)教育階段的學(xué)習(xí)方式倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)，學(xué)生要在相對獨立但又相互聯(lián)系的主題中學(xué)習(xí)并完成學(xué)習(xí)任務(wù)，新課標(biāo)指出教師要提出多樣化、 有挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)任務(wù)，并提供學(xué)習(xí)任務(wù)案例。例如，在案例“核心素養(yǎng)導(dǎo)向的物質(zhì)成分的探究”中，提出從不同視角探究物質(zhì)成分的學(xué)習(xí)任務(wù)，并舉例說明每個學(xué)習(xí)任務(wù)下教學(xué)流程和知識建構(gòu)過程，通過學(xué)習(xí)任務(wù)實現(xiàn)核心知識與具體知識點連接。同時，學(xué)習(xí)過程中強調(diào)信息意識，需要運用“信息技術(shù)”挖掘需要的“信息”以完成學(xué)習(xí)任務(wù)。第三，新增“學(xué)業(yè)質(zhì)量”部分，著眼于學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)后的學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)，新課標(biāo)明確了在不同維度（物質(zhì)的認(rèn)識、化學(xué)變化規(guī)律的探索、實驗操作、實際問題情境、生產(chǎn)生活和社會情境）中的學(xué)業(yè)要求。從這個層面看，新課標(biāo)突出了“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”體系中的“學(xué)會學(xué)習(xí)”。

新課標(biāo)非常關(guān)注“探究”一詞，強調(diào)通過實驗探究收獲知識，糾正錯誤的化學(xué)觀點，培養(yǎng)科學(xué)精神。教師要給學(xué)生提供充分的動手實踐和動腦思考的機會，促使他們體驗完整的、真正的探究過程;并引導(dǎo)學(xué)生在反思和交流的基礎(chǔ)上，提煉出問題解決的一般思路與方法。國際科學(xué)教育已從對科學(xué)探究的關(guān)注轉(zhuǎn)變?yōu)閷茖W(xué)實踐的強調(diào)，因為按部就班的探究活動會使學(xué)生陷入機械化的學(xué)習(xí)狀態(tài)，忽視從實際出發(fā)和自主學(xué)習(xí)的重要性[6]。新課標(biāo)中“實踐”一詞出現(xiàn)128次，體現(xiàn)與國際接軌的教育理念，突出“跨學(xué)科實踐活動”“項目學(xué)習(xí)”“社會性科學(xué)議題”等高權(quán)重詞，也體現(xiàn)了新課標(biāo)的另一鮮明特點是跨學(xué)科實踐。新課標(biāo)第五個學(xué)習(xí)主題，由舊版的“化學(xué)與社會”變?yōu)椤盎瘜W(xué)與社會·跨學(xué)科實踐”，并設(shè)計了10個跨學(xué)科實踐活動，將化學(xué)與社會的認(rèn)知鮮明轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造和探索的實踐視角。跨學(xué)科實踐思想還落實到每個學(xué)習(xí)主題中，具體表現(xiàn)為每個學(xué)習(xí)主題下新增“學(xué)習(xí)活動建議”板塊，提供多個實驗探究活動、調(diào)查與交流活動、項目式學(xué)習(xí)活動參考。從這個層面看，新課標(biāo)很好地強化了“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”體系中的“科學(xué)精神”和“實踐創(chuàng)新”，尤其突出“勇于探究”這一特征。高頻詞“技術(shù)”（46）作為化學(xué)課程中“實踐創(chuàng)新”素養(yǎng)培養(yǎng)的重要工具，在新課標(biāo)中包括了信息技術(shù)、科學(xué)技術(shù)[例如，傳感器等多種技術(shù)、掃描隧道顯微鏡（STM）與原子操縱技術(shù)、海水淡化技術(shù)]。

STSE一直是我國化學(xué)課程改革的重要理念，“資源”“解決實際問題”“社會性科學(xué)議題”等高權(quán)重詞折射出化學(xué)課程對“社會”問題的關(guān)注。本次化學(xué)課程改革更加著眼于培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)促進社會可持續(xù)發(fā)展的正確認(rèn)識以及所承擔(dān)的社會責(zé)任，指出培養(yǎng)學(xué)生社會責(zé)任感的途徑之一是學(xué)生對化學(xué)史、化學(xué)家事例的了解，特別新增“社會性議題”“社會倫理”“國家認(rèn)同”“社會問題”等主題，強調(diào)學(xué)生要對“社會價值”的反思及對“社會發(fā)展”的貢獻，從而彰顯化學(xué)學(xué)習(xí)需要擔(dān)負(fù)的“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”——這也是“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”體系中的重要維度。

事實上，“安全”問題也與社會問題息息相關(guān)，新課標(biāo)非常關(guān)注“安全”視角下的“健康生活”，“安全”詞頻高達41次，相關(guān)內(nèi)容分布在各個欄目或環(huán)節(jié)中，尤其體現(xiàn)在學(xué)科核心素養(yǎng)兩個層面的目標(biāo)要求中： “科學(xué)探究與實踐”明確“能進行安全、規(guī)范的實驗基本操作”，“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”強調(diào)“具有安全意識和合理選用化學(xué)品的觀念，提高應(yīng)對意外傷害事故的意識”。此外，科學(xué)風(fēng)險的視角跨越了學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的“健康生活”和“責(zé)任擔(dān)當(dāng)”，且首次出現(xiàn)在化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的描述中，一處是“知道化學(xué)實驗存在安全風(fēng)險”，另一處在案例3“為我的易拉罐材料代言”中指出“過多使用鋁制易拉罐存在健康風(fēng)險”。

3.2 ?學(xué)科核心素養(yǎng)支撐“新課標(biāo)”修訂的關(guān)鍵詞

由上節(jié)可見，學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)滲透在各個學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)中，學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)也支持學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)形成。 化學(xué)核心素養(yǎng)則更關(guān)注學(xué)科特色和本質(zhì)[7， 8]，義務(wù)教育化學(xué)核心素養(yǎng)在新課標(biāo)文本的不同部分均有體現(xiàn)且描述。本文按照對化學(xué)核心素養(yǎng)的理解，將文本分成了四個部分， 分別是核心素養(yǎng)內(nèi)涵（簡稱內(nèi)涵）、核心素養(yǎng)載體（簡稱載體）、核心素養(yǎng)評價（簡稱評價）與核心素養(yǎng)的課程實施建議（簡稱課程實施建議）。

其中，在“課程目標(biāo)”第一部分中明確了“內(nèi)涵”內(nèi)容，指出了化學(xué)核心素養(yǎng)包含化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個維度;“載體”即文本中的“課程內(nèi)容”和附錄1（跨學(xué)科實踐活動案例）;“評價”主要體現(xiàn)在文本中的“學(xué)業(yè)質(zhì)量”模塊;“課程實施建議”由文本中的“實施建議”、附錄2（教學(xué)案例）和附錄3（評價案例）三部分組成[9]。

本文先對涉及“內(nèi)涵”和“評價”的文本挖掘，再基于義務(wù)教育化學(xué)核心素養(yǎng)的四個維度分類，結(jié)果如表2所示。以表2每個維度的所有關(guān)鍵詞為檢索詞，在涉及“載體”和“課程實施建議”文本中進行關(guān)鍵詞統(tǒng)計，結(jié)果如表3所示。為了避免機器挖掘的局限，也考慮到某些部分文本較短，所以筆者追溯內(nèi)容本意，聯(lián)系前后文，人工篩選出個別意義聯(lián)系緊密但詞頻不高的關(guān)鍵詞作為補充。

由表2可見，內(nèi)涵和評價都涉及到“物質(zhì)”“變化”“性質(zhì)”“組成”“原子”“化學(xué)反應(yīng)”等化學(xué)觀念;“解決”“能力”“實踐”“實踐活動”“問題”“運用”等能體現(xiàn)“科學(xué)思維”和“科學(xué)探究與實踐”的詞共同出現(xiàn)在內(nèi)涵和評價部分;內(nèi)涵和評價都要求樹立關(guān)系“發(fā)展”“環(huán)境”“社會”的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。但通過表2的整理也可以發(fā)現(xiàn)并沒有出現(xiàn)“跨學(xué)科實踐”此類關(guān)鍵詞，同時也缺少“創(chuàng)新” 等能反映學(xué)生科學(xué)探究與實踐過程中應(yīng)具備的能力的詞，考慮到可能是頻次太低，工具未將其列于前排，故將“跨學(xué)科”“創(chuàng)新”等相關(guān)詞一并作為檢索詞源進行人工檢索，以便于理解新課標(biāo)對于素養(yǎng)體現(xiàn)的具體量化描述。

通過表3的整理可以發(fā)現(xiàn)新課標(biāo)中化學(xué)核心素養(yǎng)存在以下特點：

3.2.1 大概念引導(dǎo)化學(xué)觀念建構(gòu)

針對載體而言，在“化學(xué)觀念”維度層面，“物質(zhì)”“實驗”“變化”“反應(yīng)”和“性質(zhì)”五個詞的詞頻均超過70次。初中化學(xué)探討的物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)，物質(zhì)是構(gòu)成物質(zhì)世界的基礎(chǔ)，不斷進行的反應(yīng)形成豐富多彩的世界;認(rèn)識世界的途徑是實驗。 因此，在新課標(biāo)的課程實施建議文本片段中，“實驗”也是“化學(xué)觀念”維度下的最高頻詞，從教學(xué)、評價、教材編寫和課程資源開發(fā)與利用四個方面提供實例說明實驗如何促進核心素養(yǎng)的發(fā)展。

同時，在“科學(xué)探究與實踐”維度下，“實驗”也是“載體”和“課程實施建議”文本中的高頻詞。新課標(biāo)明確提出了8個必做實驗活動，其中舊課標(biāo)的“溶液酸堿性的檢驗”實驗變成了“水的組成及變化的探究”，新增了10個跨學(xué)科實踐活動。實驗既是觀念也需要付諸實踐，例如，新課標(biāo)建議“質(zhì)量守恒定律”單元的涉及實驗的教學(xué)目標(biāo)可設(shè)計如下： 通過實驗探究認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，體現(xiàn)了實驗有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與實踐素養(yǎng);收集和梳理“拉瓦錫與質(zhì)量守恒定律”的化學(xué)史實，體會定量實驗研究和基于實驗事實的科學(xué)推理對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重要性，體現(xiàn)了實驗?zāi)艽龠M學(xué)生形成化學(xué)觀念。需要說明的是，作為重要的化學(xué)觀念“能量”，以及相匹配的“吸熱”“放熱”“加熱”等相關(guān)詞在新課標(biāo)的文本出現(xiàn)頻次極低，沒有列于上表[10]。但是能量作為科學(xué)領(lǐng)域大概念，仍然是義務(wù)教育化學(xué)課程實施跨學(xué)科實踐的重要落腳點。

3.2.2 科學(xué)思維和科學(xué)探究與實踐相互促進

化學(xué)知識的發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)離不開科學(xué)思維，它是在探究實踐中不斷緩慢形成的，并伴隨終身的[11]。雖然在“科學(xué)思維”層面的關(guān)鍵詞較少，但這些關(guān)鍵詞“方法”“解決”“分析”“能力”“思維”“質(zhì)疑”“批判”都代表了學(xué)生應(yīng)具備的能力。例如，“質(zhì)疑”“批判”表明了學(xué)生要在“科學(xué)探究與實踐”階段，能在“活動”“探究”“實踐”“跨學(xué)科實踐”中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題;“分析”“方法”表明了學(xué)生在實踐過程中能分析問題、合理利用“技術(shù)手段”探究原因、解決問題。

3.2.3 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)需要在教學(xué)情境中潛移默化

在“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”層面，“科學(xué)態(tài)度”“發(fā)展”“生活”“社會”“技術(shù)”“環(huán)境”“資源”都是出現(xiàn)超過20次以上的高頻詞?？萍嫉难杆侔l(fā)展，也隱含著風(fēng)險，社會、技術(shù)、環(huán)境、科學(xué)四者間的關(guān)系和諧發(fā)展是值得長期探討的話題。學(xué)生作為未來重要的社會建設(shè)者，從形成節(jié)能低碳、節(jié)約資源、保護環(huán)境的態(tài)度和健康的生活方式開始，正確認(rèn)識四者的相互關(guān)系，遵守與化學(xué)、技術(shù)相關(guān)的倫理道德及法律法規(guī)，能積極參加與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題的討論并作出合理的價值判斷，從而形成主動參與社會決策的意識?！扒榫场弊鳛樵搶用嬖凇罢n程實施建議”文本中的最高頻關(guān)鍵詞，不止限于素材和導(dǎo)入，更加強調(diào)教學(xué)全過程融入情感態(tài)度與價值觀的潛移默化，實現(xiàn)學(xué)科德育效果。

4 研究結(jié)論與啟示

本研究從語言學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的角度對課標(biāo)文本進行解讀，得出以下結(jié)論：

（1） 新課標(biāo)中最關(guān)注的詞化學(xué)學(xué)科特色明顯，包括“物質(zhì)”“元素”“化學(xué)反應(yīng)”“供氧器”“金屬”“鋁制易拉罐”，且學(xué)科相關(guān)詞與高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系，表現(xiàn)出學(xué)習(xí)進階的關(guān)系。“學(xué)習(xí)”作為高權(quán)重詞，從“學(xué)習(xí)主題”“學(xué)習(xí)任務(wù)”“學(xué)業(yè)質(zhì)量”進行了改革。從“探究”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱鐚W(xué)科實踐”也是本次課標(biāo)改革的亮點詞，凸顯了核心素養(yǎng)的關(guān)鍵是從探究與實踐中培養(yǎng)。同時，強調(diào)“解決實際問題”也體現(xiàn)了新課程改革注重課程的社會性與個體性的統(tǒng)一，關(guān)注社會、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境的平衡問題和安全問題，強調(diào)樹立學(xué)生的正確的“社會價值觀”和“健康生活觀”。

（2） 新課標(biāo)明確了化學(xué)核心素養(yǎng)的定義，并且指出“化學(xué)核心素養(yǎng)”是在“學(xué)生發(fā)展素養(yǎng)”的前提下，根據(jù)學(xué)科特色賦予新的含義?！拔镔|(zhì)”“實驗”“變化”“反應(yīng)”和“性質(zhì)”這五個大概念高頻詞引導(dǎo)“化學(xué)觀念”的觀念建構(gòu)。高頻詞“安全”一詞在新課標(biāo)中的出現(xiàn)次數(shù)大幅增加，充分聯(lián)系“科學(xué)探究與實踐”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”兩大素養(yǎng)。此外科學(xué)思維和科學(xué)探究與實踐相互促進，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)需要教學(xué)情境潛移默化，聚焦于化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)手段相互交融、共同作用實現(xiàn)學(xué)科育人。

本研究可供化學(xué)教育研究者和一線教師作從實證數(shù)據(jù)的角度發(fā)現(xiàn)新課標(biāo)改革的特色，但對課程標(biāo)準(zhǔn)更深入的解讀還需通過課標(biāo)制訂者訪談、配套教科書的內(nèi)容分析以及具體的教學(xué)活動實施進行探討，有待于挖掘出更豐富的證據(jù)。

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[ 9 ] 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組. 促進基礎(chǔ)化學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展——義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）解讀[J]. 基礎(chǔ)教育課程， 2022，（10）： 53～60.

[10] 姚遠遠， 陳凱. 初中化學(xué)教科書中能量觀的建構(gòu)[J]. 化學(xué)教育， 2013， 34（5）： 7～10+22.

[11] 保志明. 創(chuàng)建“讓我們一起想”的科學(xué)思維課堂[J]. 江蘇教育， 2020，（43）： 76～79.