高中化学教科书美育内容分析框架的构建与应用

张四方 翁森翔 赵娇燕 周辰爽

摘      要

以高中化学课程标准和义务教育艺术课程标准为理论基础，从表现、表达和表征三方面构建化学美育分析框架。采用内容分析法对人教版高中化学必修一教科书进行美育内容分析发现，教科书中美育内容融会贯通，与化学五大核心素养关联紧密。教师应在教学中深入挖掘教科书中美育要素，运用生活中化学之美实现美育教学落地。

关 键 词 高中化学；教科书；化学美育；核心素养

引用格式  张四方，翁森翔，赵娇燕，等.高中化学教科书美育内容分析框架的构建与应用[J].教学与管理，2024（18）：89-93.

2020年，中共中央办公厅、国务院办公厅颁布《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》，对加强和改进新时代学校美育工作进行了系统设计和全面部署。在学科教学中贯彻落实美育育人功能，构建德智体美劳全面培养的教育体系，对提升学生综合素质，促进学生全面发展具有重要意义。化学作为一门基础自然学科，本身就蕴含着无穷的美；化学教科书作为化学学习的基础工具和知识载体，是实践五育融合的重要桥梁。通过分析化学教科书中的美育内容，提升学生审美能力和科学思维，促进化学知识深度理解和应用。本研究通过构建美育内容分析框架，对高中化学教科书进行具体分析，以期为化学美育与学科深度融合提供参考。

一、化学美育概述

美育与其他学科的关系问题是美育学科建构的基础性问题，章鹏飞等认为美育与其他学科融合有助于打破学科间壁垒[1]。化学作为一门在分子、原子层次上研究物质及其变化的科学[2]，其学科特征是不断认识和创造物质，从本质来说，就是表现美、创造美的科学实践过程。将美育与化学学科融合，有助于学生更好掌握化学知识和技能，欣赏和感受化学美感，培养学生审美能力和美学素养，从而提高学生核心素养和创造力[3]。因此，化学美育是通过化学教育教学活动，培养学生审美能力和美学素养，促进学生美学情感、审美能力和创造力发展的实践活动。近年来，化学美育越来越受到学者关注，如袁宗憲、廖可珍、陈应贵等对化学美育进行了初步探索，为化学美育研究奠定基础[4-6]；闫梦醒从美的表现视角将化学美分类论述，归纳了化学学习中的直观感知美[7]；郭金花从科学美育视角探讨了化学的表征之美[8]；苏薇等探索了化学实验中的表达之美[9]。纵观化学美育研究历程，基本呈现出从发现外显化学美，递进到构建美学与审美思维，最终以学生活动表达与创造美为落点的趋势。学生只有系统地经历美的感知、美的表征、美的表达，最终获得美的情感认同，才能全面感受化学学科蕴含之美，提升审美情趣和科学素养。

二、化学美育的维度

义务教育阶段艺术学科核心素养包括审美感知、艺术表现、创意实践、文化理解[10]；化学学科核心素养包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任[11]。分学科来看，化学与艺术学科核心素养都将核心素养归纳为学生的感知认识、思维建构、实践创造、价值体现四大领域，不同领域之间既逐步深入又融会贯通[12]，对应美育现象先感知，美育知识再表征，美育价值后表达的顺序。结合《义务教育艺术课程标准》美育实践和《普通高中化学课程标准》育人理念，提出高中化学表现美、表征美和表达美三大美育维度（如图1）。

由图1可知，通过“欣赏（欣赏·评述）”“表现（造型·表现）”的美育实践，学生在化学学习过程中能更加细致、全面地观察物质形态与化学现象，发展观察能力和欣赏能力，提升“宏观辨识与微观探析”核心素养；通过“联系/融合（综合·探索）”的美育实践，有助于学生发掘化学知识之间的联系并将其融合形成系统思维模式，在美育素养内化的同时形成化学学科思想与方法，发展“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”核心素养；通过“创造（设计·应用）”的美育实践，从实践层面激励学生勇于创新，创造更多美的事物，于探究与创新中提升学生“科学探究与创新意识”核心素养，同时引导学生进行美育情感表达与应用，通过美育教学实践丰富其情感态度与价值观，在实践中揭示化学学习高层次价值追求，提升“科学态度与社会责任”核心素养。由此可得，化学美育内容分为表现（欣赏与形象）、表征（思维与方法）、表达（情感价值与应用）三类，既体现化学学科特征，也贯通美育内在特征。即高中化学美育包含三个维度：表现美，表征美和表达美。

表现美是指在学习和实践过程中，通过观察反应颜色、晶体形态、物质结构等直观现象，运用视觉感受化学之美，在美的体验中提升学生观察与审美能力。表征美着重培养学生审美观念与美学思维，培养其独立思考和解决问题的能力，在美育的过程中将科学思维有机融合。表达美是综合性的创造性活动，它将化学知识、艺术表现以及情感态度相融合，实现了理性与感性、知识与情感的完美结合。表达美不仅可以激发学生的学习热情和创造力，还可以在展现美的过程中实现价值落地。通过三大美育维度，不仅能提高学生对化学知识的兴趣和理解，而且能培养其审美能力和创造性思维，使学生成为全面发展的时代新人。

三、高中化学教科书美育内容分析框架的构建

基于高中化学五大核心素养，在高中化学表现美、表征美与表现美美育维度基础上，将高中化学教科书中美育内容分为宏微之美、动静之美、演绎之美、研创之美、人格之美五大类，并以此对教科书美育内容进行深入分析（如图2）

表现美主要包括宏观之美与微观之美的宏微之美，即从宏观欣赏化学直观之美，从微观感受物质结构的精妙。从表现美的角度看，这种美感的内涵包括形态美、颜色美、反应美和结构美四个方面。

表征美可以概括为动静之美和演绎之美。动静之美是指化学变化中物质运动状态及其由变化至平衡所带来的美感效果，其由高中化学“变化观念与平衡思想”核心素养抽象得出，涉及化学变化中物质的形态、运动以及微观变化等多个方面[13]，可以进一步细化为动态美、平衡美、构象美。高中化学“证据推理与模型认知”核心素养中蕴含的演绎之美是表征美另一种表现形式，即在知识内化及模型建构等过程中，基于科学原理和规律，通过逻辑推论和想象揭示物质性质和变化过程，呈现出建构、想象和推理的美感[14]，其可概括为逻辑美、想象美、量化美、建模美。

表达美可以概括为研创之美和人格之美。研创之美是指在化学教育中更深入地理解和应用化学知识，通过探究和创新获得美感体验。基于表达美角度，化学研创之美可概括为探究美、创新美、展示美。而“科学态度和社会责任”核心素养中蕴含的人格之美是指学生在学习过程中形成严谨求真科学态度和符合社会价值的美德。从表达美的角度来看，人格之美是学生在化学学习过程中所体现的情感表达，学生的思辨与创新美、求真与协作美、尊重与关爱美都是情感表达的载体。

结合以上分析内容，提出基于表现美（Manifes-

tationBeauty）、表征美（Representation Beauty）、表达美（Expression Beauty）三大美育维度的化学美育分析框架（简称基于MRE化学美育分析框架）（见表1）。

四、高中化学教科书美育内容分析框架的应用

人教2017年版高中化学必修一教科书（以下简称“必修一教科书”）是目前国内高中化学教育使用最广泛的教科书之一，其内容丰富，涵盖化学基本概念、原理、实验等方面。本文选取必修一教科书作为研究对象，以“基于MRE化学美育分析框架”为研究工具，采用内容分析法进行美育内容分析，促进学生美学素养提升，助力学生全面发展。整个分析过程由研究者A和B同时进行，依照教科书内容简介、所属栏目、美育内容、美育维度与美育分类5个维度进行深入挖掘并编码计数，最终A和B分别获得编码137个和142个，kappa检验值为0.876，一致性良好。两位研究者共同讨论分析编码不一致内容，最终得到编码139个，其中表现美内容26个，表征美内容52个，表达美内容61个。

教科书中美育内容各维度总体占比情况如下：表达美占比最多（41%），包括17%研创之美和24%人格之美；表现美占比21%；表征美占比38%，其中演绎之美占20%，动静之美占18%。由此可见，高中化学必修一教科书美育内容以表达美和表征美内容为主，启发教师要注重培养学生审美观念及美学思维，提升其创造美及展现美能力。同时，宏微之美、演绎之美和动静之美等不同维度也各占有重要比例，体现出化学教科书中美感多样性和内涵丰富性。

1.教科书中表现美的内容分析

由图3可见，必修一教科书中涵盖以宏微之美为主导的表现美内容。反应美、形态美、颜色美主要表现在学生观察到优美的化学现象，多姿多彩的化学反应，以及高度对称、形态各异的晶体结构等。这些美的存在可以由学生自主发现并感知，进而提升宏观辨识核心素养，帮助其更好地感受化学视觉之美。同时，教科书中也存在微观结构探索的结构美，例如对称、简洁的分子模型，金属原子堆积状态等微观结构。物质微观结构无法用肉眼观察到，需要运用模型等教具展示其美感，通过感受化学结构美提升微观探析核心素养。宏观美和微观美相互结合，学生通过观察、感知欣赏化学外显的感性美，通过展示微观结构感受化学内在的理性美。在化学教育中教师要充分挖掘教科书中以宏微之美为主体的表现美让学生在感受美的同时更好地理解学科知识。

2.教科书中表征美的内容分析

由图4可见，必修一教科书中表征美美育内容主要包括动静之美和演绎之美。在动静之美方面，化学反应方程式和离子反应方程式通过物质在反应中变化和守恒的过程展现动态美和平衡美，在两种美的感受中逐步培养学生的变化观念和平衡思想。此外，通过引导学生关注原子、分子在空间中的组合状态可以帮助其更好地感受构象美，在观察与思考中更好地激发自身想象力和空间思维能力。在演绎之美方面，教材通过运用图表将化学知识系统化体现出逻辑美，在以离子反应原理为代表的模型建构过程中展现出想象美与建模美，在以物质的量为代表的化学计算公式应用中体现出逻辑美和量化美。这些美育内容不仅可以培养学生的观察力、想象力、创造力和计算思维能力，还可以提升学生的逻辑思维能力和建模能力。综上所述，教师可以通过讲解蕴含于反应方程式中的动态美与平衡美培养学生的变化观念和平衡思想；通过在化学教学中充分展现演绎之美，有利于学生在美学思维建构中培养证据推理和模型认知能力。

3.教科书中表达美的内容分析

由图5可见，必修一教科书中表达美美育内容以研创之美和人格之美为主。在研创之美方面，教科书实验探究体现创新和探索的乐趣，学生需要进行各种基础实验，通过实验感受探究美和创新美。同时，教科书中要求学生自行设计实验方案的实验内容也是化学美育的重要组成部分，学生在充分理解化学知识基础上积极思考、自主创新，在自主实验中感受探究美、创新美和展示美的奇妙过程。在人格之美方面，教科书通过化学史使学生感受化学的发展历程和化学家为人类历史作出的贡献，培养学生尊重科学事实和运用科学方法的研究态度。教科书中涉及如测试工程师等化学与职业相关内容，学生可以了解化学在生产、科研、医疗和环保等多个领域的广泛应用，领略化学在社会生产中重要性的同时引导其树立正确职业观和社会责任感，体现出化学美育中思辨与创新美、求真与协作美。教科书内容涉及化学在生活中的应用，通过介绍化学对日常生活的影响鼓励学生将化学知识巧妙运用于生活，在教学中渗透尊重与关爱美。综上所述，必修一教科书通过实验探究培养学生的创新意识和探究能力，体现研创之美；通过了解化学史、化学职业和化学在生活中的应用，培养学生的科学态度和社会责任感，体现人格之美。这些内容旨在提高学生的探究能力和创新能力，培养科学素养和人文素养，在表达中实现美育落地。

五、研究结论与教学建议

1.研究结论

（1）化学美育立足三大美，多维度相互影响

化学美育立足表达美、表现美和表征美，其内容互相渗透、互相影响。其中表达美在教科书中体现最多，主要体现在研创之美和人格之美。研创之美强调提升学生化学创造力与研究力，通过研究项目或创新实验设计，鼓励学生主动探究和解决问题，增强实践能力和科学素养。人格之美则强调培养学生的道德情操和价值观念，使学生具备良好科学素养并树立正确人生观和价值追求，使他们成为有担当、有品德的化学之才。以宏微之美为主的表现美主要涉及学生能够通过观察和实践直观感受的化学之美，由此培养学生观察力、欣赏力以及对美的敏感性，进而增强其美学素养。表征美通过构建学生美学认知和审美思维，引导其内化化学现象与规律的美感，在此过程中，以动静之美和演绎之美帮助学生理解化学知识本质和内在联系，动静之美着重展示化学过程中的变化和反应过程的美，演绎之美则强调通过推理和推导构建模型之美，二者并用提升学生审美与思辨能力。

（2）教科书以人格之美为中心，多种美循环促进

在必修一教科书中，表达美中的人格之美具有内容占比多、呈现方式多的特点。培养人格之美对于学生情感素养与人格建立有着至关重要的作用。首先，学生通过了解化学家在解决现实问题和改善生活等方面为社会做出的贡献，树立正确人生观、职业观和道德观，培养严谨务实的科学精神、团队合作能力和良好社会责任感。其次，学生除了学习理论知识和实验技能外，还需要通过人格之美的熏陶培养独立思考能力、交流能力等多方面素养，最终促进学生综合发展。最后，通过理解和实践，吸收和融合各种美的内容，运用多种美循环式促进提升学生综合素质，为人格培养打好基础。综上所述，教科书中多种美循环式促进各项美育内容全面发展，以人格之美为核心构成一体化美育教育，全面、系统地发展学生个体，培养兼备科学素养与美学素养的时代新人。

2.教学建议

（1）立足教科书本身，挖掘加工美育要素

化学美育是结合化学与美学的教育模式，教师应充分发掘教科书中美育元素，开展融合式教学，使学生感受化学之美。教师可以通过原理内容模型建构使学生感受化学演绎之美，激发学生对科学研究的热情。在演示实验或学生自主探究实验时，教师应引导学生感受化学实验研创之美。教师可以设计课外拓展活动，让学生更加深入地了解化学在生产和生活中的重要性，从而发展学生“社会责任”核心素养。教师可以引导学生运用所学知识来解决现实中的化学问题，从而提升学生实践与问题解决能力，培养其“科学态度”核心素养。

（2）关注生活中的化学之美，实现美育落地

化学美育不是单纯化学+美育，审美能力的培养需要教师开展创新教学设计，将化学之奇、化学之趣、化学之美等融入具体的教学实践中，实现相互融合。化学是一门与生活息息相关的科学，化学教科书中所包含的知识和实验主要源于生活。因此，化学教师应善于发现生活中的化学之美，从生活中获得教学设计灵感，选择合适的教学策略引导学生关注教科书中知识在生活中的应用，以化学之美激发学习兴趣，通过美的表征提升学生审美能力，最终鼓励其运用所学的化学知识解决现实生活中的问题，真正实现人格之美落地。

参考文献

[1] 章鹏飞，郑辉，吴静.化学教学中实施美育的探讨[J].教学与管理，2011（15）：143-144.

[2] 王凤军.谈化学学科的本质特征[J].白城师范学院学报，2006（06）：21-23.

[3] 余萍，殷世东.课程美育理念的内涵、价值及实践路径[J].教育与教学研究，2023，37（06）：43-54.

[4] ЮА拉多盛，袁宗憲.化学课堂教学中的学生的美育教育[J].化学通报，1956（10）：49-52.

[5] 廖可珍.谈谈中学化学演示实验的艺术性[J].化学教育，1981（05）：19-21+44.

[6] 陈应贵.谈谈化学课堂教学的板书[J].化学教学，1984（06）：12-15.

[7] 闫梦醒.为学生构建神奇的化学史与化学美的世界[J].化学教育，2008（01）：76-78.

[8] 郭金花.科学美育的价值与化学美育例析[J].化学教学，2020（02）：34-38.

[9] 苏薇.化学演示实验的美育渗透[J].教学与管理，2003（27）：81.

[10] 中华人民共和国教育部.义务教育艺术课程标准（2022年版）[S].北京：人民教育出版社，2022：7-8.

[11] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：3-5.

[12] 毕小君，聂磊，赵伶俐，等.新课标导向下跨学科美育课程的学理依据及实践路径——以科学与艺术融合为例[J].课程·教材·教法，2023，43（01）：96-103.

[13] 毕华林.对高中化学学科核心素养的认识和理解[J].化学教学，2021（01）：3-9.

[14] 吴星.对高中化学核心素养的认识[J].化学教学，2017（05）：3-7.

[作者：张四方（1980-），男，安徽铜陵人，安徽师范大学化学与材料科学学院，副教授，博士；翁森翔（2001-），男，浙江诸暨人，广西师范大学化学与药学学院，硕士生；赵娇燕（1998-），女，贵州毕节人，安徽师范大学化学与材料科学学院，硕士生；周辰爽（1997-），女，四川资中人，成都市双流区实验小学外国语学校，教师。]

【责任编辑    郭振玲】