摘 要 系统梳理美国国家化学周（NCW）主题演变与活动模式，聚焦“影像呈现化学之美”主题，分析其外展活动分层化、生活化与跨学科融合的特征。研究表明，NCW通过“科技前沿－生活应用－社会责任”三维导向，构建“观察－探究－创新”的认知发展路径，形成“知识传播－价值引领－文化浸润”的立体模式。建议我国科学教育建构分学段活动体系，完善“校－企－社”资源协同机制，开发融合传统科技智慧与现代科学思维的课程资源，推动从知识灌输向核心素养培育转型，助力科学教育本土化创新发展。

关键词 美国国家化学周　美国化学会　科学教育

一、研究背景

科学教育已成为全球教育架构中的关键构成要素。《关于加强新时代中小学科学教育工作的指导意见》^[1]着重强调了科学教育的核心地位，并确立了旨在“启迪青少年好奇心、拓展想象力、激发探索欲望，增强其解决实际问题的能力，全面促进学生科学素养发展”的教育目标。《义务教育化学课程标准（2022年版）》^[2]阐明了“发展科学逻辑思维，强化创新意识与创新能力的培养”的必要性。作为自然科学领域的基石学科，化学教育在培育学生科学素养与创新能力方面扮演着举足轻重的角色，但现实教学实践中，课程实施效能与政策预期却存在偏差。据教育部发布的《2020年国家义务教育质量监测报告》显示，八年级学生科学探究能力达标率为69.2%，而科学思维维度得分率为57.3%^[3]。为此，如何深化科学内涵，拓宽化学学科视野，助力学生创新思维发展与实践能力进步，已成为当前化学教育工作者亟待解决的关键议题。

美国国家化学周（National Chemistry Week，NCW）是由美国化学会（American Chemistry Society，ACS）组织的旨在拓宽学科视野、促进学生和教育工作者互动实践能力发展的一项社区活动。作为全球最具影响力的化学科普活动之一，每年通过百万量级的实践项目重塑公众科学认知，已累计吸引超过1.2亿参与者，近五年平均年度参与人数达380万人次，累计在12 000余所学校开展过主题活动^[4]。这项年度活动将美国化学会地方分会、学生社区、部门、企业、学校和个人联合起来，用以宣传化学对人类日常生活的重要性，提升化学在日常生活中的价值。美国国家化学周的使命是面向公众，尤其是向中小学生传播有关化学的积极信息^[5]，以更好地普及化学在日常生活中的关键作用。美国化学会于1987年组织并开展了第一个正式的全国化学日活动；1989年，美国化学会批准了全国化学日，并成为一年一度的庆祝活动；1993年，正式更名为全国化学周^[5]。截至2024年，美国国家化学周已成功举办34届，通常于每年10月的第3周举行。

二、研究方法与活动分析

美国国家化学周的主题通常与社会生活、科技前沿、环境保护等密切相关，主题新颖、形式多样、内容丰富，涵括了化学外展活动、庆祝化学、采访未来科学家等板块，下文总结了近十年美国国家化学周的主题和重点活动（见表1）。通过采用内容分析法、案例比较法，系统分析美国国家化学周的活动设计模式及其教育价值。

表1 2015－2024 年美国国家化学周特色主题及活动聚焦

（一）内容分析法：主题编码与趋势挖掘

作为美国化学会的旗舰期刊，《化学教育杂志》（JCE）自1924年创刊起即承担记录ACS教育实践的学术使命。NCW作为ACS主办的重大科普项目，其活动设计、实施与评估的完整记录均系统刊载于该期刊。这种出版方与活动主办方的高度一致性，确保了案例材料的权威性与完整性。基于NCW2014－2024年官方主题及活动描述文本，通过编码归类揭示其主题演变规律及核心教育导向。以ACS官网发布的历年NCW主题说明、活动手册及总结报告（2014－2024）为主要数据来源^[5]，以JCE中与NCW相关的案例分析文章为主要补充材料进行编码构建。

联合国教科文组织发布的《2030可持续发展教育路线图》^[6]提到“明确要求科学教育应培养解决现实问题的能力、促进创新驱动型社会建设、提升气候行动意识”。在此基础上，通过提炼概括出科学教育实践的三大板块：生活应用、科技前沿、社会责任。2001年，由原布鲁姆团队核心成员Lorin Anderson与David Krathwohl修订的教育目标分类法涉及六大教育目标^[7]：记忆、理解、应用、分析、评价、创造。结合NCW的特点，在此基础上概括出NCW五大活动领域：社区互动、跨学科整合、实验探究、伦理讨论、其他（见表2）。

表2 布鲁姆教育目标分类（修订版）与NCW 活动二级维度对应关系

按照一级分类维度（主题与社会需求关联性）分为生活应用类（主题直接关联日常生活）、科技前沿类（聚焦新兴技术或科学研究）、社会责任类（涉及公共健康、环境等社会议题），二级维度（活动形式与教育目标）：实验探究、跨学科整合、社区互动、伦理讨论与其他进行文本分析，分析结果独立编码。如2023年主题“健康与医学”中，“抗生素实验”“绷带制作”等活动被标记为“社会责任类”与“实验探究”。本研究组建跨学科编码团队（n=3），采用双盲独立编码，随机抽取35个活动案例（20%）进行全维度一致性检验。通过Kappa系数检验一致性（K=0.87），证明结果一致性良好。统计各类别占比及年度变化，生成年度变化趋势图与主题变化分布雷达图（图1、2）。

图1 2014－2024 年NCW 主题变化趋势图

图2 2014—2024 年NCW 主题分布雷达图

将2014－2024年NCW官方主题文本导入NVivo 12软件，创建“NCW主题库”，使用质性分析软件NVivo 12对活动文本关键词进行提取，得到词频云图（见图3）。研究发现：“实验”以35次高频出现（占比28.7%），高于其他词汇（“调查”29次，“练习”31次，“证据－测试－创新”27次），表明NCW始终以实践性学习为核心导向。

图3 2014—2024 年NCW 主题词频云图

通过近十年主题演变分析发现^[8]： 2014至2024年的主题演化趋势显示（图1），社会责任类活动占比从30%显著攀升至62%，凸显NCW战略重心向“化学赋能社会发展”的深刻转型。如2023年“抗生素耐药性”社区实验与2021年“碳中和化学”公民科学项目，均指向公共健康与环境治理等复杂社会议题；生活应用类占比则呈现结构性回调，从45%降低到18%，但其通过主题迭代持续深化日常价值阐释：早期以“糖果结晶”（2014）、“家庭清洁剂”（2016）等基础认知为主，2020年后升级为“胶水黏合机理探究”“可降解包装设计”等高阶应用场景，体现从“常识普及”到“科学思维迁移”的进阶；而科技前沿类占比稳定在19%～25%之间，其内涵从科普成果展示向尖端化学转变，例如2014年侧重“纳米材料展示”等成果科普，2024年则聚焦“AI辅助分子设计”，紧密联系当前尖端科技。

（二）NCW的国际比较与特点

选取兼具权威性与持续性的英国皇家化学会举办的“国家化学周”（RSC）^[9]、日本科学振兴机构举办的“科学节”（JST）^[10]作为对比案例，分析RSC年度报告、JST科学节活动手册（2014－2024）^[11]（见表3）。对比发现：美、英、日三国的化学科普活动在主题定位、资源整合与教育目标上呈现出鲜明的文化差异与制度特色。美国国家化学周依托ACS分会的专业网络与企业资源的深度嵌入（赞助占比35%），构建起“实验室－社区－家庭”联动的实践生态。其社区实验强调批判性思维的具象化培养，通过分层设计的实验包（K-12全覆盖）实现科学素养的阶梯式提升。相较而言，英国皇家化学会主导的化学周则凸显环保伦理与创新能力的耦合，绿色化学挑战赛等活动深度绑定欧盟可持续发展议程，政府与环保NGO的资金支持（20％）虽弱于企业驱动模式，却保障了学术独立性，形成“问题导向－方案孵化－政策反馈”的闭环机制。而日本科学节以“科技与传统工艺的共生融合”为内核，如和纸染色中的化学反应，将纳米材料特性与千年匠艺并置，地方政府与传统工匠的资源协同既维系了文化根脉，又赋予科技以人文温度。

表3 美国、英国、日本科学外展活动对比

总体而言，美国国家化学周以“科技前沿与生活应用”双轮驱动为核心特色，依托ACS分会、企业与学校的深度协同，构建标准化全学段实验资源库。其资源整合突出系统性与普惠性，形成“科研支持－企业赋能－社区落地”的可持续链条，体现美国STEM教育“社会化渗透”的独特优势，兼具学术严谨性与公众动员力。

三、案例聚焦：2024年NCW主题活动分析

（一）影像化学的定位与价值

化学在图像与视觉艺术的生成机制中扮演着举足轻重的角色。时至今日，现代成像技术已超越传统范畴，利用声波、多种光谱成分的光线乃至电子束流等媒介可以创造出仅凭肉眼无法观测的图像。这些高级工具极大地丰富了图像制作的手段，为医学诊断、太空探索、科学研究及其他多元领域提供了至关重要的可视化支持^[8]。影像化学是连接微观世界与宏观观察的桥梁，通过美育与科学融合，将摄影、荧光等现象展示为化学的视觉美感。鉴于此，2024年NCW于10月20日－26日举行^[8]，以“影像化学”为主题，旨在通过可视化技术（如纳米成像、荧光现象）揭示化学的微观机理与宏观美感，同时回应《新一代科学教育标准》（NGSS）中“科学与工程实践”的跨学科要求^[12]，将化学与物理光学、数字技术深度融合。

（二）活动分层设计：从观察到创造的认知进阶

下文选取了NCW针对小学、初中、高中的代表性活动加以介绍（表4）^[13]，其中小学阶段主要聚焦于观察与描述层面；初中阶段要求学生能对活动现象进行探究与解释，例如，学生观察维生素B族的蓝色荧光（激发波长365nm），理解分子结构与光吸收及发射的关系；高中阶段则注重创新与批判性思维的培养。

表4 NCW 针对小学、初中、高中活动分析

通过整合发现，NCW活动设计逻辑有以下优点：从现象观察（小学）到机理探究（初中）再到创新应用（高中），匹配认知发展规律。以影像技术的社会需求（如医学成像）为锚点，增强学习意义感。

（三）NCW核心优势：分层递进、资源整合与科技社会化

美国国家化学周的成功实践得益于其三大核心优势，这些优势共同构建了科学教育社会化的创新模式。

1.差异化活动设计：匹配认知发展规律

NCW针对不同学段学生的认知特点，设计了从现象观察到创新应用的递进式活动体系。例如，小学阶段的“消失的颜色”实验通过直观的化学现象激发兴趣，初步建立“现象改变到化学变化”的认知进阶；初中阶段的“让它发光”活动通过荧光现象探究光子吸收与发射的分子机制，引导学生从现象描述转向机理解释；高中阶段通过复现胶片成像的氧化还原反应，培养学生批判性思维与跨学科应用能力。这种“观察－探究－创新”的认知进阶逻辑，精准匹配了学生从具象思维到抽象思维的跃迁需求。

2.社会化资源整合网络：构建协同育人生态

NCW依托美国化学会的庞大分会网络与企业赞助，形成了“科研机构－学校－社区”协同链条。例如，ACS为活动提供标准化实验包，企业赞助家庭实验材料，学校与社区联合组织外展活动。这种资源整合模式不仅降低了实践门槛，还通过多方参与强化了科学教育的公共性。对比英美日三国（见表3），NCW在校企协同与社会资源动员方面更具优势，其“科研支持－企业赋能－社区落地”的闭环机制为科学教育提供了可持续动力。

3.科技与生活的双向赋能：强化社会价值认同

2024年“影像化学”主题是科技社会化导向的典型体现。活动通过可视化技术揭示化学的微观机理，同时回应社会需求。例如，“彩色胶片摄影”活动不仅涉及光化学反应原理，还关联医学成像中的X射线技术，引导学生理解化学在疾病诊断中的实际价值。这种“科技服务生活－生活驱动科技”的双向互动，强化了科学教育的社会价值认同，使学生在解决真实问题的过程中建立责任感。

四、启示与建议：基于文本分析的本土化建议

当前我国校外科学教育实践主要通过三大活动展开：全国科普日、奥林匹克竞赛、科技活动周，但均存在改进空间。全国科普日年均举办超12万场活动^[14]，但企业参与度较低，资源整合效能有待提升；奥林匹克社区活动以竞赛选拔为核心，普惠性拓展仍在探索；科技活动周校企合作需加强标准化设计与全学段覆盖。结合美国国家化学周2014－2024年的主题演变与活动设计经验，针对我国科学教育校外活动板块现存问题和劣势，提出以下本土化建议。

（一）构建分层活动体系，匹配认知发展规律

NCW在小学阶段（1~6年级）以直观现象和趣味实验为核心，例如通过“彩虹牛奶”活动观察洗洁精破坏表面张力的动态过程，初步建立“现象－原理”关联；初中阶段（7~9年级）侧重科学探究能力培养，如“水质检测与净化”项目串联pH测试、絮凝沉淀等步骤，引导学生分析污染源并提出解决方案；高中阶段（10~12年级）聚焦跨学科整合与复杂问题解决，如围绕“碳中和”目标设计锂电池回收技术探究项目，结合化学、工程与经济学科知识。在本土化实践中，可以开发《分学段科学实践活动指南》，并在教材中增设“家庭实验”专栏，提供低成本材料清单与操作视频，降低实践门槛。

（二） 强化社会资源整合，推动协同育人

社会责任的融入不仅是培养学生全面发展的关键一环，也是构筑立德树人根本任务的重要依托^[15]。科学教育需突破校园边界，构建“社会大课堂”。通过企业、学校、家庭、社区等多方主体的精诚合作和深度融合^[16]，推动健全学校家庭社会协同育人机制。同时建设省级科学教育资源共享平台，集成虚拟实验与名师微课^[17]，通过整合企业、高校、科技馆等多方资源激励社会力量参与。

（三）科学前沿探索：热点引领的实践创新

随着科学技术的飞速发展，科学前沿领域不断涌现出新的热点和挑战。这些热点不仅代表当前科学研究的最新进展，也预示着未来科技的发展方向。在NCW的活动中，学生有机会亲自参与化学外展活动和各种探究实验。他们可以亲眼目睹化学变化的过程，学会预测并观察化学现象。这些实践活动让他们在探索中成长、在创新中前行，培养了学生的创新思维和实践能力。除此之外，ACS在化学周期间还组织各种科学讲座、研讨会和竞赛等活动，与科学界的专家学者进行面对面的交流，拓宽学生与教师的视野和思路。

（四）实践生活融合：兴趣导向的跨学科活动探究

跨学科教学活动是全球教育改革的前沿性课题，具有独特的实践价值。《基础教育课程教学改革深化行动方案》^[18]明确指出“变革教与学的方式，强化跨学科综合教学，引导学生主动思考，积极提问，自主探究”。2024年美国国家化学周聚焦“影像化学”，通过扫描探针显微镜的磁性类比等实践活动，让学生亲身体验化学在图像与视觉艺术生成机制中的重要作用。将化学知识融入日常生活，通过兴趣驱动的方式，鼓励学生进行跨学科的活动实践。从相机胶片的进步历史到相机工作的基本原理，让化学元素融入美术和物理学科，并且关联现代计算机知识与科学前沿。这种融合不仅拓宽学生的学科视野，还激发了他们对化学及其他学科的探索欲和好奇心。

（五）完善科学实践活动周制度，构建长效保障体系

由教育部牵头，联合科技部、中国科协等部门成立顶层设计、主题审定与资源统筹小组，保障《分学段科学实践活动指南》开发、资源共享平台运营及优秀案例推广。将学校有效组织参与情况纳入教育督导评价，并通过年度主题发布与成果沉淀机制，确保活动匹配认知规律、对接前沿热点、强化跨学科实践，最终形成国家主导、多方协同、常态运行的科学实践育人长效机制。

五、结语

美国国家化学周通过分层递进的活动设计、社会化资源整合网络以及科技与生活的双向赋能，构建了科学教育社会化的创新范式。以“观察－探究－创新”的认知进阶逻辑匹配学生发展规律；依托ACS分会与企业协同形成可持续资源闭环；通过“影像化学”等主题回应社会需求，强化科学教育的公共价值。当前，我国科学教育在政策支持与传统文化资源上具有显著优势，但仍面临实践活动碎片化、社会参与不足等挑战。借鉴NCW经验，需着力构建分学段活动体系，推动“校－企－社”协同育人机制，并开发融合传统科技智慧与现代科学思维的课程资源。

未来研究可进一步探索校企协同的长效激励机制与“素养导向”评价体系的构建，为科学教育本土化注入持续动力。唯有立足国情、整合多方力量，方能实现从“知识传递”到“素养培育”的跨越，培养兼具科学理性与文化自信的新一代创新人才。

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 本文系安徽省质量工程教学研究项目“高校—中学协同下化学师范生科普能力培养的实践研究”（编号：2023jyxm0506），安徽省新时代育人质量工程“化学课堂观察与管理”研究生线下示范课程（编号：2022xxsfkc010），安徽省基础教育教学成果培育工程“初中‘四全’科学教育模式的创新实践与探索”之研究成果。

原文刊载于《科学教育与博物馆》2026年第2期。

作者：张四方  闻洪林  姚壮壮  安徽师范大学

来源：科学教育与博物馆（微信公众号）