绿色化学教学材料采用过程中的教师认知与情境因素：澳大利亚中学教育的一项质性访谈研究

《Sustainable Chemistry and Pharmacy》：Teacher cognition and contextual factors in the adoption of green chemistry teaching materials: A qualitative interview study in Australian secondary education

　　

## 摘要

绿色化学（GC）教育作为连接化学教育与可持续性和负责任创新的手段，受到了越来越多的关注。然而，GC教学材料在中学教育中的采用仍然参差不齐，且关于教师如何感知和解读这一过程的研究十分有限。本研究探讨了澳大利亚维多利亚州中学化学教师对采用GC教学材料的感知。研究对七位教师进行了半结构化访谈，并采用归纳主题分析法进行分析。研究发现，共识别出44个编码和9个类别，归纳为两大主题：促进因素和采用障碍。关键的促进因素包括课程标准契合度、专业发展，以及教师对学生未来和可持续性的责任感。主要的障碍包括资源有限、课程限制以及对GC概念难度的感知。一项核心的解释性发现是，参与者将其教授GC的动机与一种教育责任感联系在一起，即为学生准备应对环境挑战并作为下一代表明知情的决策者。研究结果表明，成功实施以可持续性为导向的教学材料不仅需要结构支持，还需要培养教师的目的感和职业责任感。

## 引言

全球教育系统日益被期望应对紧迫的可持续性挑战，包括气候变化、环境退化、资源枯竭和污染。联合国教科文组织的可持续发展教育（ESD）议程和联合国可持续发展目标（SDGs）等国际倡议强调了教育在通过学习准备学习者参与复杂的 socio-环境问题的作用（Chen等人，2020；Li和Eilks，2021；Moir等人，2025；UNESCO，2017）。在科学教育中，化学因其与工业生产、材料开发、能源使用和环境问题的密切关系而占据着特别重要的地位（Haack和Hutchison，2016；Li和Eilks，2021）。因此，绿色化学（GC）和绿色与可持续化学教育（GSCE）作为能够连接化学学习与可持续性和负责任创新的教育方法，受到了越来越多的关注（Zuin等人，2021）。

GC最初被开发为一个通过应用绿色化学十二原则来减少或消除化学产品和过程中有害物质的框架（Anastas和Warner，2000）。在教育环境中，GC教育越来越多地被看作不仅仅是一种额外的化学内容，而是将化学教育转变为以可持续性为导向学习的一个框架（Chen等人，2020；Zuin等人，2021）。

研究表明，将GC整合到化学教育中可以积极影响学生的环境意识、可持续性思维以及对化学在社会中作用的认知（Chen等人，2020；Basheer等人，2023）。GC教育还与探究式学习、系统思维、基于社会科学议题（SSI）的学习、协作问题解决和基于情境的教学相关联（Chen等人，2020；Li和Eilks，2021）。

在中等教育层面，实践活动和实验操作通常被认为对于帮助学生理解抽象的化学概念并将化学与真实世界联系起来至关重要（Karpudewan和Kulandaisamy，2018；Delaney等人，2024；Akaygun等人，2025）。据报道，GC实践提高了安全性、相关性、探究机会和学生参与化学的程度，同时减少了传统"配方式"实验的某些局限性（Karpudewan和Kulandaisamy，2018）。此外，GC活动和基于情境的方法被发现能够支持概念转变、科学论证和可持续性思维（Karpudewan和Kulandaisamy，2018）。虽然学生需要机会发展对核心GC原则和概念的理解，但多项研究认为，GC最有效的实施方式可能是将其整合到现有的化学主题中，而不是作为已经拥挤的课程中一个完全独立的新增内容（Haack和Hutchison，2016；Idul等人，2025b）。

尽管国际对GC和可持续性教育的兴趣日益增长，但在中学化学课堂中实施GC教学材料仍然参差不齐且有限（Haack和Hutchison，2016；Li和Eilks，2021）。先前的研究反复指出了包括课程过于拥挤、教学时间有限、实验室资源不足、缺乏教师培训、教学法支持有限以及教师对GC相关概念信心不足等障碍（Haack和Hutchison，2016；Cannon等人，2023；Akaygun等人，2025）。在以色列、印度尼西亚、德国、马来西亚等国开展的研究也表明，尽管教师通常对可持续性和环境教育持积极态度，但他们对GC的概念理解和实施信心仍然有限（Basheer等人，2023；Auliah等人，2018；Karpudewan和Kulandaisamy，2018）。在中国也报告了类似的发现，尽管课程改革强调可持续性教育，但GSCE研究仍相对处于早期阶段，特别是在中等教育层面（Li和Eilks，2021）。

因此，专业发展和教师支持被认为是促进采用GC教学材料和方法的关键因素（Cannon等人，2023；Idul等人，2025a；Moir等人，2025）。来自美国纽约州的研究表明，长期、协作的、动手的 专业发展项目帮助教师在参与多年后仍能继续实施GC实践，并促进了教师领导网络的建立（Cannon等人，2023）。同样，菲律宾的研究发现，教师培训项目积极影响了教师对可持续性的理解以及他们作为环境守护者和教育者的角色认知（Idul等人，2025a）。实践社区、同伴协作、在线资源共享和教师网络也被强调为支持课程改革和支持教师独立采用GC材料时减少孤立感的重要机制（Moir等人，2025）。

一些学者认为，GC教育的采用不能仅由机构或物质条件来解释。关于教师信念和教学取向的研究表明，教师通过自己的价值观、经验和教育目标积极地解读教育创新（Duangpummet等人，2026）。在一项关于泰国高等教育讲师的定性研究中，教师的信念被描述为影响GC在实践中如何被理解、实施或抵制的"过滤器"（Duangpummet等人，2026）。相关学术著作也提供了审视价值观在GC教育中作用的理论和概念基础。Kennedy（2016）描述了一门将GC原则与化学生产的历史后果及学生作为未来化学家的责任联系在一起的本科课程。Zuin等人（2021）考察了绿色与可持续化学教育的历史和概念基础，强调了其伦理和规范维度。然而，这两项出版物并未直接通过访谈来调查教师的认知。Kennedy的研究报告了课程设计与实施，并辅以对14名本科生的课程前后问卷调查，而Zuin等人则基于文献、政策文件、出版趋势和现有教育倡议提供了一个视角。因此，他们提供了调查教师解释和价值观的理论依据，而非关于这些如何塑造教学材料采用的直接实证证据。这些发现和概念论证表明，教师认知——包括信念、价值观、动机和专业认同——可能介导了机构和情境条件对GC教学材料采用的影响。

然而，尽管国际对GC教育的研究日益增多，但很少有研究探讨在中等教育环境中教师的认知如何在采用GC教学材料期间与情境和机构因素相互作用。现有研究往往侧重于课程和材料设计（Chen等人，2020；Li和Eilks，2021）、教师意识调查（Basheer等人，2023；Auliah等人，2018）或专业发展项目（Cannon等人，2023；Idul等人，2025a）。较少关注的是中学化学教师本人如何感知将GC教学材料引入现有课程结构的过程、他们如何协商障碍和支持，以及他们自身的信念和动机如何在实践中塑造采用决策。

本研究通过将从课程设计和广泛教育视角的分析单位转向中学教师对教学材料采用的叙述，来弥补这一空白。不同于Kennedy（2016）的课程层面报告和Zuin等人（2021）的概念讨论，本研究使用定性访谈来考察教师如何解读机构期望、感知机会和实际约束，以及这些因素如何与教师自身的信念、价值观和动机相关联。本研究还将教师认知的讨论从Duangpummet等人（2026）所考察的泰国高等教育背景扩展到澳大利亚维多利亚州的中等化学教育。其贡献在于探索教师在采用和使用现有课程结构中GC教学材料的叙述中感知到的教师认知与情境条件之间的相互作用。

澳大利亚为考察这些问题提供了一个特别重要的背景。近年来，GC和可持续性概念越来越多地出现在维多利亚州中等化学课程及相关教育资源中。与此同时，教师仍在考试导向的课程结构以及国际中等教育中常见的实际约束下工作。因此，理解教师如何解读和回应这些条件，不仅有助于澳大利亚GC教育研究，也能促进关于化学教育中可持续性导向教学材料采用的更广泛国际讨论。

据此，本研究调查了澳大利亚维多利亚州中学化学教师对采用GC教学材料的感知。通过定性访谈，本研究探索了教师如何感知GC采用的促进因素和障碍，以及他们如何利用自身的信念、价值观和教育责任来解读机构和情境条件，并解释其关于采用GC教学材料的决策。

## 研究背景

澳大利亚维多利亚州被选为研究背景，是因为GC和可持续性概念最近已被纳入维多利亚州中等化学课程，为考察教师如何回应以可持续性为导向的教育创新提供了一个有价值的背景。作为澳大利亚首批将GC相关内容明确整合到高等中等化学课程中的管辖区之一，维多利亚州提供了探索促进因素和

## 访谈结果：影响GC采用的关键因素

影响GC教学材料采用的关键因素被归纳为两大主题：促进因素和采用障碍。促进因素指参与者描述的支持或鼓励采用的条件、感知和动机，而障碍指他们描述的阻碍或抑制采用的约束或挑战。

对七份访谈记录的分析共识别出44个编码，分为两大主题下的九个类别

## 对材料开发和机构支持的启示

本研究的发现表明，教师认知在GC采用中似乎占据中心位置。尽管有利的环境条件和机构因素提供了重要的机会和约束，但教师是根据自身的信念、价值观和教育责任来理解这些条件的。换言之，采用并非仅由课程要求、资源或专业支持的存在所决定。相反，这些因素

## 结论

本研究考察了澳大利亚维多利亚州中学化学教师对采用GC教学材料的感知。研究发现，GC的采用不仅受机构和环境条件的影响，还受教师认知——包括教师的信念、价值观以及对学生和可持续性的责任感——的塑造。虽然课程标准契合度、专业发展和外部支持鼓励了采用，但障碍如有限

## CRediT作者贡献声明

Narumi Nishi：撰写——初稿，可视化，验证，项目管理，方法论，调查，数据整理，概念化。Kathryn Garnier：撰写——审阅与编辑，验证，监督。Gil Garnier：撰写——审阅与编辑，监督，资源，概念化。Kei Saito：撰写——审阅与编辑，监督，概念化。

## 数据与材料可用性

当前研究中产生和分析的访谈数据因伦理和隐私考虑不公开提供，因为参与者可能从访谈内容中被识别出来。去标识化的数据摘录可由通讯作者在合理请求和获得伦理批准要求的情况下提供。

## 生成式AI声明

在准备本手稿期间，作者使用ChatGPT（OpenAI）来识别语法错误和提高英语表达的清晰度。在使用该工具后，作者仔细审阅并编辑了手稿，并对出版内容承担全部责任。

## 资金支持

本研究得到了白帆基金会的资助，通过第20届白帆儿童教育研究资助项目，资助编号为2025-022。

## 利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能影响本论文所报告的工作。

## 致谢

作者衷心感谢所有参与本研究的教师慷慨地分享他们宝贵的时间、经验和观点。

特别感谢在本研究过程中提供宝贵反馈与鼓励的各位同事。
Narumi Nishi | Kathryn Garnier | Gil Garnier | Kei Saito
京都大学人类生存高级综合研究所研究生院（GSAIS），日本京都大学，京都，日本