孫 燁

（天津市耀華中學(xué)）

一、引言

公民的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的基石[1]。中學(xué)生關(guān)系著國(guó)家的未來(lái)，提高青少年環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)將是各個(gè)國(guó)家教育的關(guān)鍵目標(biāo)[2]。中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)已有一些研究報(bào)告發(fā)表[3]。但對(duì)中學(xué)生的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查研究還有待開(kāi)展。

根據(jù)《國(guó)家環(huán)境與健康行動(dòng)計(jì)劃 2007—2015》，2013年10月中國(guó)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布《中國(guó)公民環(huán)境與健康素養(yǎng)（試行）》，對(duì)環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)提出了在理念、知識(shí)與技能等方面的基本要求[4]。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）的學(xué)生能力國(guó)際評(píng)估項(xiàng)目(Programme for International Student Assessment,PISA) 則是目前廣為應(yīng)用的科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系[5]?；赑ISA框架和中國(guó)對(duì)公民環(huán)境素養(yǎng)的要求，對(duì)中學(xué)生的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行調(diào)研很有必要。

評(píng)價(jià)作業(yè)設(shè)計(jì)需選擇日常生活中的情境，而不應(yīng)是課堂知識(shí)的背記或?qū)I(yè)科學(xué)家的工作情境。環(huán)境關(guān)系著每一個(gè)人的生存狀況。針對(duì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研，能夠反映出中學(xué)生在生活情境中，對(duì)環(huán)境問(wèn)題的理念、應(yīng)用科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋人為的或自然的環(huán)境現(xiàn)象并進(jìn)行判斷，以及對(duì)于個(gè)人、科技、社會(huì)和自然的關(guān)系的思考，從而鮮活地顯現(xiàn)出他們的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)。

《中國(guó)公民環(huán)境與健康素養(yǎng)（試行）》將合理處置生活垃圾、注意有害物帶來(lái)的污染與健康危害的知識(shí)與技能，作為對(duì)公民環(huán)境素養(yǎng)的基本考量。除了人們通常認(rèn)知的廢電池、廢熒光燈等有害物，前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)聚氯乙烯塑料（PVC）廢棄物具有潛在危害性[6]。PVC是垃圾焚燒時(shí)生成二惡英的主要反應(yīng)劑[7]，所含氯元素和有害添加劑（如鄰苯二甲酸鹽等增塑劑、鉛鹽類熱穩(wěn)定劑）的釋出，也嚴(yán)重危害環(huán)境和人類健康[8]。在我們的生活中，PVC制造的產(chǎn)品又無(wú)處不在。對(duì)這種表面上和人們觀念上不具有環(huán)境危害的隱性有害物的合理處置，需要較高的綜合環(huán)境素養(yǎng)。

因此，對(duì)生活廢棄物的合理處置、對(duì)環(huán)境有害物的認(rèn)知和處置行為，還有保護(hù)環(huán)境的責(zé)任感和有序參與，是公民環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)的極具說(shuō)服力的表征，特別對(duì)中學(xué)生而言，是他們從生活走向科學(xué)、從科學(xué)走向社會(huì)的最切實(shí)途徑[9]。

二、調(diào)查與研究

根據(jù)OECD-PISA評(píng)價(jià)體系和《中國(guó)公民環(huán)境與健康素養(yǎng)（試行）》的要求，將中學(xué)生的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查模型分為3個(gè)維度：環(huán)境科學(xué)概念、科學(xué)方法和技能、理念與態(tài)度；又各分為3個(gè)層次：理解、應(yīng)用、解決問(wèn)題。

基于表1的框架，針對(duì)生活廢棄物處置、有害物帶來(lái)的污染與健康危害、有序參與環(huán)保等問(wèn)題的理念、知識(shí)與技能，設(shè)計(jì)了有七組問(wèn)題的問(wèn)卷，從2012年到2013年，對(duì)中學(xué)生為主的群體進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查涵蓋天津市9個(gè)區(qū)縣的16所普通中學(xué)、6所中?；蚵殬I(yè)?？茖W(xué)校各個(gè)年級(jí)的學(xué)生，同時(shí)對(duì)幾十個(gè)社區(qū)的居民進(jìn)行了同樣調(diào)查作為參照。共回收問(wèn)卷1096份，其中有效問(wèn)卷970份，有739位中學(xué)生和214位居民。部分采取訪談式調(diào)研，能更真實(shí)地體現(xiàn)受訪者的認(rèn)知、行為和意愿。采訪的17位環(huán)境管理和研究機(jī)構(gòu)的專業(yè)人士具有較多的環(huán)境科學(xué)知識(shí)，這部分調(diào)研結(jié)果不計(jì)入對(duì)調(diào)研結(jié)果的分析。

表1 中學(xué)生環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查模型

三、結(jié)果與討論

（一）中學(xué)生對(duì)有害物質(zhì)二惡英的認(rèn)知和判斷

二惡英是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)毒性物質(zhì)，毒性比氰化鉀還要強(qiáng)一千倍。對(duì)二惡英及其危害性的了解，反映出關(guān)于環(huán)境與健康有毒有害物的概念或知識(shí)。

1.二惡英的危害性和來(lái)源

對(duì)二惡英及其危害性有所了解的男生為33.2%，女生為26.9%。初中組平均為28.8%，高中組平均為30.8%。說(shuō)明隨教育程度的提高，有關(guān)環(huán)境與健康有毒有害物的科學(xué)知識(shí)在逐步增長(zhǎng)。對(duì)居民進(jìn)行了同一調(diào)查，居民按年齡分 <30歲、30—60歲和>60歲三個(gè)組，對(duì)二惡英及其危害性有所了解的分別為44.4%、48.6%、25.7%，平均為43.5%，明顯高于中學(xué)生的30.0%。說(shuō)明中學(xué)階段的環(huán)境科學(xué)教育尚有待加強(qiáng)。

二惡英極少自然形成，也很難工業(yè)合成，垃圾焚燒是產(chǎn)生二惡英的主要來(lái)源[10]，這也是垃圾焚燒引發(fā)一些環(huán)境公眾事件的重要原因。對(duì)二惡英主要來(lái)源的判斷，不僅需要一定的科學(xué)知識(shí)，還要辨別探究所需的科學(xué)證據(jù)。中學(xué)生大多知道或判斷出二惡英的產(chǎn)生是人類活動(dòng)對(duì)自然改變的結(jié)果。從初一到高三，認(rèn)為垃圾焚燒是二惡英的主要來(lái)源的分別占65.3%、57.1%、47.4%、51.5%、53.5%、57.6%。作為對(duì)比，居民年齡 <30歲、30歲-60歲，>60歲三個(gè)組的正選比例分別為44.0%、41.8%、33.3%。中學(xué)生的正選率高于居民。其次，有約1/4強(qiáng)的受訪者認(rèn)為是工業(yè)生產(chǎn)的，從初一到高三分別占21.5%、26.0%、31.6%、30.0%、13.7%。只有約5%的受訪者認(rèn)為是自然生成的。另外，有約15%的中學(xué)生和約25%的居民不能確定。正選比例曲線呈V字型，是因年齡增長(zhǎng)，思維的發(fā)散性開(kāi)始增長(zhǎng)，但隨著科學(xué)知識(shí)和分析能力的增強(qiáng)，判斷能力也隨之增強(qiáng)。

2.二惡英生成途徑

PVC是垃圾焚燒時(shí)生成二惡英的主要反應(yīng)劑[11]。研究表明，每單位PVC焚燒所產(chǎn)生的二惡英，是煤炭、木材、石油和PP、PE等塑料的幾倍到幾十倍[12]。通常情況下只有專業(yè)人員才了解二惡英的生成機(jī)理。因此，一些典型物質(zhì)如木材、煤炭、石油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PB）、PVC等的焚燒，要正確判斷哪一種產(chǎn)生二惡英最多，就需要具有多氯代烷類大多是劇毒物質(zhì)的概念和化學(xué)反應(yīng)的一般知識(shí)，確定所需要的證據(jù)——所焚燒物質(zhì)和標(biāo)的生成物的基本化學(xué)組成，再依據(jù)證據(jù)作出評(píng)估。調(diào)研結(jié)果如表2所示。認(rèn)為PVC焚燒產(chǎn)生二惡英最多的是中學(xué)生，從初一到高三年級(jí)分別為36.4%、19.3%、23.7%、31.1%、27.3%、27.4%，平均為28.0%。三個(gè)年齡組居民平均為36.3%，正選率高于中學(xué)生。其次被認(rèn)為焚燒產(chǎn)生二惡英最多的物質(zhì)是PB，中學(xué)生占11.8%，居民占11.5%，兩者幾乎相同。較多中學(xué)生選擇了答案“不清楚”，占20.0%；三個(gè)居民組分別為24.0%、41.8%、39.1%，平均為38.1%。

通過(guò)訪談了解到，絕大多數(shù)同學(xué)并不知道二惡英的化學(xué)名稱四氯代二苯并二惡英，或它的分子結(jié)構(gòu)C12H4Cl4O2，也不了解其生成機(jī)理，但是由所學(xué)化學(xué)知識(shí)，知道氯代芳烴類和多氯代烷烴大多具有毒性，由此判斷出含有Cl和C元素的PVC塑料生成二惡英最多，其次選擇含有芳烴結(jié)構(gòu)的PB塑料，顯示已具備一定的運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法的能力。

表2 學(xué)生和居民對(duì)各種物質(zhì)焚燒產(chǎn)生二惡英的認(rèn)知（%）

（二）中學(xué)生對(duì)PVC塑料的識(shí)別能力

PVC處置不當(dāng)是生成二惡英的主要生成源。識(shí)別是分揀和合理處置PVC的前提。因此，對(duì)PVC的識(shí)別是對(duì)運(yùn)用科學(xué)技能、解決生活中的環(huán)境科學(xué)問(wèn)題的一個(gè)很有意義的表征，而且這一考察是解決PVC塑料環(huán)境危害問(wèn)題的有價(jià)值的參考。中學(xué)生認(rèn)為自己能識(shí)別的占16.0%，部分能識(shí)別的占45.3%，不能識(shí)別的占38.7%；居民認(rèn)為自己能識(shí)別的占6.5%，部分能識(shí)別的占39.3%，不能識(shí)別的占54.2%。

PVC塑料制品通常加有30%-50%的各種添加劑，種類繁多，形態(tài)各異，比較難識(shí)別。詢問(wèn)制塑專業(yè)人士，回答是單憑感官難以全部識(shí)別，甚至塑料回收和加工企業(yè)都講只能部分識(shí)別。認(rèn)為自己能夠識(shí)別PVC塑料的受訪者，大多指的是灰色的硬PVC管材，而不是包括薄膜、人造皮革、提袋、各種箱包盒夾等的PVC制品全部。但無(wú)論回答“識(shí)別”或“部分識(shí)別”，都顯示出對(duì)PVC塑料的感官性狀有一定了解，并用以解決實(shí)際生活中的科學(xué)問(wèn)題。中學(xué)生能識(shí)別和部分能識(shí)別的比例都高于成人，反映了他們對(duì)生活中新事物的敏感和對(duì)技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)注。

（三）中學(xué)生對(duì)生活廢棄物的處置態(tài)度

使生活廢棄物減量化、資源化、無(wú)害化是合理處置生活廢棄物的三原則，是公民環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)的基本考量。利用現(xiàn)有渠道將有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生活廢棄物回收，就是符合三原則的合理處置途徑。

1.中學(xué)生出售生活廢棄物的情況

受訪的739名中學(xué)生中，有615人將廢舊物資回收部門回收的一些生活廢棄物收集并賣掉，占受訪總數(shù)的83.2%；有91人不清楚家庭是否賣廢品，有52人不賣廢品。不賣和不清楚實(shí)質(zhì)都是沒(méi)有關(guān)注生活廢棄物的合理處置，占總數(shù)的16.8%。6個(gè)年級(jí)的學(xué)生收集賣掉固廢的比例分別為78.5%、84.9%、86.8%、78.0%、85.2、89.0%，總的趨勢(shì)是隨年級(jí)的升高而增加。受訪的214名居民中，有19人不賣廢品，有4人不清楚。年齡<30歲、30-60歲、>60歲的三個(gè)組收集賣掉固廢的比例分別為86.1%、89.7、94.3%，平均為89.3%。

中學(xué)生收集賣掉固廢的比例雖然低于居民，特別是低于老年人，但這是生活經(jīng)驗(yàn)的必然。中學(xué)生在目前緊張的學(xué)習(xí)壓力下和空前豐富的物質(zhì)生活與多彩的文化生活中，能夠有83.2%的人（和成年人的比例差只有6%），對(duì)生活廢棄物的合理處置予以關(guān)注或有所實(shí)際行動(dòng)，已經(jīng)是非常難能可貴了（詳見(jiàn)表3）。

表3 學(xué)生和居民分揀出售固廢的情況（%）

2.中學(xué)生分揀生活廢棄物中環(huán)境有害物的情況

分揀生活廢棄物中的環(huán)境有害物，既體現(xiàn)了對(duì)環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)知，更體現(xiàn)了對(duì)環(huán)境問(wèn)題的態(tài)度和行為。中學(xué)生中曾有過(guò)揀出廢電池行為的占56.7%，曾揀出廢燈管的占23.8%，曾揀出PVC的占12.3%。有分揀行為的比例大體是隨年級(jí)增加而增加，顯示了環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)隨教育程度提高而提高的基本趨勢(shì)。

男女生之間，女生曾經(jīng)揀出廢電池的比例較高（58.6%/54.8%），而男生揀出廢燈管和PVC的比例較高（24.8%/22.8%，15.3%/9.4%）。總體而言，有分揀有害物行為的女生比例略高于男生（69.6%/65.9%）。揀出廢電池和廢燈管的行為都沒(méi)有持續(xù)，主要是因?yàn)闆](méi)有回收點(diǎn)，其次是感到這樣做沒(méi)有意義，而且麻煩。分揀PVC的比例較低，是因?yàn)樵谟^念上沒(méi)有把它作為環(huán)境有害物看待。揀出PVC廢棄物的，主要是作為固廢出售。認(rèn)識(shí)到PVC對(duì)環(huán)境和健康的危害后，許多受訪者都表示了將之分揀出來(lái)的意愿。2/3的中學(xué)生具有揀出這些生活廢棄物中的環(huán)境有害物的認(rèn)知和一定的實(shí)際行動(dòng)，是非?？上驳模@是開(kāi)展將生活廢棄物減量化、資源化、無(wú)害化工作的良好基礎(chǔ)。

（四）中學(xué)生參與環(huán)保工作的意愿

國(guó)家發(fā)布的環(huán)境與健康基本理念是：良好的環(huán)境是生存的基礎(chǔ)，每個(gè)人都有責(zé)任。中學(xué)生中愿意帶動(dòng)全家開(kāi)展分揀回收PVC等生活廢棄物中有害物行動(dòng)的占61.8%，表示“看情況”的占29.1%，表示不愿意的占9.1%。參與回收環(huán)境有害物意愿的調(diào)查結(jié)果顯示的變化趨勢(shì)值得關(guān)注：科學(xué)基本素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感初期隨教育程度的提高而提高，到達(dá)一個(gè)階段后會(huì)趨于平緩，初中二年級(jí)就是這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。在此之后，青少年思維的發(fā)散性、批判性、辯證性增強(qiáng)，就如這項(xiàng)調(diào)查所呈現(xiàn)的，參與意愿在初二之后隨年級(jí)的升高反而呈下降趨勢(shì)，到高三成為最低點(diǎn)。而年級(jí)越高，選擇“看情況”的比例越高，到高三達(dá)到最高的45.2%。他們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到分揀回收生活廢棄物中有害物的工作是一項(xiàng)復(fù)雜的社會(huì)工程，需要多方面的協(xié)調(diào)努力，而不是單憑個(gè)人熱情就能做成的，因此，越來(lái)越多的同學(xué)認(rèn)為要“看情況”來(lái)決定參與與否，這顯示了逐漸增強(qiáng)的獨(dú)立思考和較全面判斷問(wèn)題的能力(詳見(jiàn)表4)。

表4 中學(xué)生帶動(dòng)全庭分揀有害物的意愿調(diào)查（%）

四、結(jié)論與思考

調(diào)研模型中，環(huán)境科學(xué)概念涉及二惡英的危害、二惡英的來(lái)源、環(huán)境有害物的分揀三項(xiàng)考察；科學(xué)方法和技能涉及物質(zhì)焚燒產(chǎn)生二惡英、PVC塑料識(shí)別、環(huán)境有害物的分揀三項(xiàng)考察；理念與態(tài)度涉及廢棄物合理處置、分揀有害物的實(shí)踐、參與并帶動(dòng)家庭參與環(huán)保工程的三項(xiàng)考察。將考察結(jié)果按環(huán)境科學(xué)概念、科學(xué)方法和技能、理念與態(tài)度三個(gè)維度的正選值疊加，可清晰地展現(xiàn)出環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)三維度與中學(xué)教育程度即年級(jí)的關(guān)系，大體上都是隨年級(jí)的升高而提高。疊加后的數(shù)據(jù)按均方差連線，可以發(fā)現(xiàn)概念、技能、理念三個(gè)維度與年級(jí)a間均有Wi = kia + Ci形式的關(guān)系，而總的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)S與年級(jí)間具有線性關(guān)系，可表示為：S = ak∑Wi + ∑Ci

中學(xué)生與居民相比，環(huán)境科學(xué)知識(shí)積累較低，但對(duì)生活中新事物和新技術(shù)更為敏感和關(guān)注，總的環(huán)境科學(xué)知識(shí)正選率略高于受訪居民組。中學(xué)生運(yùn)用所學(xué)科學(xué)知識(shí)去分析和判斷問(wèn)題的能力與成人沒(méi)有明顯差別。特別是對(duì)于多種物質(zhì)焚燒產(chǎn)生二惡英的問(wèn)題，在不知道二惡英化學(xué)結(jié)構(gòu)和生成機(jī)理的情況下，有28%的受訪中學(xué)生能由所學(xué)氯代芳烴或烷烴大多具有毒性的化學(xué)知識(shí)，判斷出含有Cl和C元素的PVC生成二惡英最多。其次，選擇含有芳烴結(jié)構(gòu)的PB塑料，表現(xiàn)出運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、辨別探究問(wèn)題所需的科學(xué)證據(jù)并作出判斷的能力。男女學(xué)生之間在大部分問(wèn)題上沒(méi)有可被注意的差異，只是女生在知識(shí)積累性方面略強(qiáng)而男生在獨(dú)立思考方面略強(qiáng)。隨年級(jí)的升高，思維的辯證性和發(fā)散性也增加，顯示出獨(dú)立思考和綜合考慮問(wèn)題的能力的提升。

中學(xué)生的環(huán)境科學(xué)知識(shí)、技能、理念三個(gè)維度都隨教育程度的提高而提高，總的環(huán)境科學(xué)素養(yǎng)與年級(jí)之間有良好線性關(guān)系S = ak∑Wi + ∑Ci。有2/3的受訪中學(xué)生有過(guò)分揀出生活廢棄物中的環(huán)境有害物的行為，90%以上的受訪中學(xué)生表達(dá)了參與或看情況參與分揀回收生活廢棄物中有害物的意愿，體現(xiàn)了他們對(duì)環(huán)境和健康問(wèn)題的正面認(rèn)知和愿意付諸行動(dòng)的態(tài)度，這將是開(kāi)展這方面工作的重要參考。

中學(xué)生對(duì)環(huán)境與健康有害物的知識(shí)、生活廢棄物處置、有害物及隱性有害物識(shí)別、分揀有害物實(shí)踐、參與環(huán)境工程意愿能夠反映出他們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的理念、應(yīng)用科學(xué)知識(shí)解釋人為的或自然環(huán)境現(xiàn)象以及對(duì)于個(gè)人、科技、社會(huì)和自然關(guān)系的思考。

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