高中化學新教材中STSE教育內容的對比研究

崔世峰 王媚

摘要：STSE教育是化學學科核心素養的重要內容，各版本教材在內容編排上均對其加以滲透。在STSE教育內容選擇上，人教版和魯科版均精選豐富多彩、與時俱進的素材，涵蓋科學、技術、社會及環境四方面。在內容編排上，人教版緊密聯系學生的日常生活，通過設置STSE教育內容專欄和大量的閱讀拓展類欄目，讓學生直觀地感悟化學科學、技術、社會和環境之間的關聯，魯科版則更為關注學生的真實體驗，通過引入社會熱點議題、微項目，安排靈活多樣、特色鮮明的欄目，培養學生的“科學態度與社會責任”素養。深入開展STSE教育要加強STSE教育資源的開發和利用、提升教師STSE教育教學素養。

關鍵詞：高中化學教材;STSE教育;教材對比

文章編號：1008-0546（2022）10-0086-05中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

STSE（Science、Technology、Society、Environment）教育旨在突出科學、技術、社會及環境的相互關系，強調將當前科學發展、技術進步、社會生活和環境現狀等有機融入教學中，讓學生正確認識科技發展造福人類的同時對社會和環境帶來的影響?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》[1]在課程目標中強調要“關注與化學有關的社會熱點問題，認識環境保護和資源合理開發利用的重要性，深刻理解化學、技術、社會和環境之間的相互關系”。在實施建議中指出“教學中要重視STSE內容主題的選擇與組織，緊密聯系生產生活實際，使學生能綜合運用所學知識解釋和解決有關的STSE問題”，彰顯了STSE教育在化學學科立德樹人中的重要作用。教材是課程理念和教育內容的具體呈現，也是開展STSE教育的重要載體，對比研究不同版本教材中STSE內容的呈現特點與異同，可為一線教師深入開展STSE教育、優化教材中STSE教育內容編寫提供參考。

一、研究設計

1.研究對象與方法

本文選取人民教育出版社和山東科學技術出版社（以下簡稱人教版和魯科版）2019年出版的普通高中化學教科書必修第一冊和第二冊[2-5]作為研究對象，采用文本分析法對教材中的STSE教育內容進行定性與定量相結合對比研究。

兩個版本必修教材中均設置了專欄來集中呈現STSE教育內容，另外還通過拓展知識和互動實踐欄目來滲透STSE教育理念。為了便于分類與比較，本文將教材中體現STSE教育理念的欄目分為閱讀拓展和互動探究兩類。[6]閱讀拓展類是對正文內容的補充與拓展，旨在開闊學生的知識視野，互動探究類則注重在實踐活動中培養學生動手實踐、探索發現能力。兩個版本必修教材中STSE教育內容的相關欄目名稱及分類如表1所示。

2.研究工具

STSE教育囊括科學、技術、社會和環境教育四個方面，內容廣泛。本文結合當前STSE教育發展趨勢及化學學科特點，參考相關學者們的研究，[6-8]將科學、技術、社會和環境作為一級維度，并將這四個要素細分為化學知識、科學發展、技術前沿、日常生活、社會發展和生態環境六個二級主題，對各個主題給出操作性定義，如表2所示。

二、教材欄目特點比較

1.特色欄目特點

兩版教材在STSE教育內容欄目設置上各具千秋，既有共性欄目，亦有特色欄目。人教版安排了“化學與職業”和“研究與實踐”兩個特色欄目。“化學與職業”在每章均有涉及，圖文并茂介紹了許多與化學息息相關的職業，如“電池研發人員”，人們在日常生活中使用的各種高科技電子產品均離不開電池，電池研發人員致力于研發高性能的電池從而更好地服務于人們生活。通過介紹與化學相關的職業，激發學生學習熱情，為未來職業生涯做準備。“研究與實踐”欄目則是以來源于日常生活的真實問題創設情境，讓學生開展項目研究、進行實踐活動，綜合利用所學知識來解決實際問題，培養學生的問題意識和思維能力，如“了解車用能源”一節，通過讓學生從多個角度比較和分析不同燃料和能量的轉化方式優劣，深入體會科技進步改善人類生活、環境質量的重大意義。

魯科版設置了“聯想·猜疑”和“微項目”兩個特色欄目，“聯想·猜疑”欄目為每節首的導入專欄，以科學、技術、社會和環境為背景鋪設情境，提出問題，激發學生學習興趣和動機。如“認識有機化合物”一節，通過呈現食品、藥品、輪胎和燃氣等貼近生活的物質成分的結構式，使學生感到既熟悉又陌生，極大欲望想繼續深入學習?！拔㈨椖俊睓谀縿t與人教版的“研究與實踐”欄目異曲同工，精選科技、社會、環境項目素材，通過項目式教學發展學生核心素養。

2.共性欄目比較

兩版教材在共性欄目的呈現上各具特色。在閱讀拓展類欄目上，兩版教材均安排了豐富多樣的子類欄目，按照其設置意圖可細分為化學史實、應用實踐、知識拓展以及開拓眼界四類。其中在同一主題呈現上，人教版注重安排化學史實類型的閱讀材料，例如在“元素周期表”一節，人教版以純文字形式介紹了拉瓦錫、德貝萊納、門捷列夫等各自對元素周期表發展做出的貢獻，側重于讓學生了解化學史，感悟科學家勇于探索的精神。魯科版以圖文并茂的方式列舉了短式、長式及三角形三種不同類型的周期表，旨在從不同角度加深學生對元素周期表的認識，培養學生的創新意識。魯科版則傾向于實踐應用，例如在“工業合成氨”拓展介紹上，魯科版教材不僅以文字形式描述了工業合成氨的發展歷程，并且展示了高溫高壓催化合成氨的實驗裝置以及我國現代合成氨工廠，凸顯化學對改造人類社會的巨大貢獻，人教版教材則以純文字形式介紹了哈勃和博施等在合成氨工藝上所做出的貢獻史。在不同主題呈現上，人教版教材更加注重從學生生活實際出發、凸顯職業規劃教育，魯科版教材則注重與現代科技發展相結合，突出化學科學前沿性、綠色化學觀念和可持續發展意識。

在互動探究類欄目中，人教版的“思考與討論”和魯科版的“交流研討”都是通過創設情境來引發學生思考進而驅動學生深度學習，但兩個欄目的引入問題各具特色?！敖涣餮杏憽弊⒅鼗瘜W前沿、重大科學成就的引入，如“我國科學家成功合成結晶牛胰島素”“青蒿素的發現、研究及應用之旅”，通過重大科學前沿成就的介紹，引發學生討論，從而激發學生的探究意識和創新精神。“思考與討論”則更多地結合日常生活來創設化學問題情境，如“新型自來水廠消毒劑”“化肥和農藥的使用”，將所要學習的知識與日常生活中的問題緊密結合起來，培養學生問題解決能力與社會責任感。人教版“探究”和魯科版“活動探究”均重視學生的實踐探究與思維拓展能力培養，不同的是人教版內容更為突出實踐性特點，引導學生將所學應用于實踐，魯科版內容則更加注重引導學生發現有研究價值的問題并提出科學的實驗方案進行驗證。

三、STSE教育內容的對比分析

1.STSE教育內容主題數量及分布

對兩個版本必修教材各章、節相關欄目中的STSE教育內容梳理分析（見表3、表4），根據STSE教育內容內涵，對其所屬主題分布情況進行了統計（見表5）?？梢钥闯鰞蓚€版本教材欄目中STSE教育內容主題分布并不均衡，都側重于“技術前沿”和“日常生活”兩個主題，魯科版對“生態環境”主題涉及較少。

2.STSE教育內容的共同點

兩個版本教材都是依據最新版課程標準編寫，在?? STSE教育內容的選取與呈現上都圍繞著發展學生“科學探究與創新意識”和“科學態度與社會責任”核心素養，從學生已有認識、生產生活實際、現代科技發展等方面出發，將各個維度的STSE內容穿插于教材不同欄目中。此外在呈現STSE教育內容豐富內涵的同時，兩版教材均注重“中國元素”滲透。如人教版教材在“鈉及其化合物”一節中，設置“科學史話”介紹我國科學家侯德榜及侯氏制堿法;魯科版教材在“認識化學科學”一節中設置“交流研討”介紹我國科學家屠呦呦及其團隊研究青蒿素的過程，展示我國最高科學技術獎中與化學有關的研究成果等。“中國元素”的引入有利于增強愛國主義教育，提升文化自信。在介紹化學基礎知識時，都重視對知識擴展，拓寬學生的科學視野。如人教版“資料卡片”“信息搜索”欄目，魯科版“資料在線”“拓展視野”欄目，學生學習知識不僅知其然更知其所以然，有利于增強學生科學本質觀。

3.STSE教育內容的不同點

（1）統計數據的說明

從統計的數據來看，人教版必修教材STSE教育內容共計60個，魯科版必修教材共有47個，比人教版教材少13個。其主要原因是，與人教版必修教材每冊4章內容相比，魯科版教材將每冊教學內容調整為3章，相應的教材中STSE教育內容有所減少。然而魯科版教材于每章末增加了一個“微項目”，使得魯科版教材中STSE教育內容更為豐富多彩，科學、技術、社會及環境教育思想貫徹得較為突出。

（2）相同內容呈現方式的差異

由于不同版本教材的編寫理念不同，在相同STSE教育內容的呈現上各具特色。例如在“碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質”一節中，人教版設置專章專節在正文和欄目中，圖文并茂以及通過實驗探究、科學史話等形式介紹了碳酸鈉和碳酸氫鈉在日常生活中的用途、二者性質的差異及人類生產利用的歷史。魯科版教材則是在微項目“探秘膨松劑”，通過探究碳酸氫鈉蓬松作用原理以及設計復合膨松劑兩個項目活動，介紹碳酸鈉和碳酸氫鈉各自用途及性質。兩者對比可以看出，人教版教材注重學生化學知識的掌握，魯科版則側重學生問題解決能力和實驗探究能力的培養。

四、結論與建議

1.研究結論

人教版、魯科版高中化學必修教材在STSE教育內容的呈現上既有共性也有差異。兩個版本教材均調整增加了大量的STSE教育素材，及時更新、替換了部分陳舊的STSE內容，密切聯系日常生活，與時俱進引入化學科學發展的最新成果，引導學生真切感受化學與日常生活的緊密關系和對人類社會發展進步的重大貢獻。從教學欄目特點來看，魯科版教材欄目靈活多樣，更具特色，人教版則注重STSE內容專欄設置。從主題分布來看，兩版教材均以科學、技術和社會主題為主，對生態環境主題略有欠缺，人教版注重化學與人類社會生活的密切關聯，魯科版則側重化學科學前沿技術的介紹，突出課程標準中生活化和現代化結合的理念。從內容呈現形式來看，人教版STSE內容以化學基礎知識為載體，在閱讀拓展類欄目中直接呈現，學生能直觀地感受化學科學、技術、社會及環境的關聯;魯科版則注重學生的真實體驗感，多在互動探究類欄目中，通過引入社會熱點議題、模擬科學探究的微項目等，培養學生的“科學態度與社會責任”素養。

2.思考與建議

基于對比研究可以發現，兩版教材中的STSE教育內容主要以閱讀材料以及穿插與主題相關的圖片輔助，較少涉及引發學生思考和研究的課題，不利于啟發學生深入學習和思維能力培養。另一方面在STSE教學實施上，教師對STSE教育理念認識程度不夠，STSE教育教學力度方面較弱。[9]為此提出以下幾點建議：

（1）加強STSE教育資源的開發與利用

新教材雖然精選了豐富多彩的STSE教育內容，然而科學技術日新月異，社會不斷發展，教材更新周期較長，固定的STSE內容及呈現方式不足以滿足未來STSE教育教學的實施，為此要大力加強STSE教育資源的開發與使用。一方面可以建立STSE教育線上資源共享機制及教學案例庫，為教師教學及時補充“新鮮血液”，在STSE教育內容編排與選擇上，增加進一步探索研究的課題，提出啟發學生進一步思考問題，優化STSE內容呈現形式，提高輔助插圖質量，使其更符合學生的認識特點，更易為學生接受;另一方面，教師教學中要善于挖掘尋找契合的素材，綜合利用不同版本教材中的資源，同時充分利用報紙、互聯網、雜志等媒體渠道，檢索前沿資源彌補教材的不足。

（2）提升教師的STSE教育教學素養

能否利用好STSE教育資源，高效實施STSE教學，切實發揮STSE教育促進學生核心素養發展，關鍵在于教師的STSE教育教學素養水平。一方面開展STSE教學培訓和教學示范活動，強化教師對STSE教育理論和教學技能的掌握;另一方面教師教學中要選擇契合教學實際的教學方法，基于所要學知識的特點綜合利用角色扮演、課堂辯論、社會議題論證、項目式教學等多種方法，關注學生的真實感悟。在STSE素材使用中適當增加有關內容的開放度，擴展學生的視野，重視教材中STSE教育習題，創造性利用好教材欄目，尤其是活動探究類欄目。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]王晶，畢華林.普通高中課程標準實驗教科書（化學第一冊必修）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]王晶，畢華林.普通高中課程標準實驗教科書：化學第二冊（必修）[M].北京：人民教育出版社，2019.

[4]王磊.普通高中課程標準實驗教科書：化學第一冊（必修） [M].濟南：山東科學技術出版社，2019.

[5]王磊.普通高中課程標準實驗教科書：化學第二冊（必修） [M].濟南：山東科學技術出版社，2019.

[6]張智勇，李雅蘭，張靜.高中物理教科書中STSE教育內容的比較研究[J].中小學教材教學，2021（01）：20-22，26.

[7]郭桂周，肖白云，柳曉鈺.STSE 教育：內涵、類型與維度[J].化學教學，2021（11）：7-12.

[8]齊玉和，孔令鵬.新舊魯科版高中化學必修教材中STSE教育內容研究[J].化學教育（中英文），2021，42（15）：1- 7.

[9]楊秋蘭.重慶市高中生物教學中STSE教育現狀調查與實踐研究[D].重慶：西南大學，2020.