基于STSE維度對新舊版本教材的比較研究

霍曉茵　滕明瑜

［摘 要］《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，在必修課程“化學與社會發展”主題中要培養學生STSE核心觀念。文章先對STSE教育的維度、內涵和特征進行梳理，再基于STSE教育的維度對人教版高中化學新舊教材中的“有機化合物”相關內容進行比較分析，挖掘其中的相同點和不同點，并提出教學建議。基于STSE教育的維度對新舊版本教材進行比較分析，旨在幫助教師更好地理解如何基于STSE教育理念進行教學，并在教學中挖掘更多的STSE內容，這對發展學生的學科核心素養具有重要意義。

［關鍵詞］STSE教育；教材分析；有機化合物；高中化學

［中圖分類號］ G633.8 ［文獻標識碼］? A ［文章編號］ 1674-6058（2023）26-0055-05

STSE即Science，Technology，Society，Environment英文首字母的縮寫。齊玉和［1］等人把STSE教育的內涵概括為：STSE教育是科學與當前社會的發展、生產和生活緊密聯系起來的教育。STSE教育理念既考慮當代科學技術發展對教育提出的要求，又要研究社會成員對現代以及未來社會生產和生活的發展做出的決策。從《普通高中化學課程標準（2003年版）》（以下稱“2003版課標”）到《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下稱“2017版課標”）頒布以來，國內許多學者一直致力于推進STSE教育的課程改革，目的是以STSE教育理念為基點，探尋發展學生學科核心素養的更多出路。2003版課標提出，為提升學生的科學素養，將具有STSE涵義的內容列入高中化學課程中是非常必要的［2］。2017版課標在必修課程“化學與社會發展”主題中也提出，要培養學生的STSE核心觀念［3］。而從化學教材中挖掘有關STSE教育的內容，有利于教師在教學實踐中更好地進行STSE課程設計與教學。

筆者認為，STSE教育理念在兩版課標中的呈現從“STS”變化到“STSE”，并不僅僅是在STS教育的基礎上加上環境教育（E），而是綜合了環境教育（E）與社會性科學議題（Socioscientific Issues，SSI）理念的“2.0版本”的STSE教育。國內學者多從教材中挖掘具體的STSE教育內容，而鮮有對STSE教育內容進行分類對比。分析教材中的STSE教育內容而不加以分類，顯然這樣不能幫助我們深入認識STSE教育的內涵，在教學中會造成片面追求灌輸式的STSE教育。本文試圖在挖掘人教版高中化學新舊教材（2007年版和2019年版）“有機化合物”中有關STSE教育內容的基礎上，從STSE教育的維度出發，對教材中有關STSE教育的內容進行分析比較，為 STSE 課程設計與實踐教學提供指導。

一、STSE教育的維度

郭桂周［4］等人綜合國內外的研究，提出了8個STSE教育的維度，即環境與可持續發展、科學技術事件及其社會文化情境、科學本質、科學技術與社會應用、科學與技術的社會風險與影響、科學議題的社會維度、爭議與倫理道德推理和決策與行動。筆者根據郭桂周等人的綜合研究，分別從STSE教育的維度、內涵和特征三方面對這8個維度進行整理，具體內容見表1。

二、新舊教材中“有機化合物”STSE教育內容分布情況

人教版高中化學新舊兩版教材中均將氧化還原反應、無機元素及其化合物和化學鍵等知識作為學習有機化學的基礎，把“有機化合物”專題安排在必修第二冊中［5］。此時學生已初步建立起“結構決定性質”的化學觀念，初步學會從物質分類、價態和結構的角度分析物質的化學性質，已經具備一定的化學思維能力。

STSE教育內容具有真實性、綜合性和廣泛性。有機化學是中學化學的核心內容之一，是歷次學考和選考的必考內容。化學教材作為學生學習化學的核心教學材料，在其中滲透STSE教育的內容，有利于學生了解更多化學在生產生活中的廣泛應用，也有利于學生通過STSE真實情境，基于化學學科核心素養作出合理地分析和推斷。人教版高中化學教材遵循和落實課標的要求，關注科學發展與社會生產生活的聯系，致力于從不同維度滲透STSE教育內容。

筆者以兩版課標以及郭桂周等人提出的STSE教育維度作參考，將新舊兩版教材中涉及STSE教育的內容進行了總結，具體見表2和表3［6-7］。

三、兩版教材的相同點

（一）均涉及STSE教育的內容

由表2和表3可知，兩版教材的“有機化合物”各小節內容均涉及STSE教育的內容。教材在正文部分和資料性與活動性欄目中均精心設計了STSE教育內容，目的在于在引導學生從“碳骨架”以及“官能團”的視角學習有機化合物的結構、性質及其應用時，滲透有關科學與社會發展的內容，讓學生從教材走向生活，并通過學習解決實際問題，逐漸形成“結構決定性質”的化學觀念。

（二）均涉及“科學技術與社會應用”維度

由表2和表3可知，兩版教材的各小節內容均涉及STSE教育的“科學技術與社會應用”維度，該維度的素材大多來源于生活中比較常見的例子。例如，兩版教材中均編排了“乙烯作植物生長調節劑”“有機高分子材料的技術發展及其應用”的相關內容，說明化學教材十分注重從學生的認知和生活經驗出發，引導學生挖掘相關有機物在生活中的應用知識，建立起科學技術與社會發展的聯系，在掌握有機物知識的基礎上解決實際問題，培養學生的創新精神和實踐能力。

（三）多維度融合開展STSE教育

1. 基于化學史多維度融合開展STSE教育

教材中有關化學史的STSE教育內容，均從“科學本質”“科學技術事件及其社會文化情境”等維度展開。崔博雅［8］等人認為科學本質涉及科學認識論和科學社會學?？茖W本質教育的落實，與相應的科學技術和社會情境是分不開的。幫助學生在化學學習中形成科學本質觀，是STSE教育的重要目標，能更好地發展學生的化學學科核心素養。例如，兩版教材均在“科學史話”中介紹芳香族化合物與苯的化學史，在介紹芳香族化合物的應用的基礎上，以時間為線索，闡述人們探索苯的結構的歷程。教材這樣編排，既能體現STSE教育的精神，又能讓學生站在各個時代巨人的肩膀上，感受苯的結構對有機化學發展的重大意義。同時，讓學生認識到科學是隨著時代變遷不斷發展的，形成堅持不懈的科學探索精神，發展“科學態度與社會責任”的核心素養。

2. 多維度融合開展有關STSE教育的習題訓練

教材在每一節的習題中也精心設計了有關STSE教育的內容。值得注意的是，部分習題不僅體現了STSE教育的“科學技術與社會應用”維度，還體現了“環境與可持續發展”“科學與技術的社會風險與影響”和“決策與行動”等維度。

有關STSE教育的習題往往考查學生基于陌生情境解決實際問題的能力。例如，新版教材P66習題9：問題（1）從“科學技術與社會應用”維度，讓學生查閱資料了解煤氣的主要成分與生產方法，認識煤氣的生產方法技術和各種類型煤氣的用途。問題（4）從“環境與可持續發展”維度，讓學生認識到不改大進風口，天然氣不完全燃燒產生CO會污染環境，形成可持續發展的“綠色化學”觀念；從“科學與技術的社會風險與影響”和“決策與行動”維度，引導學生認識不改大進風口會帶來嚴重的安全隱患，給人類生活帶來負面影響，通過邏輯推理作出有利于社會生活的選擇。

筆者通過基于STSE教育維度對習題的分析，得出以下結論：（1）基于STSE教育的習題設計融入多個維度，能更加綜合地開展STSE教育，使得習題內容更加飽滿、更有深度；（2）從“科學與技術的社會風險與影響”和“決策與行動”維度來設計習題內容，有利于學生自覺參與到與化學有關的社會決策中來。

四、兩版教材的不同點

（一）STSE教育內容展現更豐富

1. 兩版教材內容的不同點

2003版課標在“必修課程”“主題3：化學與可持續發展”中僅要求學生通過簡單實例了解常見高分子材料的合成反應，舉例說明高分子材料在生活各領域中的應用，而2017版課標在“必修課程”“主題4：簡單的有機化合物及其應用”中則對高分子材料的內容提出了更高的要求：結合實例認識高分子、油脂、糖類、蛋白質等有機化合物在生產、生活中的重要應用，能從有機化合物及其性質的角度對有關能源、材料、飲食、健康、環境等實際問題進行分析、討論和評價。根據2017版課標的要求，新版教材在舊版教材“第四節 基本營養物質”內容的基礎上，添加了“科學·技術·社會——奶油”“化學與職業——營養師”“研究與實踐——了解食品中的有機化合物”等欄目及相關內容。舊版教材有關有機高分子材料的內容是在資料性欄目中呈現的，而新版教材將該部分內容移至正文并進行了擴充，較為詳細地介紹了塑料、橡膠及纖維等有機高分子材料的類別、組分、性質及應用。

2.兩版教材習題的不同點

新版教材中涉及STSE教育內容的習題有11題，較舊版教材增加了5題。舊版教材的習題設計主要是以知識點為導向，考查學生對知識的掌握情況，以素養為導向的內容較少。而新版教材增加了有關STSE教育內容的題量，更加重視學生運用知識解決實際問題的能力。

例如，新版教材P76習題8以“科學技術與社會應用”和“決策與行動”的維度，展現豐富的STSE教育內容。該題通過車輪擋板材料材質的發展歷史，讓學生從生產廠家和人類的角度分析塑料較金屬材料的“好處”，題目開放度高，有利于培養學生的發散性思維。

新一輪化學課程改革中提出，要以發展學生核心素養為主旨。素養導向的習題設計方向，應是考查學生是否能從具體知識中抽提“大概念”，利用“大概念”解決問題，而不是單純地記憶和提取零碎的、不具有結構化的知識。例如，新版教材P94習題12，綜合烯烴的結構、性質以及應用來考查學生是否具有“結構決定性質，性質決定應用”的重要大概念。從習題中滲透STSE教育的知識，無疑助化學教學發展學生學科核心素養一臂之力。

（二）從單一維度走向多維度

新版教材在舊版教材原有維度的基礎上，從更多的維度來呈現STSE教育內容。例如，舊版教材P76習題6以“科學技術與社會應用”維度展現STSE教育內容，讓學生通過調查報告的形式研究食物對人類健康的影響；新教材則從“科學技術與社會應用”“環境與可持續發展”“科學與技術的社會風險與影響”和“決策與行動”等維度將該題整合為“研討與實踐——了解食品中的有機化合物”的實踐性欄目，內容豐富，激發學生通過查閱資料、收集材料與表達交流等方式，從生產者、消費者的角度體會有機化學與食品生產和人類健康的密切聯系，形成化學食品的安全與規則意識。STSE教育內容呈現維度的擴展，有助于學生認識化學在人們衣食住行中的重要價值，培養學生參與社會決策的意識。

五、教學建議

（一）關注教材中STSE教育內容的變化，領會編者意圖

教師應認真研讀并對比不同版本教材，關注教材中STSE教育內容的變化，領會編者意圖。結合兩版課程標準，從教材編排、體系結構調整、教學內容增刪、呈現方式改變等多方面進行研究，根據課標中的內容要求、學業要求與素養水平的劃分，處理好教學內容的廣度和深度問題［9］。

以苯為例，2017版課標僅要求學生以苯為例認識碳原子的成鍵特點，新版教材中有關苯的絕大部分內容也只在“科學史話”這一資料性欄目中體現。在教學中，教師應遵守課標要求，在滲透苯的STSE教育內容時，從化學史的角度引導學生體會苯的結構的提出對于科學發展的重要意義，而不必過分挖掘有關苯的性質的知識，把它留到選擇性必修模塊再進行。

（二）多維度挖掘STSE教育的教學素材，促進學生學習方式的轉變

高中必修教材中簡單的有機化合物及其應用的相關知識大多數為事實性知識。學生理解起這一類知識難度不大，但是涉及的元素性質較多，內容相對零散龐雜，學生往往覺得“好學但難記”?；瘜W事實性知識具有與社會生產生活密切相關的特點，教師在立足于課標的教學建議和教材的STSE教育內容的基礎上，應積極挖掘多維度的STSE教育教學素材，如環境與化學、科學史實與社會文化、與化學有關的社會議題、化學與技術以及倫理道德等。STSE教育內容的教學能為學生提供生產生活中真實的情境，在學習過程中往往需要學生轉變化學學習方式，通過實驗探究、資料查閱、調查研究、小組合作、交流討論等多樣化的學習活動，分析和解決STSE情境下復雜的真實問題，促進知識的結構化理解。

以“有機化合物”章末復習為例，可以借鑒魯科版化學必修第2冊中的“研究車用燃料及安全氣囊”“自制米酒”等微項目來拓展教學。這些基于STSE教育的微項目有利于學生對本章所學內容進行綜合運用，促進學生化學學科核心素養的融合發展。

（三）充分利用基于真實STSE情境的習題，促進“教、學、評”一體化

素養導向的STSE習題應該包含“素養”“情境”“問題”和“知識”4個要素。教材中的STSE習題往往層次豐富、題型新穎。教師應仔細研讀課程標準，把握學業質量與素養發展水平，挖掘以發展學生學科核心素養為主旨的習題，促進“教、學、評”一體化。

例如，新版教材P82的習題9，可以將其安排在“乙醇與乙酸”的課前，讓學生查閱我國獨樹一幟的釀酒技術，感受我國的酒文化以及了解我國釀酒技術的發展；在課后，讓學生討論分析“酒是陳的香”和“酒變酸”的原因，增強學生對中國技術與中國文化的自信。這樣的習題安排既能串聯起整個課堂，也能讓教師在學生討論分析的過程中更好地關注和點評學生的學習情況，更好地發揮評價的激勵和調控功能。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 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（15）：1-7.

［2］? 化學課程標準研制組.普通高中化學課程標準（實驗）解讀［M］.武漢：湖北教育出版社，2004.

［3］? 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2017年版2020年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［4］? 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.

［5］? 王曼.人教版高中化學新舊教材比較研究：以“有機化合物”專題為例［D］.福州：福建師范大學，2021.

［6］? 人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中教科書 化學 必修2 ［M］. 北京：人民教育出版社，2007.

［7］? 人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中教科書 化學 必修第二冊［M］. 北京：人民教育出版社，2019.

［8］? 崔博雅，袁振東.從氟元素發現史中挖掘科學本質觀和人文素養［J］.化學教育（中英文），2022（1）：122-126.

［9］? 潘紅，王思毅，魏婷，等.新版高中化學教材對比及教學建議：以乙烯與苯的內容為例［J］.中小學課堂教學研究，2021（5）：35-38.