STSE教育理念在高考化學(xué)中的應(yīng)用

雷 婷，何佳娣，倪 剛

(寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

STSE教育是科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境(Science、Technology、Society、Environment)的英文首字母縮寫，是在STS教育上加入了環(huán)境教育，是對(duì)STS教育的肯定。《普通化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》在STSE方面修訂的基本原則是要堅(jiān)持反應(yīng)時(shí)代要求，教育應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新變化、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步新成果，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容以反映新時(shí)代下中國(guó)特色社會(huì)主義理論和建設(shè)新成就[1]。近幾年，高考中也頻繁出現(xiàn)STSE教育試題，引起了廣大教師及學(xué)生的重視，教師已陸續(xù)將STSE教育應(yīng)用于課堂，幫助學(xué)生近距離體驗(yàn)化學(xué)在生活中的廣大應(yīng)用。本研究從STSE試題分值變化、各題型對(duì)于STSE的考查情況等方面分析近十年高考全國(guó)卷化學(xué)部分STSE試題，總結(jié)考查特點(diǎn)，以期引起教師和學(xué)生對(duì)于STSE試題的重視，加強(qiáng)STSE試題訓(xùn)練。

1 STSE試題考查情況分析

1.1 STSE試題分值統(tǒng)計(jì)

STSE試題2010年僅出現(xiàn)一道，近三年出現(xiàn)到七道左右，分值從15分到70分，可見STSE試題在高考中的地位逐漸升高。將每年分卷分值取平均分作為當(dāng)年STSE試題的分值，繪制折線圖，如圖1。圖中曲線整體呈上升趨勢(shì)，在2010-2015年變化較為曲折，升降交錯(cuò)，到了2016年，全國(guó)卷進(jìn)入穩(wěn)定成熟階段，STSE情境的試題出題也隨之穩(wěn)定下來(lái)，2016-2019年的分值變化就是一個(gè)選擇題之差，由此可以預(yù)測(cè)在2020年高考全國(guó)卷中，STSE試題所占分值在60分左右。在考三復(fù)習(xí)中，多以STSE背景練習(xí)有助于學(xué)生在面臨高考試題時(shí)坦然相對(duì)，增加做題自信心。

圖1 2010-2019年全國(guó)卷化學(xué)部分STSE試題平均分變化趨勢(shì)

1.2 選擇題中STSE考查情況

2010-2012年選擇題中沒有出現(xiàn)STSE背景或考查STSE知識(shí)的題，2013年分卷后每年且每份試卷都會(huì)考查STSE選擇題，少則一道，2019年全國(guó)Ⅰ卷出現(xiàn)了四道STSE選擇題，是目前為止選擇題中出現(xiàn)STSE情境最多的一份試卷。但這份試卷選擇題中涉及到的STSE知識(shí)中，只有第7題每個(gè)選項(xiàng)都與STSE密切相關(guān)，其他都是作為題干出現(xiàn)，考查化學(xué)知識(shí)。例如：13題題干交代了一種科學(xué)家合成的新化合物，關(guān)注科研事業(yè)，但落腳點(diǎn)在元素推斷的考查上，推斷出構(gòu)成新化合物的各元素是解題關(guān)鍵，選項(xiàng)都是考查元素性質(zhì)，沒有難點(diǎn)。

選擇題中的STSE試題可以分為兩類：一類是選項(xiàng)中考查STSE知識(shí)，例如2019年全國(guó)Ⅲ卷第7題，題干簡(jiǎn)潔明了，考查化學(xué)與生活，選項(xiàng)中出現(xiàn)光感電池、高鐵建設(shè)、除味殺菌、皮膚消毒，這些內(nèi)容中一部分是教材中有的，一部分教材中沒有，這就要求學(xué)生掌握化學(xué)知識(shí)相關(guān)的實(shí)踐應(yīng)用，考查學(xué)生的知識(shí)面。這類題一般出現(xiàn)在試卷第7題，縱觀這十年考卷，只有2014年全國(guó)Ⅰ卷將此題放在了第8題，換言之，選項(xiàng)中考查STSE知識(shí)的選擇題是近十年全國(guó)理綜卷的必考題，且常出現(xiàn)在化學(xué)第一道選擇題。教師和學(xué)生也都意識(shí)到了這一題的重要性，在高三復(fù)習(xí)時(shí)會(huì)將這一題列入專題復(fù)習(xí)中。另一類是STSE情境作為題干，根據(jù)情境中涉及的化學(xué)內(nèi)容考查相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，此類題?？茧娀瘜W(xué)。例如2018年全國(guó)Ⅱ卷12題，我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na-CO2二次電池，從科學(xué)發(fā)展中考化學(xué)電池，選項(xiàng)中考查充放電時(shí)的離子移動(dòng)和電極反應(yīng)方程式，難度適中，考生在這類題上失分的主要原因是面對(duì)新電池，無(wú)法將新模型與課本中的常規(guī)電池模型相匹配，出現(xiàn)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)混亂運(yùn)用的問(wèn)題。因此在復(fù)習(xí)這類題時(shí)，教師要多收集新材料，引導(dǎo)學(xué)生挖掘材料中有價(jià)值的信息，學(xué)會(huì)將“新事物”與“舊知識(shí)”相聯(lián)系，解決實(shí)際問(wèn)題。STSE情境作為題干的選擇題除了考查電化學(xué)外還會(huì)考有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)、環(huán)境問(wèn)題和溶液中的離子濃度問(wèn)題，這些都是復(fù)習(xí)STSE試題時(shí)需要著重練習(xí)的題型。

圖2是選擇題STSE試題中科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的考查比例。從圖中可以看到，考查最多的是社會(huì)問(wèn)題，常在第7題考查的STSE試題多以社會(huì)問(wèn)題出現(xiàn)，社會(huì)問(wèn)題較為貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，于學(xué)生而言不會(huì)因題目定位太高而產(chǎn)生畏懼。其次是技術(shù)方面，技術(shù)介紹都是在題干中，理解題干中的信息解題就會(huì)事半功倍。環(huán)境問(wèn)題是從2016年開始才出現(xiàn)在選擇題的題干和選項(xiàng)中的，難度不大，但影響環(huán)境問(wèn)題的因素常會(huì)張冠李戴，需要仔細(xì)審題。

圖2 近十年全國(guó)卷化學(xué)選擇題中STSE考查比例

1.3 必考大題中的STSE試題

必考大題只有三道化學(xué)題，實(shí)驗(yàn)題、工藝流程題和化學(xué)反應(yīng)原理題是考查最多的三道題型，2016年以前會(huì)考到元素推斷題、電化學(xué)等，2016年以后必考大題題型穩(wěn)定，考查實(shí)驗(yàn)題、工藝流程題和化學(xué)反應(yīng)原理題三類。

實(shí)驗(yàn)題是大題中難度較低的一道，題干越來(lái)越趨向于STSE情境，科學(xué)、社會(huì)、技術(shù)、環(huán)境四方面的知識(shí)都會(huì)涉及到。這類題在問(wèn)題中考查STSE知識(shí)不常見，以2016年全國(guó)Ⅰ卷第26題為例，“氮氧化物是大氣污染物之一，工業(yè)上用氨氣將氮氧化物還原為氮?dú)?。”既交代了氮氧化物?duì)環(huán)境有危害，又給出了工業(yè)處理氮氧化物的方法，考查點(diǎn)落在實(shí)驗(yàn)室氨氣與氮氧化物的反應(yīng)。本題考查了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)是氨氣的制備，具體考查了實(shí)驗(yàn)裝置、反應(yīng)方程式；第二個(gè)是氨氣與二氧化氮的反應(yīng)，考查現(xiàn)象和原因。此題是STSE實(shí)驗(yàn)題的?？寄Ｊ剑許TSE為情境，考查基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，適合大部分學(xué)生。

工藝流程題相對(duì)于實(shí)驗(yàn)題難度要大一些，此題重在社會(huì)和技術(shù)兩方面。以2017年全國(guó)Ⅲ卷第27題為例，“重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備?！苯淮酥劂t酸鉀在生產(chǎn)中的重要作用，體現(xiàn)社會(huì)價(jià)值，并且給出工業(yè)制備流程。本題主要考察工業(yè)制備重鉻酸鉀工藝中的詳細(xì)操作和內(nèi)在原理，要求學(xué)生靈活應(yīng)用理論知識(shí)，考察廣泛，難易結(jié)合，從實(shí)驗(yàn)儀器和操作、化學(xué)反應(yīng)類型，到氧化還原配平、沉淀PH范圍、物質(zhì)的溶解度，最后的計(jì)算中根據(jù)理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量算產(chǎn)率，將化學(xué)回歸生產(chǎn)。不僅是這道題，大部分STSE工藝流程題都是從技術(shù)中來(lái)，到生產(chǎn)中去，在考查學(xué)生理論運(yùn)用的同時(shí)向其展現(xiàn)化學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)息息相關(guān)，相輔相成的關(guān)系。

反應(yīng)原理題的中STSE情境簡(jiǎn)短，出現(xiàn)在題干中，對(duì)解題影響不大，但也有STSE情境中隱含解題信息的題型。例如2016年全國(guó)Ⅱ卷第27題，“丙烯腈是一種重要的化工原料，工業(yè)上用丙烯氨氧化法生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物是丙烯醛和乙腈?！边@一信息里既涵蓋丙烯腈在化工中的重要性和其生產(chǎn)方法，還強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，第二問(wèn)第三個(gè)空，高于460℃時(shí)，丙烯腈產(chǎn)量降低的可能原因，副產(chǎn)物的存在就是高溫時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的原因。考生在解答這一類題時(shí)常會(huì)忽略情境中的信息，導(dǎo)致類似的問(wèn)題會(huì)毫無(wú)頭緒。因此在做STSE大題時(shí)，要注意情境中的信息，不可輕視。

綜上分析，必考大題中STSE試題的難易與考查知識(shí)點(diǎn)有關(guān)，與STSE本身的影響不大，STSE情境只是將題潤(rùn)色，培養(yǎng)學(xué)生的STSE理念。但學(xué)生在練習(xí)時(shí)不可掉以輕心，要仔細(xì)閱讀STSE情境，以防漏掉情境中的解題信息。教師在復(fù)習(xí)時(shí)也可多提供一些題干中有解題信息的題型，幫助學(xué)生多加練習(xí)。

1.4 選考題中的STSE試題

選做題每年都會(huì)出STSE情境，且各選做題都適合與STSE情境結(jié)合。2010年選做題有四道，化學(xué)與生活、化學(xué)與技術(shù)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)?；瘜W(xué)與生活考查基礎(chǔ)，考查內(nèi)容與選擇題第7題大相徑庭，2011年取消了化學(xué)與生活的選做題。2011-2016年選做題一直是三道題，化學(xué)與技術(shù)常以工藝流程題的形式考查，大題中也會(huì)考查工藝流程題，且在2016年題型穩(wěn)定后，工藝流程題成為了必考題，因此取消了選做題中的化學(xué)與技術(shù)題。此后選做題只有物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題和有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)題。

選做題中無(wú)論是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題還是有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)題，都是STSE情境作為題干，在題中考查少之又少。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題在高考中考查的物質(zhì)有兩類，一類是學(xué)生熟悉的化學(xué)物質(zhì)，這類物質(zhì)都是以其在生活生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用為STSE情境；另一類是新型物質(zhì)，以科學(xué)家研究出某新型物質(zhì)，具有哪些用途等體現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的素材作為STSE情境。有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的STSE情境基本都是在醫(yī)療領(lǐng)域，考查藥物的合成。

2 STSE試題研究對(duì)教學(xué)的啟示和復(fù)習(xí)建議

STSE試題在高考中的考查逐年增加，體現(xiàn)了對(duì)科學(xué)教育的重視。高考是檢驗(yàn)高中整體教學(xué)質(zhì)量的考核方式，高考試題融合科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境等領(lǐng)域問(wèn)題考查學(xué)生學(xué)科知識(shí)水平，反映教學(xué)目標(biāo)的完成情況及素質(zhì)教育的實(shí)施情況。結(jié)合高考STSE試題的匯總分析，對(duì)化學(xué)教學(xué)和高考復(fù)習(xí)獲得了一些啟示。

2.1 教學(xué)啟示

轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，實(shí)施科學(xué)教育。高考不僅考查知識(shí)點(diǎn)的理解，更注重知識(shí)的遷移應(yīng)用和綜合應(yīng)用。教師在教學(xué)中也不應(yīng)只限于傳授知識(shí)，要跟上時(shí)代的發(fā)展，更新教學(xué)理念，教師引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，積極參與教學(xué)活動(dòng)，從中獲得成就感。同時(shí)，教師自身要具有終身學(xué)習(xí)的觀念，關(guān)注時(shí)事政治，關(guān)注科技前沿，將化學(xué)相關(guān)新聞融入教學(xué)，豐富教學(xué)素材，在化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)科學(xué)對(duì)社會(huì)的重要性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

重視STSE教育，培養(yǎng)STSE意識(shí)。教材中每一模塊知識(shí)都設(shè)計(jì)了STSE素材，出現(xiàn)的位置不同，其需要學(xué)生掌握程度也不同，教師在備課時(shí)要挖掘教材中STSE素材，并根據(jù)課程內(nèi)容加入新素材，使課堂豐富飽滿。將科學(xué)史、新的科研成果、工藝技術(shù)及環(huán)境問(wèn)題等融入教學(xué)，幫助學(xué)生建立各領(lǐng)域與化學(xué)之間的聯(lián)系，讓學(xué)生切身體會(huì)化學(xué)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及STSE意識(shí)。

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，樹立正確價(jià)值觀。新課標(biāo)重視“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，教師在教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，鼓勵(lì)學(xué)生參與以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)生通過(guò)對(duì)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)，要形成探索未知崇尚真理的意識(shí)，對(duì)于環(huán)境問(wèn)題能提出簡(jiǎn)單的解決方案，具有保護(hù)環(huán)境、綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。對(duì)于社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題能根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識(shí)作出正確的判斷，樹立正確的社會(huì)價(jià)值觀。

2.2 高考復(fù)習(xí)建議

專項(xiàng)訓(xùn)練，熟悉考查方式。針對(duì)高三學(xué)生設(shè)計(jì)STSE專項(xiàng)復(fù)習(xí)策略，整合與中學(xué)化學(xué)有關(guān)的生活日用品、工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、能源開發(fā)利用、航天、醫(yī)療等方面的素材，從中提取考點(diǎn)，系統(tǒng)復(fù)習(xí)。可從題型、STSE領(lǐng)域、考查方式等復(fù)習(xí)方式入手專項(xiàng)練習(xí)，讓考生對(duì)每一類題型都熟知于心，在高考中遇到素材起點(diǎn)就較高的題目時(shí)可以得心應(yīng)手。

分析題干，提取解題信息。STSE試題大部分是將STSE作為情境出現(xiàn)在題干中，在遇到科研、技術(shù)等領(lǐng)域的題干時(shí)，往往素材比較專業(yè)，難以理解，對(duì)于這樣的題目，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生恐懼心理，對(duì)做題失去信心。復(fù)習(xí)時(shí)，教師可為學(xué)生提供大量專業(yè)素材，組織學(xué)生從素材中提取有價(jià)值的化學(xué)信息，解決相關(guān)化學(xué)試題。

注意審題，提高分析能力。在高考中，很多學(xué)生因?qū)忣}出錯(cuò)而丟分，在STSE試題考查中，往往會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題與解決方案或現(xiàn)象與成因搭配錯(cuò)誤的情況，這些陷阱在表述上很容易誤導(dǎo)考生，因此在復(fù)習(xí)時(shí)教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行試誤訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析能力，減少因?qū)忣}不清失分的情況。