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(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，在必修課程“化學(xué)與社會發(fā)展”主題中要培養(yǎng)學(xué)生STSE核心觀念。文章先對STSE教育的維度、內(nèi)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(xué)新舊教材中的“有機化合物”相關(guān)內(nèi)容進行比較分析，挖掘其中的相同點和不同點，并提出教學(xué)建議?；赟TSE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(xué)，并在教學(xué)中挖掘更多的STSE內(nèi)容，這對發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要意義。

［關(guān)鍵詞］STSE教育；教材分析；有機化合物；高中化學(xué)

［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(nèi)涵概括為：STSE教育是科學(xué)與當前社會的發(fā)展、生產(chǎn)和生活緊密聯(lián)系起來的教育。STSE教育理念既考慮當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展對教育提出的要求，又要研究社會成員對現(xiàn)代以及未來社會生產(chǎn)和生活的發(fā)展做出的決策。從《普通高中化學(xué)課程標準（2003年版）》（以下稱“2003版課標”）到《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下稱“2017版課標”）頒布以來，國內(nèi)許多學(xué)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(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的更多出路。2003版課標提出，為提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，將具有STSE涵義的內(nèi)容列入高中化學(xué)課程中是非常必要的［2］。2017版課標在必修課程“化學(xué)與社會發(fā)展”主題中也提出，要培養(yǎng)學(xué)生的STSE核心觀念［3］。而從化學(xué)教材中挖掘有關(guān)STSE教育的內(nèi)容，有利于教師在教學(xué)實踐中更好地進行STSE課程設(shè)計與教學(xué)。

筆者認為，STSE教育理念在兩版課標中的呈現(xiàn)從“STS”變化到“STSE”，并不僅僅是在STS教育的基礎(chǔ)上加上環(huán)境教育（E），而是綜合了環(huán)境教育（E）與社會性科學(xué)議題（Socioscientific Issues，SSI）理念的“2.0版本”的STSE教育。國內(nèi)學(xué)者多從教材中挖掘具體的STSE教育內(nèi)容，而鮮有對STSE教育內(nèi)容進行分類對比。分析教材中的STSE教育內(nèi)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(nèi)涵，在教學(xué)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(xué)新舊教材（2007年版和2019年版）“有機化合物”中有關(guān)STSE教育內(nèi)容的基礎(chǔ)上，從STSE教育的維度出發(fā)，對教材中有關(guān)STSE教育的內(nèi)容進行分析比較，為 STSE 課程設(shè)計與實踐教學(xué)提供指導(dǎo)。

一、STSE教育的維度

郭桂周［4］等人綜合國內(nèi)外的研究，提出了8個STSE教育的維度，即環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)事件及其社會文化情境、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用、科學(xué)與技術(shù)的社會風(fēng)險與影響、科學(xué)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(jù)郭桂周等人的綜合研究，分別從STSE教育的維度、內(nèi)涵和特征三方面對這8個維度進行整理，具體內(nèi)容見表1。

二、新舊教材中“有機化合物”STSE教育內(nèi)容分布情況

人教版高中化學(xué)新舊兩版教材中均將氧化還原反應(yīng)、無機元素及其化合物和化學(xué)鍵等知識作為學(xué)習(xí)有機化學(xué)的基礎(chǔ)，把“有機化合物”專題安排在必修第二冊中［5］。此時學(xué)生已初步建立起“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀念，初步學(xué)會從物質(zhì)分類、價態(tài)和結(jié)構(gòu)的角度分析物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，已經(jīng)具備一定的化學(xué)思維能力。

STSE教育內(nèi)容具有真實性、綜合性和廣泛性。有機化學(xué)是中學(xué)化學(xué)的核心內(nèi)容之一，是歷次學(xué)考和選考的必考內(nèi)容?；瘜W(xué)教材作為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的核心教學(xué)材料，在其中滲透STSE教育的內(nèi)容，有利于學(xué)生了解更多化學(xué)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，也有利于學(xué)生通過STSE真實情境，基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)作出合理地分析和推斷。人教版高中化學(xué)教材遵循和落實課標的要求，關(guān)注科學(xué)發(fā)展與社會生產(chǎn)生活的聯(lián)系，致力于從不同維度滲透STSE教育內(nèi)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(nèi)容進行了總結(jié)，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(nèi)容

由表2和表3可知，兩版教材的“有機化合物”各小節(jié)內(nèi)容均涉及STSE教育的內(nèi)容。教材在正文部分和資料性與活動性欄目中均精心設(shè)計了STSE教育內(nèi)容，目的在于在引導(dǎo)學(xué)生從“碳骨架”以及“官能團”的視角學(xué)習(xí)有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用時，滲透有關(guān)科學(xué)與社會發(fā)展的內(nèi)容，讓學(xué)生從教材走向生活，并通過學(xué)習(xí)解決實際問題，逐漸形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀念。

（二）均涉及“科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用”維度

由表2和表3可知，兩版教材的各小節(jié)內(nèi)容均涉及STSE教育的“科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)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(diào)節(jié)劑”“有機高分子材料的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用”的相關(guān)內(nèi)容，說明化學(xué)教材十分注重從學(xué)生的認知和生活經(jīng)驗出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生挖掘相關(guān)有機物在生活中的應(yīng)用知識，建立起科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的聯(lián)系，在掌握有機物知識的基礎(chǔ)上解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

（三）多維度融合開展STSE教育

1. 基于化學(xué)史多維度融合開展STSE教育

教材中有關(guān)化學(xué)史的STSE教育內(nèi)容，均從“科學(xué)本質(zhì)”“科學(xué)技術(shù)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(xué)本質(zhì)涉及科學(xué)認識論和科學(xué)社會學(xué)?？茖W(xué)本質(zhì)教育的落實，與相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)和社會情境是分不開的。幫助學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中形成科學(xué)本質(zhì)觀，是STSE教育的重要目標，能更好地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。例如，兩版教材均在“科學(xué)史話”中介紹芳香族化合物與苯的化學(xué)史，在介紹芳香族化合物的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以時間為線索，闡述人們探索苯的結(jié)構(gòu)的歷程。教材這樣編排，既能體現(xiàn)STSE教育的精神，又能讓學(xué)生站在各個時代巨人的肩膀上，感受苯的結(jié)構(gòu)對有機化學(xué)發(fā)展的重大意義。同時，讓學(xué)生認識到科學(xué)是隨著時代變遷不斷發(fā)展的，形成堅持不懈的科學(xué)探索精神，發(fā)展“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。

2. 多維度融合開展有關(guān)STSE教育的習(xí)題訓(xùn)練

教材在每一節(jié)的習(xí)題中也精心設(shè)計了有關(guān)STSE教育的內(nèi)容。值得注意的是，部分習(xí)題不僅體現(xiàn)了STSE教育的“科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用”維度，還體現(xiàn)了“環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展”“科學(xué)與技術(shù)的社會風(fēng)險與影響”和“決策與行動”等維度。

有關(guān)STSE教育的習(xí)題往往考查學(xué)生基于陌生情境解決實際問題的能力。例如，新版教材P66習(xí)題9：問題（1）從“科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用”維度，讓學(xué)生查閱資料了解煤氣的主要成分與生產(chǎn)方法，認識煤氣的生產(chǎn)方法技術(shù)和各種類型煤氣的用途。問題（4）從“環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展”維度，讓學(xué)生認識到不改大進風(fēng)口，天然氣不完全燃燒產(chǎn)生CO會污染環(huán)境，形成可持續(xù)發(fā)展的“綠色化學(xué)”觀念；從“科學(xué)與技術(shù)的社會風(fēng)險與影響”和“決策與行動”維度，引導(dǎo)學(xué)生認識不改大進風(fēng)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(xí)題的分析，得出以下結(jié)論：（1）基于STSE教育的習(xí)題設(shè)計融入多個維度，能更加綜合地開展STSE教育，使得習(xí)題內(nèi)容更加飽滿、更有深度；（2）從“科學(xué)與技術(shù)的社會風(fēng)險與影響”和“決策與行動”維度來設(shè)計習(xí)題內(nèi)容，有利于學(xué)生自覺參與到與化學(xué)有關(guān)的社會決策中來。

四、兩版教材的不同點

（一）STSE教育內(nèi)容展現(xiàn)更豐富

1. 兩版教材內(nèi)容的不同點

2003版課標在“必修課程”“主題3：化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”中僅要求學(xué)生通過簡單實例了解常見高分子材料的合成反應(yīng)，舉例說明高分子材料在生活各領(lǐng)域中的應(yīng)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(yīng)用”中則對高分子材料的內(nèi)容提出了更高的要求：結(jié)合實例認識高分子、油脂、糖類、蛋白質(zhì)等有機化合物在生產(chǎn)、生活中的重要應(yīng)用，能從有機化合物及其性質(zhì)的角度對有關(guān)能源、材料、飲食、健康、環(huán)境等實際問題進行分析、討論和評價。根據(jù)2017版課標的要求，新版教材在舊版教材“第四節(jié) 基本營養(yǎng)物質(zhì)”內(nèi)容的基礎(chǔ)上，添加了“科學(xué)·技術(shù)·社會——奶油”“化學(xué)與職業(yè)——營養(yǎng)師”“研究與實踐——了解食品中的有機化合物”等欄目及相關(guān)內(nèi)容。舊版教材有關(guān)有機高分子材料的內(nèi)容是在資料性欄目中呈現(xiàn)的，而新版教材將該部分內(nèi)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(zhì)及應(yīng)用。

2.兩版教材習(xí)題的不同點

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

例如，新版教材P76習(xí)題8以“科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用”和“決策與行動”的維度，展現(xiàn)豐富的STSE教育內(nèi)容。該題通過車輪擋板材料材質(zhì)的發(fā)展歷史，讓學(xué)生從生產(chǎn)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(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。

新一輪化學(xué)課程改革中提出，要以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為主旨。素養(yǎng)導(dǎo)向的習(xí)題設(shè)計方向，應(yīng)是考查學(xué)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(jié)構(gòu)化的知識。例如，新版教材P94習(xí)題12，綜合烯烴的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及應(yīng)用來考查學(xué)生是否具有“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的重要大概念。從習(xí)題中滲透STSE教育的知識，無疑助化學(xué)教學(xué)發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)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(chǔ)上，從更多的維度來呈現(xiàn)STSE教育內(nèi)容。例如，舊版教材P76習(xí)題6以“科學(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用”維度展現(xiàn)STSE教育內(nèi)容，讓學(xué)生通過調(diào)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(xué)技術(shù)與社會應(yīng)用”“環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展”“科學(xué)與技術(shù)的社會風(fēng)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(nèi)容豐富，激發(fā)學(xué)生通過查閱資料、收集材料與表達交流等方式，從生產(chǎn)者、消費者的角度體會有機化學(xué)與食品生產(chǎn)和人類健康的密切聯(lián)系，形成化學(xué)食品的安全與規(guī)則意識。STSE教育內(nèi)容呈現(xiàn)維度的擴展，有助于學(xué)生認識化學(xué)在人們衣食住行中的重要價值，培養(yǎng)學(xué)生參與社會決策的意識。

五、教學(xué)建議

（一）關(guān)注教材中STSE教育內(nèi)容的變化，領(lǐng)會編者意圖

教師應(yīng)認真研讀并對比不同版本教材，關(guān)注教材中STSE教育內(nèi)容的變化，領(lǐng)會編者意圖。結(jié)合兩版課程標準，從教材編排、體系結(jié)構(gòu)調(diào)整、教學(xué)內(nèi)容增刪、呈現(xiàn)方式改變等多方面進行研究，根據(jù)課標中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求與素養(yǎng)水平的劃分，處理好教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度問題［9］。

以苯為例，2017版課標僅要求學(xué)生以苯為例認識碳原子的成鍵特點，新版教材中有關(guān)苯的絕大部分內(nèi)容也只在“科學(xué)史話”這一資料性欄目中體現(xiàn)。在教學(xué)中，教師應(yīng)遵守課標要求，在滲透苯的STSE教育內(nèi)容時，從化學(xué)史的角度引導(dǎo)學(xué)生體會苯的結(jié)構(gòu)的提出對于科學(xué)發(fā)展的重要意義，而不必過分挖掘有關(guān)苯的性質(zhì)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(xué)素材，促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變

高中必修教材中簡單的有機化合物及其應(yīng)用的相關(guān)知識大多數(shù)為事實性知識。學(xué)生理解起這一類知識難度不大，但是涉及的元素性質(zhì)較多，內(nèi)容相對零散龐雜，學(xué)生往往覺得“好學(xué)但難記”?；瘜W(xué)事實性知識具有與社會生產(chǎn)生活密切相關(guān)的特點，教師在立足于課標的教學(xué)建議和教材的STSE教育內(nèi)容的基礎(chǔ)上，應(yīng)積極挖掘多維度的STSE教育教學(xué)素材，如環(huán)境與化學(xué)、科學(xué)史實與社會文化、與化學(xué)有關(guān)的社會議題、化學(xué)與技術(shù)以及倫理道德等。STSE教育內(nèi)容的教學(xué)能為學(xué)生提供生產(chǎn)生活中真實的情境，在學(xué)習(xí)過程中往往需要學(xué)生轉(zhuǎn)變化學(xué)學(xué)習(xí)方式，通過實驗探究、資料查閱、調(diào)查研究、小組合作、交流討論等多樣化的學(xué)習(xí)活動，分析和解決STSE情境下復(fù)雜的真實問題，促進知識的結(jié)構(gòu)化理解。

以“有機化合物”章末復(fù)習(xí)為例，可以借鑒魯科版化學(xué)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(xué)。這些基于STSE教育的微項目有利于學(xué)生對本章所學(xué)內(nèi)容進行綜合運用，促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的融合發(fā)展。

（三）充分利用基于真實STSE情境的習(xí)題，促進“教、學(xué)、評”一體化

素養(yǎng)導(dǎo)向的STSE習(xí)題應(yīng)該包含“素養(yǎng)”“情境”“問題”和“知識”4個要素。教材中的STSE習(xí)題往往層次豐富、題型新穎。教師應(yīng)仔細研讀課程標準，把握學(xué)業(yè)質(zhì)量與素養(yǎng)發(fā)展水平，挖掘以發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨的習(xí)題，促進“教、學(xué)、評”一體化。

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

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

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

［2］? 化學(xué)課程標準研制組.普通高中化學(xué)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(xué)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(nèi)涵、類型與維度［J］.化學(xué)教學(xué)，2021（11）：7-12.

［5］? 王曼.人教版高中化學(xué)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(xué)，2021.

［6］? 人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中教科書 化學(xué) 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(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中教科書 化學(xué) 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(fā)現(xiàn)史中挖掘科學(xué)本質(zhì)觀和人文素養(yǎng)［J］.化學(xué)教育（中英文），2022（1）：122-126.

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