基于STSE维度对新旧版本教材的比较研究

霍晓茵　滕明瑜

［摘 要］《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》提出，在必修课程“化学与社会发展”主题中要培养学生STSE核心观念。文章先对STSE教育的维度、内涵和特征进行梳理，再基于STSE教育的维度对人教版高中化学新旧教材中的“有机化合物”相关内容进行比较分析，挖掘其中的相同点和不同点，并提出教学建议。基于STSE教育的维度对新旧版本教材进行比较分析，旨在帮助教师更好地理解如何基于STSE教育理念进行教学，并在教学中挖掘更多的STSE内容，这对发展学生的学科核心素养具有重要意义。

［关键词］STSE教育；教材分析；有机化合物；高中化学

［中图分类号］ G633.8 ［文献标识码］  A ［文章编号］ 1674-6058（2023）26-0055-05

STSE即Science，Technology，Society，Environment英文首字母的缩写。齐玉和［1］等人把STSE教育的内涵概括为：STSE教育是科学与当前社会的发展、生产和生活紧密联系起来的教育。STSE教育理念既考虑当代科学技术发展对教育提出的要求，又要研究社会成员对现代以及未来社会生产和生活的发展做出的决策。从《普通高中化学课程标准（2003年版）》（以下称“2003版课标”）到《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下称“2017版课标”）颁布以来，国内许多学者一直致力于推进STSE教育的课程改革，目的是以STSE教育理念为基点，探寻发展学生学科核心素养的更多出路。2003版课标提出，为提升学生的科学素养，将具有STSE涵义的内容列入高中化学课程中是非常必要的［2］。2017版课标在必修课程“化学与社会发展”主题中也提出，要培养学生的STSE核心观念［3］。而从化学教材中挖掘有关STSE教育的内容，有利于教师在教学实践中更好地进行STSE课程设计与教学。

笔者认为，STSE教育理念在两版课标中的呈现从“STS”变化到“STSE”，并不仅仅是在STS教育的基础上加上环境教育（E），而是综合了环境教育（E）与社会性科学议题（Socioscientific Issues，SSI）理念的“2.0版本”的STSE教育。国内学者多从教材中挖掘具体的STSE教育内容，而鲜有对STSE教育内容进行分类对比。分析教材中的STSE教育内容而不加以分类，显然这样不能帮助我们深入认识STSE教育的内涵，在教学中会造成片面追求灌输式的STSE教育。本文试图在挖掘人教版高中化学新旧教材（2007年版和2019年版）“有机化合物”中有关STSE教育内容的基础上，从STSE教育的维度出发，对教材中有关STSE教育的内容进行分析比较，为 STSE 课程设计与实践教学提供指导。

一、STSE教育的维度

郭桂周［4］等人综合国内外的研究，提出了8个STSE教育的维度，即环境与可持续发展、科学技术事件及其社会文化情境、科学本质、科学技术与社会应用、科学与技术的社会风险与影响、科学议题的社会维度、争议与伦理道德推理和决策与行动。笔者根据郭桂周等人的综合研究，分别从STSE教育的维度、内涵和特征三方面对这8个维度进行整理，具体内容见表1。

二、新旧教材中“有机化合物”STSE教育内容分布情况

人教版高中化学新旧两版教材中均将氧化还原反应、无机元素及其化合物和化学键等知识作为学习有机化学的基础，把“有机化合物”专题安排在必修第二册中［5］。此时学生已初步建立起“结构决定性质”的化学观念，初步学会从物质分类、价态和结构的角度分析物质的化学性质，已经具备一定的化学思维能力。

STSE教育内容具有真实性、综合性和广泛性。有机化学是中学化学的核心内容之一，是历次学考和选考的必考内容。化学教材作为学生学习化学的核心教学材料，在其中渗透STSE教育的内容，有利于学生了解更多化学在生产生活中的广泛应用，也有利于学生通过STSE真实情境，基于化学学科核心素养作出合理地分析和推断。人教版高中化学教材遵循和落实课标的要求，关注科学发展与社会生产生活的联系，致力于从不同维度渗透STSE教育内容。

笔者以两版课标以及郭桂周等人提出的STSE教育维度作参考，将新旧两版教材中涉及STSE教育的内容进行了总结，具体见表2和表3［6-7］。

三、两版教材的相同点

（一）均涉及STSE教育的内容

由表2和表3可知，两版教材的“有机化合物”各小节内容均涉及STSE教育的内容。教材在正文部分和资料性与活动性栏目中均精心设计了STSE教育内容，目的在于在引导学生从“碳骨架”以及“官能团”的视角学习有机化合物的结构、性质及其应用时，渗透有关科学与社会发展的内容，让学生从教材走向生活，并通过学习解决实际问题，逐渐形成“结构决定性质”的化学观念。

（二）均涉及“科学技术与社会应用”维度

由表2和表3可知，两版教材的各小节内容均涉及STSE教育的“科学技术与社会应用”维度，该维度的素材大多来源于生活中比较常见的例子。例如，两版教材中均编排了“乙烯作植物生长调节剂”“有机高分子材料的技术发展及其应用”的相关内容，说明化学教材十分注重从学生的认知和生活经验出发，引导学生挖掘相关有机物在生活中的应用知识，建立起科学技术与社会发展的联系，在掌握有机物知识的基础上解决实际问题，培养学生的创新精神和实践能力。

（三）多维度融合开展STSE教育

1. 基于化學史多维度融合开展STSE教育

教材中有关化学史的STSE教育内容，均从“科学本质”“科学技术事件及其社会文化情境”等维度展开。崔博雅［8］等人认为科学本质涉及科学认识论和科学社会学。科学本质教育的落实，与相应的科学技术和社会情境是分不开的。帮助学生在化学学习中形成科学本质观，是STSE教育的重要目标，能更好地发展学生的化学学科核心素养。例如，两版教材均在“科学史话”中介绍芳香族化合物与苯的化学史，在介绍芳香族化合物的应用的基础上，以时间为线索，阐述人们探索苯的结构的历程。教材这样编排，既能体现STSE教育的精神，又能让学生站在各个时代巨人的肩膀上，感受苯的结构对有机化学发展的重大意义。同时，让学生认识到科学是随着时代变迁不断发展的，形成坚持不懈的科学探索精神，发展“科学态度与社会责任”的核心素养。

2. 多维度融合开展有关STSE教育的习题训练

教材在每一节的习题中也精心设计了有关STSE教育的内容。值得注意的是，部分習题不仅体现了STSE教育的“科学技术与社会应用”维度，还体现了“环境与可持续发展”“科学与技术的社会风险与影响”和“决策与行动”等维度。

有关STSE教育的习题往往考查学生基于陌生情境解决实际问题的能力。例如，新版教材P66习题9：问题（1）从“科学技术与社会应用”维度，让学生查阅资料了解煤气的主要成分与生产方法，认识煤气的生产方法技术和各种类型煤气的用途。问题（4）从“环境与可持续发展”维度，让学生认识到不改大进风口，天然气不完全燃烧产生CO会污染环境，形成可持续发展的“绿色化学”观念；从“科学与技术的社会风险与影响”和“决策与行动”维度，引导学生认识不改大进风口会带来严重的安全隐患，给人类生活带来负面影响，通过逻辑推理作出有利于社会生活的选择。

笔者通过基于STSE教育维度对习题的分析，得出以下结论：（1）基于STSE教育的习题设计融入多个维度，能更加综合地开展STSE教育，使得习题内容更加饱满、更有深度；（2）从“科学与技术的社会风险与影响”和“决策与行动”维度来设计习题内容，有利于学生自觉参与到与化学有关的社会决策中来。

四、两版教材的不同点

（一）STSE教育内容展现更丰富

1. 两版教材内容的不同点

2003版课标在“必修课程”“主题3：化学与可持续发展”中仅要求学生通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应，举例说明高分子材料在生活各领域中的应用，而2017版课标在“必修课程”“主题4：简单的有机化合物及其应用”中则对高分子材料的内容提出了更高的要求：结合实例认识高分子、油脂、糖类、蛋白质等有机化合物在生产、生活中的重要应用，能从有机化合物及其性质的角度对有关能源、材料、饮食、健康、环境等实际问题进行分析、讨论和评价。根据2017版课标的要求，新版教材在旧版教材“第四节 基本营养物质”内容的基础上，添加了“科学·技术·社会——奶油”“化学与职业——营养师”“研究与实践——了解食品中的有机化合物”等栏目及相关内容。旧版教材有关有机高分子材料的内容是在资料性栏目中呈现的，而新版教材将该部分内容移至正文并进行了扩充，较为详细地介绍了塑料、橡胶及纤维等有机高分子材料的类别、组分、性质及应用。

2.两版教材习题的不同点

新版教材中涉及STSE教育内容的习题有11题，较旧版教材增加了5题。旧版教材的习题设计主要是以知识点为导向，考查学生对知识的掌握情况，以素养为导向的内容较少。而新版教材增加了有关STSE教育内容的题量，更加重视学生运用知识解决实际问题的能力。

例如，新版教材P76习题8以“科学技术与社会应用”和“决策与行动”的维度，展现丰富的STSE教育内容。该题通过车轮挡板材料材质的发展历史，让学生从生产厂家和人类的角度分析塑料较金属材料的“好处”，题目开放度高，有利于培养学生的发散性思维。

新一轮化学课程改革中提出，要以发展学生核心素养为主旨。素养导向的习题设计方向，应是考查学生是否能从具体知识中抽提“大概念”，利用“大概念”解决问题，而不是单纯地记忆和提取零碎的、不具有结构化的知识。例如，新版教材P94习题12，综合烯烃的结构、性质以及应用来考查学生是否具有“结构决定性质，性质决定应用”的重要大概念。从习题中渗透STSE教育的知识，无疑助化学教学发展学生学科核心素养一臂之力。

（二）从单一维度走向多维度

新版教材在旧版教材原有维度的基础上，从更多的维度来呈现STSE教育内容。例如，旧版教材P76习题6以“科学技术与社会应用”维度展现STSE教育内容，让学生通过调查报告的形式研究食物对人类健康的影响；新教材则从“科学技术与社会应用”“环境与可持续发展”“科学与技术的社会风险与影响”和“决策与行动”等维度将该题整合为“研讨与实践——了解食品中的有机化合物”的实践性栏目，内容丰富，激发学生通过查阅资料、收集材料与表达交流等方式，从生产者、消费者的角度体会有机化学与食品生产和人类健康的密切联系，形成化学食品的安全与规则意识。STSE教育内容呈现维度的扩展，有助于学生认识化学在人们衣食住行中的重要价值，培养学生参与社会决策的意识。

五、教学建议

（一）关注教材中STSE教育内容的变化，领会编者意图

教师应认真研读并对比不同版本教材，关注教材中STSE教育内容的变化，领会编者意图。结合两版课程标准，从教材编排、体系结构调整、教学内容增删、呈现方式改变等多方面进行研究，根据课标中的内容要求、学业要求与素养水平的划分，处理好教学内容的广度和深度问题［9］。

以苯为例，2017版课标仅要求学生以苯为例认识碳原子的成键特点，新版教材中有关苯的绝大部分内容也只在“科学史话”这一资料性栏目中体现。在教学中，教师应遵守课标要求，在渗透苯的STSE教育内容时，从化学史的角度引导学生体会苯的结构的提出对于科学发展的重要意义，而不必过分挖掘有关苯的性质的知识，把它留到选择性必修模块再进行。

（二）多维度挖掘STSE教育的教学素材，促进学生学习方式的转变

高中必修教材中简单的有机化合物及其应用的相关知识大多数为事实性知识。学生理解起这一类知识难度不大，但是涉及的元素性质较多，内容相对零散庞杂，学生往往觉得“好学但难记”。化学事实性知识具有与社会生产生活密切相关的特点，教师在立足于课标的教学建议和教材的STSE教育内容的基础上，应积极挖掘多维度的STSE教育教学素材，如环境与化学、科学史实与社会文化、与化学有关的社会议题、化学与技术以及伦理道德等。STSE教育内容的教学能为学生提供生产生活中真实的情境，在学习过程中往往需要学生转变化学学习方式，通过实验探究、资料查阅、调查研究、小组合作、交流讨论等多样化的学习活动，分析和解决STSE情境下复杂的真实问题，促进知识的结构化理解。

以“有机化合物”章末复习为例，可以借鉴鲁科版化学必修第2册中的“研究车用燃料及安全气囊”“自制米酒”等微项目来拓展教学。这些基于STSE教育的微项目有利于学生对本章所学内容进行综合运用，促进学生化学学科核心素养的融合发展。

（三）充分利用基于真实STSE情境的习题，促进“教、学、评”一体化

素养导向的STSE习题应该包含“素养”“情境”“问题”和“知识”4个要素。教材中的STSE习题往往层次丰富、题型新颖。教师应仔细研读课程标准，把握学业质量与素养发展水平，挖掘以发展学生学科核心素养为主旨的习题，促进“教、学、评”一体化。

例如，新版教材P82的习题9，可以将其安排在“乙醇与乙酸”的课前，让学生查阅我国独树一帜的酿酒技术，感受我国的酒文化以及了解我国酿酒技术的发展；在课后，让学生讨论分析“酒是陈的香”和“酒变酸”的原因，增强学生对中国技术与中国文化的自信。这样的习题安排既能串联起整个课堂，也能让教师在学生讨论分析的过程中更好地关注和点评学生的学习情况，更好地发挥评价的激励和调控功能。

［   参   考   文   献   ］

［1］  齐玉和，孔令鹏.新旧鲁科版高中化学必修教材中STSE教育内容研究［J］.化学教育（中英文），2021（15）：1-7.

［2］  化学课程标准研制组.普通高中化学课程标准（实验）解读［M］.武汉：湖北教育出版社，2004.

［3］  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［4］  郭桂周，肖白云，柳晓钰.STSE教育：内涵、类型与维度［J］.化学教学，2021（11）：7-12.

［5］  王曼.人教版高中化學新旧教材比较研究：以“有机化合物”专题为例［D］.福州：福建师范大学，2021.

［6］  人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书 化学 必修2 ［M］. 北京：人民教育出版社，2007.

［7］  人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.普通高中教科书 化学 必修第二册［M］. 北京：人民教育出版社，2019.

［8］  崔博雅，袁振东.从氟元素发现史中挖掘科学本质观和人文素养［J］.化学教育（中英文），2022（1）：122-126.

［9］  潘红，王思毅，魏婷，等.新版高中化学教材对比及教学建议：以乙烯与苯的内容为例［J］.中小学课堂教学研究，2021（5）：35-38.