这个阶段还要对科学的概念进行实验验证,由实验提供证据来帮助学生接受科学的概念。实验证据支持科学的解释,但并不一定是无可辩驳的。科学史表明,即使是后来被普遍接受的科学概念至少在开始阶段也并不是很容易被人接受的。就是说,实验证据并不是科学知识的唯一裁决者。批评者举出否定性结果,并以此为理由,对争论的现象不予考虑,而任何剩下的肯定性结果,都被批评者辩解为不适合、幻觉,甚至是欺骗。而支持者则把否定性结果解释为未能完全重复获得肯定性结果的条件。所以,实验似乎不能解决争端。
6.总结和评价
根据孟克和奥斯本的观点,一个具有当代科学观的理科教师并不能简单地断言,科学的观念就是正确的,而应当采用工具性的观点,即现代对自然现象的解释是更为精确的预测、更清楚的解释或具有更广泛的应用而已。应该说,这种理性怀疑的态度是科学精神的重要组成部分,是值得肯定的。
总结与评价是最后一个阶段,这个阶段虽简短但却是必要的。总结和评价的目的在于帮助学生更加深刻地了解科学探究的过程、历史上科学家的探究和科学概念。
可见,与IHVs 的应用一样,应用“融合模式”时,也应首先选择科学史上曾由某个科学家研究过的某个自然现象作为课堂学习的主题,如自由落体的现象,植物从哪里获得食物,燃烧现象等等。但是,与前者不同,后者更加突出了学生的主动探究:在这一模式中,我们不是首先以“历史小故事”的形式将相关科学家的真实历史境遇告诉学生,而是更加集中于现象本身,即首先由教师对相关现象作出演示,从而引出需要解决的问题。
尽管我们在以上对“互动式历史小故事”在教学中的应用及孟克等人的“融合模式”作了较为详细的介绍,但这显然不应被看成是科学哲学与科学史在科学教学中渗透的唯一形式;恰恰相反,我们应当注意防止对于各种具体教学方法或教学模式的简单模仿或盲目追逐,而应更加重视相应的基本立场,这就是说,我们应当始终集中于如何通过科学哲学与科学史的渗透更好地帮助学生去树立正确的科学观,并能有效地促进学生对具体科学知识内容的掌握及对科学本质的理解。
第二节 STS教育与科学教育
STS教育是STS研究领域的一个重要组成部分,是STS研究在教育中的实践运用,是对当代科学教育危机进行理性反思后而采用的一种文化策略,是在当代社会与文化范式转变过程中应运而生的。目前,STS教育已成为国际科学教育改革的新理念,在我国的科学教育改革中也得到了相当的重视,并已从初期的理论探讨、单学科小面积实验向多学科发展。在我国的综合科学和初高中各自然科学学科课程标准中,都不同程度地体现了STS教育的理念。
一、STS教育的内涵与特征
(一)STS教育的内涵
STS是“Science,Technology and Society”的英文缩写。在历史上,它第一次把“科学、技术和社会的相互关系”作为一个独立的对象进行系统的研究。我国有学者把STS定义为:STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的交叉学科。它把科学技术看做是一门渗透着价值的复杂社会事业;它研究作为社会一个子系统的科学技术的性质、结构、功能和相互关系,以及科学技术和社会其他子系统如政治、经济、文化、教育等之间的互动关系;它还要研究STS在整体上的性质、特点、结构和相互关系及其协调发展的动力学机制。
STS教育是STS在理论方面的研究成果在教育上的反映。什么是STS教育?英国STS教育专家琼·所罗门认为,因为不同的人对科学-技术-社会教育的含义有不同的理解,定义它是什么和应当是什么并不像看起来那么容易,以至于无法像人们所期望的那样给它下定义。她概括了科学教育中专门的科学-技术-社会教育的特征,以阐释STS教育的目标:理解包括全球环境在内的环境对生活质量的威胁;技术的经济和工业方面;对科学的脆弱性的一些理解;讨论个人的观点、价值观和民主行动;多元文化的维度。并认为科学教育不是传递培根对科学的看法,而是通过科学达到个人和社会的解放,是为大众的科学。美国科学教师协会(NSTA)认为:STS教育是在人类经验范围内的科学的教学和学习。亚格尔(R·E·Yager)把STS看成是科学教育的核心;克鲁姆哈特(R·Kromhout)和古德(R·Good)将STS教育看成是激发学习科学动机的因素;拜比(R·W·Bybee)认为STS教育是为学习知识、过程以及为达到职业目标提供学习背景等。STS教育的产生和发展并不只是对某些具体的科学教育策略进行调整和改革,它追求的是科学教育范式的整体变革,而且这种变革的依据就在于整个人类文化的转变。STS教育不仅将人类文化的总体战略具体化到科学教育领域,而且用这种文化战略的意图和理念指导科学教育的具体改革行动。因此可以认为,即使是最专门的科学知识,也能够把它恰当地理解为特定社会背景下的人类活动的特定产物,即可以理解为一种特定的文化形态。
不同的学者从科学教育的不同侧面反映了STS教育的内涵,但未能对STS教育下一个统一的定义。
科学、技术、社会各具有确定的含义,而且随着科学技术的发展,社会的进步,人们整体认识的不断深入,这种含义是不断变化的。“科学”提供知识,“技术”提供应用这些知识的手段和方法,“社会”则要求以一定的价值观念作指导,使学生懂得应该如何正确对待科学和技术。社会可以理解为以一定的生产关系而相互联系着的人们。总之,现代科技的进步,已经深入到生产和生活的各个领域,不断地改善着劳动方式、生产方式与思维方式。更迫切地要求科学与技术的结合,以及在社会中的应用,即把科学、技术、社会三者相结合。
STS教育要求学生认识科学、技术与社会的交互影响和作用力,理解科学技术发展的综合化和整体化的特征,主张在科学技术的全面教育中优化科学素养教育,在调整课程结构、改革教学内容和教学方法的过程中实现其人才培养的目标,保证对所有公民提供合适的科学教育,是一种全新的科学教育改革思潮。
(二)STS教育的特征
在课程的综合化中,STS教育使学生获得对世界的综合与多维的理解,以更真实地了解现实世界,在教学方式上注重探究与体验,更体现了科学教育的本质特点。STS教育的特点可以认为:多元性。STS教育体现了多元文化的理念,倡导“面向所有人的科学”的宗旨,不再以培养科学精英为科学教育的主要任务,而是注重公民科学素养的普遍提高,让所有人都有机会学习科学,科学技术没有民族优劣之分,它是全人类智慧的结晶,应该为所有人服务。它的具体实施也应该根据国家教育观念和民族文化传统的不同而有所变化,承认多元文化的教育方式、多元文化的教育资源,从不同的文化视角来认识和理解现实世界。
开放性。STS教育根据整个世界的变化趋势而不断更换主题,STS教育在强调科学系统本身开放的同时,强调与其密切相关的技术系统、社会环境、认知主体间的相互作用。它从科学史、技术史、科学哲学、技术哲学、科学社会学、技术社会学、科学技术政策、科学技术经济学、科学技术心理学、科学技术人类学、科学技术修辞学、科学技术文化学、科学技术教育、科学技术与全球问题等各种维度对STS教育展开研究。不论是从事自然科学、工程技术和社会科学研究的人,不论是政府官员、政策制定者、企业家、工商管理人员、环保活动家和教师学生,还是普通大众,都可以参与到STS教育中来。综合性。STS教育作为一个综合、整体的系统,从科学、技术、社会等方面多视角、全面地向学习者描绘科学世界的图景,从而引导学习者更客观、更全面地认识现实世界,并在这个过程中实现科学素养的培养。STS课程——STS教育在教学中的映射,是随着现代综合课程的不断出现而凸显的,它不仅体现了人文学科、自然学科、社会学科在课程中的融合,也深刻地体现了科学思维及科学理论体系的整体、综合关联趋势,反映了人们对客观世界内在统一性认识的增强。交叉性。
STS教育不仅仅是研究科学,也不仅仅研究技术,更不是仅仅研究社会,它的着眼点是研究三者之间的关系。科学、技术与社会的关系涵盖和贯穿了自然科学、工程技术科学和人文社会科学三大领域,形成了交叉纵横的层次网络结构,研究这种关系的STS教育实际上已经成为范围最广、层次最高的交叉学科。互动性。STS教育作为一种文化的表现形式,强调科学、技术与社会之间的互动与互因联系,在教学中,强调师生、生生之间交流与合作的互动。人本性。STS教育从目标上强调从个人本位出发,实现个人发展与社会需求相统一,教学上表现为承认人的发展的能动性,强调学生的主动探究和主动参与。在科学技术和社会的关系上,强调价值取向。现代科学技术的发展,正在冲击和改变着人们的价值观念、伦理观念以及其他社会观念。人们已不再只着迷于宏大的工程建设,因为巨大的经济效益往往不足以弥补其对生态环境的损害;人们在赞叹基因工程的神奇魅力时,也担心它的失去控制可能带来的严重后果;人们惊喜于试管婴儿的诞生,又忧虑由此引起的伦理学和法律上的困惑或纠葛;核技术和太空技术的发展,使人们不得不思考战争与和平的问题等。
二、STS教育的目标与内容
(一)STS教育的目标
运用STS教育的理念来审视科学教育,可以发现,作为科学教育核心因素的科学素养的培养,与STS教育的理论和实践具有相当程度的一致性:获得科学素养的过程与社会、文化背景密切相关;在获得科学素养的过程中,认知因素与社会、文化因素复杂地结合在一起;科学素养中充满了科学技术自身的价值和社会背景的价值;科学素养的培养是在特定的环境中进行的,并受到社会意识形态和社会实践的影响;科学素养的获得是一个积极活动的过程,所以必定受到学习者个人经验的影响;获得科学素养的重要途径之一是交流,当然也存在其他途径;通过一定的实践活动才可能有效地获得科学素养。
STS课程所追求的根本旨趣在于改变科学教育通过强化科学概念和基本科学原理而对学生进行学术训练的精英主义传统,去关注科学和技术在具体社会情景中的综合运用,使科学教育致力于提高学生的科学素养。在具体的表现形式上,STS教育打破了知识中心和分科主义的课程开发传统,将科学和技术还原到既有的社会情境中,围绕一定的问题和主题组织课程。这种做法实际上是对“科学课程”的一种“概念重建”,即科学课程不是知识形态的教学内容的提炼,而是在社会情境中通过对科学和技术的理解和运用而重新理解科学课程的形态及功能。
显然,STS教育将科学素养的发展作为它的出发点,也是将科学素养作为适应社会和文化战略转变而采用的一种策略。STS教育的目标概括地说就是培养全体公民具有科学技术素养,即能够:理解基本科学技术术语和概念;了解科学的本质,理解科学研究的过程和方法;能全面、正确地看待现代科学技术的正面效能和负面影响,真正理解科学、技术和社会的相关关系;在日常生活中应用科学知识;对事物有科学的态度以及对科学有兴趣,特别是要促进新一代公民的全面发展。STS教育指的是在现实的技术和社会背景下进行的科学教育活动,其基本意图是把学生对于自然界的理解(科学)与人造世界(技术)和他们的日常生活经验(社会)结合起来,引导他们正确地认识科学、技术和社会的关系。
(二)STS教育的内容
STS主题涉及面很广,很难给予统一的界定,并且不同的教学目标其教学内容也相差甚远。美国学者派勒(E·J·Piel)在1981年提出把以下7个问题纳入STS的范畴:能源;人口;人类工程;环境质量和自然资源;太空研究和国防;科学社会学;技术发展对社会的影响。
美国学者拜比提出STS应用由3个主题构成:科学和技术知识;探索技能;价值观念。1985年,美国学者依据新世纪的教育目标,建议中学理科课程及其教学应围绕着这样几个重点内容:突出科技领域最基本的概念、基本原理,如能量、进化等;增加和人类密切相关的内容,如地球、生命、气象等;涉及当前人类至关重要的问题,如环保、人口和资源等。我国学者提出STS教育的内容包括如下几个方面:突出科学与技术的社会环境;不仅仅传授具有历史意义的知识,更应强调知识的应用;培养解决问题的技能;培养逻辑推理能力和决策能力;建立正确的伦理与价值观。