談社會性科學(xué)議題與科學(xué)論證教學(xué)

陳 彥 芬

（衡水學(xué)院 科研處，河北 衡水 053000）

20世紀(jì)50年代以來，科學(xué)教育研究的新理念、新觀點(diǎn)不斷涌現(xiàn)，新成果層出不窮。有學(xué)者對國際科學(xué)教育類三大期刊《International Journal of Science Education》（IJSE）、《Journal of Research in Science Teaching》（JRST）、 《Science Education》（SE）近年來所刊登論文的內(nèi)容進(jìn)行分析，國際科學(xué)教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中在社會性科學(xué)議題、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)探究、科學(xué)論證教學(xué)、情境教學(xué)、概念教學(xué)等方面。

本文擬對科學(xué)教育中的社會性科學(xué)議題和科學(xué)論證教學(xué)兩個熱點(diǎn)問題進(jìn)行簡要闡釋，并提出對教學(xué)實(shí)踐的幾點(diǎn)思考，以期有所啟迪。

1 社會性科學(xué)議題：內(nèi)涵、類型、特征及其教學(xué)價值

社會性科學(xué)議題（Socioscientific Issues，SSI），是指由于科技的發(fā)展與應(yīng)用而產(chǎn)生的對社會具有沖擊和影響的議題。例如，基因工程、克隆、干細(xì)胞、全球氣候變暖、替代性燃料，這都是近年來廣受公眾關(guān)注的議題。由于人們所持價值觀的不同，對這些議題的社會影響的認(rèn)識常具爭議性。

社會性科學(xué)議題是一個綜合性的問題，涉及政治、經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境、健康、倫理、宗教等諸多領(lǐng)域。按議題的內(nèi)容屬性劃分[1]，社會性科學(xué)議題可劃分為四類：環(huán)境生態(tài)議題（如全球氣候變暖、環(huán)境污染、物種保護(hù)、熱帶雨林破壞、酸雨、水污染、臭氧層破壞等問題）、倫理道德議題（如克隆技術(shù)、器官與胚胎移植、基因治療、動物實(shí)驗(yàn)等問題）、人類健康議題（如轉(zhuǎn)基因食品、抗生素濫用、農(nóng)藥殘留、電磁輻射、光污染等問題）、資源使用議題（如不可再生資源的使用與利用、糧食問題、礦產(chǎn)的開發(fā)等問題）；按議題中所涉問題的地區(qū)屬性劃分，社會性科學(xué)議題可劃分為三類：全球性議題（如溫室效應(yīng)、克隆技術(shù)、干細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因食品等問題）、國家性議題（如能源的選擇、地溝油、抗生素濫用等問題）、區(qū)域性議題（如濕地的保護(hù)、河流的污染、高鐵的建設(shè)、垃圾處理等問題）。

社會性科學(xué)議題一般具有開放、結(jié)構(gòu)不良、跨領(lǐng)域的特征，往往隱含著爭議與兩難。開放，指社會性科學(xué)議題往往具有多種解決方案，答案不存在絕對性和唯一性。結(jié)構(gòu)不良，指社會性科學(xué)議題不像數(shù)理化的演算題那樣提供的條件非常嚴(yán)謹(jǐn)，可以憑借這些條件，運(yùn)用邏輯推演獲得唯一的標(biāo)準(zhǔn)答案，社會性科學(xué)議題沒有明確的結(jié)構(gòu)或者解決途徑。議題本身涉及諸如社會、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、政治、倫理、環(huán)境、道德、倫理等學(xué)科領(lǐng)域，因此，具有跨領(lǐng)域的特征，在尋求解決方案時必須進(jìn)行跨學(xué)科領(lǐng)域的思考。對社會性科學(xué)議題，不同主體會按各自的立場、以不同的價值觀去看待，往往不能就具體的解決方案在某種程度上達(dá)成共識，因此，具有普遍的爭議性。即便科學(xué)家自身對科技的應(yīng)用可能造成的風(fēng)險(xiǎn)有時也尚未有足夠的認(rèn)識，普通民眾在面對這些有爭議的議題時，常因缺乏判斷的依據(jù)而陷入兩難抉擇。社會性科學(xué)議題所具有的以上特征，決定了議題的解決需要眾人經(jīng)過協(xié)商與妥協(xié)，才能取得問題解決的方案。

社會性科學(xué)議題最根本的教學(xué)價值，是其能為教學(xué)提供一個真實(shí)的問題情境資源。將這種情境引入科學(xué)教育的課堂中，就稱之為社會性科學(xué)議題教學(xué)。即，社會性科學(xué)議題教學(xué)是基于SSI 教學(xué)情境下的教學(xué)。一般認(rèn)為，正式的社會性科學(xué)議題教學(xué)始于20世紀(jì)80年代初的英美國家。科學(xué)教育界對STS 教育局限性的認(rèn)知、大眾對社會性科學(xué)議題的關(guān)注、大眾對科學(xué)論證教學(xué)的重視、建構(gòu)主義教育思想的成熟、對形式邏輯的批判及非形式邏輯運(yùn)動的產(chǎn)生等，為社會性科學(xué)議題教學(xué)提供了教育和社會背景以及理論上的支撐。研究與實(shí)踐表明，社會性科學(xué)議題教學(xué)的實(shí)施，可促進(jìn)學(xué)生非形式推理能力的形成，幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)的本質(zhì)，有利于學(xué)生對科學(xué)知識的構(gòu)建，有助于學(xué)生對道德倫理的認(rèn)知。

2 科學(xué)論證教學(xué)：科學(xué)論證的本質(zhì)、科學(xué)論證教學(xué)的價值及主要模式

從根本上說，科學(xué)是一種以論證為基礎(chǔ)的社會活動。科學(xué)家在探究未知時提出某種主張，其他科學(xué)家經(jīng)過論證來判斷這種主張，這種判斷通常包括證據(jù)的可靠性、研究方法的有效性、解釋的準(zhǔn)確性等?？茖W(xué)論證的內(nèi)涵，就是利用證據(jù)建立科學(xué)的理由以支持科學(xué)主張?？茖W(xué)論證的本質(zhì)是推理，是由合理性的理由及其支撐理論，使證據(jù)和觀點(diǎn)產(chǎn)生合理聯(lián)結(jié)，再經(jīng)由交互式對話產(chǎn)生共識。論證過程中，批判性思維起著重要作用，并通過批判性思維解決爭端。科學(xué)論證的本質(zhì)可以概括為：一場推理活動、一段交互式對話、一種批判性思考。三者共同構(gòu)成一個科學(xué)論證的完整過程，相輔相成、不可或缺。

將科學(xué)論證運(yùn)用于某個主題的教學(xué)，就稱之為科學(xué)論證教學(xué)。對科學(xué)論證教學(xué)的重視，始于20世紀(jì)90年代。美國在當(dāng)時頒布的《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中，明確提出了科學(xué)探究教學(xué)要將重點(diǎn)從強(qiáng)調(diào)“以實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作為探究最后的結(jié)論”“視科學(xué)為探索和實(shí)驗(yàn)”“獲取答案”等轉(zhuǎn)為強(qiáng)調(diào)“使用證據(jù)和策略來發(fā)展或修正解釋”“視科學(xué)為論證和解釋”“應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的結(jié)果到科學(xué)的論證和解釋”[2]，將“論證”置于科學(xué)教育中相當(dāng)重要的位置，論證教學(xué)也隨即成為研究的熱點(diǎn)。

科學(xué)論證教學(xué)其實(shí)就是對科學(xué)探究教學(xué)本質(zhì)的某種強(qiáng)調(diào)，它聚焦科學(xué)探究環(huán)節(jié)中的推理、解釋、交流、反思、形成結(jié)論等方面，著重培養(yǎng)學(xué)生的論證能力。在課堂教學(xué)中，論證過程就是學(xué)生認(rèn)真傾聽、思考彼此的觀點(diǎn)和想法、以形成共識為目標(biāo)展開的批判性思維活動。高質(zhì)量的科學(xué)論證教學(xué)是師生、生生之間形成一種良性互動。研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)論證教學(xué)的有效實(shí)施，可以讓學(xué)生充分認(rèn)識證據(jù)在探究過程中的重要性，促進(jìn)其對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識以及批判性思維和推理能力的發(fā)展。

科學(xué)論證有蘇格拉底模式、亞里士多德模式、圖爾明論證模式、庫恩論證模式等。目前，教育實(shí)踐中運(yùn)用較多的是圖爾明論證模式。圖爾明論證模式包含六個基本要素：數(shù)據(jù)、主張、理由、反駁、支持、前提或條件[3]。數(shù)據(jù)是用以支持主張的具體事實(shí)；主張是為獲得認(rèn)同而公開提出的陳述；理由是應(yīng)用一般的規(guī)則、原理對數(shù)據(jù)進(jìn)行推論而得的結(jié)論；反駁是指個例或特殊事件，這些個例或特殊事件有可能破壞對主張的支持；支持是用以說明或補(bǔ)充理由的一般規(guī)律。也有學(xué)者對圖爾明的科學(xué)論證模式進(jìn)行了簡化，提出包含“主張、證據(jù)、理由”三個要素的科學(xué)論證模式。

有學(xué)者將科學(xué)論證教學(xué)的模式劃分為結(jié)構(gòu)式、滲透式、科學(xué)社會式三類。結(jié)構(gòu)式單純教授論證結(jié)構(gòu)，是與科學(xué)探究相分離的一種模式。它主要強(qiáng)調(diào)論證的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。這種模式的形式單一且相對無趣，不太能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。滲透式主要應(yīng)用于科學(xué)概念、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，是科學(xué)論證教學(xué)中較常見的一種模式。科學(xué)社會式強(qiáng)調(diào)政治、法律、宗教、道德、倫理等社會因素對科學(xué)的影響，常以社會性科學(xué)議題作為載體，引發(fā)學(xué)生對政治、社會、現(xiàn)實(shí)、道德、倫理等方面的思考，并與科學(xué)的知識內(nèi)涵相聯(lián)系。

3 社會性科學(xué)議題和科學(xué)論證教學(xué)在實(shí)踐應(yīng)用中的落實(shí)

隨著2016年9月《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》的發(fā)布，基礎(chǔ)教育各學(xué)科也提出了本學(xué)科的核心素養(yǎng)，明確了學(xué)生應(yīng)有的價值觀、必備的品格和關(guān)鍵能力。如，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）中明確提出化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一即為“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”，要求學(xué)生能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會熱點(diǎn)問題做出正確的價值判斷，參與有關(guān)化學(xué)問題的社會實(shí)踐活動等。生物學(xué)科中提到“社會責(zé)任”，要求學(xué)生能對關(guān)涉?zhèn)€人和社會事務(wù)的討論給出理性的解釋與判斷等。物理學(xué)科中也對學(xué)科內(nèi)的“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”做出了闡釋。社會性科學(xué)議題與科學(xué)知識的有效融合，正可使科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任核心素養(yǎng)的培養(yǎng)更好地得到落實(shí)。

此外，數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等科學(xué)課程的核心素養(yǎng)中，均提出要提高學(xué)生的論證推理能力。例如，化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)中，明確提出“論證推理與模型認(rèn)知”這一維度，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的論證推理能力、搜集證據(jù)以及分析證據(jù)的能力等。

綜上，社會性科學(xué)議題及科學(xué)論證教學(xué)，已被明確納入科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)之中，如何很好地落實(shí)，需要廣大科學(xué)教育工作者的思考和積極實(shí)踐。

3.1 社會性科學(xué)議題作為教學(xué)中的問題情境素材，其選擇需遵循一些基本原則

社會性科學(xué)議題作為教學(xué)中可利用的問題情境資源，必須具備三個基本要素：情境要有真實(shí)性，這樣才易激發(fā)學(xué)生的興趣；情境中要包含豐富的知識點(diǎn)和探究要素，有探究的必要；情境所包含的問題要難易適度，處于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)之中。因此，社會性科學(xué)議題作為教學(xué)中問題情境的素材，其選擇需遵循一些基本原則：1）以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展為主旨。教學(xué)中運(yùn)用社會性科學(xué)議題作為問題情境的根本目的，是促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。因此，社會性科學(xué)議題情境素材，應(yīng)當(dāng)蘊(yùn)涵課程目標(biāo)要求的、需要學(xué)生掌握的知識內(nèi)容，而且學(xué)生能夠通過探究完成對知識的意義建構(gòu)，學(xué)到有價值的、對自身發(fā)展所必需的知識和技能。2）具有明確、具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)。作為問題情境，社會性科學(xué)議題應(yīng)當(dāng)服務(wù)、服從于學(xué)習(xí)目標(biāo)和教學(xué)的主題內(nèi)容，情境素材應(yīng)當(dāng)指向明確、具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，成為新知識與學(xué)生之間的一個橋梁。3）考慮學(xué)生的已有知識經(jīng)驗(yàn)。所選的社會性科學(xué)議題情境素材，應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)生的已有知識經(jīng)驗(yàn)，讓知識學(xué)習(xí)處在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，同時，還要注重貼近現(xiàn)實(shí)，這樣才易于激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，學(xué)生也愿意積極主動地投入到學(xué)習(xí)過程中。4）注重學(xué)生的情感體驗(yàn)。積極的情感氛圍，對學(xué)習(xí)過程能起到引導(dǎo)、定向的作用。因此，應(yīng)當(dāng)選擇具體、生動、形象的社會性科學(xué)議題情境素材，讓學(xué)生產(chǎn)生積極的情感體驗(yàn)來配合其認(rèn)知活動，為理解知識作好情感準(zhǔn)備。

3.2 科學(xué)論證教學(xué)的實(shí)施需要精心設(shè)計(jì)與指導(dǎo)

科學(xué)論證教學(xué)與傳統(tǒng)的講授式教學(xué)不同，它是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。科學(xué)論證教學(xué)的實(shí)施，需要教師進(jìn)行周密、詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計(jì)，營造適切、開放的交互式對話情境，建立明確的團(tuán)體或小組討論流程，安排充裕的討論時間等；從學(xué)生的角度講，他們必須要熟悉一個好的論證活動的結(jié)構(gòu)知識及其組成因子，了解如何開展與進(jìn)行一個論證活動，怎樣提出合理的觀點(diǎn)與主張并為其辯護(hù)以及辯駁的技巧等?？傊?，科學(xué)論證教學(xué)并非是一蹴而就的活動，需要精心的設(shè)計(jì)，毋庸置疑這需要耗費(fèi)教師相當(dāng)?shù)木?。在科學(xué)論證教學(xué)的實(shí)施過程中，學(xué)生在進(jìn)行論證活動時也必然會遇到許多障礙，教師還要對學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)的指導(dǎo)，提供有效的輔導(dǎo)與支持。另外，科學(xué)論證教學(xué)如果缺乏民主、寬容的課堂文化與氣氛的支撐，也難以成功展開，教師如果企圖傳達(dá)自己認(rèn)可的科學(xué)世界觀，或急于完成教學(xué)任務(wù)，都會導(dǎo)致開放的交互式對話情境的缺失，從而壓制學(xué)生的主張及與他人展開論證的需要。

3.3 在兩種科學(xué)教育實(shí)踐中，教師的培養(yǎng)與培訓(xùn)是關(guān)鍵

教師是課程理念的直接實(shí)施者，其自身對社會性科學(xué)議題教學(xué)的認(rèn)識，對科學(xué)論證的理解水平，以及教師的科學(xué)論證水平的高低，直接決定了社會性科學(xué)議題教學(xué)及科學(xué)論證教學(xué)的效果。因此，在教師的職前培養(yǎng)與職后培訓(xùn)中，均應(yīng)將社會性科學(xué)議題和科學(xué)論證作為主題，進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，對其展開相關(guān)教學(xué)能力的培養(yǎng)，這無論是對社會性科學(xué)議題教學(xué)還是科學(xué)論證教學(xué)的實(shí)施均是需要解決的關(guān)鍵問題。