基于社會(huì)性科學(xué)議題的跨學(xué)科課程開(kāi)發(fā)與實(shí)踐

李萍 唐楓 代翔燕

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是新課標(biāo)[1] 的一個(gè)亮點(diǎn)?？鐚W(xué)科課程不是個(gè)新命題，但課程開(kāi)發(fā)與實(shí)施對(duì)教師專(zhuān)業(yè)水平與綜合素養(yǎng)的要求較高，所以絕大多數(shù)學(xué)校、教師存在畏難情緒。社會(huì)性科學(xué)議題集社會(huì)性、科學(xué)性、開(kāi)放性與倫理性于一體，具有明顯的跨學(xué)科特征。借助社會(huì)性科學(xué)議題課程開(kāi)發(fā)，探索根據(jù)學(xué)科內(nèi)容要求、學(xué)生特點(diǎn)及可利用的資源，設(shè)計(jì)具有時(shí)代特點(diǎn)的學(xué)習(xí)主題，促進(jìn)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)跨學(xué)科聯(lián)合教研的開(kāi)展，是學(xué)校破解跨學(xué)科課程開(kāi)發(fā)瓶頸的重要途徑。

社會(huì)性科學(xué)議題的價(jià)值

社會(huì)性科學(xué)議題來(lái)自現(xiàn)實(shí)社會(huì)，可加強(qiáng)課堂教學(xué)與真實(shí)世界的聯(lián)系；議題的核心是科學(xué)問(wèn)題，但由于牽涉不同立場(chǎng)的價(jià)值取向與利益，這既可以鍛煉學(xué)生的科學(xué)運(yùn)用，更能發(fā)展學(xué)生的人生觀和價(jià)值觀；議題解決沒(méi)有固定答案，具有開(kāi)放性，學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)創(chuàng)造性地提出方案，這能真正鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力[2]。以社會(huì)性科學(xué)議題為載體，可以有效助力跨學(xué)科實(shí)踐。

研究性學(xué)習(xí)是與社會(huì)性科學(xué)議題學(xué)習(xí)容易混淆的一個(gè)概念。研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，從自然、社會(huì)和生活中選擇和確定專(zhuān)題進(jìn)行研究，并在研究過(guò)程中主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。社會(huì)性科學(xué)議題在本質(zhì)屬性上是一類(lèi)科學(xué)問(wèn)題，但由于牽涉不同立場(chǎng)的價(jià)值取向與利益，所以不是單憑科學(xué)定律、原理就能解決問(wèn)題的，還需要道德推理與群體協(xié)商，因此在科學(xué)論證與道德推理上具有獨(dú)特的教育引導(dǎo)價(jià)值，這是社會(huì)性科學(xué)議題學(xué)習(xí)相較于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)、問(wèn)題式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)與區(qū)別。

學(xué)情分析與議題選擇

科學(xué)論證是個(gè)人經(jīng)過(guò)思考、推理所提出的觀點(diǎn)，必須具備足夠的理由說(shuō)服別人，由反復(fù)的解釋說(shuō)明澄清彼此的想法，使自己的觀點(diǎn)更能讓對(duì)方認(rèn)同；科學(xué)論證可視為一種檢驗(yàn)論點(diǎn)的過(guò)程，也是一種傳遞觀點(diǎn)的能力。科學(xué)論證能力是一項(xiàng)綜合能力，需要多種思維方法的參與[3]。

當(dāng)前中學(xué)生科學(xué)論證情況表現(xiàn)出，論證方法方面，大部分中學(xué)生能夠依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理并提出合理的論點(diǎn)，但是提出反論點(diǎn)和反駁的能力較差；論證品質(zhì)方面，高中生較初中生在深刻性、敏捷性和靈活性品質(zhì)上有更好的體現(xiàn)，但大部分學(xué)生的批判性和獨(dú)創(chuàng)性品質(zhì)有待發(fā)展。這與我們教學(xué)中過(guò)分關(guān)注科學(xué)概念、科學(xué)事實(shí)、科學(xué)定律和科學(xué)原理的傳授，忽視跨學(xué)科概念與科學(xué)技術(shù)實(shí)踐有關(guān)，因此學(xué)校與教師應(yīng)創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生積極參與科學(xué)論證，培養(yǎng)科學(xué)論證能力。

面對(duì)城市逐漸被垃圾包圍，生態(tài)環(huán)境日益惡化的問(wèn)題，為了減少垃圾總量，改善生態(tài)環(huán)境，國(guó)家實(shí)施了垃圾分類(lèi)等措施。這是一個(gè)很受關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題且與學(xué)生生活緊密相關(guān)。這個(gè)議題涉及多學(xué)科知識(shí)，如生物學(xué)科可以探討其他垃圾對(duì)土壤微生物、植被的影響，白色垃圾降解的測(cè)定，焚燒氣體對(duì)身體健康、生物多樣性的影響；化學(xué)學(xué)科可以進(jìn)行污染物重金屬檢測(cè)、有害氣體檢測(cè)，探討電池回收再利用；地理學(xué)科可以探討其他垃圾對(duì)土壤和水的污染，垃圾廠選址，資源再利用，以及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等。議題可助力學(xué)生獲得學(xué)科核心知識(shí)，提高科學(xué)論證能力，形成科學(xué)人地協(xié)調(diào)觀，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任。

活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施

按照問(wèn)題解決思路設(shè)計(jì)課程內(nèi)容與活動(dòng)，課程包含5 個(gè)環(huán)節(jié)10 個(gè)活動(dòng)（表1）。

科學(xué)認(rèn)識(shí)議題

面對(duì)“其他垃圾應(yīng)該填埋還是焚燒”這個(gè)議題，參加探究的初二、初三的12 位學(xué)生基于生活真實(shí)感受，通過(guò)“頭腦風(fēng)暴——垃圾之我見(jiàn)”和“洋垃圾禁運(yùn)辯論賽”分享自己的觀點(diǎn)，從各個(gè)維度認(rèn)識(shí)議題，分析議題涉及的科學(xué)問(wèn)題與科學(xué)知識(shí)，明確其他垃圾指什么、怎么處理、焚燒與填埋會(huì)產(chǎn)生哪些物質(zhì)、對(duì)環(huán)境有什么影響等。

尋找利與弊

社會(huì)性科學(xué)議題往往比較復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單判定是非對(duì)錯(cuò)，需要在社會(huì)背景中，從多個(gè)視角綜合分析議題涉及的利與弊。面對(duì)“其他垃圾應(yīng)該是填埋還是焚燒”這個(gè)議題，學(xué)生根據(jù)上網(wǎng)查找的相關(guān)資料，小組交流分享，形成初步看法傾向，認(rèn)為在當(dāng)今社會(huì)與經(jīng)濟(jì)條件下，其他垃圾處理采用填埋／焚燒更合適（采用焚燒處理的優(yōu)勢(shì)在于占地少、效率高，產(chǎn)生的熱量可以用來(lái)發(fā)電，灰渣可用于建材原料；劣勢(shì)在于容易產(chǎn)生有毒氣體，技術(shù)難度大，投資大。進(jìn)行填埋處理的優(yōu)勢(shì)在于處理費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟；劣勢(shì)在于填埋廠遠(yuǎn)離城區(qū)，運(yùn)輸費(fèi)用高，占用土地面積大，垃圾滲出液難處理，會(huì)造成土壤污染）。學(xué)生在小組分享過(guò)程中聽(tīng)取他人、不同立場(chǎng)或觀察點(diǎn)的觀點(diǎn)，在基于對(duì)“效率高”（有小組說(shuō)焚燒處理的優(yōu)勢(shì)是效率高，也有小組說(shuō)填埋處理的優(yōu)勢(shì)是效率高）一詞不同理解的質(zhì)疑、反駁和思考過(guò)程中，不斷完善本組的結(jié)論與依據(jù)。

論證利與弊是否成立

只有取得可靠的證據(jù)，經(jīng)過(guò)充分的科學(xué)論證，才能形成相對(duì)穩(wěn)定的觀點(diǎn)，進(jìn)而有助于作出合理的決策。證據(jù)的取得可以通過(guò)文獻(xiàn)資料查詢(xún)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)證明，無(wú)論哪種方式都可以成為學(xué)生學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)與提升素養(yǎng)的平臺(tái)。

涉及垃圾填埋還是焚燒的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)很多，選取哪些作為課程內(nèi)容需要進(jìn)行取舍。教師團(tuán)隊(duì)研究后形成共識(shí)：雖然跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)面向“現(xiàn)實(shí)意義世界”而非“學(xué)科知識(shí)世界”，但跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)要根植于學(xué)科學(xué)習(xí)之中，與學(xué)科學(xué)習(xí)同步共振。為此課程團(tuán)隊(duì)選取“模擬其他垃圾填埋后對(duì)土壤微生物的影響”和“模擬檢測(cè)其他垃圾焚燒后生成的有害氣體”兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷提出問(wèn)題—作出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—分析結(jié)果—得出結(jié)論的過(guò)程，通過(guò)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用與檢驗(yàn)、選擇與判斷，經(jīng)歷獲取證據(jù)、形成觀點(diǎn)的過(guò)程。

在進(jìn)行模擬其他垃圾填埋后對(duì)土壤微生物的影響實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生首先挖取土樣，制作培養(yǎng)基，檢測(cè)土壤微生物，然后親手將找到的其他垃圾在校園花壇中填埋（已進(jìn)行無(wú)害化處理），一段時(shí)間后再次挖取土樣，制作培養(yǎng)基，檢測(cè)土壤微生物種類(lèi)及數(shù)量的變化，發(fā)現(xiàn)土壤中細(xì)菌的數(shù)量和種類(lèi)增加，真菌的數(shù)量和種類(lèi)減少，得出填埋其他垃圾對(duì)土壤微生物的種類(lèi)和數(shù)量有影響的結(jié)論。

在進(jìn)行模擬檢測(cè)其他垃圾焚燒后生成的有害氣體實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生首先根據(jù)元素守恒定律，預(yù)測(cè)出有害氣體可能為一氧化碳、甲醛和氯化氫等酸性氣體，然后分別將4 種不同材質(zhì)的其他垃圾進(jìn)行焚燒，將濕潤(rùn)的pH 試紙放在氣體逸出的位置，看到試紙由黃變紅，得出產(chǎn)生了酸性氣體的結(jié)論；將氣體通入硝酸銀溶液中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明酸性氣體中可能含有氯化氫；用一氧化碳和甲醛測(cè)試儀分別放置在氣體逸出的位置，數(shù)值均超過(guò)了安全標(biāo)準(zhǔn)，聽(tīng)到了警報(bào)聲音，得出產(chǎn)生的有害氣體中含一氧化碳和甲醛的結(jié)論。

由于新冠疫情防控，學(xué)生未能如愿實(shí)現(xiàn)全部實(shí)地考察，只能通過(guò)觀看相關(guān)資料片、電話(huà)采訪了解北京垃圾處理廠的相關(guān)情況。在此期間，教師提供了不同研究者的研究報(bào)告、科研論文等資料，對(duì)學(xué)生的論證進(jìn)行追問(wèn)、質(zhì)疑、評(píng)價(jià)及示范，整個(gè)過(guò)程中學(xué)生互動(dòng)交流，協(xié)商合作，不斷完善自己的論證。

權(quán)衡利弊作出決策

將議題涉及的利與弊逐條論證后，需要結(jié)合實(shí)際情況權(quán)衡利弊，作出符合科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的決策。以辯論賽形式明確其他垃圾填埋與焚燒的各自利弊后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的觀點(diǎn)在面對(duì)“如果垃圾填埋廠或焚燒廠將選址在你家附近，你是否愿意簽字同意”這一問(wèn)題時(shí)，發(fā)生了微妙的變化，深刻體會(huì)到議題不僅具有科學(xué)性、社會(huì)性，還關(guān)乎人心與個(gè)人利益，從而更全面歸納出垃圾廠選址時(shí)需要考慮的因素，繼而提出減少垃圾、變廢為寶的思路。

采取行動(dòng)踐行決策

社會(huì)性科學(xué)議題源自真實(shí)社會(huì)問(wèn)題，思考的結(jié)果或結(jié)論必然有現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義。在經(jīng)歷認(rèn)識(shí)議題、形成觀點(diǎn)、尋找依據(jù)、作出判斷后，學(xué)生梳理、交流想法的變化、學(xué)習(xí)的收獲，以展板形式介紹其他垃圾處理的途徑與原理，以文創(chuàng)產(chǎn)品制作的方式展現(xiàn)其他垃圾的資源化、無(wú)害化與再利用，同時(shí)尋找機(jī)會(huì)走進(jìn)社區(qū)宣傳相關(guān)科學(xué)知識(shí)。

教學(xué)效果與反思

學(xué)生在課程中經(jīng)歷成長(zhǎng)

課程結(jié)束后，學(xué)生這樣描述：“我最喜歡生物取樣、做實(shí)驗(yàn)，理論分析與傳統(tǒng)課堂相似卻又富有趣味，最不想?yún)⑴c的活動(dòng)其實(shí)沒(méi)有，因?yàn)閷?duì)于一個(gè)完整的課題，每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要。最大的收獲是對(duì)社會(huì)現(xiàn)象的洞察力和解決問(wèn)題的能力提升了，以后會(huì)多接觸、關(guān)注社會(huì)上的一些問(wèn)題和現(xiàn)象?！痢?是我的學(xué)習(xí)榜樣，他總是有很多獨(dú)到的見(jiàn)解，讓人眼前一亮?！?/p>

“我最喜歡探究土壤中微生物對(duì)垃圾的分解情況，覺(jué)得每個(gè)部分都還不錯(cuò)，最大的收獲是鍛煉了小組合作能力?！痢?是我的學(xué)習(xí)榜樣，他認(rèn)真查找資料，辯論環(huán)節(jié)思路清晰、有理有節(jié)?！?/p>

“我原來(lái)想的是討論社會(huì)情況，就是熱點(diǎn)時(shí)事，比如政治性較強(qiáng)或者國(guó)際關(guān)注的，后來(lái)說(shuō)垃圾處理感覺(jué)稍微窄了些。另外這次的選題有點(diǎn)偏了，定在‘應(yīng)該填埋還是焚燒這樣的片面抉擇上，缺少辯證思考，本是要相輔相成的?！睙o(wú)論正面的收獲還是負(fù)面的反饋，都反映出學(xué)生在課程中的觀察、思考與成長(zhǎng)，他們的課程反饋也促使教師不斷深入思考與提升。

議題論證是批判性合作的過(guò)程

社會(huì)性科學(xué)議題是科學(xué)研究引發(fā)的社會(huì)性問(wèn)題，通常因社會(huì)各界人士的不同價(jià)值觀產(chǎn)生合理分歧?；谡n程實(shí)踐與學(xué)生反饋，我們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到辯論賽不是議題論證最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄅc途徑。

學(xué)生對(duì)議題基于自己的已知進(jìn)行認(rèn)知，著眼于議題解決方案開(kāi)展推理與判斷，進(jìn)而付諸行動(dòng)，這個(gè)過(guò)程是學(xué)生對(duì)議題進(jìn)行探究與實(shí)踐的自主過(guò)程。在開(kāi)展科學(xué)論證時(shí)，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生理清主張與證據(jù)之間的關(guān)系，并對(duì)不同年級(jí)學(xué)生有不同的要求。例如要讓小學(xué)生意識(shí)到自己有無(wú)與主張相匹配的證據(jù)，區(qū)分這些證據(jù)的主觀性與客觀性；讓初中生提升自己的主張與證據(jù)的邏輯性，追求以客觀證據(jù)形成并支持自己的主張；讓高中生進(jìn)一步追求主張與證據(jù)的科學(xué)性，以科學(xué)、客觀的證據(jù)提出與論證自己科學(xué)合理的主張。

科學(xué)論證是一個(gè)批判性合作的過(guò)程，與辯論賽相比，它更強(qiáng)調(diào)協(xié)商與合作，立場(chǎng)問(wèn)題是社會(huì)性科學(xué)議題中的論證區(qū)別于一般論證的本質(zhì)問(wèn)題[4]。教師要鍛煉學(xué)生以自己的主張與證據(jù)與他人開(kāi)展交流與論證的能力，即如何參與合作性的協(xié)商過(guò)程。學(xué)生對(duì)議題的“議”，不在于追求標(biāo)準(zhǔn)答案，而是學(xué)會(huì)相互傾聽(tīng)、換位思考與理解，學(xué)會(huì)通過(guò)合理的協(xié)商達(dá)成共識(shí)。社會(huì)性科學(xué)議題學(xué)習(xí)這一跨學(xué)科融合的學(xué)習(xí)活動(dòng)，可以在培養(yǎng)思辨能力與責(zé)任擔(dān)當(dāng)方面發(fā)揮更大的作用。

社會(huì)性科學(xué)議題是探索跨學(xué)科課程開(kāi)發(fā)的有效途徑

跨學(xué)科學(xué)習(xí)是基于跨學(xué)科意識(shí)，運(yùn)用兩種或兩種以上的學(xué)科觀念及跨學(xué)科觀念，解決真實(shí)問(wèn)題的課程與學(xué)習(xí)取向。它既是一種以跨學(xué)科意識(shí)為核心的課程觀，又是一種融綜合性與探究性為一體的深度學(xué)習(xí)方式，還是一種以綜合主題為基本呈現(xiàn)方式的特殊課程形態(tài)。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)需要基于當(dāng)代學(xué)生發(fā)展特點(diǎn)與需求，克服功利化、簡(jiǎn)單化、常識(shí)化等傾向，讓課程實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)科理解與生活理解的互惠雙贏，價(jià)值才能得到真正彰顯。功利化是指課程沒(méi)有真正著眼于學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，而是盲目跟風(fēng)、趕時(shí)髦；簡(jiǎn)單化是指僅僅把幾門(mén)學(xué)科的內(nèi)容機(jī)械拼湊在一起的跨學(xué)科學(xué)習(xí)拼盤(pán)現(xiàn)象；常識(shí)化是指課程只是通過(guò)簡(jiǎn)單的上網(wǎng)查資料進(jìn)行研究，不能對(duì)問(wèn)題有深刻理解或僅得出某些常識(shí)化的理解[5]。

基于課程經(jīng)歷和學(xué)生反饋，我們深刻感受到社會(huì)性科學(xué)議題圍繞議題，借助星形圖多角度思考教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，通過(guò)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題鏈設(shè)計(jì)與強(qiáng)調(diào)議題研究的科學(xué)性，從比學(xué)科概念更為上位的跨學(xué)科概念出發(fā)，從有別于學(xué)科特有方法的跨學(xué)科方法出發(fā)，確立跨學(xué)科實(shí)踐立意和內(nèi)容，既滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)科理解與生活理解的發(fā)展需求，又為學(xué)科教師提供了開(kāi)展跨學(xué)科教學(xué)的抓手。因此，以社會(huì)性科學(xué)議題課程開(kāi)發(fā)與實(shí)踐為路徑，可以有效助力教師發(fā)展跨學(xué)科實(shí)踐能力。

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本文是首都師范大學(xué)附屬育新學(xué)?！吧鐣?huì)性科學(xué)議題學(xué)習(xí)項(xiàng)目合作研究”成果（項(xiàng)目號(hào)：1222000717）