国际科学教育实践转向的三重逻辑

郭桂周，肖白云，雷 昕

(湖南师范大学物理与电子科学学院，湖南 长沙 410006)

近年来，以美国颁布《新一代科学教育标准(Next Generation Science Standards:For States,By States)》为标志，国际科学教育理念从注重科学探究向注重科学实践转变，即实现了科学教育的实践转向。在这种情况下，我国的理科教育政策也突出科学实践在科学课程中的重要地位，如《普通高中生物学课程标准(2017)》将“重实践”作为高中生物教学的核心理念：“本课程高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生学习的过程是主动参与的过程，让学生积极参与动手和动脑的活动……”[1]国内多位学者对这种转向背后的原因进行了阐释。如唐小为等指出，从“科学探究”变为“科学实践”折射出美国科学教育研究者扭转课堂探究模式化倾向的努力，同时“科学实践”凸显了融合社会、认知、行为三个维度的实践观[2]。卢姗姗与肖思汉也均从“科学探究”与“科学实践”的差异的角度对该问题进行了论述[3][4]。

可以看出，国内学者主要从“能动-必要性”的角度去解释这种转向的因由。但是，我们应当看到，对科学探究所存在的不足的认识并不能够成为科学教育理念向“科学实践”转向的充分条件，因为即便科学探究存在内在的不足，科学教育核心理念也不必然向科学实践转向。笔者认为，科学探究向科学实践转向，有着更深层次的缘由与动力。这种转向需要从“结构-充分性”的视角展开进一步分析。这种转向，从根本上说是一种从注重科学知识授受的科学探究到注重能力培养的科学实践的转向，并且这种转向因应了全球化的时代背景。只有从全球化的视角下去审视这种转向，才能够更深刻地揭示其实质。

笔者认为，从全球化的视角来看，国际科学教育的实践转向包含了三重逻辑(见图1)：从社会层面看，“全球化是现代性的拓展”，现代性的拓展导致全球风险社会的形成，而风险社会所引起的一系列社会问题大多与科学有关，因此称为社会性科学议题(Socioscientific Issues，SSI)，社会性科学议题来源于实践又需要通过科学实践展开，这样就形成了“现代性的拓展—风险社会—社会性科学议题—科学实践”的第一重逻辑。从政策层面看，全球化的核心是经济全球化，即新自由主义全球化。近年来盛行于国际的STEM教育，即以新自由主义作为指导。另一方面，STEM教育注重科学实践，或者说科学实践正是通过STEM教育来实现的，这样就形成了“新自由主义—STEM教育—科学实践”的第二重逻辑。三是从哲学层面看，在对欧洲中心主义反思的基础上形成的后殖民主义科学观与科学实践哲学合流，对科学的本质进行了重构，强调科学知识的地方性与实践性，就形成了“后殖民主义—本土科学—科学实践”的逻辑路径。这三重逻辑推动着国际科学教育理念从知识取向的科学探究向实践取向的科学实践转向。

图1 科学教育实践转向的三重逻辑

一 社会层面：现代性的拓展—社会性科学议题—科学实践

英国著名社会学家吉登斯认为，现代性内在就是全球化的，全球化是现代性在全球范围内的拓展，“现代性的全球化倾向，既是客观的，也是主观的，它们在地方和全球两极所发生的变迁的复杂辩证法中，把个人同大规模的系统联结起来”。在吉登斯看来，现代性包含四项制度维度：资本主义、监督、军事力量和工业主义。现代性的制度特征向全球范围拓展的结果形成了全球化的四个维度，即世界资本主义体系、民族国家体系、世界军事秩序和工业的发展。国际劳动分工包含世界上高度工业化与低度工业化地区的分化。而工业主义的全球运作必然在生态方面造成明显的或潜在的负面影响[5]。工业主义建基于近代以来科学技术的大发展，这样，就形成了“科学技术—工业主义—生态恶化”的内在逻辑。生态的负面效应最终需要人类从多个方面做出回应。但是，我们应当看到，吉登斯所指称的现代性的四个维度只是社会学意义上的表象，而非哲学意义上的本质。

从更深层的意义上说，现代性包括“抛弃传统、指向未来”的时间意识、“线性、有序”历史意识、实现人类自由与解放的筹划方案与历史实践以及其最终诉诸的工具理性权威等[6]。其核心观念包括创造、解放与启蒙等。一方面，现代性的核心观念是现代二元对立思维的基础，另一方面这些核心观念的最终依据是现代性所确立的“主体性”观念。也就是说，唯以主体性原则为基础，现代性才能找到自身的阿基米德点[7]。人的主体性确立的过程，是一个主-客逐渐分化的过程，也是工具理性和价值理性分离的过程。主体是高级的、主动的，富于思维和控制能力，而客体则是低级的、受动的，无智慧、受控制的。因此，人是大自然中唯一具有主体性和内在价值的存在物，人类在价值意义上，处于自然的中心。自然界中的一切事物都是为满足人类利益服务的。这为人类肆意统治和掠夺自然提供了意识形态的依据。因此，现代性的征程体现着作为‘主体’的人类运用自身的工具理性对作为‘客体’的自然的单极征服逻辑。多尔迈在《主体性的黄昏》中将这种现代主体性概括为：以自我为中心的占有性个体主义，以统治自然为目标的人类中心论，不包含交互主体性的单独主体论。人的这种主体性的过分张扬造成了人与自然关系的对立，造成了自然的反噬，产生了严重的反主体效应[8]。同时，主体性的过度张扬另一方面又导致了人与人之间关系的紧张以及一部分人统治、压迫另一部分人，因为他人与自然一样在“我”眼中都是客体。这就造成了主体性的异化，阻碍人类社会的发展。现代性在全球扩张的结果就是使人类进入风险社会，风险社会中的风险具有全球性、人为性、社会性、不确定性和广泛联系性等特征。为了应对由风险社会带来的风险，环境问题、转基因、核武器等问题逐渐成为科学教育领域的重要议题。

风险社会的后果之一是全球范围内的环境问题及其背后社会正义问题。环境问题包括环境污染和环境恶化，而如何应对环境问题则成为全人类各个领域都需要考虑的重要主题，包括政治、经济和教育等。由环境问题引发的社会正义问题包括不同国家、区域、种群和阶层之间的不平等。国家间的不平等，主要是发达国家将废弃物运往发展中国家，如有新闻报道：

从1995年到2016年的20年间，中国的年垃圾进口量翻了十倍，从450万吨增长到4 500万吨，已经成为了一项大宗交易品。在全国各地，都开设有专门的洋垃圾回收机构和场地，为西方人民改善生存环境做出了“卓越贡献”[9]。

在庞大的利益链条之下，唯有环境和环境污染中的中国百姓在哭泣。洋垃圾当中隐藏的致命因子对环境和附近人员造成的杀伤几乎无人关心。

这些洋垃圾虽然为我们的工业生产提供了廉价的原料，同时垃圾分类、处理过程解决了一部分劳动力的就业问题和生活问题，但是它带给我国自然与社会环境、人民身体健康的风险难以估量。同时，这些洋垃圾往往被运送到农村地区、城市边缘地区或者小城镇分拣、处理，而非大城市，在这一过程中同样导致了区域间的环境不平等问题，对农村、城镇边缘弱势群体的生活环境质量造成了极大的伤害。

风险社会的另一个重要维度是现代科技的滥用。正如哈贝马斯所指出的那样，科学技术已经成为新的意识形态，支配着我们的思想与生活。科技的滥用同样带来了诸多问题。如杀虫剂虽然有助于农业增产，但是由于杀虫剂在食物链中的累积效应同样对人类的生命健康带来了巨大的风险。而科技的发展同样带来了一些诸如核污染、核战争等风险以及克隆、转基因等具有社会争议的科技问题。如2011年3月11日日本福岛由于受到地震影响，核电站发生核泄漏，即使在7年之后：

15 895遇难、2 539人失踪、73 349人依然避难，257吨核燃料堆芯熔化、约100万吨污染水仍难以处理。核事故给福岛带来了更深伤害，让原本物产丰饶、环境优美之地变得令人生畏，至今依然有大片土地被划为“禁区”[10]。

环境与环境正义问题、科技发展及其应用引致的社会问题构成了社会性科学议题的主体，成为当今国际科学教育领域的重要主题与教学形式。社会性科学议题是指由当代科学技术研究开发所引发的一系列与社会伦理道德观念和经济发展密切相关的社会性问题[11]。社会性科学议题具有如下特征：

1.全球性。社会性科学议题涉及诸多具有争议性的全球性问题，如全球变暖、环境污染、转基因、能源利用等。PISA中的科学测试就将大量科学问题设定于全球化的情境中，包括“生物多样性”“人口控制”“大气变化”等，表明这些议题已经不再是仅仅涉及某些群体或者某些地区的局部问题，而是突破了空间甚至是时间的限制，成为在全球范围内普遍存在、亟待治理的重要课题。也就是说，这些议题关涉全世界所有民众的利益。因而，这些议题受到了普遍的关注，关注的主体已经从普通公众、公益组织拓展到政府机关、国际组织等。

多种抗心律失常药物及电复律治疗对左前分支室速效果欠佳，射频消融治疗是唯一根治性方法[7]。部分患者长时间心动过速可出现临床症状，甚至可诱发心动过速性心肌病[8]。尤其对于儿童患者，由于年龄小、体质量也小，射频消融风险相应升高[9-10]，在选择射频消融根治术前，食管调搏作为一种无创的电生理检查方法，对于特发性室速的鉴别与心动过速的终止均有重要的意义，因此，食管调搏可作为紧急终止分支型室速的方式之一。

2.实践性。首先，社会性科学议题是对社会现实问题的回应。随着科学技术的发展，科学技术的社会性与伦理性逐渐显现，如由科学技术引发的全球变暖、臭氧空洞等都成为全球性的社会问题，而不仅仅是科学问题。社会性科学议题将这些问题引入到科学教育中，是对这些社会现实问题的回应。其次，社会性科学议题的教学需要突破传统的教学方式，由于社会性科学议题与社会生活实践密切相关，横跨政治、经济、社会、文化、伦理道德、生态保护等诸多学科，其教学与学习方式也往往涉及社会调查、讨论和争论等，具有极强的实践性。

社会性科学议题的产生与现代性在全球范围内的拓展密切相关。社会性科学议题基于实践、面向实践并且关涉实践。这样，国际科学教育的实践转向在社会层面就遵循着“全球化—现代性的拓展—风险社会—社会性科学议题—科学实践”这一内在的逻辑。

二 政策层面：新自由主义—STEM教育—科学实践

(一)新自由主义教育理念的主要内容

全球化并不是价值中立的。邬志辉教授在2003年将教育全球化的意识形态分为“新全球主义”“新自由主义”“后现代主义”和“反殖民主义”四种类型[12]。其中，新自由主义由发达国家所主导，主要贸易组织和跨国公司共同推动，是当代主流的全球化形式。自上世纪90年代起更是成为管理全球经济和构建世界新秩序的主导意识形态[13]。因此，可以说，全球化的核心是新自由主义全球化。新自由主义在社会领域不断扩展，进入教育领域并成为教育全球化的主流价值趋向。

新自由主义注重教育的绩效主义、市场主义和全球主义取向。新自由主义的教育改革是从攻击公立学校的低效、未能满足市场对人才的需求开始的：“当前的教育制度是完全失败的，教育质量与效率在大幅度倒退，学科标准的降低、‘真正知识’的失落、缺乏有用的技能教授……造成了失业、贫困、经济生产率的下降……”[14]“大企业在创造高技术的就业机会，可我们的毕业生却一点也不具备对路的技能。”新自由主义将市场机制引入教育政策与教育改革实践，教育改革的目的在于追求学校管理绩效、办学效益和教育质量，教育改革的方向是“引进效率型、竞争型的教育体系，以提高学力水平，从而实现教育的卓越性”。

新自由主义教育认为，判断一切知识价值的标准是“市场”， 凡是有利于市场的，必然是有利于社会的，因此，有市场的知识便是有价值的、有用的，没有市场的知识即使再科学也是无用的。市场作为最灵敏的评价指标，可以准确地反映出各种知识的价值和效用[12]。即“学习为了工作”“教育为了就业”“教育必须不断表明各个专业和课程是怎样服务于市场的”[12]全球经济是以跨国公司为主体并且主导的经济，他们是世界经济的领导者，他们最了解市场对知识和人才的需求，因此新自由主义认为，大企业家、贸易商和工厂主应当是当代教育的主导者。教师的职责不过是“将别人做出的决定付诸行动”“教学正被贬为无序的劳动市场的一个商品，决策者对教学本身意味着什么这一问题没有兴趣，对其作出的新计划会对教师或学生的生活质量产生什么影响漠不关心。”[15]19

新自由主义对教育的影响是通过“全球竞争力”这一中介实现的。全球竞争力即决定一国生产力水平的一系列制度、政策和要素，一般用马丁(Xavie S.I.Martin)开发的全球竞争力指数(Global Competitiveness Index)来表征，该指数包括商品市场效率、劳动市场效率等十二项指标[16]。全球竞争力这一符咒使得“教育必须不断表明各个专业和课程是怎么服务于市场的”。并且全球竞争力旨在生产出一套共同认可的，为满足所提出的全球体系统一要求的知识、技能与品质[15]13-14。

(二)STEM教育的新自由主义特征分析

在这里，笔者将结合美国和澳大利亚的STEM教育政策来分析国际科学教育的新自由主义特征。

1.强调经济价值：STEM教育政策的市场主义特征。纵观世界各国的STEM教育政策，其宗旨在于为市场培养创新人才，即STEM教育首先是着眼于市场需求，强调STEM教育的经济价值。如澳大利亚首席科学家办公室2014年发布的《科学、技术、工程与数学：澳大利亚的未来》指出，全球经济正日益发生变化，并且由新技术与智能公司领导。新工业与财富创造的新路径正在涌现。国家各个层面的工作正聚焦于创造新的工作机会并创造财富。而所有这些都聚焦并有待于STEM[17]。而这正是澳大利亚进行STEM教育战略布局的缘由。

美国的《联邦STEM教育五年战略规划(2013)》指出，“长期以来，科学、技术工程和数学(STEM)的发展，对美国国力的各个方面起到至关重要的作用：包括生产更为优良和更加灵巧的产品，改善医疗保健，开发更为清洁和高效的国内能源，保护环境，维护国家安全，以及促进经济增长。”[18]该战略规划首先将STEM定位于其工业或者说其商业价值，即“生产更为优良和更加灵巧的产品”，而“开发更为清洁和高效的国内能源”和“促进经济增长”同样着眼于STEM教育的经济价值。

由此可见，无论是澳大利亚还是美国，均强调STEM教育对于经济或者说商业的促进作用。发展STEM教育主要着眼于应用新技术创造更多财富。

2.指向全球竞争力：STEM教育政策的全球主义特征。各国的STEM教育政策文件均从提升或者说保持美国的全球竞争力的角度论证STEM教育改革的重要性与必要性。如美国2007年的《国家行动计划：应对美国STEM教育体系的重大需求》指出：“建立在科学和工程基础上的美国创造力，带动美国在19和20世纪走在创新与发展的前沿，并改变了其经济基础”“在21世纪，由于面临全球化及知识经济带来的优势和挑战，科学和技术的创新已经变得日益重要。”[18]澳大利亚前首相托尼·阿博特指出，我们尤其重视振兴科学、技术、工程与数学，因为科学是一个国家竞争力的核心。而澳大利亚2014年发布的《科学、技术、工程与数学：澳大利亚的未来》则认为，STEM知识及其应用将会为澳大利亚建构一个更加强有力的、富有竞争力的经济[17]。

也就是说，美国和澳大利亚发展STEM教育的目的或者说内在逻辑在于，通过发展STEM教育，培养大批、高素质的STEM人才，从而推动相关产业的发展，进而促进美国综合国力的提升，最终提升或者说保持美国的全球竞争力。

3.提升就业技能：STEM教育的绩效主义特征。新自由主义的教育改革的重要目标是培养学生工作技能，提升就业能力，并且主张依据证据对相关政策实施情况进行评估。如美国2013年的《联邦STEM教育五年战略规划(2013)》主张：“开展STEM教育研究和评估，寻找表明实践可行性及方案有效性的证据”，并且“联邦STEM教育投资将加大调查研究和项目评估力度，确定并测试实践方法，提高两者的有效性，从而建立改进联邦STEM教育投资的证据基础。”也就是说，美国STEM教育政策主张通过基于证据的绩效评价促进STEM教育项目的有效性。而美国《新一代科学教育标准》列出了学生通过STEM学习所应具有的预期表现(performance expectations)。预期表现通过考查学生能够做什么和知道什么判断他们是否达到了标准的要求[19]。也就是说以STEM形式架构的美国《新一代科学教育标准》同样是绩效主义的。

通过以上分析，我们发现，新自由主义教育主张为市场培养科技人才。以此为指导，STEM教育并不注重传统学科知识的传授，其目标是通过基于真实问题情境的、跨学科的科技活动提升学生的实践能力和就业能力，以促进国家经济发展并提升国家竞争力。如美国“新一代科学教育标准”的核心关键词是“科学实践”，而其课程体系是以STEM的形式组织的。一方面，STEM教育将工程制造与技术设计纳入到科学教育体系中来，另一方面STEM教育以活动为基础，以问题解决式和项目式学习方式等展开教学，注重基于实践的科技教育。这样，科学教育的实践转向在政策层面遵循着“全球化—新自由主义—STEM教育—科学实践”这一逻辑。

三 哲学层面：后殖民主义—本土科学—科学实践

全球化就是资本、信息、知识、观念、人员的跨境加速流动，及其所带来的时间和空间的压缩[13]。可以说，这种观点是对全球化最普遍、最一般的认识。但正如俄罗斯学者C.A.坦基扬指出的那样，“(对全球化的这种看法)虽然是普遍的看法，但它远不一定能充分地反映这一现象的本质”“当今的全球化不管被推向何方，其意识形态都不会是中立的”。甚至有学者将全球化看作是“新的全球殖民主义”[20]。实际上，西方近代自然科学从一开始并不是作为一种全世界范围内普遍遵从的认识自然的范式存在的，而是发端于“意大利、法国、英国、德国和斯堪的纳维亚等构成的小圈子”，也即是说从一开始西方近代自然科学是作为一种地方性知识存在的。

乔治·巴萨拉的研究表明，西方近代自然科学是随着近代欧洲的地理探险和殖民化活动从一种地方性知识走向全世界成为全球范围内普遍认同的知识形态、探索范式和社会建制。他将这一过程分为三个阶段，在第一阶段，非科学(指缺少近代欧洲科学，而并非指缺少“本土科学”世界)社会或国家为欧洲科学提供了资源，这一阶段地理上的探险，使所有在异国土地上收集的植物、动物、矿物标本信息在送回欧洲，以便进行科学研究。第二阶段是形成殖民地科学，随着地理大发现与自然的探险，一系列西欧科学被扩张到殖民地或边缘国家，形成了与“地方性科学”不同的“殖民地科学”，殖民地中的科学家最初都是来自于西欧的殖民地或居住者，他们带来了欧洲科学家的科学资料、实验设备和研究范式。在第三阶段，殖民地科学家的研究工作被处于主要圈子的本国科学家所替代，本土科学家逐渐建构其一个相对独立的欧洲科学范式，解决科学问题、开展科学研究主要依靠自己的力量，进而形成了一个“民族”科学[21]。

这样，乔治·巴萨拉就解构了欧洲科学作为普遍真理的本质。从本质和本源上来说，西方自然科学并不比非欧洲的地方性科学知识更具有优越性和普世性。同时，这种后殖民科学观与科学实践哲学的研究相契合。科学实践哲学认为，传统的科学哲学对科学研究本质的认识的根本错误在于忽视了科学实践的意义和作用，在很大程度上忘记了科学研究实质上是一种实践活动。以往的科学哲学是一种理论优位的，它不仅忽视了科学的一个方面(实验)，而是整体上扭曲了科学的形象和对科学事业的看法[22]。科学并不是表征和观察世界的方式，而是操作、介入世界的方式，亦即是一种接入世界的方式。科学研究是一种审慎的活动，它发生于技巧、实践、工具的实践背景下。劳斯指出，“只有介入世界，我们才能发现世界是什么样的，世界不是处于我们的理论和观察彼岸的遥不可及的东西，它就是我们的实践中所呈现出来的东西，就是我们作用于它时，它所抵制或接纳我们的东西”[22]。

因此，科学不是由概念、规律等构成的理论体系，而是人对自然的认识、探索与介入方式。由此，科学实践哲学必然导致一种多元主义的理念。即一切科学知识的本性都是地方性的，不仅非西方的关于自然的研究和认识是地方性知识，即便是西方近代建构起来的自然科学范式，其本性也是实践的、地方性的。传统科学哲学一开始就把科学知识认定为普遍性的知识，把知识的抽象获得过程视为普遍化的历程，最后的科学知识一定是普遍化的。但是从科学实践哲学的角度来看，科学知识都具有地方性，科学知识普遍化的过程，实际上是地方性知识标准化的过程。这样，后殖民主义与科学实践哲学以科学实践作为中介实现了完美对接与融合，后殖民主义和科学实践哲学都是建立在对科学本质认识的实践转向基础上的。后殖民主义科学又称为“技科学(techno-science)”，强调科学的地方性、实践性和非普遍性。

科学本质观是科学课程组织与呈现的深层指导思想。以后殖民主义和科学实践哲学为指导的科学教育必然注重科学的实践品性，即反对传统的、西方的、理论取向的科学教学，而是以跨学科的形式组织的、学生参与的科学教学方式展开，并且注重与本土科学尤其是本土生态学知识建立联系。这样就形成了国际科学教育实践转向的哲学逻辑，即“全球化—后殖民主义—本土科学—科学实践”。

四 结束语

以上，我们从全球化出发构建了国际科学教育实践转向的三重逻辑模型，通过这一模型我们发现，实践取向的科学教学建基于社会性科学议题、STEM教育和科学实践哲学的基础之上，这对于我们的科学课程教学具有多方面的启示。

1.基于STEM理念编写的科学课程标准和科学教科书，应当以跨学科的实践活动的形式组织和编写，即它应当是基于问题或者项目的，而不是以传统的学科知识的形式组织与呈现。如果按照我国以往的学科知识范式编写科学或者理科教科书，则有悖于STEM教育的核心理念。也就是说，以STEM教育理念编写的教科书应当打破原有的以学科知识的组织形式，代之以真实问题情景、跨学科的形式，从而有助于学生基于项目的和基于问题的科学学习。

2.以科学实践理念指导下展开的理科教学，可以以社会性科学议题、STEM或者地方性科学知识等作为载体。并且三者并不是截然分离的，如社会性科学议题可以与地方性知识(环境调查、生态修复等)相结合，STEM教育同样可以与地方性知识相结合，如展开一些具有地方特色的科技小制作活动等。

3.STEM教育政策以新自由主义作为指导，而新自由主义的市场化的倾向必然导致STEM教育重视能力训练，忽视科学与文化、社会的联系，并且可能导致学生对科学与技术关系的模糊认识[23]，因此基于STEM教育理念设计的科学课程教学有必要加入人文方面的元素，从而弥合长期以来所形成的科学与人文两种文化的隔离与断裂。