社会性科学议题教学在中学物理课程中的实践探索*——以“核能供暖，可行吗”议题为例

邹韩仕

(汕头市澄海苏北中学 广东 汕头 515829)

社会性科学议题(Socio-scientific Issue,简称SSI)，是指因科学技术的发展与应用，而对社会产生冲击和影响的议题.它对社会所带来的影响具有争议性，其引发争议的原因来自人们彼此间对该议题所持立场不同而导致价值上的冲突.社会性科学议题不是只着眼于科学知识的传授，而更注重于对政治、经济、社会、价值、道德、伦理和情感等方面[1],具有集社会性、科学性、伦理性与开放性于一体的特征[2].社会性科学议题是一个综合性的问题，可按照议题的内容属性(包括环境生态、伦理道德、人类健康、资源使用)和议题中所涉问题的地区属性(包括全球性、国家性、区域性)加以划分[3].如中学物理课程中的核技术应用、江河大坝修建问题，既涉及国家(地区)能源的开发利用，又关联着人类健康安全、环境资源生态保护等一系列问题，即是一个议题内容多维、涉及区域广泛的综合性系统问题.

1 社会性科学议题的教学价值

1.1 落实育人使命 促进全面发展

《中国学生发展核心素养》涵盖文化基础、自主发展、社会参与3个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，其核心是培养“全面发展的人”.在科学与技术飞速发展并与生产生活紧密结合的今天，人们需要认真考虑科学技术的发展与自然和人类社会相互制约的关系.社会性科学议题牵涉层面广泛，涵盖人与自然、个体与社会、现实与未来等诸多领域，这些议题在中学物理课堂中的适时引入，将对引领学生学会理性思考，提升其审视各种争端、直面诸多问题、剖析不同行为的辩证思维能力，促进其利用物理学等科学知识解决问题，促进其有深度地、有见解地发表自己的正确观点，提升其伦理道德和社会责任感，落实“立德树人”根本目标，有着特殊的价值.

1.2 推动学科融合 深化科学认知

社会性科学议题将科学、技术和社会深度融合，其内容既涵盖科学技术的应用，又涉及一系列的伦理道德观念，呈现出一定的时空宽度和学科跨度.面对复杂开放的争议性问题，其解决之道决非单一的学科知识，而是需要调取多学科知识并加以协同综合运用.引入社会性科学议题，通过创设多学科融合的真实情境，可以打破学科之间的壁垒，有利于学生系统地将物理学等多学科理论知识加以嵌入、关联、整合，以便综合运用解决面对的真实问题.学生在解决问题的过程中，也将逐渐深化对物理等学科知识和科学本质的认知与理解.

1.3 促进深度学习 培育高阶思维

深度学习发生与否的主要特征是学生是否实现经验与外在知识的相互转化、是否全身心主动投入学习、是否掌握教学内容的本质属性与内在联系、是否将所学知识转化为社会实践、是否能对所学知识及其过程进行评判[4].社会性科学议题的基本特征与深度学习的内在要求高度契合，学生参与社会性科学议题的过程，实质上就是深度学习的过程.另外，社会性科学议题的解决通常要通过非形式推理的过程来解决.非形式推理模式是个体处理和解决结构不良问题时常用的思维方式[3]，是一种高阶思维.在课程中引入社会性科学议题，议题的争议性给学生提供了很大的论证空间，学生通过搜集证据、辩论讨论，以证明自己的观点，可促进非形式推理能力的发展.

2 如何把握中学物理课程引入社会性科学议题教学的适切性

为什么要选择这个议题，什么时候引入这个主题，是一个逻辑起点的问题.社会性科学议题的选取及引入，一定要综合考虑“科学”与“社会”两个背景，要充分考虑议题情境的真实性；议题必须是与社会生活、伦理道德、经济发展等问题密切相关的社会性问题；议题要涉及与学科教学相关的知识和内容，具有与学科教学、学科知识紧密的关联性，既能涵盖学科核心知识，体现学科思想方法，又能承载学科核心素养.《普通高中物理课程标准(2017年版)》对“原子与原子核”这一部分内容有着这样的具体要求：关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响[5].基于此，学生在学习了粤教版高中物理选择性必修第三册第五章“原子与原子核”这一内容后，笔者及时将教学内容与社会生活进行有机链接，将其转换提升为议题资源，引导学生从课堂走向社会，去进一步了解和关注核技术在生活中的具体应用，并结合当前能源危机、区域限电这一社会性热点问题，适切地引入了“核能供暖，可行吗”这一议题.议题既契合学生的科学认知基础，又缘自学生真实生活，贴近学生学习最近发展区，有利于激发学生主动参与议题的积极性.实践证明，学生在参与经历这个议题的过程中，对原子物理知识的结构化与系统化，对核能本质的理解，对物质观念、运动与相互作用观念及能量观念的建构与深化，对物理科学思维方法的运用，对物理学等多学科知识的综合应用，对道德观念的认知与发展，都发生了积极的变化.

3 中学物理社会性科学议题教学的实施模式探析

3.1 中学物理社会性科学议题教学的教学流程

中学物理社会性科学议题教学的实施推进，需遵循一定的逻辑和路径.可把握“以情境为驱动，以问题为牵引、以解决为焦点，以升华为关键”这一基本逻辑主线，从纵、横两个时空维度逐层拓展、深化，其教学流程如图1所示.其中，课前的情境展示是整个SSI教学推进展开的逻辑起点，而对“利与弊”的寻找、论证、认知应当作为教学推进的中心.

图1 中学物理社会性科学议题教学流程图

实施过程包括课前、课中和课后3个基本环节.不同阶段采用的教学形式会有所不同，不需拘泥于某种特定形式.课前关键要结合学生实际，创设真实的问题情境，适时引入主题、确立议题、搜集资料、生成问题、发现利弊，学生可先画出思维导图，初步感悟决策的复杂性，从而对“利与弊”的搜集与整理逐渐具象化.课中重点是以问题链(问题串、问题簇)为牵引和驱动，引导学生围绕寻找议题的利与弊进行科学推理与论证，学生在辩论、碰撞、反思中，经历“认识→实践→再认识→再实践”的螺旋上升过程，对“利与弊”这一核心问题的认知将逐步深入，有利于理性思辨、问题解决及科学决策等能力的发展与提高.课后要着力于引导学生进行反思总结，以便对论证过程中运用的思维、策略进一步反思凝练、迁移应用进而解决新的问题.可让学生通过撰写小论文、再度画出思维导图、撰写科学分析报告等多种形式内化升华，教师再结合学生在整个过程中的表现予以动态多维评价，从而促进学生能力的动态发展及价值观的内化升华.需要特别指出的是，社会性科学议题教学实施过程中，学生与教师在教学中的功能定位也应明确区分，各有侧重(见表1).

表1 中学物理社会性科学议题教学形式及师生活动要素

教师此时需要由台前退到幕后，由知识的“权威”、教学管理的“控制者”，转变为学生学习的协助者、引导者、协调者，议题反思的促进者、中立者；教师要由传统的“教”转向聆听、观察、指导.另外在教学准备上，教师需要给予学习者自主收集信息、分析数据的机会，包括信息技术的支持与帮助.在学生论证和做决策的过程中，教师需要给予脚手架，不仅要帮助学生理解必要的学科知识与概念，还应帮助他们掌握科学探究、推理论证、决策制定、信息辨识等科学技能，指导学生养成科学辩证看待问题的科学态度与道德情感，帮助学生参与高阶思维活动，这些都给教师的传统教学带来了新的要求和挑战.

3.2 中学物理社会性科学议题教学的实施要素

下面结合“核能供暖，可行吗”这一议题的实践，分析阐述社会性科学议题在中学物理教学中的实施要素.

教学中，笔者以播放山东省海阳市冬季“核能供暖”的视频资料为教学切入点，引导学生以小组为单位，分别认领“海阳市民”“海阳市长”“热力公司代表”“核能电厂代表”4个不同角色.学生结合不同的角色需要，重点围绕资料、主张、理由、论据、反驳等论证因子，对“核能供暖”的社会背景、“核能供暖”的“利与弊”“核能供暖”的可行性从科学、社会、经济、环境等角度展开一系列的探究论证.实践证明，为发挥SSI教学的价值，促进教学有序、有效推进，教学中要着重把握下面3个实施要素.

3.2.1 凸显问题设计的关联性

具有逻辑关联性的问题是社会性科学议题探究论证的牵引与纽带.教学中，笔者引导学生在感知情境的基础上，结合角色扮演需要，提出生成一系列具有内在关联的问题(见表2)，问题涵盖不同维度，如凸显科学本质、学科融合、价值判断、思维发展等不同要素，并以此为任务，驱动牵引学生围绕问题进行深入论证.

表2 “核能供暖”议题关联性问题设计示例

续表2

3.2.2 引导论证角度的开放性

社会性科学议题的开放性特征，决定其探究论证需要从多个层面、多个角度进行.例如议题产生的背景和原因，相关行为的结果和影响，可能采取的方法和措施，评价方案的理由和依据，等等，其论证的角度应呈现多向性、开放性，可涉及科学本质、技术应用、环境生态、经济、政治、社会、历史、道德等多个层面，虽然在准备的阶段及论证的过程中结果无法统一，也无须达到统一，但学生在论证争议、阐述观点、决策辩论的过程中，由于牵涉角度广泛，视野变得开阔，思维得到了发散，既要放眼于国家社会这些宏观问题，又要聚焦于核物理等微观知识.在“核能供暖，可行吗”这一议题的实施过程中，笔者发挥引导协助的角色，引导学生从核能的科学本质入手，以“利与弊”为牵引点，从能源、生态、经济等多个思考维度搜集材料(见图2).

图2 “核能供暖”议题论证维度思维导图

从中发现利弊、认识利弊，进而论证利弊、权衡利弊，再而求同存异、科学决策.辩论过程中，也应注意及时加以调控，避免学生陷入跑题与走场作秀导致议题被“虚化”的怪圈.

3.2.3 倡导反思评价的多向性

反思评价是社会性科学议题教学的重要一环.如何检视、评估学生在社会性科学议题教学中的表现及获得的知识进阶与能力发展，需要结合学生实际[6]，建立制订合适的评价量表如表3所示.

表3 “核能供暖，可行吗”社会性议题教学过程性评价量表

评价量表的制定既要体现过程性，也要体现总结性，具有动态、多向的维度；评价应渗透整个教学教程，课前、课中、课后可分别重点体现诊断性评价、形成性评价和总结性评价，另外，反思评价不应只局限于教师评价，也可以是学生自评(反思)或小组(同学)间互评，以评价促反思，由反思促升华.

评价量表兼具评价与导向的双重功能，不仅要让学生认识整个社会性科学议题探讨和践行过程中需努力的目标，也要作为教师(学生)对学生(同伴)的表现进行动态评价的依据.在课前，笔者将评价量表先提供给学生，让学生有较为系统的认识和了解，既是一种操作的参照和示范，也对激发学生学习动机，促使学生积极思考，增强学生主观能动性发挥了积极作用.此外，笔者在对学生进行评价时，特别注意依据评价量表把握教育时机，及时指导帮助学生解决问题，如山东海阳采取“核能供暖”是基于一种什么样的背景，取得了怎样的社会效益，为化解市民对“核能供暖”的担忧，政府和技术部门分别需要做好哪些方面的工作,另外，作为一个普通公民，应当如何在环保节能等方面以身作则，等等.

4 结束语

社会性科学议题在中学物理课程中的落地与实践，仍受课程设置、教学进度、师资水平、学生层次等诸多因素的制约和影响.但其对提升学生对科学本质的理解和批判性思维的培养，对学生发现问题和提出问题的意识和能力的培养，对提高其对话和论证的能力，提升其反思性判断的能力，促进其道德和伦理观发展，丰富其科学知识、培养其科学态度和决策能力，激发其情感推理能力[7]，无疑具有非常特殊的功能与价值，随着课程改革的深入推进，社会性科学议题教学必将对中学物理教学带来深远的影响.