基于社会性科学议题的跨学科学习设计框架与教学要点

社会性科学议题（Socio-Scientific Issues，简称SSI）是指与科技相关的社会问题，具有深刻的社会影响力，集社会性、伦理性、科学性和开放性等特征于一体[1]。解决任何一类社会性科学议题，需要人们综合科学、经济、政治等多学科视角，经科学论证、科学建模等科学实践，以及道德推理等批判性分析，在合作协商中探寻创造性、系统性的合理方案[2]。组织学生开展社会性科学议题的学习与研究，可贯通学校和社会场域，引发学生关注全球变暖、雾霾等与人类息息相关的现实议题，在批判、反思和实践中形成社会责任感和可持续发展的意识与能力。社会性科学议题涉及个人态度与价值取向，可使学生经历伦理道德与文化价值观等方面的冲突与碰撞，在道德推理和群体协商中发展同理心，形成科学的价值观与人生观[3]。尽管围绕某一社会性科学议题，科学取向、经济主导、社会本位、道德优先等不同立场相互交错，但社会性科学议题的本质归属是科学与技术，学生需要通过社会性科学推理、论证、建模等思维与实践提出解决方案，发展科学观念和高阶思维能力[4]。社会性科学议题也是结构不良、无固定答案的问题，要求学生综合运用跨学科概念与实践，创造性地提出解决方案，在自主合作探究中提升创新思维能力。因此，社会性科学议题是五育并举、整合性发展学生核心素养的良好载体。

鉴于社会性科学议题的独特育人价值，3年来，我们与来自多省市的中小学合作，组织学生开展基于社会性科学议题的跨学科学习活动。合作项目称之为“社会性科学议题学习”（Socio-Scientific Issues-based Learning，简称SSI-L），旨在强调与提醒学校和教师在设计与实施这类活动时，务必凸显学生的主体地位，引导学生自主合作探究开展学习活动，借此发展学生学科核心观念与跨学科概念，培养伦理道德、科学实践能力与创新意识，提升社会责任感和可持续发展意识与能力。3 年来的实践研究取得了一定的成效，合作学校能架构基于议题的跨学科学习框架，但在付诸课堂教学实践方面，仍存在诸多困难。借鉴国际基于议题的教与学的已有研究成果，本文尝试提出社会性科学议题学习的设计与教学的理论框架，供中小学通过基于设计的迭代循证研究（Design-based Research， 简称DBR）[5]，进一步探索如何以社会性科学议题学习贯彻立德树人教育目标，促进学生核心素养发展。

社会性科学议题学习的设计框架

基于对社会性科学议题育人价值定位与文献研究，本文以遵循学生认知规律、围绕重要概念、指向学生素养发展为三大原则[6]，提出素养取向和证据驱动的社会性科学议题学习设计框架，包括探索、分析、设计、评价和精致5 个要素或阶段[7]，具体如下。

在探索环节，首先确定一个满足社会性、科学性、开放性与伦理性的议题，议题应具有争议点并适合学生水平，使学生有内容可“议”且有能力“议”。接着围绕议题设计主驱动性问题和分解后的子驱动性问题，形成具有内在逻辑顺序、符合学生认知发展的问题链。最后联系课程标准，围绕相应课程标准要求与内容架构社会性科学议题学习的基本立意与顶层目标，设计出表征跨学科学习路径的星形图（如图1）。

在分析环节，一是进一步关联课程标准中的具体要求，设计整合知识、技能、情感态度价值观的三维学习目标，体现社会性科学议题学习对发展学生核心素养的价值；二是设计指向学习目标的评价方案，结合形成性评价和终结性评价，收集学生学习中的各类数据。

在设计环节，一是组建成员相对稳定的跨学科合作教师团队，跨学科备课与授课，以充分挖掘议题的育人价值，提升学生跨学科学习的广度与深度；二是圍绕跨学科概念和学科核心观念设计驱动性问题，构建有机关联的系列活动，为学生提供深度思考的机会；三是设计具体活动方案，联系学生实际的问题情境，引发学生的认知冲突，创设机会供学生对探究体验进行抽象概括并迁移应用所学的跨学科观念和实践能力。

在评价环节，一是对课堂教学实施观察，聚焦学生的表现，结合访谈和过程性测试等数据进行评价，提供反馈；二是对活动设计进行整体评价，突破单一的评价方式与评价主体，采用多方维度的测试视角，采用纸笔测试、书面论证等多样化评价方式。

在精致环节，首先是反思社会性科学议题学习的整体设计，从遵循学生认知规律、围绕重要概念、指向学生素养发展这3 个原则审查各环节的匹配与拟合程度。接着基于证据改进各部分的设计，进一步联系实际凸显议题的跨学科学习价值，确保课堂以学生为主体，优化驱动教学的评价任务。最后遵循社会性科学议题学习的设计模式，迭代设计新版本，强调下一轮真实情境运用中需要改进之处。

社会性科学议题学习的教学要点

社会性科学议题学习的教学应是一种学习者中心的课堂模式，以建构主义学习理论为基础，与学生发展核心素养的教学理念相一致。其基本程序可以是首先引发学生对所学议题的认知冲突，以一系列驱动性问题引导和推动学生的个体学习和协作学习，接着以社会性科学实践与道德推理等推进学生思维上的抽象概括，支持学生制订方案或研制产品以探究和解释问题，最后允许学生在新情境中迁移运用自己的方案或产品，以进行精致、评价与完善。另外，教学宜充分利用可获取的辅助资源，如计算机、网络和实验室等。

尽管教育界广泛倡议开展基于议题的教与学，但尚未构建系统性的教学模式。在已有的基于议题的各类教学成果中，本文着重剖析以下4 类跨学科实践教学要点，供大家参考借鉴。

社会性科学推理

2022 年版的科学课程标准强调培养学生的科学推理，让学生参与有目的的科学知识构建和使科学理论与证据协调的高级思维活动，从而修正和重构学生关于世界认识的理论。有别于以演绎、归纳等逻辑进行的形式推理，当面对结构不良的争议性问题时，学生可能从多个视角推导出某观点的合理性，此时非形式推理就发生了。社会性科学议题为学生开展非形式推理提供了复杂情境，允许学生从多角度分析议题，持续探究议题的各个方面。此后，社会性科学议题情境下的非形式推理被称为“社会性科学推理”（Socio-scientific Reasoning，简称SSR）[8]。

在围绕社会性科学推理的教学中，学生首先聚焦于一个社会性科学议题开展讨论和初步探究，以激活已有经验。接着，学生思考使议题变得复杂而有趣的科学和社会交互作用，探索对议题持有不同观点和兴趣的利益相关方的各种资料，从不同角度批判性分析议题——通过科学探究理解议题所涉及的科学知识与观念，并思索使议题变得难以解决的社会因素。

围绕社会性科学推理的教学活动需要支持学生不断反思和完善与议题相关的个人信念或观点，鼓励学生使用信息和通信技术开展学习[9]。

社会性科学论证

学习应体现伴随知识建构的话语互动，让学生在观察、数据、文本和理论之间展开辩证式的对话。当学生用理由和证据对主张进行辩护时，论证就发生了[10]。社会性科学论证（Socio-Scientific Argumentation， 简称SSA）是在社会性科学议题情境下开展的论证，既涉及科学概念，又体现科学与伦理、经济、政策等社会因素之间的互动关系[11]。

社会性科学论证教学强调基本结构和对话过程，将口头论证和书面论证视为协同的认知工具，使学生想法外显化、系统化。社会性科学论证比科学论证更具挑战性，学生需要同时论证和协商社会性科学议题的多个方面，从而作出决策。为将学生论点置于决策过程的中心，社会性科学论证教学强调权衡与协商的过程。

在了解社会性科学议题情境信息和不同利益相关者的兴趣后，学生从不同角度独立发展和辩护论点，根据理由及其权重在各项论点间协商，接着在集体讨论中合作建构与相互批判，使不同个体的观点相互碰撞和发展，最后学生再一次独立发展、完善和明确自己的观点[12]。

基于议题的科学建模

为了更好地理解和预测自然现象，学生需要科学建模，创造一种可视化的表征，以捕捉和简化某一系统的关键特征。科学建模包括模型的建构、使用、评估和修改这4 个要素或阶段。学生首先根据先前的证据和理论建构模型；接着使用模型说明、解释和预测现象，这一阶段形成的证据将用于比较和评估不同模型的解释力和预测力进行；结合其他证据或方面，学生最后修改模型，以准确地表征和解释现象中的模式，预测新现象[13]。

将科学建模置于社会性科学议题情境中，不仅促使学生在综合复杂的社会情境中使用科学知识，系统关联科学与社会的相互作用，认识到科学在解决复杂议题方面的局限性，而且允许学生在不同学科的现象或系统之间建立联系，更好地理解“能量与物质”“系统及系统模型”等跨学科概念[14]。开展這类活动时，建模可以贯穿整个活动，使学生参与整个建模周期，也可以是建模4 要素中分段的课堂活动，学生只需要参与其中的1 个阶段。

基于议题的道德推理

在“德育为先”的教育理念下，学生有必要开展道德推理，确定在特定情况下哪种行为在道德上是可取的并使用批判性思维捍卫立场。社会性科学议题创设了道德困境，学生需要基于自己的立场考虑不同决策所产生的情景，识别和评估科学所提供的行动方案所造成的伦理道德后果[15]。

学生可能会产生偏向个人价值的不恰当推理。教师可以指导学生遵循一定步骤，作出关注价值判断且深思熟虑的决策。学生首先明确已知事实和需要获取的信息，考虑议题所涉及的利益相关者及其立场，接着识别存在冲突的道德原则和价值，提出多种备选方案及其理由，分析每种方案带来的后果并权衡利弊，最后经过集体协商作出合理的决策[16]。由于道德是造成议题复杂的一个非科学因素，基于议题的道德推理往往与社会性科学推理等实践一起发生，且认知发展是道德发展的必要条件[17]。因此，基于议题的道德推理与社会性科学推理、社会性科学论证、科学建模不是完全分离的，而是相互交织、共同发展学生素养的实践活动。

最后建议学校采用基于设计的研究范式，聚焦学校在设计与实施社会性科学议题学习方面的疑难点，将社会性科学议题学习的设计与教学模式的理论设想应用于真实学校教学情境，并运用量化和质性分析方法加以检验，从而通过“设计、实施、分析、迭代”的迭代循证研究，建立富有校本特色的理论模式和优质实践成果。为此，学校拟设置实验班与对照班，可以是不相等控制组前后测设计，收集过程性数据，并通过数据分析结果不断驱动社会性科学议题学习的设计迭代优化，提高教学实效性，发挥社会性科学议题学习在发展学生核心素养、提升教师专业水平、贯彻立德树人根本任务上的深远影响与重要价值。

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