做好科学教育加法以社会性科学议题学习促立德树人

林静

极端天气频发，全球变暖，海洋酸化，日本核污水入海……面对诸如此类的社会性科学议题，我们意识到现在所处的世界并不平静。凭借科技进步，人类宣称进入现代化社会，但又不得不面对各种资源枯竭、环境危机以及价值观、利益冲突等，思忖人类自己与地球的可持续发展问题。彷徨于科技崇拜与科技批判，人类需要全面反思自己所秉持的人地观和科学观，考量下一代的教育问题。

社会性科学议题（Socioscientific Issues，SSI），是指与科学、技术密切相关的复杂社会问题，例如气候变化、能源枯竭、食品安全等，关乎人类与地球的可持续发展。将SSI引入中小学课堂，组织学生开展社会性科学议题学习（SSI-based Learning，SSI-L），旨在通过创设与现实密切相关的真实情境，鼓励学生综合运用科学、技术、经济、政治、道德、法律等多学科知识，解决结构不良问题，在一定程度上弥补了学校教育中教学与现实分离、学校与社会脱节的短板，让学生有了学以致用与跨学科学习的机会。议题学习中涉及的科学论证、科学推理、科学建模、道德推理等探究实践，能够培养学生的高阶思维、创新意识与道德品质，五育融合地发展学生核心素养。因此，联合国教科文组织、国际科学教育界、国际大型测评项目PISA等一直倡议以SSI-L来提升学生的科学素养与终身学习能力。下文着重从三个方面来论述我国中小学推行SSI-L对于深化素质教育、落实立德树人根本任务、满足人才培养需求、助力科教兴国战略实施等方面的重要价值与独特作用。

地球“人类世”对科学与人文融合的素养诉求

人类正在成为影响地球表层地质变化的巨大力量。2000年，诺贝尔化学奖得主、大气化学家保罗·克鲁岑（Paul Crutzen）提出“人类世”（Anthropocene）新地质年代概念，并得到学界认同。与大气化学家发现的18世纪后期大气中二氧化碳和甲烷浓度开始显著上升的现象相呼应，21位地质学家的地层学研究结果表明，18世纪末以来的地球表层确实发生了显著变化，这也正对应着瓦特改良蒸汽机、人类开启工业革命之时。

“人类世”概念的提出，首先警示人类要反思人地观与科学观。自工业革命以来，人类俨然以地球主人自居，以利己为出发点大规模开发和利用大自然。而大自然的反馈及自我修复活动，足以告示：人类与其他物种一样，只是地球家园的居住者之一。转变观念，与自然环境、其他物种和谐相处，崇尚天人合一的人地观，是人类破解各类棘手SSI、实现可持续发展的一大前提。在科学观方面，逻辑实证主义主导的科学哲学长期存在科学“价值无涉理想”，视科学是客观中立的，忽略科学的社会作用与社会价值，以及科学家的价值取向，简言之，就是忽略科学的人文要素。事实上，正如美国学者道格拉斯（Douglas，H.E.）在《科学、政策与价值无涉理想》中所指出的，科学在国家建设与社会治理方面一直发挥着重要作用。与人文一样，科学也是人的主观产物。科学创造与科学应用是价值有涉的——包括文化、道德、经济、政治等人文要素，科学与人文并非二元分离而是相互交融的。

已有教学实证研究显示，学生通过SSI-L能树立和谐发展的人地观与融合人文的科学观。例如组织学生研讨雾霾解决方案，让学生分别扮演企业主、工厂工人、年轻父母、气象学专家、呼吸科医生、环保局专家、分管经济/医疗/环保的市领导等利害相关者的角色，从不同立场、不同视角开展辩论与协商。由此，学生可察觉并认同科学和科学应用所具有的主观性及其社会价值与社会作用，从而使被忽视的科学态度与科学精神、科学伦理与环保责任等人文要素回归于科学观之中，树立促进人类与地球可持续发展的人地观和科学观。

助力中国式现代化的科学素养内涵发展需求

中国是人口大国，在从全面小康迈向全面现代化的新征程中，提升公众科学素养、建设人才强国是关键路径。儿童青少年是社会主义现代化强国的建设者和接班人，为其做“科学教育加法”，首先要回答“加什么”的问题。这是目标与内容的问题，与科学素养内涵理解有关。

在二十世纪五六十年代，当科学素养作为大众科学教育培养目标而被提出时，对其的解释是“理解科学及其在社会中的应用”。具体而言，就是应知应会科学知识与科学过程并理解科学本质，也即看向科学内部的愿景1，是对科学本体的理解；另外，是理解科学应用以及科学、技术、社会三者之间关系，也即看向科学外部的愿景2，是对科学应用的理解。随着类似有机杀虫剂DDT这类因科技发明和应用而引发社会争议的各类复杂SSI的不断产生，我们不能指望有人能具备所有现代科学知识与各种专业能力来应对这些复杂棘手的问题，而是需要依赖他人分享知识以及各类专业共同体来解决问题。因此，人们还需要理解其所处环境中为集体共有的、应用于群体的科学，也即看向科学的社会性的愿景3。比如，各国采取各不相同的新冠肺炎防疫措施，就与其具有不同的群体科学素养水平有关。

如果说愿景2要求人理解日常情境下的科学应用，愿景3则要求人理解复杂问题情境中科学应用所涉及的社会政治、环境正义以及道德生活中的关爱伦理等问题，对于解决当下人类所面临的自身与地球可持续发展问题至关重要，也是中国式现代化的关键元素。

SSI-L可谓是为达成愿景3而量身定制的。以学生研讨雾霾问题为例，从科学的角度来理清雾霾产生的原因并提出防治措施不难，难的是如何引导与监督相关人员将环境利益置于首要位置，宁可增加各种成本也要减控污染物的排放。为此，学生会理解：往往是群体科学素养水平决定了雾霾问题的解决，而不是仅靠科学原理。当学生协商雾霾涉及的社会经济、政策法律、环境正义以及社会治理等问题时，其科学素养便能够在愿景3的层次得以养成和发展。

立德树人促学生核心素养发展的教学需求

“科学教育加法”怎么加，这是教学问题。为深化素质教育，加大力度转变知识为本的教学模式，新课标提出了核心素养培养目标，强调课堂教学通过整合知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标来发展学生素养。科学课程标准提出了科学观念、科学思维、探究实践与态度责任四类核心素养。科学观念唯有在探究实践中经过科学思维加工才能形成，通过听、记、背得到的只是术语和名词，难以实现对科学观念内涵的理解和迁移运用。科学思维是科学学习之“魂”，其只有在运用科學概念与科学方法、提升科学观念与态度责任的探究实践过程中，才能得以锻炼和发展。没有不涉及科学观念、科学思维的探究实践。态度责任则需在富含思维碰撞和观念冲突的探究实践经历中养成。因此，促进学生核心素养发展的课堂教学不能只让学生“偏食”知识或能力，而应“营养均衡”地为学生提供三维整合的学习机会。

国际大型测评项目PISA一直呼吁要以SSI为情境发展学生的科学素养。组织学生开展SSI-L，是促进学生三维整合学习、核心素养发展的有效方式，同时也是促进教师核心素养发展、专业能力提升的有效途径。教学变革，需要教师观念与行为上的改变。首先，来自现实的议题促使教师将教学与实际相联系，而不是以考试为教学指挥棒；其次，议题的争议性与不确定性，迫使教师放弃“传授标准答案”，为学生提供探究实践的机会；再次，议题的解决涉及多学科知识与方法，驱动教师与时俱进地开阔视野、更新知识储备，提高强化学生跨学科概念与能力的教学能力，胜任人工智能时代下的教学。

概括而言，SSI-L为学生提供了探究跨学科、复杂、开放性问题，移情、共情不同立场与文化价值取向，体验冲突与协商的学习路径，从而促进学生多学科素养的融合发展，是落实立德树人根本任务的有效方式，也是培养勇于担当的未来高素质公民的重要路径。在世界变局加速演进的当下，中国式现代化的建设正需要这样的人才，既要具备解决各种复杂问题的理性思维与实践能力，也要拥有心系天下、以仁存心的人文精神，从而以大国之力助推人类与地球可持续发展，创造更加美好的未来。