科学态度与责任素养的教育价值及其养成途径

2024-07-13 06:31翁庆双蔡铁权
物理教学探讨 2024年6期
关键词:教育价值科学教育教育改革

翁庆双 蔡铁权

摘   要:随着基础教育课程改革的积极推进,科学教育成为当今教育改革和发展中关注的焦点,科学态度与责任素养也纳入教学研究和实践的重点。在阐述了这一素养的内涵和理论构架后,又论述了它丰富的教育价值和多样的养成途径,并以SSI教育为案例进行了养成途径的阐释。对科学态度与责任素养这样的多视角观照、多维度理解、多方向开拓和多方面的思考,为这一素养的深入理解和教学实践中的有效落地提供依据和参考。

关键词:科学教育;教育改革;科学态度与责任;教育价值;SSI教育

中图分类号:G633.7 文献标识码:A     文章编号:1003-6148(2024)6-0005-5

“态度责任”不仅是义务教育《科学》课程核心素养的重要组成部分,而且也是基础教育阶段各理科课程核心素养不可或缺的内容。既是公众科学素养的核心内容,也是新时代人才所必不可少的内涵组成。我们在《探赜科学态度与责任素养》一文中[1],阐释了科学态度与责任素养的内涵与结构,构建了这一素养的理论基础,表达了我们对科学态度与责任素养的认识与理解,诠释了科学态度与责任素养的理论内涵与理论依据,从理论上对这一素养进行了深度解析,深化了对这一重要的学科核心素养的本质认知。在此基础上,我们在本文中进一步阐释了科学态度与责任素养的教育价值,从学科的视角,观照这一素养在学科教育中的地位和学科教育功能,对科学态度与责任素养在具体学科教育中有一个正确的定位,引起一线教师对此素养的高度关注与重视,从学科教育的不同维度去审思、去认识。当然,我们还不能仅仅停步于这种理念或意识上,重要的是要在学科教育的实践中有效落地。为此,我们对科学态度与责任素养的养成途径进行了探索,基于我们的理论研究与实践经验,提出了多种可行的途径,对学科教育中落实这一素养提供了我们的见解。科学态度与责任素养的内涵丰富,理论基础宽厚,教育价值高远,实践途径多样,我们企盼科学态度与责任素养在基础科学教育的学科实践中能得到应有的重视,其育人功能能得到充分发挥。

1    科学态度与责任素养的教育价值认知

在科学教育中,要对科学态度与责任素养正确定位,在教学中设置切实有效的教学目标,在具体的教学实施中做到真正落实,在教学评价中能凸显出这一素养,必须明确科学态度与责任素养在教育中的地位,清晰地认识它的教育功能。

培养富有道德的一代新人。自然科学,特别是物理学,蕴含着丰富的学科思想和方法论。近代物理学发展以来,从哥白尼、伽利略、牛顿直到爱因斯坦、霍金,在他们对物理学作出划时代的杰出贡献时,他们的科学思想、物理观念常常与众不同,在他们做出震惊世人的一流成果时,他们所具有的别具一格的思维方式、洞察事物本质的能力,所采用的方式和方法,都是今天用于物理教育的理想素材。他们对科学研究的专注精神,为科学事业作出奉献的精神,藐视名利金钱、不畏权威的科学态度,对科学发展和人类进步的责任担当,都是作为科学伟人而成为一代楷模和道德榜样。“两弹一星”元勋邓稼先、郭永怀、钱学森等,中国的杰出科学家李政道、吴健雄等,他们的人格魅力、爱国情怀、科学业绩将永远激励年青一代和莘莘学子奋发向上。中国当代科学技术的迅速崛起,在一些科学技术领域跃入世界先进行列,如量子计算、量子通信、铁基超导等,是增强学生文化自信的最具有说服力的资源。

培养有科学素养的现代公民。我国公众的科学素养需要尽快提高。纵观世界各国对科学素养的定义,一个重要的趋势是注重科学与社会、科学与人类、科学与技术各范畴之间的关联,强调人的身心、智力、敏感性、审美意识以及个人责任感、精神价值等方面的发展,强调发展个性的多样性、自主性和首创精神[2]。这些内容与英国皇家学会主持起草的文件《公众理解科学》所强调的要理解科学的知识体系,发展科学思考的方法,通过参加科学活动而获得动脑和动手的能力,理解科学、技术和社会的相互关系,了解科学的历史等是一致的[3]。

形成科学世界观。世界是信念的体系,是人与环境不断交往过程中,所形成的认知、观点、信仰和理想的相互作用,形成个人的世界观,而其中的观点、信仰和理想中主要体现的是科学态度与责任。在中小学的科学教育中,科学态度与责任的培养是潜移默化的,是在科学教学的过程中不断体验、不断反思,然后通过个体的不断建构才得以完成,这种体验、反思和建构就与个体的世界观息息相关[4]。

具有强国富民的责任担当。科学态度是人类发展进程中逐渐形成的一种宝贵的精神财富,是个体对自然界、科学世界和社会所持有的基本态度,科学态度反映了一个人的人生观和世界观,最大的社会责任就是要有复兴中华、把我国建成社会主义强国的使命感。总之,要树立强国富民的责任担当,为国为民的思想意识。我国自新文化运动以来,百年间一代又一代的志士仁人为科教兴国事业作出不懈努力和杰出贡献,使得中国从一个落后的农业国变成如今的工业大国。从明末开始,我国的科学技术逐渐走向低谷,而今天我国的科学技术已有了极大的进步。然而,要使我国真正成为科学技术强国,还需要年青一代的奋斗,这是青年应有的责任和担当。

凸显科学精神与科学思想。科学精神的内涵随着科学的发展、时代的进步不断变化。我们当前倡导和弘扬的科学精神包括:对科学真知的不懈追求,对经世致用的责任担当,对勇攀高峰的创新自信,对协同创新的积极践行,对科学文化的价值传承,对科学伦理的严遵恪守,对社会风尚的正确引领,对科学普及的倾力投入。中国古代有丰富的自然观、人文观,对自然界的认识及认识的观点、思想、方式和方法也是丰富的,这是无可否定的。尤其是自然界中的关联性、创造性与和谐性的精神特别富有当代意义[5],这是宝贵的中国元素。科学思想是人类认识自然科学的理论思想,是从自然科学研究中提升出来的哲学思想,科学思想是人类思想的宝库。特别自20世纪初以来,科学新思想接蹱而至。在21世纪,随着希格斯玻色子的发现、引力波被探测、中微子质量的确证、黑洞照片的问世、暗物质暗能量研究新成果的发表、量子科学的突飞猛进等,科学思想将酝酿着更大的发展与突破[6]。以上的种种内容都是科学态度与责任内涵的题中应有之义。

消弭科学与人文的悬隔。随着传统社会向现代社会的转化,科学的地位逐渐上升,现代是科学技术高度发达的社会,这就出现了在1959年由斯诺提出的“两种文化(the two cultures)”问题,两种文化之间出现了互不理解的鸿沟。在20世纪90年代,西方又出现了“科学之战(Science War)”,加剧了本就对峙的两种文化之间更大的争论。但在人类文明发展早期,科学与神话、科学与宗教、科学与哲学往往是相互交错、相互融合的。即使到了今天,科学也难以完全割断与人文观念之间的联系,科学在今天仍有深刻的人文意蕴,一些科学大师常常是科学与人文结合的典范,如罗素、爱因斯坦、杨振宁、丘成桐等。科学态度与责任的养成,在消弭科学与人文之间的悬隔中将起到无可替代的重要作用[7]。

发展科学好奇心,引发强烈的科学学习动机。从科学教育的视角,将科学好奇心认定为:学生对科学现象和科学事物的热切关注和强烈的探究欲望,科学好奇心一般表现在一种与生俱来的探索精神,探寻信息的一种偏好,对新奇事物的一种偏好,对于复杂性或未知性的偏好,对于不确定性与模糊性的偏好。具备科学好奇心的儿童,未来更有可能成为创新型人才,更有可能成为科学家[8]。科学好奇心与科学学习动机表现为对科学与科学学习的态度,是一种情感,无疑与科学态度与责任素养内涵一致,许多伟大的科学家,他们之所以能弃置功名利禄的引诱,能孜孜追求科学真理,能献身于科学事业而无悔,最主要的动力在于有科学好奇心。具备科学好奇心的儿童,具有高度的学习责任感,强烈的学习主动性,积极的进取精神,持久的探究兴趣,超群的科学新奇感。

促进非智力和智力全面提升。非智力因素又称非认知因素,是20世纪30年代由美国心理学家亚里克山大提出的,指除了智力与能力之外的又同智力活动效益发生交互作用的一切心理因素。心理学的研究表明,学生的学习活动和学习结果是智力因素与非智力因素的综合效益[9]。非智力因素是智力发挥作用的基础,是科学思维的助推剂,是科学思维发展的基础。非智力因素优良的学生,情绪智力高,学习中有意志力、毅力,能不怕困难,吃苦耐劳,能经受挫折、坚韧不拔,承受得住失败的考验,能坚持不懈、不畏强权,勇往直前地去攻艰克难,这些是成功的前提,是胜利的保障。非智力因素的培养与科学态度与责任的目标是一致的,养成途径是同一的,方法也是相似的。

通过科学态度与责任素养众多的科学教育价值的阐释,可以更清晰地认识这一素养的本质,确立其在科学教育中的地位,有助于我们确定在科学教学中的目标,有利于课堂教学实施落实这一重要核心素养,使科学态度与责任素养真正得到有效培养。

2    科学态度与责任素养的养成途径探索

科学态度与责任素养的养成,我们倾向于“润物细无声”式的浸润式教育,是潜移默化的,是深入心灵深处的,是改变思想观念的,是提升精神境界的。

科学态度与责任素养的养成途径可以有三个方向:学科教育(综合课程《科学》,分科课程《物理》《化学》《生物学》《天文学》《地理学》等);跨学科教育(HPS教育、STS教育、SSI教育、科学与人文、科学与艺术、STEAM教育等);后设性学科教育(科学学、科学史、科学家传记、科学社会学、科学心理学、科学哲学、科学文化学、科学伦理学、科学的社会功能、科学认识论、科学家的社会责任、科学美学等)。其关系如图1所示。

各个途径的教育目标是一致的,主要的内涵包括:学科德育、爱国主义、科学本质、科学观念、科学思想、科学精神、科学方法、科学态度、科学责任、科学与文化传统,等等。途径与内涵的关系如图2所示。

在《探赜科学态度与责任素养》一文中,对素养的内涵已有详细的阐释,此处不再赘述。途径中的学科教育是众所周知的,不必解说。跨学科教育(Interdisciplinary Education)是根据未来科学发展的VUCA特征(Volatility,Uncertainty,Complexity,Ambiguity)所决定的,这种易变性、不确定性、复杂性和模糊性呼唤综合性人才,跨学科素养(Interdisciplinary Competence,简称IC)迅速成为全球科学教育研究的热点。跨学科素养具有多维整合的特点,尤其可以丰富科学素养的内涵,与学科核心素养互为补充,为科学教育的深入推进提供了途径。后设性学科是研究科学的学科,或说是关于科学的科学,是对科学的认知,为研究科学提供有效指导。如科学哲学,它通过反思和批判来分析科学,作为一门学科,它试图去理解科学的目标和方法,以及它的原则、实践和成就。这就指导我们正确地认识科学的本质,知道科学究竟是什么,是我们理解科学所必不可少的。由于本文的研究目标及内容限制,不可能对所有途径详尽地进行分析说明,而只能对其中的内容选取一个案例进行简要阐述,以达到尝脔知鼎、以蠡测海之目的。

3    科学态度与责任素养的养成途径例析

为了说明和证实我们的论点,拟选择目前科学教育中的热点主题SSI教育作为案例,简要地作出介绍和描述。

社会性科学议题(Socioscientific Issues,简称SSI)是在STS教育的基础上发展起来的,而且超越了STS教育[10],这是由于当代科学技术的发展而产生的与社会经济、生态、环境以及社会伦理道德、思想观念、文化传统等紧密相关的复杂性综合问题。通过社会性科学议题的教学,可以发展学生的推理、论证、类比、演绎等科学思维能力,尤其是综合思维、复杂性思维、批判性思维以及创新性思维的能力,养成收集和评价信息的能力,深化对科学本质(NOS)的理解,可以提高学生对科学伦理道德的认知以及科学决策的能力,增强环境保护、生态保护的意识,对科学技术发展所产生的社会、文化、经济,对人类各个方面作用的认识更全面、更正确。

社会性科学议题一般具有开放、两难、不良结构问题、跨学科、文理交叉、科学人文交叠、个体与社会、现在与未来牵涉、没有唯一或确定的答案、处理结果会涉及不同集团利益上的争议甚至冲突等特点。在基础科学教育阶段与科学类学科相关的议题很复杂,也很丰富,如酸雨产生、泥石流、水电站修建、高速公路(铁路、大桥)的建造、旅游开发、古迹保护修复与城市建设、塑料制品的广泛使用、湿地开发与保护、移动通信发射塔建造及高压线路的架设、各类污染(水、空气、噪音、辐射、光)、大气碳循环、核能开发与核废料处理、核污染处理、太空垃圾、农药与化肥的使用、转基因食物、抗生素的过度使用、动物饲养过程中使用激素和配方饲料的问题、流行性疾病与抗疫的问题,也会讨论比较宏大的议题,如克隆、基因改造、资源、能源、粮食、人口等问题[11-17]。同时,对社会性科学议题进行理论研究和评论,以使SSI教育得到进一步推进和发展[18-19]。近年来,国外研究的文献呈上升趋势,显然,社会性科学议题已成为国外科学教育中所关注的一个热点,也是基础科学教育改革中深受重视的方向之一。国内对社会性科学议题的文献,大多是对国外研究的介绍,尚缺乏在理论上的研究和实践中的探索,尤其是在基础科学教育中进行课堂实践的成果不够丰富。

社会性科学议题具有很强的情境性、问题性,在议题的学习中有利于将科学中学习的概念和原理与真实的实践联系起来,进行运用和迁移[20]。而且,社会性科学议题可以设计成项目式学习的主题,特别适合于跨学科的项目式学习和科学实践,尤其在今天新课改的背景下,为实施科学教学中基于核心概念的单元设计也提供了依据。显然,SSI教育是理解科学本质、养成科学态度与责任素养的有效途径之一。

4    结  语

科学态度与责任作为物理学科(包括基础教育中的综合性《科学》及其他科学类学科)的核心素养组成部分,具备重要的多方面的教育价值,对培养和造就新一代的科学技术人才是不可或缺的必备品格。在今天科学教育倍受关注、科学教育改革特别引人注目的形势下,更加凸显出科学态度与责任素养的地位和作用。正是由于科学态度和责任素养的丰富内涵和宽广的理论基础,决定了其养成途径的多样性,同时也形成多视角关照、多侧面理解、多方向开拓、多方式教育的态势,这也开辟了多方面的思考,以实现科学态度与责任素养有效落地。

参考文献:

[1]翁庆双,蔡铁权.探赜科学态度与责任素养[J].物理教学探讨,2023,41(12):18-22,67.

[2]蔡铁权.公众科学素养与STS教育[J].全球教育展望, 2002,31(4):25-28.

[3]英国皇家学会.公众理解科学[M].唐英英,译.北京:北京理工大学出版社,2004:26-27.

[4]蔡铁权,陈丽华.从世界观的培养探讨我国的科学教育[J].全球教育展望,2011,40(4):38-43.

[5]蔡铁权.科学教育中科学精神的地位及养成[J].全球教育展望,2016,45(4):79-93.

[6]蔡铁权,谢佳莹.科学思想及其科学教育功能[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2022,45(1):113-120.

[7]蔡铁权.科学教育的人文维度[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2005,28(1):96-101.

[8]董妍,陈勉宏,俞国良.科学好奇心:研究进展与培养途径[J].教育科学研究,2017(9):76-80,87.

[9]林崇德.学习与发展:中小学生心理能力发展与培养[M].北京:北京师范大学出版社,1999:402-452.

[10]Zeidler D L,Sadler T D,Simmons M L,et al. Beyond STS:A research-based framework for socioscientific issues education[J].Science Education,2005,89(3):357-377.

[11]You H S,Marshall J A,Delgado C. Toward Interdisciplinary Learning: Development and Validation of an Assessment for Interdisciplinary Understanding of Global Carbon Cycling[J]. Research  in  Science  Education,2021,51(3):

1197-1221.

[12]Sadler T D,Zeidler D L. The morality of socioscientific issues:Construal and resolution of genetic engineering dilemmas[J].Science Education,2004,88(1):4-27.

[13]Sadler T D,Zeidler D L. Student Conceptualizations of the Nature of Science in Response to a Socioscientific Issue[J].International Journal of Science Education,2004,26(4):387-409.

[14]Sadler T D,Donnelly L A. Socioscientific Argumentation:The effects of content knowledge and morality[J].International Journal of  Science Education,2006,28(12):1463-1488.

[15]Ladachart Luecha,Ladachart Ladapa. Preservice biology teachers decision-making and informal reasoning about culture-based socioscientific issues[J].International Journal of

Science Education,2021,43(2):1-31.

[16]Sadler T D,Klosterman M L. Exploring the Sociopolitical Dimensions of Global Warming[J]. Science Activities,2015,45(4):9-13.

[17]Eastwood J L,Sadler T D,Sherwood R D, et al. Students Participation in an Interdisciplinary,Socioscientific Issues Based Undergraduate Human Biology Major and Their Understanding of Scientific Inquiry[J].Research in Science Education,2013,43(10):1051-1078.

[18]Zeidler D L,Nichols B H. Socioscientific issues:Theory and practice[J]. Journal of Elementary Science Education,2009,21(2):49-58.

[19]Sadler T D. Informal reasoning regarding socioscientific issues: Acritical review of research[J].Journal of Research in Science Teaching,2004,41(5):513-536.

[20]Sadler T D. Situated learning in science education:socio-scientific issues as contexts for practice[J].Studies in Science Education,2009,45(1):1-42.

(栏目编辑    赵保钢)

收稿日期:2024-02-18

作者简介:翁庆双(1965-),男,初中科学教研员,教授级高级教师,研究方向为初中科学教育、科学教学评价。

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