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课堂中的社会性科学议题研究

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  摘要:社会科学议题旨在改善因多种原因而没有获得较好的学校科学教育体验的6-12年级学生的科学教育,其目的是培养学生的科学素养,提升学生的公民意识。文章从“科学教育的定义和目标”、“基于SSI的学校科学的三种文化特征”入手,针对“社会科学议题教学中的关键问题”,将“以课堂中的社会科学问题为手段实现目标”作为媒介,得出结论“通过学习科学教育,学生变得更具科学素养和公民意识”。因此,应当关注社会科学主题的内容、过程和情境的开发,并通过情境学习等方式来实现预期目标。
  关键词:社会科学议题 科学素养 公民意识
  社会科学议题(Soeio-Seientifie Issues,SSI)的创新有着悠久的历史,旨在改善6至12年级学生的科学教育,这些学生在学校没有得到良好的科学教育,以下五种因素是导致这些失败的主要原因:(1)尽管当前教育界普遍重视科学,但事实上对中学科学教育的兴趣和入学率都呈现出下降趋势;(2)学校科学倾向于疏远那些与典型科学课堂中文化身份不同的学生;(3)虽然学生有必要理解科学理念,但通常不能在学校对科学内容进行意义学习。例如,在学校教学中,只有20%的学生对分子概念这一部分进行了意义学习;(4)“经验证据表明,学生租许多教师的反映表明,重大的科学学习似乎已经发生,然而事实上没有”;(5)与大众传媒类似,传统的学校科学传达了不诚实和虚构的科学及科学家形象。目前对科学教育的研究表明,对SSI进行创新首先是改变传统学校科学的文化。描述学校科学文化特征的一种方法是考虑内容、过程和情境。学生学习的成功可以通过这三种文化成分中的每一种与学生的文化身份互动来理解。“我们需要考虑科学学习如何通过改变学生参与世界的能力来改变其身份”。总之,有意识地进行科学学习就是参与身份认。
  一、社会科学议题
  (一)社会科学议题的定义
  社会科学议题是与科学概念或程序联系的有争议的社会问题@。它们是没有明确解决方案的开放式问题;事实上,它们往往有多种合理的解决方案。这些解决方案可以通过科学原理,理论和数据获知,但这些方案也不能完全由科学考虑决定。与这些议题相关的问题和潜在的行动方案受到政治、经济和道德等各种社会因素的影响。SSI可能是全球性的,例如气候变化和遗传,确定核电厂的位置等。SSI运动在科学教育中兴起,其重点是利用这些复杂问题作为科学教学的情境。如果我们认真考虑情景学习的意义,那么就与支持学习者探索复杂的、与社会相关的问题与提升公民意识的目标非常吻合。如果我们真正想要做的是帮助学生更好地应对科学挑战,因为这些挑战往往代表着社会的真实问题,那么科学教育工作者仅教授科学内容就不够了。基于SSI的教育通过使用强调科学素养需求的复杂问题来明确应对这一挑战,其中科学素养作为科学教学的情境存在。
  SSI运动建立在其他方法的基础上,其共同目标是更好地为学习者准备参与与科学有关社会问题的话语和决策。最近几年,SSI已经成为科学教育文献中的一个重要主题,围绕SSI文献的焦点也多种多样。
  一些作者探讨了概念的构建,特别是关于基于SSI的方法如何与科学素养相关联。另外一些人还研究SSI背景下的推理和决策以及SSI决策与某些理解之间的联系,如科学本质或內容知识。其他作品探讨与评估了SSI相关结果的问题。课堂中的SSI也成为该文献中的重要趋势。所有这些贡献对科学教育界都有重要的启示,但是当我们朝着如何更好地实现科学教育的目标前进时,我们更倾向于产生经验证据,这对基于课堂研究的SSI实施和结果意义重大。
  (二)科学教育的目标
  在考虑科学教育界应该就课程和教学改革、教师教育和研究方面做什么时,笔者认为该领域必须考虑两个基本问题:(1)科学教育的目标应该是什么?(2)这些目标如何更好地实现?对科学教育目标的思考应该成为一个长期存在的问题。
  1.培养科学素养。关于科学素养的意义和目的的争论一直在探索这一领域。尽管科学教育界在呼吁提高所有学生的科学素养方面都相当团结,但对科学素养构成成分的阐述却很少一致。目前国际上通常把科学素养概括为了解科学知识、科学的研究过程和方法以及科学技术对个人和社会产生的影响。在《PISA2015科学框架草案》中,将科学素养的能力具体为“科学地解释现象”、“评价和设计科学探究过程”及“科学得解释数据和证据”。本文源于从具有科学成分的情境特征中得出其意义,即学生作为公民可能遇到的情境。在极端情况下,可以将其称之为是与科学相关的素养,科学以外的考量在协商中占有重要地位。这一观点表明,有科学素养的人应该能够在包含科学的日常环境中面对、协商和作出决策。科学素养的这种观点即科学优先考虑给所有人,而不仅仅是少数从事(或将参与)科学研究的专业人士。以这种方式定义科学素养对上述第一个基本问题有着重要的影响:科学教育的目标应该是什么?这一观点必然会突出科学教育在支持所有学生发展中的作用,因为公民准备在现代社会的话语中以更为成熟的方式参与社会决策。鉴于科学在现代社会中的作用,科学思想、实践和产品是这些论述的基本方面。因此,科学教育在公民的准备过程中起着重要的作用。以下部分为这一立场提供了有力的证据。
  越来越多的普通公民将被要求就科学知识或技术能力的基础作出判断,但这会经过更广泛的考虑。那些对科学技术如何受到物理和社会政治环境影响没有基本理解的人将会被剥夺权力,因为他们在一个民主的,技术依赖的社会行使其权利时容易被严重误导。科学教育必须为知情的公民参与自由和现代、民主、科技的现代社会服务。随着科学知识的迅速发展和新技术的出现,所有社会成员必须了解这些知识对个人、社区和我们目前生活的“地球村”的影响。
  2.提升公民意识。科学教育的另一主要目标应当是提升公民意识,尽管这一观点仍有争议。其他的目标我们称之为次级目标。历史上,科学教育为促进对科学事实、原理、理论等的理解提供了重要的理论基础。诸如《将科学引入学校》(Taking scienceto Schools)一书的共识性研究中优先考虑学生参与科学实践的情境。根据在课堂上的观察和国家标准中呈现出的内容,大多数科学教学的主要目标是促进科学内容。学生大部分时间都花在听与科学内容有关的讲座、参加旨在强化内容的活动、通过记忆在测试情境中再现这些活动。尽管以这些方式学习科学内容可能有助于学习者更好地参与在概念上与科学内容相关社会问题的协商和决策,但可能并不是支持学生参与这些问题的最有效方式。如果科学教育的首要目标是支持学生的发展,使他们更加了解情况并成为参与公民,那么科学教育工作者就必须更加慎重地实现这一目标。   (三)基于ssI的学校科学的三种文化特征
  1.内容。一些研究人员建议教师通过让学生像科学家一样交谈,思考和相信来培养积极的科学认同。如果学生们开始像科学家那样交谈,思考和相信,那么其他人会视其为有能力的理科学生。然而,学生自我认同与传统学校科学认同之间的认知冲突会导致许多学生感到疏离,因而反对形成科学学术认同,即抵制有意义的学习。这样学生要么变得没有科学素养,要么变得对科学无动于衷。传统学校科学文化中的科学内容在学术上总是抽象的和非情境化的,它为知识积累的标准化测试服务,并为大学理工科把关。证据表明这种学术科学内容对于学生对SSI创新的理解有负面影响:“学生将同样的活动(SSI创新)通常看作是科学课堂中发生的简单延伸”;对学生和教师在科学课堂中发生事情看法的廣泛研究证实了这一结论,验证了科学学习中学生身份认同的研究述评。
  为了让学生认识到成功,创新需要改变学校科学文化。首先,学校科学必须在整个科学课程中优先考虑科学内容,这些内容主要是在学术环境以外的科学内容——日常世界中的相关科学。传统的科学内容在学校和本科课程中有别于日常科学相关的职业、事件和问题。与传统的学校科学相比,这些日常情境代表了不同的文化实践社区。
  2.过程。从多个角度看,SSI教育工作者一直特别关注学生参与学习的过程。事实上,这些课堂过程的创新性往往被老师认为是实施SSI学校科学的主要挑战。多元化的学习过程围绕着决策制定、反思性判断、实践社区、指导性探究、公民参与、道德和伦理推理及灵敏度、论证和推理、批判性思维、案例研究分析和政治行动等指导策略。
  对大多数学生来说,考虑到所有科学课堂中普遍存在着潜在文化冲突,因此应当关注学校科学教育的新兴文化观点。大多数学生倾向于体验包含外国文化的学校科学,但他们的老师却不会以同等方式对待。为了获得成功,这些学生必须在没有教师帮助的情况下,学会跨越自身的文化与学校的学术科学文化之间的文化边界。另一个方法是让教师把相关的学校科学内容视为潜在的外来内容(认识论,逻辑和理论上的外来),并且发展文化反应方式来帮助学生更顺利地跨越文化边界。SSI教育工作者需要磨练学生的文化反应过程,使学生可以更容易适应与日常科学相关的职业或受日常事件所支配的相关科学内容,并发布学习的主要情境。
  3.情境。在这里所考虑的三种文化特征(内容,过程和情境),其中情境是SSI学校科学的标志,包括情境学习和基于情境地教学。
  但是,教师和课程开发者选择的情境通常与大多数学生的相关性观点不一致,除非:(1)教师和学生对目标有共同的看法;(2)师生对话的性质也有所变化;(3)学生将他们的个人理解与科学观点进行比较和对比。每一点都激发了学校科学文化的一个维度。
  4.述评。因此,对于普遍性问题“为什么学生想要首先参与学校科学?”的回答需要探索复杂的、以文化为基础的、情境之间相互作用的问题。一方面是学生的自我认同,另一方面包括相关的学校科学内容、文化响应过程以及有关教育的适当情境。SSI学校科学改变传统学校科学文化的一些显而易见的方法包括:(1)认真对待许多学生甚至将学习相关的学校科学内容作为跨文化活动的事实;(2)消除纳入学校科学的任何学术内容相关的神话和价值观;(3)坚持认为教育的合理性和相关性是选择学校科学内容的主要标准。
  二、社会科学议题教学中的关键问题
  (一)教学法
  为解决某个具体的SSI议题而选择的学习活动(定义术语,口头表达,全班讨论)为SSI教学法的选择提供了一些想法和背景。作为教师,看到学生参与围绕口头报告的讨论如何随着时间的推移而有所改善是很有意思的。看起来,这种转变部分与对新课堂文化的调整有关,在这种文化中,期待开放式讨论而不是勤勉的笔记,同时学生需要一段时间才能轻松地分享关于个人的、有争议问题的信念和想法。以上这些对于SSI教师来说都是重要的考虑因素。然而,如果在活动中加入其他结构,是否可以从一开始就引发更多的辩论和讨论?例如,口头报告的具体要求或方向是否已经明确,以便引发更多辩论和讨论?教师有没有办法让学生适应SSI要求的课堂文化转变?我们从这些特定学习活动的优点和缺点中学到了什么,并将其作为解决ssI的方法?在讨论某些涉及敏感问题的议题时需要建立“安全和关爱的学习环境”,那么作为一个研究型的教育社区,我们怎样才能更好地支持教师开发这种关怀方式和安全的课堂环境?
  (二)教学情境
  情境也是这项研究的一个组成部分。对于研究人员来说,情境经常被假设,但在课堂教学的研究中,情境以多种方式相互关联。人们好奇有关SSI的具体案例如何影响这一主题的价值观、信仰和背景之间的对话。因此,当研究人员在考虑情境和研究的具体内容时,开始怀疑作为教师(和研究人员)的价值观和信仰在教学过程中的作用,以及我们是否忽略了课堂讨论的价值,特别是在SSI讨论中,我们在开发课程时忽略了什么,这些因素关闭了学生和教师参与教学实践的路径,以便更深入地交流我们正在教学的内容和情境。
  (三)决策
  决策主要被描述为利用事实和信息(包括他人的多种观点)的过程来衡量特定SSI的优缺点,以便作出决定。学生们认识到在决策过程中使用知识的重要性,以及强调“了解事实”的重要性并掌握有关该问题的所有“信息”。学生对“如何解决伦理问题”的回应也提醒教师注意“获取所有信息”和“关注所有方面的优点和不足之处”。当然,为了权衡问题的不同侧面,收集信息和多角度思考问题是决策的关键方面,也是我们想要传达给学生的部分。但是,决策过程中还有可能产生让学生混淆的方面,或者我们希望学生能理解的关于决策制定的替代模型?例如,认知心理学和健康行为领域的人们质疑道,作出选择的个人是否确实是以理性的方式衡量利弊,以便在现实生活中做出决定。
  三、以课堂中的社会科学问题为手段实现目标   我们所做的关于学习经验和教学的决定是为教育目标服务的,它应该由教学理论来塑造。对笔者而言,情境学习已经成为理解和解释教学现象的强大框架。这种观点强调了学习者在特定环境中的处境。学习的情境由参与者组成,包括学习者本身、概念和物质资源,以及指导参与和话语的规范。反过来,这些情境决定了参与者参与活动的方式,并最终提供和限制参与者了解和能够做到的事情。从这一理论视角来看,学习不能被认为只是在个人头脑中发生的那些事情。因此,情境成为学习中非常重要的因素,而不仅仅作为学习发生的背景。
  如果促进公民意识是科学教育工作者的优先考虑事项,那么我们必须考虑为学习者创造经验科学的环境。我们不能想当然地认为,在任何情况下接触科学内容必然会导致公民做好准备,以便更好地参与民主话语和进程。如果我们的目标是帮助学生更好地参与与科学技术有关的重要社会问题的辩论和决策,那么我们就需要创造学习环境,使学习者真正面对这些问题,并獲得与他们内在复杂性协商的经验。科学教育中的社会科学问题方法就是这样做的。
  四、结论
  过去的几年中,教师和研究人员对作为科学教育研究主题和教学背景的社会科学问题的兴趣急剧增长。在这个领域工作的学者也进行了大量的研究,包括相关分析,准实验设计的定量研究,案例研究和扎根理论。有些选择是与使用科学和技术提高人类表现有关的和公共政策等问题相关的主题,如生活用水的氟化、SARS和艾滋病等;有些侧重于具有重要社会影响的科学争论项目,如生物决定论和艾滋病的起因;有些学习者以探索当地或全球环境问题为特征,包括水质,空气质量和气候变化。这个问题列表本身可能并不是特别有用,但是围绕问题选择和可供性开展的一些讨论对于确定是什么使SSI成为重要的教学目标则非常重要。
  其中最关键的问题属性是学生的相关性和兴趣。让学生发现他们感兴趣的问题,找出这些问题与科学之间的潜在联系并在课堂环境中绘制出其联系网络的能力非常重要。一个问题可能在技术上被归类为基于某种可操作定义的SSI,但如果教师和学生无法找到问题背后的科学,那么它就不能成为科学教育的有效环境。如果学生和老师可以获得特定SSI背后的道德紧张关系,这也大有助益。SSI的这些具有伦理争议性的方面往往是最有趣的,可以在学习者中产生最有意义的参与。同时SSI社群普遍认为SSI是开放式的,尚未解决,但完全有可能由于科学技术进步或政策颁布而有效解决某些问题。因此,在教育环境中使用特定问题将随着问题本身的演变而发生变化。
  教师和研究人员使用广泛的教学策略,以吸引学习者参与SSI。这些策略包括新型的模拟活动,角色扮演,讨论和各种小组活动。在具体项目中以多种方式使用技术,如构建内容交付的综合平台,以支持学生收集科学数据,并让学生获得对所考虑问题的不同观点。结合典型的传统科学课堂策略,如讲座,实验练习和指导性探究活动,认真考虑具体情境,学习者的个人情况以及问题的性质,以优化SSI教育。
  总之,研究发现,那些有SSI学习经历的学生可以更好地处理生活中与科学有关的问题。学生能充分认识到问题,并配备相关的科学信息,对复杂SSI协商所需的实践经验也更丰富。总的来说,通过SSI学习科学,学生变得更具科学素养和公民意识。
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