分享

把社会问题当成K-16科学教育的脉络

 徐政龙 2012-11-30

把社会问题当成K-16科学教育的脉络

〔美〕依阿华大学科学教育教授     罗伯特E.雅革尔 

  徐政龙  

 

社会问题提供了真实的生活和动机问题,这在激励许多人(尤其是学生)进行思考方面是成功的。当处理社会问题时,学生们看到了所谓基本概念和基本技能在处理这些问题时的重要性。对于大多数人来说,很少在教育设置方面进行过真正的思考。

运用社会问题作为教育的组织者,在科学教育中显示其优越性的一个重大努力一直来称之为科学—技术—社会(STS)研究法。在美国,这种研究法的历史跟本文作者亲身经历的发现和发展的历史已相随五十年了。这段历史包括在科学技术教育中所发生的重大事件,所遇到的挑战,所认识的重大事件和对未来的展望。

科学-技术-社会(STS和典型的学校科学

上世纪七十年代,常被称之为充满异议的年代——在这几年里政府的决策、社会的正义、家庭的结构、经济、所建立的组织机构受到质疑。这十年导致许多教育工作者对六十年代苏联第一颗人造卫星斯帕特尼克号进入太空这个年代所进行的改革的明智性的质疑。虽然斯帕特尼克号是一个有重大意义的技术成就,然而它引发了学校科学的许多变化,包括把焦点集中于基础科学体系。这些变化受到美国政府(尤其是国家科学基金会)的支持,以扩大国家在改革学校科学中的作用,主要是以花费20亿美元,长大15年(即1957——1972年)之久的新的国家课程开发为标志。这些努力是由全美最有名的大学中的科学家领导。物理学家叶儒德?扎查瑞亚斯在麻省理工学院领导了第一个开发项目。此项目于1956年——斯帕特尼克号发射之前就已经构思了。扎查瑞亚斯的项目被称为物质科学研究委员会(PSSC),此名常见于其他场合,它为的是排除学校物理学教程中的“技术” ,并出现了“对科学家熟悉的”物理学基础。它不是STS教程——但是它代表着六十年代的极端做法,当时几乎所有的课程尝试都寻求认识那些主要的体系,以显示各种(初等)科学学科的特色,包括科学家在审视更多更好地理解组成自然界的客观事物中所使用过的技能(过程)和实践过程的有关信息。七十年代开始异议把学校作为社会机构并异议似乎对学生不十分适合的课程。在这样的怀疑和情绪的时代里常常产生新的观念来解决察觉到的危机。曾有多种尝试用于改革科学教育,并以这样的方式较好地满足具有200多年历史的国家中的学生当前和未来的的需要。然而,这些改革很少引起全国的关注,也很少获得资助。STS就是在七十年代末出现的观念中的一个。出现于八十年代初这类观念中最大的一个,是由儒思图姆?若依,他是一个受国际尊重的宾州大学工程学院材料科学家,由他领导了美国国家科学基金会建立了STS教育的观念。这个观念被称为贯穿科学——技术——社会的科学 (Roy, 1984)

STS作为20世纪最后30年的国家重点项目在英国出现。中心在英国、荷兰、斯堪迪那维亚和以色列的重要项目在欧洲迅速发展,这曾是一项改革成果。所有这些项目都寻求利用科学技术来解决社会问题。在英国,是哲学家约翰?子曼提出名称STS应包含几项改革,即远远不止于科学概念的改组和关心过程技能——既不关心真实世界的来龙去脉也不考虑基础科学学科以外的主要概念。很少存在哲学的、历史的或社会的基础作为信息和技能,认为是重要的,值得传授给学生。子曼(子曼,1980)认真的回顾了这种情形,给STS的各方面及其支持者下了定义。

项目的综合,一个国家科学基金会的研究项目,由科罗拉多大学的诺瑞斯?哈姆斯精心构思,于七十年代中期得到开发,其中包括由基础科学、生物学、物质科学、探究和STS方面的全国带头人组成的几个四人小组(Harms, 1977)。这项利用国家科学研究基金会的三个主要的研究,包括十个案例研究(Stake & Easley, 1978),一个全国性调查美国学校在科学教育方面正在发生的事 (Weiss, 1978),一个对有关研究文献的评论(Helgeson, et al., 1977) ,还有提供有关学生学习信息于1978年前后发布的第三次全国教育发展评论(NAEP)1978年全国教育发展评论的结果也包括第一次了解有效范围以及学生对基本的科学概念的评论。这四个资料来源为研究小组提供机会,使他们把在八十年代于上述所列五个领域中的每个领域出现的科学教育的“现状” 综合起来。其它的研究、政府的报告、教科书的分析、过去失败的教训,构成了另一份资料,研究小组用这份资料起草了一个“期望状态”——或者用这些资料精心设计几分蓝图,作为实现改革的手段,也作为学生在通过理解和应用进行学习的改革中取得更大成功的手段。项目的综合使人们有机会为通向未来开辟道路;它为各种消极的,一般在七十年代早期的时候使教育生活富有特色的报告和分析提供了一个对比。

项目综合研究成果的一个重要方面就是哈姆斯把它用来建构三年学习的目标簇。这四项目标包括:用于满足个人需要的科学,用于作出社会决定的科学,用于职业认识的科学和用于进一步学术准备的科学。这些目标范围都被认为对研究小组是重要的。然而,不幸的是,人们发现,仅仅最后一个目标在美国90%以上的科学教师的课堂教学中和16000个教育区的几乎100%的地区是有效的。几乎每个人都认为,学术准备是最重要的,并且都说它跟K-12设置中的科学教育密切相关。

STS作为八十年代到来时的重大改革成果在美国出现。这是一项曾经见过的改革,人们曾把所有改革的焦点集中在科学上,并曾达到了目标领域而非学术准备的领域。对于我们中的许多人来说,这曾是最重要的发展,它发起了一场大讨论,讨论的是这样一个重要和中心的问题,就是要把社会问题当作学校科学的组织者,当作学校科学的一种内容。

STS和典型的学校科学

STS的批评家们担心,如果把社会问题用来当作学校科学课程的组织者,那么,将失去许多重要的科学概念。科学课程和科学课本的一种典型观点就是用学科(生物、化学、地球科学和物理学)把主要结构划分开来,然后对各门学科定义主要概念,呈现给学生。存在着这样的担心,如果在课程体系中没有得到认识也没有在教科书中被学生直接掌握——通常由重复课程体系和教科书所述或者学生在教科书中所读到——或者在作业纸上填空遇到,那么如此重要的概念学生接触不到,也不教给学生。教师们喜欢保证,学生需要懂得“基础”,然后为“基础”寻找运用,学生们将(在大学里或在以后的生活中)欣赏他们学到的和教师希望他们知道的东西。通过运用公元前300年亚里士多德在雅典的古代学校里的研究中所发现的对两个力的认识,我们可以继续思考和活动。他曾报告过对下面两点有两类等量的辩护人1)用来帮助学生学会生活中有用的东西的正规学校教育2)将引起学生能按社会已经确定为重要的方式进行行动的正规学校教育。在许多方面,这两个教育观点今天并存着且构成了当前的争辩之点。 这对于许多针对历史上200多年的学校科学改革的努力的人们来说这是很有趣的。至少有40个重大的全国改革,除了六十年代紧跟着斯帕特尼克号后的努力外,都是朝着实现更有用(实用)的科学教育而努力。六十年代,我们把精力集中在传授“科学家们熟悉的科学”,很少关注科学,其理由只不过是人们争论着主要概念是重要(基础)的。人们会: “对谁是重要的?对什么是重要的?它们能/该用于何处?”

项目的综合,通过运用从十个案例中得到的信息,(Stake & Easley, 1978) 全国的调查资料(Weiss, 1978)及对研究文献(Helgeson, et al., 1977)的回顾,给我们提供了有关美国学校中科学教育状况的宝贵信息。在一个非常真实的感觉中,这种状况可总结为一个词:教科书。尽管不强烈,这个事实一直在继续着,正如威斯的第三个综合调查美国学校在科学方面(威斯2001)正在发生的事的报告中所述的那样。

虽然我们喜欢对我们用于美国16000个独立的教育区关于应该教什么和如何教什么的决策而感到自豪,然而,所有这些教育区中的状况几乎都是同样地沮丧。教科书一直成为大多数学生体验什么是科学的良好的预言者。对过去的几十年里,在学校中科学学生的体验可能用所给定年级的三种大多数人用过的教科书中所包含的科学意义来精确地确定。.把仅有的三种教科书看成是一个精确的指南,同一年级所有90%的学生将把教科书当作概念的组织者,当作要体验的活动, 当作要考虑的信息,当作用于评价他们学习(哈姆斯和雅革尔,1981)的指南。而且,对教科书的分析揭示,大多数用过的教科书包含了相同的信息、标题以及验证类的活动(即所谓的实验室活动和调查活动)。再者,就包含的内容而论在课文中存在着90%的呼应,还有为教师提供了应该如何探讨这些内容的途径。

这个重点集中在把教科书当作学校科学的指南的做法是几乎所有学校中的所有学生所喜欢的,甚至在美国科学促进协会对所有主流科学课本指责其不足和不合适(美国科学发展协会,1999;卢斯曼,克司陡和斯特恩,1997之后仍然这样。没有一个措施达到了由美国科学促进协会在“面向全体美国人的科学”(AAAS1989)和“科学文献水准基点” AAAS1989)中项目2061所规定的指导方针。

当然,主要的问题在于,出版商将出版那些教师和学生将会购买20-30%的资料。可得到的教科书就是教师、学生和家长想要买的教科书。这些教科书跟州课程体系相配合。 他们满足了17个州教科书基金要求的标准所提出的各种需求。其中许多是最大的州,这就意味着那些州一定符合这些规定以便在那些州里销售教科书——至少用税收基金。学校(和教师)自由购买或不购买;但实际上,他们必须得到批准,除非他们还有另外的途径付款买资料。

国家科学促进协会在定有州级指导方针的各州中对教科书的采购的谴责准则方面能更高效点吗?。有没有证据提出具有美国科学促进协会水准基点的出版物的适合程度跟教科书的内容相符、次序合理?教科书对于有效的科学教学的确是有必要的和所需的吗?或者说,他们更象宗教中的记实小说那样,帮助信徒决定何处是重要的?什么是学生必须记住的?什么是学生相信会成功的?下列是不是在大多数教科书中所缺失的东西?就是把焦点集中在科学的完整性上,集中在学生思考的约束上,集中在科学和技术的再结合上,集中在把评价的识别当作科学的基础部分,集中在把学生的评价建立在学生所能记住的概念以外的事物的基础上,并且如何直接地表演要教给学生的技能?探究是科学的基础。尽管在近100年来美国学校的大量的改革努力中注意到了这一点,但它一直成为想要实现的虚幻目标(或教学内容的形式)。它曾是60年代大纲的共同目标。一个基础学校的大纲,科学——一个探索的过程,仅仅把焦点集中在十四个过程技能的认识上并帮助教师如何教这些技能——然而它离开了真实世界的脉络。例如,教分类,当作分类练习——除了分组归类再也没有别的重要推理(至少象开发者和教师用者所宣布的那样)。极少看到把探究当作科学的主要内容。科学家就是探究者。他们是认真的,他们提出问题,有效地收集证据来回答或解释自然界中的客观事物。

几乎没有人把探究当作一种教学内容,或当作科学家曾经用过的特殊方法,或当作确定科学的整个活动系列,或当作教学工具也当作一种内容。60年代领导了推行科学作为探究的领导人乔?施瓦提议,为了吸引人们的注意(Schwab, 1962),用“e”来拼读(即探究一词由inquiry改为enquiry__译者注)。这似乎不起什么作用!跟探究同样重要的似乎就是科学教育,在学生生活(和教师生活)中,它的许多面孔,它的用法,它的意义,使它难以捉摸,有时难以完全描述,并且远远超出了为学生学习提供重要概念的、不断发展的、精心设计的目录表。

尽管探究曾是一个项目综合的重点领域 ,四年的研究后曾有报告说,在K-12的各年级中没有找到一个阐明科学探究的示范性大纲。或许最接近探究的就是在STS教育的尝试中的范例。这曾经是我们中的许多人拥护STS教育的另一个原因,它的焦点集中在把社会问题当作一条阐明真正探究的途径——并不来自于对它的研究,或按教师指导的“探究”活动去做,或回顾“这个”科学的方法,或来自于教师的提问。一定要把探究看成人类两种独特事业的整体基础,这两种事业显示了科学和技术的特点。在K-16科学中的一个最大的失败就是探究的缺乏,没有理解探究到底是什么,没有能使所有人经历探究的途径——甚至在科学学习经历的K-12连续统一课程学完之后仍然没有。

国家科学教育标准

经过四年的争论(国家研究委员会,1996)1996公布了美国国家科学教育标准。国家科学教育标准总共花费了7百万美元——每页花费超过26700美元。没有一套标准在整个过程中需要花费联邦基金超过250000美元。这套标准的意图是为公布或2006年后的十年内科学教育提供一个构想。随着那个日期的临近,各种迹象表明,那个构想将得不到实现——或许是因为STS改革似乎已经停顿。参与产生这个国家科学教育标准的数以千计的人们已经预想,应把焦点集中在社会问题上。包括有阐述STS的例子——但当使用者似乎重新为考虑认为是重要的概念和技能而发展一种新秩序时,就失去了焦点。或许人们太少把注意指向师资培训标准,也很少指向变化的学校大纲和美国的正规学校教育制度。

在涉及谁来制定美国科学教育标准的问题上曾经有过争论。美国科学促进协会愿意在正在进行的项目2061中带头努力——确信“面向全体美国人的科学”为改革(AAAS1989)提供一个良好的哲学基础。国家科学教师协会(NSTA)也将参与制订它的范围、顺序并于1992NSTA1992)年前协调项目(SS&C)。SS&C(范围顺序协调)在过去的七年里实际上享受着比项目2061更多的国家科学基金,一开始仅在六个州里实行,然后在将近30个独立行政区内实行。另一方面,项目2061 仅仅在美国六个教育区里实行,在这些区内达到了项目2061的目标。国家科学教师协会提供专家评定,并跟与国家科学基金同样重要的SS&C一起努力,在数学方面达到了国家数学教师委员会标准的量值后,寻求制订国家标准的基金。至于国家数学教师委员会,在预定标准时没有提供一点联邦基金。随着美国科学促进委员会与国家科学教师协会的争论,他们的和解就会建立起由两个组织的领导输入到国家科学院所属的国家研究委员会,由这个委员会制定了国家标准。随着学校的基础课程中的各门学科转移到预定各自的标准——大多受到国家基金的资助,寻求基金制定国家标准的气候得到了改变,人们看到了寻找新的发展方向的价值。

国家科学教育标准的目标是构建教学、师资培训、评价、内容、大纲及体制试行,制定改变和改革的构想。这些目标反映出已远远地迈出了一步,这一步已超越了哈姆斯早期的项目综合的中心。K-12 科学的四个目标(合理性)给以下学生准备:

·对了解和理解自然界的丰富多彩性和刺激兴奋的体验;

·在作出个人决定时,使用恰当的科学方法和原理;

·就科学和技术有关的事物,理智地从事公共演说和论辩;且

·具有科学读写能力的人们在职业生涯中通过使用他们的知识、使用他们的理解力和技能,增加经济的产出。(NRC, 1996, p.13)

跟为科学教育而拟定的国家科学教育标准相似的是1978-81的项目综合用过的标准。大的差异就是删除了在项目综合研究中所包含的学术准备目标。国家科学教育目标指出,学术准备目标是一个不重要的目标—一个对于K-12的多数学生不合适的目标。如上所述,它处于第一号目标的位置上。对于许多学校来说,这个目标是学校科学教育的最重要的目标。如果学生经历了具有真正科学特性的整个过程,那么,所有其它目标就能更容易地达到。这些目标基本上没有提出任何内容或任何诱人的过程技能,这些过程技能是为自己的目的而必须得到传授或必须经历。帕尔?布朗文已经号召教师和学校确保每个中学毕业生具有一个完整的科学体验(Brandwein, 1983)。他认为,这将在科学教育中开创一场革命——这是一样我们几乎还不需要的东西。一些STS热情者提出,在K-12年内,每年一次这样的经历将是一个更好的目标——学校科学的13年连续统一课程——或许每9周进行一次也许是更好的目标。

虽然许多人想说,目标—是最重要的——或许值得我们化50%的努力,而其它的三个目标都举例说明了探讨学校科学方法的STS的哲学和目标。国家科学教育标准每章以小结结尾,在小结中指出了典型情况,在这些情况中应该给定哪里较少强调,哪里是相对于各个较少强调而言是较多强调的情况。在很真实的感觉中,“较多强调”的主字符反映了变化的国家科学教育标准构想和如此多向往的改革。再者,这些较多强调的情况很好地反映了STS教育所努力的方向。

教学标准被认为是基础的和最重要的。这些标准是在目标和引导性定义出现后才出现的。这证明了它们的重要性。有趣的是,在把教学改变为就要拟定的国家科学教育标准的构想上曾很少有争论,或很少有问题。教师、科学教育者、科学家和国家科学教育标准的早期草案的许多修订版都是受到了提出国家科学教育标准的“教学”小组的支持。 教学重点的变化包括:

较少强调

较多强调

同等对待全体学生,把小组当整体来应答

按个别学生的兴趣、实力、经验和需要来理解和应答

固执地执行课程

选择和改编课程

把重点放在学生对信息的获得上

把重点放在学生理解和运用科学知识、科学思想和科学探究的过程上

通过讲解、课本和演示向学生展现科学知识 

在主动和扩展的科学探究中引导学生活动

要求背诵获得的知识

为在学生中进行科学讨论和论辩提供机会

在单元和篇章之末测试学生现有的信息 

不断评价学生的理解力

维持威信和权威

跟学生一起分担学习的责任 

维持竞争

通过合作、分担责任和尊重维持课堂交流

单独工作

 跟其他教师一起工作,增强科学规划

 (NRC, 1996, p. 52)

有效的师资培训大纲的构想参照教学标准。很有趣地指出,这些标准在已出版的标准的构思预备阶段的最后加了进去。没有专门的工作委员会制定这些标准。但是为了所预想的各种教学和评价而准备教师,为了处理科学内容的新定义,大家都明显需要一些师资培训标准。在为师资培养计划所构想的重点中有十四个变化,包括:

较少强调

较多强调

通过讲解传授教学知识和技能 

探究教和学

通过讲解和阅读学习科学

通过调查和探究学习科学

科学知识和教学知识相分离

科学知识和教学知识相结合

理论和实践相分离

在学校设置中理论和实践相结合

个别学习

全校协作学习

零碎且短暂的活动

长期且一致的计划

课程和实验班

各种职业培训活动

依赖外部专长

内外专长相复合

教育者似的职员培训员

指导员、咨询员和计划员似的培训员

技术员似的教师

知识分子、沉思的实践者似的教师

教师充当教学知识的消费者 

教师充当教学知识的生产者

教师充当跟随者

教师充当领导者

教师充当课堂里的个体角色

教师充当大学职业社团的一员

教师充当变化的目标

教师充当变化的资源和指导员

(NRC, 1996, p. 72)

评价是科学的基本成分。由于评价(证据收集)是科学事业如此关键的一个方面,国家科学教育标准精心设计了一个中心角色。在考虑内容或课程结构之前,评价中包含着变化。在标准中所希望的评价做法包括下列条款:

较少强调

较多强调

评价什么容易测量

评价什么会得到最高的估价

评价散乱的知识

评价丰富的、结构良好的知识

评价科学的知识

评价科学的理解和推理

评价获悉学生所不知道的

评价获悉学生所理解的

仅仅评价成就

评价成就和学习的机会

由教师评价结束学期

由学生进行评价他们工作的过程和其它过程 

由测量专家单独外部评价的拟定

教师参与外部评价的拟定 

(NRC, 1996 p. 100)

关于内容的主要指导方向曾是认识内容的八个方面。这八个方面改变了传统的学科重点,列出了各门学科指向广阔得多的目录的条件之下的主要概念,这些目录更能显示K-12学校科学教育的目标。在国家科学教育标准中精心设计的内容的八个方面是:1)统一内容和进度;2)探究作为科学;3)物质科学;4)生命科学;5)地球和空间科学;6)科学和技术;7)以个人所见和社会所见的科学;8)科学的历史和本质。

正如目标一被认为是最重要的目标,内容的重点同样被认为是最重要的。内容理所当然地被认为是基础的,它首先被认为是国家科学教育标准中各节内容的序言。然而,许多人认为,有太多的内容简单地移到了受学科约束的基本概念的新目录中去而忽视了序言。虽然生命科学、物质科学、地球或空间科学还在出现,一些目录把它们结合成一个列出基本科学概念的目录作为一个单一内容的重点——从而提出了一个通向构成现代科学主要概念的更加完整的途径。在认识八方面内容结构以及包含在各个“受学科限制”的内容范围内的特殊内容中,发生了重大的争论。对于那些对国家科学教育标准感兴趣的人们来说,第一眼要看的就是这些概念目录(,有时甚至许多人并不看目标和/或不看涉及教学变化的精心构想、师资培训、和/或评价)

STS教育和这种教育所推动的改革的重要性是另外四个方面的内容,即,满足个人和社会挑战的科学(参阅目标23),技术(目前享有一整套由国际技术教育协会[ITEA, 2000]所产生的标准),科学的历史和科学的哲学,作为探究的科学。

较多强调的探究条件反映了STS教育的全部含义,也显示运用社会问题的重要性。较多强调的探究条件指的是逆转1981年在美国学校通过探究寻找教学科学案例的失败。在项目综合报告后,泡尔迪哈特?赫德(Hurd, 1978)报告:“作为科学教学一项主要目标的探究技能的发展在初中教学中看来仅仅具有最低限度的效果。关于探究和过程教学的浮夸描述远远超过了课题研究,也远远超过了课堂实践。探究目标的正当性本身得益于更多的学术交换和对抗,甚至简单地认为,科学并非限于逻辑过程和资料收集”(赫德,1978p.62)。

国家科学教育标准的构想是把焦点集中在探究上,从特别少的强调到特别多的强调条件之间的相似对比中改变过来。包括:

较少强调

较多强调

演示和证实科学内容的活动

调查和分析科学问题的活动

限于一课时的调查

延长的课时数外的调查

毫无脉络关系的过程技能

具有脉络关系的过程技能

强调个人的过程技能诸如观察和推理

运用操作、认识、程序多种过程技能

获得答案

使用证明和策略拟定或修改解释

科学用于探索和实验

科学用于辩论和解释

对科学内容的问题提供答案 

交流科学解释

在没有保护结论的条件下,学生个人和集体分析和综合资料

保护结论后,学生集体经常分析和综合数据

为能留时间来涵盖大量内容而少做调查

为培养对科学探究和科学知识的理解、能力和价值,多做调查 

用实验结果结束探究

把实验结果用到科学辩论和解释中去

管理材料和设备

管理 观点和信息

学生私人跟教师交流观点和结论

学生跟同学共同交流观点和作业

改革脉络的中心地位

由于本文的出发点是STS教育的中心地位当作我对科学课堂教学和学校中运用社会问题的介绍,这种地位人们应该可以看到,它应该当作在整个学校内外,以及媒介性的家庭、地方、州和国家社团促进学习的一种方式。在基本的社会问题中提供了一些脉络,这些脉络需要典型的学校中构成科学大纲的技能和概念。不要从课程出发,也不要按课程行动,学生处于更中心地位而成为有吸引力的人,他们需要一般所教的东西,只是因为在那些地方、在人听到、接受到的东西以外,才是对于所有的学习者是适用的。一般地说,一切都可以教,“因为这些是有用的——相信我!”但是,对于多数学生来说,这样的用途永远也不会找到的。代替学习的是人人都做过的事情,就是追求上大学,尤其对于想学医学、卫生学和工程学的人——在入学考试中良好的表演也是重要的。我要证明,我们的难题仍然是:科学是正当的,它对下一阶段(学校一个年级一个年级)进一步(更深入)学习科学或中学中的上大学之路和上大学学习科学都是重要的。但并非人人都把它看成是重要的和有用的事。

顾名思义,STS把重点向表征生物、化学、物理特点的概念以外的思路扩展,也向更狭窄的范围如地球/空间科学的思路扩展。它也包括技术(人造世界),也把焦点集中在自然界中的客观事物上。它也包括社会,这对于生命科学的热情者来说是容易的,因为它反映了生物学(也即生态)中的焦点的水准。它也跟社会学习有关(按社会学、经济学、政府、地理学和心理学)。但是,这还不足于保证对于科学本身的广泛理解。对大多数人来说,科学就是学校里所学的东西。所学的科学通常以围绕精确概念而有组织的课题或章节宣告结束,这些概念是传统教科书的特色,常常跟大学课程相衔接,在大学里科学教师在他们当学生时直接经历过这些课程。

科学作为人类的一项事业需要得到全人类的理解,这项事业人人能理解,人人能经历,人人能运用。以前精心设计和讨论过的国家科学教育标准,举例说明了科学教育的一个历史观点。卡尔?撒根(国家研究中心,1998),当他观察到每个人象科学家一样开始时,强调了一个要点。 然而,当孩子长大后入学时,他/她却因实践真正的科学,又在跟科学本身不相符合的科学课堂中教会技能而泄气。科学是由四个基本特点组成——所有四个特点应是学校和每个孩子经历的一部分。这四个特点包括:

1)

就自然界中观察到的事物提出问题;

2)

对个人形成的问题提出答案(可能的解释);

3)

设计测试或准备逻辑推理,对所提出的答案建立有效性;

4)

交流问题、交流提出的解释、交流组成的证据用于对别人的解释的支持(尤其是那些已经深思、调查过自然界中类似的客观事物的人)。

科学是人类的一项事业,它是由好奇、尝试解释、期望确定各个先进解释的精确度、向他人(研究级别上的科学中,意指那些构成科学研究人员的其他人)分享和交流方法的责任等方面显示特色。如果科学是按四个顺序前进,那么,国家科学教育目标就会达到。然而在科学教育中,很少产生一个重要的问题,也很少停留在一个重要的问题上。但是,教科书如何提供真实的科学呢?是教师的讲解还是国家的体制?但是,完整的科学就是关于STS的意义——面向全体人的科学!

六十年代,技术曾经从所有学校科学大纲中排除出去。技术曾被驱逐到车间里去;放到了为那些不打算上大学的学生们所设计的职业部门。有趣的是,人们不把技术看成是为工程而准备的或者是为升入任何其他大学而准备的。

技术可以简单地定义为人造世界上的一个焦点,包括电视、飞机、公路、建筑、计算机、原子能核电站以及成千上万的其它技术成就,这些成就对于我们的生活是如此集中。从学校科学中排除技术内容,就是排除已经找到的如此多既有趣又互相联系的脉络,这不是很奇怪吗?

尽管技术的方法跟科学的方法是相同的,但仍然有两个主要的差别。对技术来说,答案就是起点。举例说明,我们想要飞机、新能源、高等级的公路、优良的空调或数以千计的其它对我们日常生活熟悉的技术。我们能梦想一些会改善我们生活的东西,然后运用我们关于自然界的知识生产这些东西。就技术而言,结果正在变成我们想要和需要的世界(情形、装置和构造)。就科学而言,我们仅仅满足于懂得更好——或更完整——自然界中的事物是如何运行或发生的;我们的好奇心因自己的缘故而得到满足——没有得到我们开始时想要的产品。

在生物学里社会是一个名称,这个名称定义了一群具有一定特性的生物形式。普通的社会结构能够得到研究,诸如蜜蜂、蚂蚁与猴子。但是,更有趣的或许是人类社会——和它的各种相互影响,因为在几千年里,多种文化得到发展,人类已经发生了进化。

社会——对于许多STS的热情者来说——是一个应该开始学习科学技术的地方。这种学习从人类及其思想开始。他举例说明了人类和其它生命形式的一个显著特色。对于技术来说,方法和产品的关系和价值是显而易见的。在要得到改善人类生存所能见到的东西中使人类的智力发展起来。问题变成“如何得到它?”科学无非是对于星球、山脉、海洋、生物形式、光、声、能量和物质的好奇心。

把科学理解为人类的一种伟大事业在典型的课程里似乎是很难理解的,在这些课程里教师的主要意图是帮助学生学会科学。而大多数人绝对体验不到真实的科学。他们经常体验技术——虽然如此,但除了重复已发现的东西什么也没有。然而这种对自然定律的重新发现从来未鼓励过一次真正(完整)的科学体验。典型的学校科学很少从开放的入口开始研究组成自然界的客观事物。

STS应该(按次序)代表社会——技术——科学。是这样一种方式,这种方式阐明科学如何起作用、科学到底是什么、以前的知识和技能如何用于进一步回答自然界中发现的客观事物的有关问题。科学从人们的问题出发。科学就是应该这样教学!正如在教材中所体验到的那样,社会应该成为科学技术的出发点。

在这里用到的社会问题这个名称就是指人们认识的人类社会中的难题/争议/辩论的意思。这些关于自然界和人造世界的问题为大多数人提供了动力。这些问题能够也应该为科学(和技术)的学习提供结构。如果除了确定这些知识的重要性外再也没有别的理由——承诺科学技术在未来生活中用于处理我们时代的问题,那么大多数结构不是由教师、课程导引、教科书来确定的。但是,这是我们再一次的失败——认清我们所教的东西——表面上已经学会的东西——那些我们能够运用的东西之间的联系。这个运用可能就是实现国家科学教育标准的目标二、目标三、目标四的基础。再来提一下这些目标——尽管25年来精心设计而适合于学校的科学——却很少(从教科书、国家体制、研究报告中)提供证据证明这些目标在任何班级中达到、或以任何方式观察到或测量到。把社会问题作为科学技术学习的“先驱”组织者似乎成为一个答案——人们对其有效性值得审查,值得收集证据来证明。但是,如何改变常规呢?这就是为改变大纲和体制所需要的国家科学教育标准的构想之所在。然而,这些标准没有受政府领导和决策者的足够关注。所有这些都是从辨认细微概念和特殊(常常是美化了的)技能出发,然后鼓励用这些概念进行练习,用这些技能进行操作,用来作为未来解决问题的先驱。我们如此快地教会了这些概念、技能,我们从失败中看到了效果,其脉络、现状、含义是毫无意义的。

STS项目综合小组组长焦?皮尔,因为他早期参与名为“工程概念课程项目”——后来在六十年代称为“人造世界”,一直是STS教育探索的支持者。这个在中学里使用的大纲很少因上述提出的理由而受到冲击。这对于大学入学来说认为是不重要的,但它仅仅是作为一种帮助学生体验真实(传统)的科学或技术(仍在车间里)的途径。

皮尔经常在报纸上谈论对课、单元和课程的组织。他常常从他手头的最近报纸开始他的演讲,开始他的实验班。他能指出百分之九十的报纸标题包括讣高、广告、社论、时事新闻如何能产生更多的问题,这些问题是收集信息、思想和证据所需要的。这就是STS所讨论的问题;这就是把当前的社会问题用来当作组织者,当作科学概念和技术技能入门的一个例子。尽管“人造世界”从来也不吸引人的注意力也从来没有得到应有的运用,然而一些新大纲正试图提供类似的途径。两个中学大纲例证了STS及在科学教育中运用社会问题。这些是“以事件为基础”的科学(Wright, 2001),集合了数学、科学-技术(数学、科学、技术教育的中心,1998)。但是,在为更多教师和学校的选择所制订的革新大纲中仍然存在着挑战。在运用社会问题作为“先驱”组织者来激活K-12科学大纲脉络提供方法时,这些挑战可能具有很大的帮助。

 

参考资料:(因篇幅太长,略译)

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多