在科學(xué)教學(xué)中明確“社會文化”對科學(xué)的影響

李 諾 黃 丹 劉恩山*

（1北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 1008752福建省同安第一中學(xué) 福建廈門 361100）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中強(qiáng)調(diào)，“關(guān)于科學(xué)的知識”——即科學(xué)本質(zhì)（nature of science，NOS）是學(xué)生在學(xué)習(xí)高中生物學(xué)課程時應(yīng)予以強(qiáng)調(diào)的重要內(nèi)容之一。這種對于科學(xué)本質(zhì)的把握能幫助學(xué)生理解科學(xué)知識產(chǎn)生的特點(diǎn)，并以此辨別生活中的科學(xué)和非科學(xué)，促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成［1］。其中，“科學(xué)會受到社會和文化的影響”作為NOS 對教學(xué)7條建議中的最后一個模塊，既包含著社會、文化、政治、哲學(xué)、歷史等寬廣的涉及面，同時又切實(shí)貼近教師與學(xué)生的日常生活。

科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容對學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)具有重要的價值。這種對于NOS 的理解能強(qiáng)化學(xué)生對于科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)，提升其對于科學(xué)的興趣，進(jìn)而幫助人們進(jìn)行更為有效的決策制定［2］。研究者指出，NOS 作為一個交叉領(lǐng)域，其自身包含著多種科學(xué)的社會性方面，其中就囊括了歷史學(xué)、社會學(xué)及哲學(xué)等［3］。環(huán)顧當(dāng)今社會，既是一個科技日益增長的知識經(jīng)濟(jì)社會，同時也是一個精神生活不斷豐富發(fā)展的人文社會［4］。社會的發(fā)展推進(jìn)并依賴著科學(xué)的進(jìn)步，同時發(fā)展需求也決定了當(dāng)代科學(xué)教育的取向。讓學(xué)生明確“無論是過去還是未來，科學(xué)與社會文化都會互相產(chǎn)生影響”是促進(jìn)學(xué)生對NOS 理解的一個重要方面。

1 社會文化對科學(xué)及科學(xué)教育的影響

文化是人類在自身發(fā)展過程中從事實(shí)踐活動和精神活動的方式，同時也是由這些活動創(chuàng)造出來的物質(zhì)和精神成果。其中，科學(xué)作為人類認(rèn)識世界、探索未知的一種實(shí)踐和精神活動方式及其成果，構(gòu)成了人類文化的重要部分［5］。當(dāng)今世界的科學(xué)發(fā)展不可避免地受到外部社會文化條件的深刻影響，其中便包含了哲學(xué)、宗教、歷史、經(jīng)濟(jì)等社會文化因素。時至今日，科學(xué)本質(zhì)觀開始越來越多地關(guān)注科學(xué)發(fā)展的文化背景對科學(xué)的影響作用，強(qiáng)調(diào)在“文化的整體”中理解科學(xué)、科學(xué)精神和科學(xué) 價 值［6］。

社會文化與科學(xué)之間的相互關(guān)系向前可追溯到遙遠(yuǎn)的古希臘時期。在劃分為獨(dú)立的學(xué)科之前，歷史上的科學(xué)曾經(jīng)隸屬于哲學(xué)范疇。以亞里士多德為代表的一系列偉大的科學(xué)家在當(dāng)時都具有哲學(xué)家的重要身份。從古希臘至今，這種科學(xué)與哲學(xué)的交織從未停止，使得無論過去還是現(xiàn)在的科學(xué)教學(xué)均不能脫離哲學(xué)的維度。盡管早期科學(xué)從哲學(xué)中分離出來，但其思想精神卻一直深深扎根于哲學(xué)，每一時期的科學(xué)都受到當(dāng)代思想精華——哲學(xué)的影響，同時又以自己的成就影響哲學(xué)，影響著人類對世界的根本看法［5］。在這段漫長的歷史過程中，科學(xué)曾以神學(xué)作為說明原理，并作為有效的工具為宗教服務(wù)，進(jìn)而支撐并推動著政權(quán)政治乃至整個社會的發(fā)展。諸多文獻(xiàn)或多或少地表達(dá)著這樣的思想：科學(xué)與哲學(xué)、神學(xué)、社會學(xué)等在內(nèi)的其他學(xué)科相互作用，并受到上述這些文化、政治、歷史等因素的影響。人文文化的基礎(chǔ)強(qiáng)烈影響著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)也囊括著普遍的文化世界觀。作為科學(xué)傳播的重要途徑，社會文化因素不但影響著科學(xué)本身，也強(qiáng)烈地影響著科學(xué)教育的發(fā)展歷程。這種科學(xué)課程體系隨社會發(fā)展不斷變化改革的歷程，正是科學(xué)受社會文化影響的強(qiáng)有力的證據(jù)。以美國生物學(xué)課程教育體系為例：20世紀(jì)以前，中學(xué)生物學(xué)的內(nèi)容知識強(qiáng)調(diào)理論性，同時與大學(xué)課程體系接軌。20世紀(jì)上半葉，為了回應(yīng)來自于商業(yè)和農(nóng)業(yè)的需求、環(huán)境問題、人口變化，以及對健康的關(guān)注等帶來的壓力，高中生物學(xué)開始從大學(xué)生物學(xué)體系中分離，強(qiáng)調(diào)生物學(xué)的實(shí)用性、生態(tài)價值、經(jīng)濟(jì)價值及人類福利，生物學(xué)教學(xué)逐漸發(fā)展成為“為人類福利而教生物學(xué)”［7］。20世紀(jì)中葉，第二次世界大戰(zhàn)的發(fā)生使得疾病預(yù)防、衛(wèi)生和農(nóng)業(yè)成為了課程設(shè)計應(yīng)用的一部分［8］；而后半葉的戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與科學(xué)進(jìn)步導(dǎo)致的社會性議題層出不窮，使得課程目標(biāo)開始指向如何處理這些議題，并使人們理解“科學(xué)的社會學(xué)作用”。隨后，伴隨著科技進(jìn)步與工業(yè)的迅速發(fā)展，STS（science technology scociety，STS）教育逐漸走入中學(xué)生物學(xué)課堂，再到近年來所提倡的STEM（science，technoogy，engineering，mathematics，STEM） 教育的興起……科學(xué)教育改革與發(fā)展的導(dǎo)向要求教師與學(xué)生能意識到社會文化中的各類因素對科學(xué)的重要影響，并能將科學(xué)知識技術(shù)融入到日常的社會文化生活中去。

2 課堂教學(xué)的應(yīng)用與建議

“科學(xué)受到社會和文化的影響”這一科學(xué)本質(zhì)的重要要素在科學(xué)教學(xué)中的影響范圍非常寬廣。這種寬廣一方面體現(xiàn)在其所交叉涉及的多個要素與學(xué)科，另一方面還體現(xiàn)在其對學(xué)生的課堂科學(xué)知識掌握與日常生活決策制定均能有所助益。對于一線生物學(xué)教師來說，能有效滲透這一科學(xué)本質(zhì)觀念的方法多種多樣，其中包括但不僅限于利用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)、參與社會性科學(xué)議題討論，以及融合科技與工程學(xué)教育等。

2.1 利用科學(xué)史展開生物學(xué)教學(xué) 歷史對于正確理解社會機(jī)構(gòu)或社會習(xí)俗等所具有的重要性得到了大眾的廣泛認(rèn)同［8］。了解一個時期的歷史，能獲知當(dāng)時的政治與宗教情況、法律條款及社會信仰等信息。這對于理解科學(xué)概念與科學(xué)精神的發(fā)展具有重要作用。當(dāng)教師不告知學(xué)生歷史上科學(xué)家所處的社會文化背景，學(xué)生將無法深入理解為何科學(xué)家會提出各種理論主張： 倘若學(xué)生不了解歷史上科學(xué)家普遍信奉亞里士多德哲學(xué)，認(rèn)為空氣是一種不可再分的基本元素，便無法理解普里斯特利在進(jìn)行光合作用實(shí)驗中所面臨的巨大障礙，以及植物光合作用原理發(fā)現(xiàn)的艱辛；倘若學(xué)生不曾知曉“政教合一”羅馬教廷的統(tǒng)治歷史，則不能體會維護(hù)哥白尼日心說直至獻(xiàn)出生命的布魯諾是多么的勇敢無畏； 倘若學(xué)生無法站在神學(xué)統(tǒng)治的文化背景下看到大眾所接受的物種神創(chuàng)論的信仰，也就無法更加深刻地理解進(jìn)化論提出的劃時代的重要意義。

現(xiàn)如今的眾多研究都提出，在科學(xué)課堂教學(xué)中融入科學(xué)史的要素能幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)概念。更多時候，科學(xué)史以一種輔助者的角色出現(xiàn)，對日常教學(xué)中的概念掌握起到錦上添花的作用，然而馬修斯（Matthews）則強(qiáng)調(diào)了科學(xué)史教學(xué)無可替代的必要性。他指出，歷史觀點(diǎn)可幫助學(xué)生將概念放置于科學(xué)觀念史中。這對于科學(xué)本質(zhì)的理解具有不可或缺的重要作用，也是教育的必需目的。幾個世紀(jì)以來，不同國籍、種族、宗教背景下的科學(xué)家均依賴于自己的文化展開研究工作［8］。試想當(dāng)教師講授光合作用、達(dá)爾文進(jìn)化論的時候，如果不關(guān)注研究者的一生及其所處的社會文化背景，以及這些理論所引發(fā)的宗教、文學(xué)與哲學(xué)變革，不講述科學(xué)家歷經(jīng)紛爭與犧牲，最終所換取的基督教會接受哥白尼太陽系學(xué)說，蘇聯(lián)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)接受孟德爾遺傳學(xué)的偉大社會變革，教學(xué)將會變得多么局限。

2.2 參與社會性科學(xué)議題的討論 研究者認(rèn)為，科學(xué)教育的目的不僅僅是向?qū)W生傳授科學(xué)概念、知識與技能，同時也應(yīng)鼓勵學(xué)生有批判性地參與到全球范圍內(nèi)與科學(xué)相關(guān)的政治、社會、文化等興趣活動當(dāng)中［9］。而對于生物學(xué)課堂教學(xué)而言，引導(dǎo)學(xué)生思考并參與有關(guān)社會性科學(xué)議題（socioscientific issues，SSI）的討論是有效的途徑之一。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會面對越來越多與之相關(guān)的社會問題，例如核能源的開發(fā)與核污染風(fēng)險、化學(xué)與工業(yè)技術(shù)的擴(kuò)展與相應(yīng)的資源浪費(fèi)環(huán)境污染問題、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的生產(chǎn)與安全問題等。這些成果與技術(shù)開發(fā)最早的研究便是為了適應(yīng)人類人口增長、資源短缺的社會發(fā)展需求，而如今卻又帶來了各種無法避免的負(fù)面社會問題。

在進(jìn)行SSI 的教學(xué)與討論活動中，學(xué)生不僅需要明確SSI 所涉及的倫理道德問題，還要深入?yún)⑴c或探究這些問題。通過辨析理解這些議題的來龍去脈，學(xué)生能更加深入地理解社會文化與科學(xué)之間的相互作用，站在科學(xué)的角度上對社會中存在的問題進(jìn)行反思與批判，進(jìn)而培養(yǎng)良好的社會責(zé)任感。與此同時，對科學(xué)本質(zhì)更為深入的理解能幫助學(xué)生利用這些思想進(jìn)行生活決策的制定，客觀地分離文化中的精華與糟粕，區(qū)分科學(xué)理論的優(yōu)劣，進(jìn)而明確科學(xué)發(fā)展的外因與內(nèi)因。而這些對于學(xué)生的科學(xué)概念學(xué)習(xí)與日常生活均具有著重要的意義。

2.3 科技、工程與生物學(xué)的融合 技術(shù)與工程學(xué)的迅猛發(fā)展，是推動現(xiàn)今科學(xué)成果加速產(chǎn)出的必要條件，也是理解當(dāng)今科學(xué)不能回避的方向。越來越精密的各種科學(xué)研究儀器設(shè)備不斷出現(xiàn)，使得人們能探索更加遙遠(yuǎn)的外太空，也能觀察到細(xì)胞之下愈加細(xì)微的各種結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)迅速普及的互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，一方面極大提高了科學(xué)成果在全球范圍內(nèi)的共享速度，同時也帶來了真假摻雜的各類信息的廣泛傳播。對于現(xiàn)代社會特別是發(fā)展中國家而言，社會推動下的科技高速發(fā)展更像是一把“雙刃劍”。這種對于科研工作者的高壓驅(qū)動，一方面切實(shí)加速了科研成果的產(chǎn)出與轉(zhuǎn)化，而另一方面也滋生了科技研究領(lǐng)域中急功近利、學(xué)術(shù)造假等負(fù)面問題。可以說，加速發(fā)展的科技與工程學(xué)領(lǐng)域，正是屬于21世紀(jì)的重要社會特征。理解當(dāng)今時代的這一社會特征，明確如何在高速發(fā)展的科技與工程學(xué)領(lǐng)域中趨利避害、揚(yáng)長避短，是理解科學(xué)目前與未來發(fā)展的必要途徑。

在日常的課程教學(xué)中，教師可納入更多關(guān)于技術(shù)與工業(yè)的知識，向?qū)W生普及先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備工作原理，展示更多借助現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)所獲取的生物學(xué)研究成果。同時，教師還可將工程學(xué)整合融入生物學(xué)教學(xué)探究中，引導(dǎo)學(xué)生利用工程學(xué)相關(guān)知識解決生物學(xué)問題，或通過開設(shè)STEM 類課程鼓勵學(xué)生動手參與到與工程技術(shù)相關(guān)的各種創(chuàng)新與開發(fā)活動中。這些活動不但能讓學(xué)生認(rèn)識到當(dāng)今技術(shù)工程對推動科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生的積極意義，同時也有助于培養(yǎng)學(xué)生未來從事科技與工程相關(guān)行業(yè)的職業(yè)規(guī)劃意識。

3 結(jié)語

社會文化與科學(xué)之間的關(guān)系相互交織，無法分割。面對當(dāng)今發(fā)展的社會，不僅是文化以其廣闊的覆蓋面影響著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)也同時影響著社會的進(jìn)步，成為了文化的主導(dǎo)力量。這種主導(dǎo)力量不僅僅指科學(xué)已成為促進(jìn)社會發(fā)展的重要因素，同時也指科學(xué)對現(xiàn)代人的日常生活、工作方式、思維方式、價值觀念乃至基本的世界觀與自然觀等都產(chǎn)生了十分重要的影響［10］。

人類社會的發(fā)展推進(jìn)需要科學(xué)的力量，這些發(fā)展需求決定了當(dāng)代科學(xué)教育的取向。理解這種社會文化與科學(xué)之間的相互影響關(guān)系，是幫助學(xué)生建立科學(xué)本質(zhì)觀的必然需求。科學(xué)有著其漫長的發(fā)展史與發(fā)展歷程，伴隨著不斷的衍生，它同時充斥著哲學(xué)等文化內(nèi)涵。生物學(xué)乃至科學(xué)教育，應(yīng)向?qū)W生充分展示這些豐富的內(nèi)涵，并鼓勵學(xué)生參與到這些令科學(xué)家著迷的重大問題當(dāng)中——無論這些問題是在科學(xué)范疇內(nèi)的，抑或是超出科學(xué)范疇的［8］。