國際科學教育實踐轉向的三重邏輯

郭桂周，肖白云，雷 昕

(湖南師范大學物理與電子科學學院，湖南 長沙 410006)

近年來，以美國頒布《新一代科學教育標準(Next Generation Science Standards:For States,By States)》為標志，國際科學教育理念從注重科學探究向注重科學實踐轉變，即實現了科學教育的實踐轉向。在這種情況下，我國的理科教育政策也突出科學實踐在科學課程中的重要地位，如《普通高中生物學課程標準(2017)》將“重實踐”作為高中生物教學的核心理念：“本課程高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生學習的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動……”[1]國內多位學者對這種轉向背后的原因進行了闡釋。如唐小為等指出，從“科學探究”變為“科學實踐”折射出美國科學教育研究者扭轉課堂探究模式化傾向的努力，同時“科學實踐”凸顯了融合社會、認知、行為三個維度的實踐觀[2]。盧姍姍與肖思漢也均從“科學探究”與“科學實踐”的差異的角度對該問題進行了論述[3][4]。

可以看出，國內學者主要從“能動-必要性”的角度去解釋這種轉向的因由。但是，我們應當看到，對科學探究所存在的不足的認識并不能夠成為科學教育理念向“科學實踐”轉向的充分條件，因為即便科學探究存在內在的不足，科學教育核心理念也不必然向科學實踐轉向。筆者認為，科學探究向科學實踐轉向，有著更深層次的緣由與動力。這種轉向需要從“結構-充分性”的視角展開進一步分析。這種轉向，從根本上說是一種從注重科學知識授受的科學探究到注重能力培養的科學實踐的轉向，并且這種轉向因應了全球化的時代背景。只有從全球化的視角下去審視這種轉向，才能夠更深刻地揭示其實質。

筆者認為，從全球化的視角來看，國際科學教育的實踐轉向包含了三重邏輯(見圖1)：從社會層面看，“全球化是現代性的拓展”，現代性的拓展導致全球風險社會的形成，而風險社會所引起的一系列社會問題大多與科學有關，因此稱為社會性科學議題(Socioscientific Issues，SSI)，社會性科學議題來源于實踐又需要通過科學實踐展開，這樣就形成了“現代性的拓展—風險社會—社會性科學議題—科學實踐”的第一重邏輯。從政策層面看，全球化的核心是經濟全球化，即新自由主義全球化。近年來盛行于國際的STEM教育，即以新自由主義作為指導。另一方面，STEM教育注重科學實踐，或者說科學實踐正是通過STEM教育來實現的，這樣就形成了“新自由主義—STEM教育—科學實踐”的第二重邏輯。三是從哲學層面看，在對歐洲中心主義反思的基礎上形成的后殖民主義科學觀與科學實踐哲學合流，對科學的本質進行了重構，強調科學知識的地方性與實踐性，就形成了“后殖民主義—本土科學—科學實踐”的邏輯路徑。這三重邏輯推動著國際科學教育理念從知識取向的科學探究向實踐取向的科學實踐轉向。

圖1 科學教育實踐轉向的三重邏輯

一 社會層面：現代性的拓展—社會性科學議題—科學實踐

英國著名社會學家吉登斯認為，現代性內在就是全球化的，全球化是現代性在全球范圍內的拓展，“現代性的全球化傾向，既是客觀的，也是主觀的，它們在地方和全球兩極所發生的變遷的復雜辯證法中，把個人同大規模的系統聯結起來”。在吉登斯看來，現代性包含四項制度維度：資本主義、監督、軍事力量和工業主義。現代性的制度特征向全球范圍拓展的結果形成了全球化的四個維度，即世界資本主義體系、民族國家體系、世界軍事秩序和工業的發展。國際勞動分工包含世界上高度工業化與低度工業化地區的分化。而工業主義的全球運作必然在生態方面造成明顯的或潛在的負面影響[5]。工業主義建基于近代以來科學技術的大發展，這樣，就形成了“科學技術—工業主義—生態惡化”的內在邏輯。生態的負面效應最終需要人類從多個方面做出回應。但是，我們應當看到，吉登斯所指稱的現代性的四個維度只是社會學意義上的表象，而非哲學意義上的本質。

從更深層的意義上說，現代性包括“拋棄傳統、指向未來”的時間意識、“線性、有序”歷史意識、實現人類自由與解放的籌劃方案與歷史實踐以及其最終訴諸的工具理性權威等[6]。其核心觀念包括創造、解放與啟蒙等。一方面，現代性的核心觀念是現代二元對立思維的基礎，另一方面這些核心觀念的最終依據是現代性所確立的“主體性”觀念。也就是說，唯以主體性原則為基礎，現代性才能找到自身的阿基米德點[7]。人的主體性確立的過程，是一個主-客逐漸分化的過程，也是工具理性和價值理性分離的過程。主體是高級的、主動的，富于思維和控制能力，而客體則是低級的、受動的，無智慧、受控制的。因此，人是大自然中唯一具有主體性和內在價值的存在物，人類在價值意義上，處于自然的中心。自然界中的一切事物都是為滿足人類利益服務的。這為人類肆意統治和掠奪自然提供了意識形態的依據。因此，現代性的征程體現著作為‘主體’的人類運用自身的工具理性對作為‘客體’的自然的單極征服邏輯。多爾邁在《主體性的黃昏》中將這種現代主體性概括為：以自我為中心的占有性個體主義，以統治自然為目標的人類中心論，不包含交互主體性的單獨主體論。人的這種主體性的過分張揚造成了人與自然關系的對立，造成了自然的反噬，產生了嚴重的反主體效應[8]。同時，主體性的過度張揚另一方面又導致了人與人之間關系的緊張以及一部分人統治、壓迫另一部分人，因為他人與自然一樣在“我”眼中都是客體。這就造成了主體性的異化，阻礙人類社會的發展。現代性在全球擴張的結果就是使人類進入風險社會，風險社會中的風險具有全球性、人為性、社會性、不確定性和廣泛聯系性等特征。為了應對由風險社會帶來的風險，環境問題、轉基因、核武器等問題逐漸成為科學教育領域的重要議題。

風險社會的后果之一是全球范圍內的環境問題及其背后社會正義問題。環境問題包括環境污染和環境惡化，而如何應對環境問題則成為全人類各個領域都需要考慮的重要主題，包括政治、經濟和教育等。由環境問題引發的社會正義問題包括不同國家、區域、種群和階層之間的不平等。國家間的不平等，主要是發達國家將廢棄物運往發展中國家，如有新聞報道：

從1995年到2016年的20年間，中國的年垃圾進口量翻了十倍，從450萬噸增長到4 500萬噸，已經成為了一項大宗交易品。在全國各地，都開設有專門的洋垃圾回收機構和場地，為西方人民改善生存環境做出了“卓越貢獻”[9]。

在龐大的利益鏈條之下，唯有環境和環境污染中的中國百姓在哭泣。洋垃圾當中隱藏的致命因子對環境和附近人員造成的殺傷幾乎無人關心。

這些洋垃圾雖然為我們的工業生產提供了廉價的原料，同時垃圾分類、處理過程解決了一部分勞動力的就業問題和生活問題，但是它帶給我國自然與社會環境、人民身體健康的風險難以估量。同時，這些洋垃圾往往被運送到農村地區、城市邊緣地區或者小城鎮分揀、處理，而非大城市，在這一過程中同樣導致了區域間的環境不平等問題，對農村、城鎮邊緣弱勢群體的生活環境質量造成了極大的傷害。

風險社會的另一個重要維度是現代科技的濫用。正如哈貝馬斯所指出的那樣，科學技術已經成為新的意識形態，支配著我們的思想與生活。科技的濫用同樣帶來了諸多問題。如殺蟲劑雖然有助于農業增產，但是由于殺蟲劑在食物鏈中的累積效應同樣對人類的生命健康帶來了巨大的風險。而科技的發展同樣帶來了一些諸如核污染、核戰爭等風險以及克隆、轉基因等具有社會爭議的科技問題。如2011年3月11日日本福島由于受到地震影響，核電站發生核泄漏，即使在7年之后：

15 895遇難、2 539人失蹤、73 349人依然避難，257噸核燃料堆芯熔化、約100萬噸污染水仍難以處理。核事故給福島帶來了更深傷害，讓原本物產豐饒、環境優美之地變得令人生畏，至今依然有大片土地被劃為“禁區”[10]。

環境與環境正義問題、科技發展及其應用引致的社會問題構成了社會性科學議題的主體，成為當今國際科學教育領域的重要主題與教學形式。社會性科學議題是指由當代科學技術研究開發所引發的一系列與社會倫理道德觀念和經濟發展密切相關的社會性問題[11]。社會性科學議題具有如下特征：

1.全球性。社會性科學議題涉及諸多具有爭議性的全球性問題，如全球變暖、環境污染、轉基因、能源利用等。PISA中的科學測試就將大量科學問題設定于全球化的情境中，包括“生物多樣性”“人口控制”“大氣變化”等，表明這些議題已經不再是僅僅涉及某些群體或者某些地區的局部問題，而是突破了空間甚至是時間的限制，成為在全球范圍內普遍存在、亟待治理的重要課題。也就是說，這些議題關涉全世界所有民眾的利益。因而，這些議題受到了普遍的關注，關注的主體已經從普通公眾、公益組織拓展到政府機關、國際組織等。

多種抗心律失常藥物及電復律治療對左前分支室速效果欠佳，射頻消融治療是唯一根治性方法[7]。部分患者長時間心動過速可出現臨床癥狀，甚至可誘發心動過速性心肌病[8]。尤其對于兒童患者，由于年齡小、體質量也小，射頻消融風險相應升高[9-10]，在選擇射頻消融根治術前，食管調搏作為一種無創的電生理檢查方法，對于特發性室速的鑒別與心動過速的終止均有重要的意義，因此，食管調搏可作為緊急終止分支型室速的方式之一。

2.實踐性。首先，社會性科學議題是對社會現實問題的回應。隨著科學技術的發展，科學技術的社會性與倫理性逐漸顯現，如由科學技術引發的全球變暖、臭氧空洞等都成為全球性的社會問題，而不僅僅是科學問題。社會性科學議題將這些問題引入到科學教育中，是對這些社會現實問題的回應。其次，社會性科學議題的教學需要突破傳統的教學方式，由于社會性科學議題與社會生活實踐密切相關，橫跨政治、經濟、社會、文化、倫理道德、生態保護等諸多學科，其教學與學習方式也往往涉及社會調查、討論和爭論等，具有極強的實踐性。

社會性科學議題的產生與現代性在全球范圍內的拓展密切相關。社會性科學議題基于實踐、面向實踐并且關涉實踐。這樣，國際科學教育的實踐轉向在社會層面就遵循著“全球化—現代性的拓展—風險社會—社會性科學議題—科學實踐”這一內在的邏輯。

二 政策層面：新自由主義—STEM教育—科學實踐

(一)新自由主義教育理念的主要內容

全球化并不是價值中立的。鄔志輝教授在2003年將教育全球化的意識形態分為“新全球主義”“新自由主義”“后現代主義”和“反殖民主義”四種類型[12]。其中，新自由主義由發達國家所主導，主要貿易組織和跨國公司共同推動，是當代主流的全球化形式。自上世紀90年代起更是成為管理全球經濟和構建世界新秩序的主導意識形態[13]。因此，可以說，全球化的核心是新自由主義全球化。新自由主義在社會領域不斷擴展，進入教育領域并成為教育全球化的主流價值趨向。

新自由主義注重教育的績效主義、市場主義和全球主義取向。新自由主義的教育改革是從攻擊公立學校的低效、未能滿足市場對人才的需求開始的：“當前的教育制度是完全失敗的，教育質量與效率在大幅度倒退，學科標準的降低、‘真正知識’的失落、缺乏有用的技能教授……造成了失業、貧困、經濟生產率的下降……”[14]“大企業在創造高技術的就業機會，可我們的畢業生卻一點也不具備對路的技能。”新自由主義將市場機制引入教育政策與教育改革實踐，教育改革的目的在于追求學校管理績效、辦學效益和教育質量，教育改革的方向是“引進效率型、競爭型的教育體系，以提高學力水平，從而實現教育的卓越性”。

新自由主義教育認為，判斷一切知識價值的標準是“市場”， 凡是有利于市場的，必然是有利于社會的，因此，有市場的知識便是有價值的、有用的，沒有市場的知識即使再科學也是無用的。市場作為最靈敏的評價指標，可以準確地反映出各種知識的價值和效用[12]。即“學習為了工作”“教育為了就業”“教育必須不斷表明各個專業和課程是怎樣服務于市場的”[12]全球經濟是以跨國公司為主體并且主導的經濟，他們是世界經濟的領導者，他們最了解市場對知識和人才的需求，因此新自由主義認為，大企業家、貿易商和工廠主應當是當代教育的主導者。教師的職責不過是“將別人做出的決定付諸行動”“教學正被貶為無序的勞動市場的一個商品，決策者對教學本身意味著什么這一問題沒有興趣，對其作出的新計劃會對教師或學生的生活質量產生什么影響漠不關心。”[15]19

新自由主義對教育的影響是通過“全球競爭力”這一中介實現的。全球競爭力即決定一國生產力水平的一系列制度、政策和要素，一般用馬丁(Xavie S.I.Martin)開發的全球競爭力指數(Global Competitiveness Index)來表征，該指數包括商品市場效率、勞動市場效率等十二項指標[16]。全球競爭力這一符咒使得“教育必須不斷表明各個專業和課程是怎么服務于市場的”。并且全球競爭力旨在生產出一套共同認可的，為滿足所提出的全球體系統一要求的知識、技能與品質[15]13-14。

(二)STEM教育的新自由主義特征分析

在這里，筆者將結合美國和澳大利亞的STEM教育政策來分析國際科學教育的新自由主義特征。

1.強調經濟價值：STEM教育政策的市場主義特征。縱觀世界各國的STEM教育政策，其宗旨在于為市場培養創新人才，即STEM教育首先是著眼于市場需求，強調STEM教育的經濟價值。如澳大利亞首席科學家辦公室2014年發布的《科學、技術、工程與數學：澳大利亞的未來》指出，全球經濟正日益發生變化，并且由新技術與智能公司領導。新工業與財富創造的新路徑正在涌現。國家各個層面的工作正聚焦于創造新的工作機會并創造財富。而所有這些都聚焦并有待于STEM[17]。而這正是澳大利亞進行STEM教育戰略布局的緣由。

美國的《聯邦STEM教育五年戰略規劃(2013)》指出，“長期以來，科學、技術工程和數學(STEM)的發展，對美國國力的各個方面起到至關重要的作用：包括生產更為優良和更加靈巧的產品，改善醫療保健，開發更為清潔和高效的國內能源，保護環境，維護國家安全，以及促進經濟增長。”[18]該戰略規劃首先將STEM定位于其工業或者說其商業價值，即“生產更為優良和更加靈巧的產品”，而“開發更為清潔和高效的國內能源”和“促進經濟增長”同樣著眼于STEM教育的經濟價值。

由此可見，無論是澳大利亞還是美國，均強調STEM教育對于經濟或者說商業的促進作用。發展STEM教育主要著眼于應用新技術創造更多財富。

2.指向全球競爭力：STEM教育政策的全球主義特征。各國的STEM教育政策文件均從提升或者說保持美國的全球競爭力的角度論證STEM教育改革的重要性與必要性。如美國2007年的《國家行動計劃：應對美國STEM教育體系的重大需求》指出：“建立在科學和工程基礎上的美國創造力，帶動美國在19和20世紀走在創新與發展的前沿，并改變了其經濟基礎”“在21世紀，由于面臨全球化及知識經濟帶來的優勢和挑戰，科學和技術的創新已經變得日益重要。”[18]澳大利亞前首相托尼·阿博特指出，我們尤其重視振興科學、技術、工程與數學，因為科學是一個國家競爭力的核心。而澳大利亞2014年發布的《科學、技術、工程與數學：澳大利亞的未來》則認為，STEM知識及其應用將會為澳大利亞建構一個更加強有力的、富有競爭力的經濟[17]。

也就是說，美國和澳大利亞發展STEM教育的目的或者說內在邏輯在于，通過發展STEM教育，培養大批、高素質的STEM人才，從而推動相關產業的發展，進而促進美國綜合國力的提升，最終提升或者說保持美國的全球競爭力。

3.提升就業技能：STEM教育的績效主義特征。新自由主義的教育改革的重要目標是培養學生工作技能，提升就業能力，并且主張依據證據對相關政策實施情況進行評估。如美國2013年的《聯邦STEM教育五年戰略規劃(2013)》主張：“開展STEM教育研究和評估，尋找表明實踐可行性及方案有效性的證據”，并且“聯邦STEM教育投資將加大調查研究和項目評估力度，確定并測試實踐方法，提高兩者的有效性，從而建立改進聯邦STEM教育投資的證據基礎。”也就是說，美國STEM教育政策主張通過基于證據的績效評價促進STEM教育項目的有效性。而美國《新一代科學教育標準》列出了學生通過STEM學習所應具有的預期表現(performance expectations)。預期表現通過考查學生能夠做什么和知道什么判斷他們是否達到了標準的要求[19]。也就是說以STEM形式架構的美國《新一代科學教育標準》同樣是績效主義的。

通過以上分析，我們發現，新自由主義教育主張為市場培養科技人才。以此為指導，STEM教育并不注重傳統學科知識的傳授，其目標是通過基于真實問題情境的、跨學科的科技活動提升學生的實踐能力和就業能力，以促進國家經濟發展并提升國家競爭力。如美國“新一代科學教育標準”的核心關鍵詞是“科學實踐”，而其課程體系是以STEM的形式組織的。一方面，STEM教育將工程制造與技術設計納入到科學教育體系中來，另一方面STEM教育以活動為基礎，以問題解決式和項目式學習方式等展開教學，注重基于實踐的科技教育。這樣，科學教育的實踐轉向在政策層面遵循著“全球化—新自由主義—STEM教育—科學實踐”這一邏輯。

三 哲學層面：后殖民主義—本土科學—科學實踐

全球化就是資本、信息、知識、觀念、人員的跨境加速流動，及其所帶來的時間和空間的壓縮[13]。可以說，這種觀點是對全球化最普遍、最一般的認識。但正如俄羅斯學者C.A.坦基揚指出的那樣，“(對全球化的這種看法)雖然是普遍的看法，但它遠不一定能充分地反映這一現象的本質”“當今的全球化不管被推向何方，其意識形態都不會是中立的”。甚至有學者將全球化看作是“新的全球殖民主義”[20]。實際上，西方近代自然科學從一開始并不是作為一種全世界范圍內普遍遵從的認識自然的范式存在的，而是發端于“意大利、法國、英國、德國和斯堪的納維亞等構成的小圈子”，也即是說從一開始西方近代自然科學是作為一種地方性知識存在的。

喬治·巴薩拉的研究表明，西方近代自然科學是隨著近代歐洲的地理探險和殖民化活動從一種地方性知識走向全世界成為全球范圍內普遍認同的知識形態、探索范式和社會建制。他將這一過程分為三個階段，在第一階段，非科學(指缺少近代歐洲科學，而并非指缺少“本土科學”世界)社會或國家為歐洲科學提供了資源，這一階段地理上的探險，使所有在異國土地上收集的植物、動物、礦物標本信息在送回歐洲，以便進行科學研究。第二階段是形成殖民地科學，隨著地理大發現與自然的探險，一系列西歐科學被擴張到殖民地或邊緣國家，形成了與“地方性科學”不同的“殖民地科學”，殖民地中的科學家最初都是來自于西歐的殖民地或居住者，他們帶來了歐洲科學家的科學資料、實驗設備和研究范式。在第三階段，殖民地科學家的研究工作被處于主要圈子的本國科學家所替代，本土科學家逐漸建構其一個相對獨立的歐洲科學范式，解決科學問題、開展科學研究主要依靠自己的力量，進而形成了一個“民族”科學[21]。

這樣，喬治·巴薩拉就解構了歐洲科學作為普遍真理的本質。從本質和本源上來說，西方自然科學并不比非歐洲的地方性科學知識更具有優越性和普世性。同時，這種后殖民科學觀與科學實踐哲學的研究相契合。科學實踐哲學認為，傳統的科學哲學對科學研究本質的認識的根本錯誤在于忽視了科學實踐的意義和作用，在很大程度上忘記了科學研究實質上是一種實踐活動。以往的科學哲學是一種理論優位的，它不僅忽視了科學的一個方面(實驗)，而是整體上扭曲了科學的形象和對科學事業的看法[22]。科學并不是表征和觀察世界的方式，而是操作、介入世界的方式，亦即是一種接入世界的方式。科學研究是一種審慎的活動，它發生于技巧、實踐、工具的實踐背景下。勞斯指出，“只有介入世界，我們才能發現世界是什么樣的，世界不是處于我們的理論和觀察彼岸的遙不可及的東西，它就是我們的實踐中所呈現出來的東西，就是我們作用于它時，它所抵制或接納我們的東西”[22]。

因此，科學不是由概念、規律等構成的理論體系，而是人對自然的認識、探索與介入方式。由此，科學實踐哲學必然導致一種多元主義的理念。即一切科學知識的本性都是地方性的，不僅非西方的關于自然的研究和認識是地方性知識，即便是西方近代建構起來的自然科學范式，其本性也是實踐的、地方性的。傳統科學哲學一開始就把科學知識認定為普遍性的知識，把知識的抽象獲得過程視為普遍化的歷程，最后的科學知識一定是普遍化的。但是從科學實踐哲學的角度來看，科學知識都具有地方性，科學知識普遍化的過程，實際上是地方性知識標準化的過程。這樣，后殖民主義與科學實踐哲學以科學實踐作為中介實現了完美對接與融合，后殖民主義和科學實踐哲學都是建立在對科學本質認識的實踐轉向基礎上的。后殖民主義科學又稱為“技科學(techno-science)”，強調科學的地方性、實踐性和非普遍性。

科學本質觀是科學課程組織與呈現的深層指導思想。以后殖民主義和科學實踐哲學為指導的科學教育必然注重科學的實踐品性，即反對傳統的、西方的、理論取向的科學教學，而是以跨學科的形式組織的、學生參與的科學教學方式展開，并且注重與本土科學尤其是本土生態學知識建立聯系。這樣就形成了國際科學教育實踐轉向的哲學邏輯，即“全球化—后殖民主義—本土科學—科學實踐”。

四 結束語

以上，我們從全球化出發構建了國際科學教育實踐轉向的三重邏輯模型，通過這一模型我們發現，實踐取向的科學教學建基于社會性科學議題、STEM教育和科學實踐哲學的基礎之上，這對于我們的科學課程教學具有多方面的啟示。

1.基于STEM理念編寫的科學課程標準和科學教科書，應當以跨學科的實踐活動的形式組織和編寫，即它應當是基于問題或者項目的，而不是以傳統的學科知識的形式組織與呈現。如果按照我國以往的學科知識范式編寫科學或者理科教科書，則有悖于STEM教育的核心理念。也就是說，以STEM教育理念編寫的教科書應當打破原有的以學科知識的組織形式，代之以真實問題情景、跨學科的形式，從而有助于學生基于項目的和基于問題的科學學習。

2.以科學實踐理念指導下展開的理科教學，可以以社會性科學議題、STEM或者地方性科學知識等作為載體。并且三者并不是截然分離的，如社會性科學議題可以與地方性知識(環境調查、生態修復等)相結合，STEM教育同樣可以與地方性知識相結合，如展開一些具有地方特色的科技小制作活動等。

3.STEM教育政策以新自由主義作為指導，而新自由主義的市場化的傾向必然導致STEM教育重視能力訓練，忽視科學與文化、社會的聯系，并且可能導致學生對科學與技術關系的模糊認識[23]，因此基于STEM教育理念設計的科學課程教學有必要加入人文方面的元素，從而彌合長期以來所形成的科學與人文兩種文化的隔離與斷裂。