科學(xué)教育中的大概念

單佳雯

摘要：科學(xué)大概念由于其宏觀概括性已然成為科學(xué)教育的大趨勢(shì)。本文基于HPS視角審視科學(xué)大概念，主張將HPS教育理念與科學(xué)大概念相結(jié)合，從教育目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方式等方面提出了針對(duì)我國(guó)科學(xué)課程改革和發(fā)展的啟示。

關(guān)鍵詞：HPS教育;科學(xué)大概念;科學(xué)教育

科學(xué)教育與科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和公眾科學(xué)素養(yǎng)的提高息息相關(guān)，相較于僅提倡知識(shí)的傳授，當(dāng)今研究?jī)A向于將科學(xué)素養(yǎng)視為科學(xué)教育的目標(biāo)和指歸，此外，科學(xué)教育浮現(xiàn)出內(nèi)容不整合難題，因此將HPS教育和科學(xué)大概念引入科學(xué)教育勢(shì)在必行。

一、HPS教育與科學(xué)大概念的引入

HPS系history、philosophy & sociology of science的簡(jiǎn)稱，中文譯為“科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)”[1]。將HPS教育融入科學(xué)課程中，有助于人們理解科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)事業(yè)和科學(xué)精神。其中，歷史情境可以從科學(xué)發(fā)生的方式角度理解科學(xué)概念，哲學(xué)思辨從理性判斷角度審視科學(xué)兩面性，社會(huì)學(xué)展示了科學(xué)建構(gòu)與社會(huì)形成之間的復(fù)雜關(guān)系。

大概念（big idea），在教育領(lǐng)域是指能涵蓋學(xué)科內(nèi)部縱向知識(shí)發(fā)展和學(xué)科間知識(shí)橫向關(guān)聯(lián)的概念框架[2]。“科學(xué)大概念”因科學(xué)課程內(nèi)容不整合應(yīng)運(yùn)而生，《科學(xué)教育的原則和大概念》將“科學(xué)大概念”定義為“有組織、有結(jié)構(gòu)的科學(xué)知識(shí)和模型，能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的相關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行解釋和預(yù)測(cè)[3]?！蓖ㄟ^學(xué)習(xí)科學(xué)大概念，學(xué)生除了能解釋自然現(xiàn)象外，還應(yīng)該知道科學(xué)概念是如何產(chǎn)生的、科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)系及應(yīng)用。

二、HPS視角下的科學(xué)大概念

隨著科學(xué)教育中HPS理念的深入，無論是學(xué)科思想、課程內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)還是學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念都產(chǎn)生了積極的變化。因此，從HPS視角理解科學(xué)大概念的豐富內(nèi)涵無疑是最佳途徑。

（一）從科學(xué)發(fā)展史出發(fā)

科學(xué)大概念是不斷發(fā)展著地歷史概念，科學(xué)的基本史料還原了科學(xué)大概念的真實(shí)建立過程，是對(duì)科學(xué)產(chǎn)生、形成、發(fā)展及其演變歷史的反映，更是科學(xué)知識(shí)、方法與思想的集中載體[4]。所以，從科學(xué)發(fā)展史的進(jìn)程出發(fā)，將其中發(fā)生的重大歷史事件和代表性人物作研究的主要內(nèi)容，學(xué)生通過深入的探究和學(xué)習(xí)，從中獲得關(guān)于科學(xué)發(fā)展本質(zhì)和事物內(nèi)部聯(lián)系的啟示。這是將科學(xué)教育從側(cè)重于實(shí)證知識(shí)的傳授到強(qiáng)調(diào)科學(xué)大概念體系發(fā)展過程、科學(xué)方法的意義以及科學(xué)發(fā)現(xiàn)的人文因素等的轉(zhuǎn)變，有助于學(xué)生理解科學(xué)大概念的形成過程、整體框架，加速科學(xué)大概念的內(nèi)化進(jìn)程。

（二）用科學(xué)哲學(xué)思考

科學(xué)研究難以做到完全客觀，科學(xué)家的觀察也在一定程度上有賴于以往的經(jīng)驗(yàn)和自身的信念，因此在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究中，正確科學(xué)哲學(xué)觀的引導(dǎo)必不可少?？茖W(xué)哲學(xué)是科學(xué)在概念或話語上的理性分析和哲學(xué)思辨，在科學(xué)教育中加入對(duì)科學(xué)的哲學(xué)思考“能夠鼓勵(lì)公眾聯(lián)系理性并變得理性[1]”。在科學(xué)研究中利用科學(xué)哲學(xué)引導(dǎo)思考，是對(duì)科學(xué)本質(zhì)的深入挖掘，更是對(duì)科學(xué)概念的理性分析以及對(duì)科學(xué)活動(dòng)的方法指導(dǎo)。通過哲學(xué)思考，學(xué)生在習(xí)得科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)科學(xué)意義將會(huì)有更加深入的理解，分析問題的思維方式也會(huì)在潛移默化中形成。最終，幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)觀念，堅(jiān)持用懷疑與批判的眼光看待科學(xué)、呈現(xiàn)科學(xué)事實(shí)。

（三）與科學(xué)社會(huì)學(xué)結(jié)合

科學(xué)很難獨(dú)立于社會(huì)而存在，會(huì)受如政治、經(jīng)濟(jì)、文化及宗教的影響，因此，科學(xué)教育除了解釋科學(xué)自身外還需指向社會(huì)?？茖W(xué)社會(huì)學(xué)是圍繞科學(xué)的社會(huì)特性、人在科學(xué)活動(dòng)中的作用、科學(xué)與社會(huì)之間相互關(guān)系、現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展帶來的社會(huì)后果等內(nèi)容進(jìn)行研究的學(xué)科[5]?？茖W(xué)教育與科學(xué)社會(huì)學(xué)相結(jié)合，在教學(xué)過程中將學(xué)生置身于客觀世界中，可以使其站在社會(huì)角度分析科學(xué)大概念中蘊(yùn)含的除個(gè)人價(jià)值外更廣闊的其他價(jià)值，通過積極地建構(gòu)科學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系，學(xué)生能夠更加深入地觀察和理解科學(xué)，從而提升對(duì)某一事物的價(jià)值判斷力。

三、對(duì)我國(guó)科學(xué)課程改革和發(fā)展的啟示

基于上述分析，HPS教育與科學(xué)大概念的引入推動(dòng)著科學(xué)課程的深刻變革和發(fā)展，主要表現(xiàn)在教育目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面。

教育目標(biāo)上，要發(fā)展學(xué)生多元化的科學(xué)素養(yǎng)，不只是知識(shí)技能，更要注重培養(yǎng)科學(xué)情感價(jià)值觀，如批判精神、創(chuàng)新思維、社會(huì)責(zé)任意識(shí)等作為核心目標(biāo)。教學(xué)內(nèi)容上，將科學(xué)大概念運(yùn)用于科學(xué)教育，利用系統(tǒng)式思路將知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、方法技能以及其中蘊(yùn)含的哲學(xué)觀按照一定的教學(xué)結(jié)構(gòu)編排，保證內(nèi)容模塊重組的同時(shí)仍密切相關(guān)。教學(xué)方式上，將HPS課程實(shí)施模式、教學(xué)方法引入科學(xué)大概念的探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，讓學(xué)生通過小組實(shí)踐等學(xué)科活動(dòng)跨越知識(shí)符號(hào)層面，嘗試遷移知識(shí)解決社會(huì)現(xiàn)實(shí)問題，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)科學(xué)大概念背后的意義，這是培養(yǎng)能力、啟迪思想的過程[6]。

四、結(jié)語

總之，HPS視角下的科學(xué)大概念教學(xué)是科學(xué)本質(zhì)觀與整體教學(xué)觀整合的重要體現(xiàn)，為我國(guó)的科學(xué)課程改革和發(fā)展提供了新思路。但在明確其豐富內(nèi)涵、價(jià)值及實(shí)踐路徑的同時(shí)，也要看到國(guó)內(nèi)圍繞HPS教學(xué)和大概念教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材內(nèi)容、人才支撐等方面的缺乏，未來研究中應(yīng)給予這些方面更多關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1]張晶.HPS（科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)）：一種新的科學(xué)教育范式[J].自然辯證法研究，2008（09）：83-87.

[2]楊文正，許秋璇.融入“大概念”的STEAM跨學(xué)科教研：模式構(gòu)建與實(shí)踐案例[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2021，39（02）：103-112.

[3]韋鈺.以大概念的理念進(jìn)行科學(xué)教育[J].人民教育，2016（01）：41-45.

[4]黃曉，胡炳元.HPS與科學(xué)教學(xué)的回顧與反思[J].江蘇教育研究，2010（16）：9-13.

[5]吳致遠(yuǎn).在大學(xué)教學(xué)中引入HPS教育的設(shè)想——基于素質(zhì)教育的視角[J].自然辯證法研究，2009，25（05）：103-108.

[6]張翰.“大概念”：一個(gè)不容忽視的課程新理念[J].思想政治課教學(xué)，2019（06）：31-33.