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STS与基础科学教育摘要：在各种的教育改革方案里，对于STS内容越来越多的引进，已成为一种趋势。然而，联系到我国目前教育界和学术界的现状，对有关的问题仍缺乏必要的了解和深入研究。因此，本文根据若干国外的科学教育标准进行比较研究，关注的是在其中STS的观念与内容的体现，以及在不同方案中表现出来的特点与差异。通过这种比较研究，我们可以理解STS对于基础科学教育已经产生的影响，看到我国学教育与国际相比较显示出的差距，从而对当前的认识和未来的发展都有重要的意义和借鉴作用。关键词：STS 基础科学教育 科学的本质Abstract: nternationally, in many different programs of educational reform, more and more contents of STS have been introduced. However, in our country, for present situation of education and academic research, we still have not enough research for such problems. This paper, based on a kind of comparison for some standards of science education in abroad, focused on the ideas, contents and characteristics in these standards, and their differences. By such research, we can get better understanding for impact of STS on elementary science education.Key words: STS elementary science education nature of science一， 于“STS”的界定所谓STS，通常指英文的SCIENCE，TECHNOLOGY AND SOCIETY，即“科学、技术与社会”之简写。粗略地讲，可以说是国外近几十年来出现的一个较新的研究领域。当然，在学界，对此学科的界定尚有不同的说法，但这种在理解和定义方面学术性的争议对于其在普及教育中的引入并无决定性的影响。虽然对于科学技术与社会之关系的研究可以追溯到很早的时代，但一般认为，STS是大约在60年代末70年代初诞生于美国的一个新兴的学科，在其迅速的发展中，也在欧洲许多发达国家得以传播。从STS这一学科产生的背景来看，与发达国家因其在科学技术方面的领先以及在科学技术之应用方面的深入和普及，所导致的科学技术的社会化及社会的科学技术化密切相关。在美国，对于STS常见的观点，有广义与狭义两种。在广义的理解中，STS体现为一个学科群，是科学史、技术史、科学哲学、技术哲学、科学社会学、技术社会学、科技政策研究等学科对科学、技术与社会的相互关系之研究的总称。至少在美国，大多数学者持此看法。在狭义的理解中，STS则是以传统的科学史、技术史、科学哲学、技术哲学、科学社会学、技术社会学等学科为基础，在更高的水平上进行理论综合，并由此而形成的融合了上述传统学科之基本内容、追求对科学、技术与社会之相互关系的新理解的一门的新兴的交叉学科。在某种意义上，狭义的STS可以视为是广义的STS进一步发展。相应地，我国专门研究STS的学者曾对STS给出了如下的狭义的定义：“STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科。它把科学技术看作是一个渗透价值的复杂社会事业，研究作为社会子系统的科学和技术的性质、结构、功能及它们之间的相互关系；研究科学技术与社会其他子系统如政治、经济、文化、教育等之间的互动关系；还要研究科学、技术和社会在整体上的性质、特点、结构和相互关系及其协调发展的动力学机制。”1如果再考虑到STS的应用，或者说是其应用的性质和功能，对于我们理解国外基础教育标准中体现出来的STS内容来说，上述定义基本上就够用了。二， 国外不同历史阶段的科学教育中的STS观念1， 早期对科学史和科学哲学的引入从广义的角度讲，科学史和科学哲学本是STS中最重要的核心组成部分之一。但又不是STS的全部。从发展来讲，则是先有了相对成熟的科学史与科学哲学的学科，然后才有了我们现在所讲的STS。如果从历史的角度来看科学教育与STS的关系，我们也将看到，在早期阶段，首先被引入的，正是科学史与科学哲学的内容。例如，1918年汤姆逊就在以Thomson报告而闻名的“教育中的自然科学”这份文献中提出：“一些科学史和科学哲学的知识应成为所有中学科学教师智力装备的一部分”。不过限于篇幅，这里，略去一些更早的发展背景，直接从本世纪年代未谈起。当时，英国学者斯诺指出，在“科学文化”和“人文文化”之间存在着一条相互不理解的鸿沟，而这种文化的分裂对社会则是一种损害，一种损失。他认为产生文化分裂的主要原因之一，就是我们对专业化教育的过分推崇，从而，要改变文化分裂的现状，唯一的方法就是要改变现有的教育制度和教育方法。实际上，斯诺并不是第一个提出两种文化及其分裂问题的人，但他是第一位使这一问题引起了人们广泛重视和广泛争论的人。斯诺关于“两种文化”问题的提出对科学史教学后来的发展有着密切的关系，因为面对斯诺提出的问题，许多科学史家和教育家都是将科学史视为联结科学文化和人文文化之间的一座重要的“桥梁”。总之，我们可以看到，在早期，在广义的STS的意义上，最先引进到科学课程中的，主要是科学史的内容。不过限于篇幅，这里对早期国外科学教育课程中有关科学史内容的引入不再详细叙述。读者可参阅有关材料。2， 从科学史和科学哲学到STS在进一步的发展中，我们将看到，在基础科学教育中，引入的人文内容开始从传统的科学史和科学哲学渐渐扩展到了接近于今天意义上的的领域。在年，科学教育协会有人提议把一门关于科学思想史和科学哲学的课程作为岁学生的选修课，但未获通过。年代初，英国科学教育协会支持了两项由中学教师策划的课程设置改革计划，一是“科学与社会”计划，一是“在社会与境中的科学”计划。年，在英国教育与科学部的一份政策性文件中，提到“在科学教育中，关于科学与技术活动的社会与经济含义有一席之地”，但又补充说这样做是为了让“教学主要致力于促进对科学自身的教育”。年，在英国教育与科学部和威尔士事务部公布的国家规定的中学科学课程设置中，科学史教学有了更进一步的进展。这份法规性的文件，要求学生和教师了解“科学的的本质”。在国家课程设置委员会发表的相应的指南中，甚至提出“科学是一种人类的建构”，这样，从法律上，便要求“学生应逐渐认识和理解科学思想随时间的变革，以及这些思想的本质和它们所得到和利用是怎样受到了社会、道德、精神和文化与境的影响，而它们是在这样的与境中发展起来的；在这样做时，他们应开始认识到虽然科学是对经验进行思想的一种重要方式，但却不是唯一的方式。”“科学的本质”就是此课程设置所要求达到的个目标中的最后一项。这一目标中还包括若干具体条款，如“学生应能够给出在诸如象医学的、农业的工业的或工程的与境中某些科学的进展的说明，描述新的思想、探索或发明，以及所涉及的主要科学家的生平和时代能够给出对所接受的理论或解释的变革的历史说明，表明理解这些理论或解释对人们的物质、社会、精神和道德生活的影响，例如理解生态平衡和对环境的更多的关注，理解对木星卫星运动的观察和伽利略与教会的争端能够说明科学来自不同的文化和不同时代的科学解释怎样对我们目前的认识有所贡献。”此外，还有一些与科学哲学相关的要求。当然，对此课程设置还有争议，如有人指出，它的目标只是鼓励对科学事业本质的理解，而历史研究只不过是达到这一目的的手段，只在此意义上，历史才是重要的。而且，这种课程设置的最终形式还有待在修订、教学、再修订及各种评价手段被提出和采用后才会确立，其编史学意义目前还不明确。但无论如何，这毕竟是科学史教学方面的一大进展。在1979年，曾有人列出科学教师应予以哲学的关注并从中获益的6个领域，它们分别是：1， 科学方法；2， 对经验陈述的批判性思考的判据；3， 解释；4， 科学家的道德判断；5， 科学学科的结构；6， 检验的展开。但值得人们关注的是，仅仅在十来年后，也就是在90年代初，在同样的领域中，又有人提出了6个新的问题， 它们是：1， 女性主义；2， 建构论；3， 伦理问题；4， 形而上学问题；5， 理想化问题；6， 合理性问题。对比之下，可以见到，在十来年的发展中，人们的观念的演变是如何的迅速。在国际上，某些在我们看来相当激进的观点，也已成为基础教育工作者所必须关注的内容。甚至还不仅于此，在一些国外的基础科学教育课程标准中，有时连STS这一概念本身都被补充修正，如将E加上，成为STSE。此外，像与女性主义的兴起相关联的性别研究乃至于与哲学关系更为密切的解释学的某些内容也被加入了进来。三， 国外若干科学教育标准中的STS内容抽象地谈STS与基础科学教育是一种方法，但具体地对一些重要的国外科学教育文献的内容进行分析，将有助于我们更加直观地了解当前的动向。下面，我们将选择一些相关的课程标准或教学大纲类的文献，并对相关的内容进行简要的介绍和评说。1， 荷兰的教学目标1993年8月，荷兰的初中开始引入了新的教学大纲，这份大纲后来又经修订。在这份大纲中包括了强制性的“需要达到的目标”。其中，包括有6类一般性的目标，这6类目标包括一些技能和一些跨学科的论题，即1） 交叉学科领域的主题2） 学会去做3） 学会去学习4） 学会去沟通交流5） 学会去思考学习过程6） 学会去思考未来在上述分类中，与STS相关的内容主要体现在第一类目标中，它们“来自社会现象，例如像在人和自然之间的关系，以及对于社会、艺术、文化和摆脱束缚来而言技术发展的重要意义”。具体一些说来，在交叉学科领域的主题中，就提到“技术发展的社会重要性”；在学会去做部分，要求遵从“环境的、卫生的、保健的、人类工程学的标准”；在学会去学习部分，要求“系统地探索简单的技术、科学或社会的问题”；在学会去交流部分，更有特色地提出要“认识和探讨与文化方面和与性别相关的相似性和不相似性”。除了这些一般性的原则之外，在更具体到物理学与化学的教育方面，对于所要求的教学活动，此文件提出要“获得把科学概念和科学方法与男孩和女孩都能认识的物质现象联系起来的能力”，要“获得对于在自然、技术和环境之间的关系，以及对于可持续发展概念的深入认识”，要“获得对科学和技术的发展的社会重要性的深入认识”。在物理学与化学的技能方面，“学生应该能够认识社会环境中的物理与化学的侧面，并意识到与之相关的有利之处和不利之处”，这种要求也明确地体现在像热学部分有关能源的问题上。最终，在各具体学科的问题之后，“自然与环境”作为一个总项，要求学生能够在所学的具体科学知识的基础上，“学会把自然、环境与可持续发展联系起来”。2，挪威的基础教育课程文件“科学与环境”这是一份将科学教育与环境教育综合起来的基础教育要求。与其它只冠名以“科学”教育的教育标准相比，对环境教育的重视更加明确，目标是使学生越来越意识到对于自然环境所应承担的责任感。在总的教育目标中，这份文件的观点是：“科学与技术的教学，以及对自然界中内在关联的教学，是要帮助学生获得适当的知识、技能和态度，这些内容是他们成为积极主动的公民和参与可持续发展所必需的。要审慎地利用资源，要让人们参与事关其共同未来的决策，个人就必须拥有他们所需要的知识，以便理解他们和其他人所做出的抉择的后果。”“从社会的观点来看，科学和技术提供了张力，也表现出悖论。科学和技术可以帮助我们更加健康，去过有意义的、有尊严的生活。但如果科学和技术被误导，他们也可以有害于自然和环境，损害未来后代的生存条件。”像这样事关可持续发展的观念和要求，显然是STS中很重要的内容。更加传统地，此文件在教育目标中，也非常注重科学思维和科学方法的方面，以及历史的方面：“科学与技术随时代而变化，新的理论取代旧的理论。在我们的一般知识中，很重要的一部分内容就是对这些历史发展、社会价值和新的科学技术发现的环境的认识。与此同时，这些知识必须被置于伦理的语境中，以维持我们的社会的根本价值。”就此课程的一般目标，此文件也将STS中对环境和社会方面的要求明确的列入其中。学生被要求学会获得一种关于技术、各种物理现象以及物理世界图景的洞察力，并能将这种洞察力用在他们的日常生活中和社会生活中。同时，也要求学生们获得一种对于自然界的内在联系以及在人与自然之间的相互作用的洞察力，让他们了解实际的科学思维和科学方法，看到科学的发展，认识到科学技术对于社会发展的影响，学到自然科学构成了我们的文化遗产的一个重要的组成部分。针对1-2年级，此标准规定的学习领域被分为“自然界的多样性”、“物质：它们的性质与用途”、“物理世界”等部分。从3年级起，物理世界变成为“物理世界图景”，而有关STS的内容也大多体现在这一部分的要求中。例如，5-7年级，学生要学会有关电、磁、光、声在过去和现在的日常生活中的重要性；在7年级，要能描述如果没有了电，他们的日常生活会是怎样，以及学到电在现代社会中的实际重要性；在8-10年级，学生要学到技术的进步如何影响了我们关于外层空间的知识，知道技术的发展怎样影响了我们对于能源的利用，知道有关这样一些利用所具有的正面和负面的后果的例子。在10年级，要求学生学会电学领域中一些重大的发现和发明，包括静电和电本身的发现；了解在附近的供电系统，讨论在家中节电的各种方法。从这份标准涉及的STS内容来看，其特色是关注环境意识，关注技术对社会的影响，关注科学和技术在个人生活和社会生活中的应用。3， 加拿大安大略的科学与技术教学大纲10这是一份由加拿大官方教育与培训部在1998年制订的科学技术教育大纲。首先，在导言中，这份文件便对科学和技术进行了明确地区分，并指出，“科学和技术都是在更加广阔的社会和经济背景中存在的。它们受到个人和政府的价值与选择的影响，反过来对社会也有重大的影响因此，重要的是，学生们要在这种更广阔的背景中，把科学和技术看作是人们带有重要后果的努力，他们要学会把他们关于科学和技术的知识与学校以外的世界联系起来。”相应地，科学和技术教育的目标主要有三点：一是理解科学和技术的基本概念；二是培养科学探索和技术设计所需要的技能、策略和思维习惯；三是要把科学和技术的知识彼此相联系，也与学校以外的世界相联系。在对新的教学大纲的特征描述中，这份文件特别提到，更加强调把科学和技术与每一个人相联系以及与学校之外的世界相联系，特别强调对于可持续发展的需要。在各种不同的情况下，都强调了学生对于可持续问题的理解。在这份大纲中，科学和技术的内容被分成生命系统、物质和材料、能量与控制、结构与机制，以及地球和太空系统。但在具体的知识之外，对于学生看待科学和技术的“态度”，或者说“心智的习惯”被充分地强调，并认为这是在科学和技术有意义的工作中本质性的内容。4，加拿大安大略的科学教学大纲11在这份最新文件的导言中，关于教学大纲中科学的地位一节，对于科学素养给出了定义：即在21世纪以科学为基础的世界中成长所需要具有的科学知识、技能、以及心智的习惯。与以往有所不同，此文件最新的特征是，特殊地强调了把科学、技术、社会和环境相联系的重要性，这对于以往只谈科学技术与社会是一种修正，尽管在STS的说法中也蕴含了环境的问题，但却远不如这里所强调的那么明确。“因而，科学不仅仅被看作是一个事实的问题，而是这样一个问题：学生要学会权衡考虑在现代社会中科学技术的发展所带来的事实和价值的复杂的结合。”在此文件的要求中，9年级和10年级的科学课程均分学学术和应用两部分。在每一部分各个分科的内容要求中，作为具体的预期，只分为三部分：一是对基本概念的理解，二是对于探索和交流技能的培养，三就是将科学与技术、社会和环境相联系。由此可见对于STSE中的E的特殊强调。而且，在这里，经常提出对于加拿大本国科学家对有关问题的贡献的认识，并结合加拿大本国的实际问题进行评价。例如，在10年级的应用课程中，有关物理学的运动及其应用这块内容，就在“将科学与技术、社会和环境相联系”这部分的要求中，要让学生对使我们能够在陆地、水中和空气中得到更快的速度的技术，以及对于运输模式进行投入-产出分析，并要包括环境和安全的因素在内；要学生探索对于汽车运输的替代方式给社区和个人带来的利益和风险；要学生举出加拿大本国和其它国家的科学家对于有关运动的科学和技术做出贡献的实例。5，英国国家科学课程12这份文件在总论性的观念中，提到：“科学方法就是通过实验事实和模型形成和评价一些对自然现象的解释。通过科学，学生可以理解主要的科学思想是如何促进技术更新，以及这种更新如何影响了工业、商业和医药业并提高了人们的生活质量。学生通过学习科学将会认识到科学的文化意义，并会探索其全球范围内的发展，同时他们也将学会去对基于科学而又影响他们生活的一些问题以及有关科学发展和世界未来等问题进行质疑和讨论。”对于初中学生，此文件要求教给学生：1） 如何提出，评价和传播科学思想；2） 科学争议怎样从对经验证据的不同解释方式中产生；3） 科学工作受其所处环境的影响方式，这些环境因素如何影响科学思想被接受与否；4） 思考用科学解释工业、社会和环境问题的作用和局限，包括科学能或不能回答的问题，科学知识中不确定的成份和所涉及到的伦理问题。7,美国国家科学教育标准13与其它所见到的科学教育标准相比，虽然制订的时间要稍早一些，但这份美国的标准内容要更加丰富。在整体上，内容标准被分为8类：1）科学的统一概念和过程2）作为探究过程之科学3）物质科学4）生命科学5）地球与空间科学6） 科学与技术7） 从个人和社会视角所见的科学8） 科学的历史与本质在这8类内容标准中，有关STS的内容主要反映在“科学与技术”、“从个人和社会视角所见的科学之标准”以及“科学的历史和本质之标准”这三部分。前者的目标，是要为学生提供一种理解个人问题和社会问题并采取行动的手段，帮助学生培养决策能力；后者，则是让学生通过历史来理解科学，理解科学是一个处在不断变化之中的事业，借以阐明科学探究的不同侧面、科学的人性侧面以及科学在各种文化的发展过程中的作用。在所有各项内容标准中，培养学生理解力与内容标准指南是并列的。与环境问题相关的内容，通常被包括在“从个人和社会视角所见的科学之标准”中。以科学的历史与本质这类标准为例，在58年级的初中阶段，除了理解科学是一种人类的努力之外，还要求所有的学生逐步理解科学的本质和科学史的一些内容，认为引入历史的范例将有助于学生认识到科学事业在更大程度上是哲学的、社会的和人类的事业。当然，在此阶段，还不是要求学生形成关于完整的科学的一种概观，而是要利用历史的范例来帮助学生认识科学的探索、科学知识的本质和在科学与社会之间的相互作用。除了以上所谈的文献之外，其它一些教育标准类的文献也同样包含着重要的信息。例如，澳大利亚首都地区科学课程框架(1-12年级)中，在涉及到对科学的定义时，定义中就明显地渗透着来自STS的理解，涉及到对科学的历史的看法，对科学方法的看法，对科学观念、精神的看法。同时，也注重强调环境教育的重要性，强调对性别，性别与科学，及性别与科学教育问题的关注。如此等等。至于像在美国的2061计划中的有关内容，因国内已有一些介绍，这里就不再转述了。四，对国外基础科学教育中引入STS的动向一些要点的概括 从以上几份国外有关科学教育的标准，或类似于标准的大纲或要求等文献中，就STS内容在其中的渗透与影响，我们可以清楚地看到如下一些被强调的特征。1，对于科学方法的培养。 2，对于科学态度的培养。 3，对于科学思维习惯的培养。 4，对于科学观的培养。 5，对于科学与技术之差别的认识。 6，对于科学在社会生活方面的影响。 7，对于科学技术内容之具体应用的认识。 8，对于人与自然的关系、可持续发展概念，以及科学的环境影响的认识。 9，通过对科学史的学习，加深对科学之本质的理解。 10，对于社会责任感的培养。 11，对于在理解科学技术之本质的基础上做出合理决策之能力的培养。 以上各项目标，可以说分别涉及到科学观、科学方法、历史的观点和科学的伦理学。从各标准制订的时间顺序，也即从发展的角度来看，在STS内容的内容方面也是一个不断加深的过程，例如对于环境和可持续发展问题越来越明确的强调，甚至于对性别问题的提出等等。 在这里，我们还可以再举出一个具体的，但又更加富于理论色彩的例子。即在国际基础科学教育中，目前对于“科学的本质”的看法。曾有国外学者对于在八种国际科学标准文献中总结出来的对于科学的本质的一致性看法，14，它们分别是：1， 科学知识是多元的，具有暂时特征；2， 科学知识在很大程度上依赖于观察、实验证据、理性的论据和怀疑，但又不完全依赖于这些东西；3， 通向科学没有唯一的道路，因而没有一种普适的一步一步科学方法；4， 科学是一种解释自然现象的尝试；5， 在科学中，规律和理论起着不同的作用，因此学生应明白，即使有额外的证据，理论也并不变成规律；6， 来自一切文化背景的人都对科学做出贡献；7， 新的知识必须要清楚地、公开地得以报导；8， 科学家需要保存准确的记录，需要同行评议，需要可复现性；9， 观察渗透理论；10， 科学家要有创造性；11， 科学史既揭示了科学的进化的特征，也揭示了科学的革命的特征；12， 科学是社会和文化传统的一部分；13， 科学和技术彼此影响；14， 科学思想受到其社会和历史环境的影响。从以上这些关于科学的本质的一致性的观点来看，相比之下，在我们国内，其中的许多观点甚至在学术界也仍不无争议，更不用说在基础科学教育或者科普中的普遍反映了。这种情况也鲜明地反映出我们在观念中的滞后。五，结语如今，中国的基础教育课程改革项目也已全面启动，在各科的国家基础教育课程标准正在陆续出台，其中，将体现国家对不同阶段学生在知识、能力、态度等方面的基本要求，将规定各门课程的性质、目标、内容框架、教学建议，评价标准等，既是国家管理和评价课程的基础，也是教材编写、教学与评估，以及升学考试命题的依据。在这些课程标准的改革中，需要处理现代社会科技进步与学生发展的关系；倡导从学生的兴趣和经验出发，结合社会、科技的发展，重组各门课程的学习内容，体现综合性。相应地，内容将包括要在义务教育阶段的理科课程教育目的中所体现出来的有关科学素养的养成，知识与技能，过程与方法，科学精神与科学态度，对科学、技术与社会相互关系的理解等。从这种强调中，我们也可以看到我国基础科学教育发展的某种趋势。但是，我们也不能不看到，毕竟中外在对STS自身的认识上，以及在对STS科学教育的关系的理解方面，依然存在着不小的差异。尽管如此，了解STS与基础科学教育的关系，对于我们未来基础科学教育改革工作的深入开展，在背景意义和借鉴意义上的重要性是绝对不可低估的。参考文献1 殷登祥着，时代的呼唤：科学技术与社会导论M，陕西人民教育出版社，1997，页138-139。 斯诺着，对科学的傲慢与偏见M，陈恒六、刘兵译，四川人民出版社，。 萨顿着，科学的历史研究M，刘兵等编译，科学出版社，年, E. 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