摘要：科學(xué)探究是科學(xué)教育的核心，技術(shù)設計是技術(shù)教育的核心，兩者在STS的問(wèn)題解決中有機整合在一起?？茖W(xué)探究活動(dòng)與技術(shù)設計活動(dòng)互相支持和促進(jìn)，在發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究以及技術(shù)設計能力的同時(shí)，學(xué)生掌握的科學(xué)方法可以用來(lái)有效地解決社會(huì )和日常生活中的問(wèn)題；促進(jìn)學(xué)生深刻地理解科學(xué)、技術(shù)以及社會(huì )的關(guān)系；培養學(xué)生對社會(huì )的關(guān)心，改變個(gè)人發(fā)展與社會(huì )背景相脫離的情況。
關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；技術(shù)設計；STS教育
中圖分類(lèi)號：G633.98 文獻標識碼：C
作者簡(jiǎn)介：周仕東（1971—），東北師范大學(xué)課程與教學(xué)論博士研究生，主要研究科學(xué)教育；鄭長(cháng)龍（1964—），東北師范大學(xué)教授，博士生導師，主要研究化學(xué)教學(xué)論和科學(xué)課程論。
一、科學(xué)教育與技術(shù)教育：從分離走向整合
20世紀80年代以來(lái)，科學(xué)教育的發(fā)展方向發(fā)生了明顯的轉變。學(xué)?？茖W(xué)教育已不再是以往的“純”科學(xué)教育了，而是融技術(shù)教育和注重科技應用于一體的新的科技教育。[1]國際科技教育，通常有兩種做法：一是科學(xué)教育和技術(shù)教育彼此分離，單獨進(jìn)行；二是彼此聯(lián)系，開(kāi)展STS教育。本文主要討論后者。
將發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養作為科學(xué)課程的目標得到了廣泛的認可。例如，《美國國家科學(xué)教育標準》中規定的科學(xué)素養內容包含了“科學(xué)和技術(shù)”主題，我國《全日制義務(wù)教育科學(xué)（7—9年級）課程標準（實(shí)驗稿）》在內容標準中也設置了“科學(xué)、技術(shù)與社會(huì )的關(guān)系”主題，我國其他科學(xué)課程（如物理、化學(xué)、生物以及地理）標準中也都涉及了科學(xué)、技術(shù)與社會(huì )的內容。
科學(xué)與技術(shù)有著(zhù)明顯的區別和聯(lián)系。區別之處在于：科學(xué)是發(fā)現、研究“是什么”“為什么”問(wèn)題；而技術(shù)是發(fā)明、研究“做什么”“怎么做”問(wèn)題。它們之間的聯(lián)系在當今世界顯得更為突出，科學(xué)和技術(shù)并稱(chēng)為“科技”，一體化的趨勢日趨明顯?？茖W(xué)的發(fā)展離不開(kāi)技術(shù)的支持，技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng )新也離不開(kāi)科學(xué)的發(fā)展。（在古代，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展雖然有一定的相互關(guān)系，但更多的是彼此分離。例如，1760年至1860年的英國工業(yè)革命被認為是“科學(xué)家與工業(yè)過(guò)程的設計者幾乎沒(méi)有思想的交流”的時(shí)代。[1]
同科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系一樣，當代的科學(xué)教育與技術(shù)教育也從分離逐步趨于一體化。這實(shí)質(zhì)上是一種文化上的整合，是科學(xué)文化、技術(shù)文化這兩種亞文化在社會(huì )文化背景中的一種整合。這種整合是科學(xué)、技術(shù)以及科學(xué)教育與技術(shù)教育內部發(fā)展規律與社會(huì )外部需求共同作用的結果。
當前國際科學(xué)教育的核心是“科學(xué)探究”，技術(shù)教育的核心是“技術(shù)設計”。兩者的整合體現在STS的問(wèn)題解決中。
二、STS問(wèn)題解決中的科學(xué)探究與技術(shù)設計
從20世紀60年代末以來(lái)，科學(xué)教育逐步轉變到關(guān)于個(gè)人以及社會(huì )發(fā)展等問(wèn)題上來(lái)。
赫德（Hurd，1958年）是在《科學(xué)素養：對美國學(xué)校的意義》一書(shū)中第一個(gè)討論科學(xué)素養的思想的人之一。他認為科學(xué)素養意味著(zhù)理解科學(xué)和社會(huì )的一致性。為了完成科學(xué)素養的目標，科學(xué)教育應采取廣泛的內容，科學(xué)教學(xué)除了智力方面外，教授倫理和社會(huì )價(jià)值觀(guān)是重要的。事實(shí)上，對赫德來(lái)說(shuō)，對普通教育目的的科學(xué)教學(xué)而言，科學(xué)的社會(huì )內容是唯一適合的內容。[2]
詹姆斯·卡拉格（James Gallagher）是正式建議科學(xué)教育應定向于STS主題的第一人，他于1971年在以題為“科學(xué)教學(xué)的廣域基礎”的文章中談到60年代的課程僅注重了科學(xué)概念和過(guò)程，這是對科學(xué)認識的局限性所致。他認為學(xué)生應如同熟悉科學(xué)知識和過(guò)程一樣熟悉科學(xué)的各種社會(huì )關(guān)系。
1982年，美國國家科學(xué)教師協(xié)會(huì )（NSTA）董事會(huì )通過(guò)了一個(gè)題為“科學(xué)—技術(shù)—社會(huì )：20世紀80年代的科學(xué)教育”的新宣言。20世紀80年代中葉科學(xué)教育文獻中出現了大量的關(guān)于STS主題的討論。
STS教育支持者認為，科學(xué)教育應是人文主義的，有價(jià)值取向的，而且與大范圍的個(gè)人的、社會(huì )的和環(huán)境的關(guān)注相關(guān)。課程內容的邏輯基礎是社會(huì )問(wèn)題。內容的選擇不應根據學(xué)科的價(jià)值而應根據它在幫助學(xué)生處理真實(shí)情景中的問(wèn)題時(shí)的應用。豪夫斯坦和耶格（Hofstein & Yager）認為，20世紀60年代課程改革者的假設“如果科學(xué)以科學(xué)家所理解的方式展現出來(lái)，它將必然引起全體學(xué)生的興趣”是錯誤的，那些學(xué)科中心課程只是促進(jìn)社會(huì )局部的發(fā)展，而社會(huì )問(wèn)題法將會(huì )吸引更多的學(xué)生。
以解決現實(shí)社會(huì )問(wèn)題作為科學(xué)教學(xué)的切入點(diǎn)，是對傳統機械的科學(xué)范式的挑戰。20世紀科學(xué)技術(shù)的發(fā)展表明，世界上的一切事物和它們之間的相互作用構成了世界的整體。但長(cháng)期以來(lái)，人們一直把科學(xué)和技術(shù)的特性（科學(xué)提出了對自然世界的解釋?zhuān)夹g(shù)提出了人們改造環(huán)境時(shí)遇到問(wèn)題的解決方案）用“兩分法”的方式予以處理?！皩?shí)際上，這兩種特征完全可以以一種平行或者同一的方式結合在一起，相互促進(jìn)，更好地發(fā)揮它為人類(lèi)服務(wù)的功能……STS教育試圖架起溝通科學(xué)和技術(shù)的橋梁，它能夠展示在社會(huì )背景下科學(xué)和技術(shù)的功能，有助于人們理解科學(xué)和技術(shù)結合的社會(huì )意義，也有助于人們重新認識科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)與社會(huì )、技術(shù)與社會(huì )的關(guān)系?！盵3]
現實(shí)生活中的問(wèn)題以及社會(huì )發(fā)展中的重大課題，往往都具有綜合性。為了實(shí)現對這些問(wèn)題的解決，需要科學(xué)探究以及技術(shù)設計的共同協(xié)作。
（一）STS中的科學(xué)探究
20世紀50年代末60年代初的理科現代化運動(dòng)的目標是培養科技精英，課程內容是使學(xué)生掌握學(xué)科的基本結構，學(xué)習的方式是科學(xué)探究。但從20世紀80年代以來(lái)，科學(xué)教育的范式發(fā)生了明顯的轉變，目標從培養少數的精英轉變?yōu)榕囵B全體學(xué)生的科學(xué)素養，課程內容從掌握學(xué)科的基本結構轉變?yōu)閷W(xué)習STS教育內容。
在STS教育中，科學(xué)知識是用來(lái)回答關(guān)于日常生活中人們所遇到的重要問(wèn)題的，而不是回答關(guān)于純理論性的科學(xué)問(wèn)題?？茖W(xué)被認為是重要的社會(huì )力量，而不僅僅被理解成一系列的抽象原則。
在STS教育和科學(xué)素養體系中，科學(xué)探究與個(gè)人和社會(huì )發(fā)展密切相關(guān)并被重視?！疤骄渴前l(fā)展其他標準所要求的理解力和能力的基礎。從‘科學(xué)探究標準’到‘科學(xué)的歷史和本質(zhì)標準’的漸進(jìn)過(guò)程中，科學(xué)的個(gè)人和社會(huì )方面日益得到強調?！盵4](104)
在STS以及科學(xué)素養中，“科學(xué)探究在學(xué)生活動(dòng)的最終選擇和組織中是科學(xué)教育的基礎以及控制原則”。[4](105)它與理科現代化運動(dòng)中的探究有所不同，科學(xué)探究的目的是促進(jìn)科學(xué)素養的發(fā)展，主要內容是STS問(wèn)題，主體是全體學(xué)生，它不僅僅作為一種教與學(xué)的方式，同時(shí)也是教育目標和教學(xué)內容。
科學(xué)探究包含提出問(wèn)題、制訂計劃收集資料、整理資料、得出結論、表達與交流等多個(gè)要素。根據實(shí)際情況，可以涉及不同的要素組合。不同的要素組合，可產(chǎn)生不同的探究過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，科學(xué)探究經(jīng)歷以下過(guò)程。（如圖1所示）
在學(xué)習過(guò)程中，雖然強調科學(xué)探究的學(xué)習方式，但并不忽視用其他方法進(jìn)行學(xué)習的價(jià)值。進(jìn)行閱讀以及講授與探究并不矛盾。但僅僅通過(guò)講解、閱讀以及展示等方式進(jìn)行學(xué)習是不夠的。在STS問(wèn)題解決中，沒(méi)有什么方式可以簡(jiǎn)單地替代學(xué)生親自動(dòng)手、動(dòng)腦的探究活動(dòng)。
（二）STS中的技術(shù)設計
《美國國家技術(shù)教育標準》中規定，技術(shù)教育的基本內容包括：技術(shù)的本質(zhì)、技術(shù)和社會(huì )、設計、應付技術(shù)世界所需的能力、設計世界等。[5](14)
設計對于技術(shù)的重要性，就像探究對于科學(xué)、閱讀對于語(yǔ)言藝術(shù)一樣。[5](88)
同科學(xué)探究具有要素一樣，技術(shù)設計也具有要素，基本包括以下五個(gè)要素：提出問(wèn)題、設計方案、實(shí)施解決方案、評價(jià)方案和交流。在技術(shù)設計的過(guò)程中，并不是每項任務(wù)的解決都包括所有的要素，同時(shí)，也沒(méi)必要按固定的順序進(jìn)行實(shí)施。技術(shù)設計的基本循環(huán)如圖2所示。
在STS中，并不涉及技術(shù)教育的全部?jì)热?。在《美國國家科學(xué)教育標準》內容標準的“科學(xué)與技術(shù)之標準”主要包括以下內容（見(jiàn)表1），并指出，在科學(xué)素養中所涵蓋的技術(shù)教育的內容，不是全部的技術(shù)教育標準，而是強調與設計過(guò)程有關(guān)的能力，強調對科學(xué)事業(yè)以及它與技術(shù)的各種聯(lián)系的理解。[4](106)
我國《全日制義務(wù)教育科學(xué)（7—9年級）課程標準（實(shí)驗稿）》內容標準中的第五專(zhuān)題“科學(xué)、技術(shù)與社會(huì )的關(guān)系”包括：科學(xué)史、技術(shù)設計和當代重大課題等3個(gè)主題。并指出：技術(shù)設計是技術(shù)活動(dòng)的核心環(huán)節。在科學(xué)課程中，并不設置獨立的技術(shù)設計章節，但在一些科學(xué)探究中會(huì )涉及教具、儀器的制作、解決實(shí)際問(wèn)題方案的制訂等，這實(shí)質(zhì)上都涉及技術(shù)的問(wèn)題。因此應將有關(guān)技術(shù)設計的教育有機地貫穿其中。［6］由此可知，在重視科學(xué)教育情景化的時(shí)代，引入技術(shù)教育的核心目的是把學(xué)生引入技術(shù)設計的世界，通過(guò)進(jìn)行技術(shù)設計活動(dòng)來(lái)學(xué)習科學(xué)理論，培養學(xué)生設計解決現實(shí)生活中問(wèn)題的能力、理解科學(xué)、技術(shù)與社會(huì )關(guān)系的能力。
（三）STS問(wèn)題解決中科學(xué)探究與技術(shù)的整合
STS教育強調對現實(shí)生活有關(guān)問(wèn)題的解決。這里的“問(wèn)題”是“兩貼近”的，即貼近生活和貼近社會(huì )，而不是簡(jiǎn)單的理論聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)的起點(diǎn)應該是來(lái)源于學(xué)生日常生產(chǎn)生活中的問(wèn)題以及影響當今社會(huì )發(fā)展的重大主題（農業(yè)、能源、信息、資源環(huán)境、人體與健康以及材料六個(gè)領(lǐng)域）。在問(wèn)題解決中，學(xué)生試著(zhù)通過(guò)各種方法（如進(jìn)行解釋說(shuō)明、征求意見(jiàn)、實(shí)驗、達成共識、運用資料來(lái)支持解釋、作出明智的判斷等）解決問(wèn)題，在此過(guò)程中，與問(wèn)題有關(guān)的科學(xué)知識、概念和技能可以得到發(fā)展和鞏固；而且，這一過(guò)程也能更好地說(shuō)明科學(xué)、技術(shù)和社會(huì )間的相互關(guān)系。
圖3表示了科學(xué)、技術(shù)和社會(huì )之間的聯(lián)系以及它們對教學(xué)的指導意義。通過(guò)幫助學(xué)生把科學(xué)與技術(shù)、社會(huì )聯(lián)系起來(lái)，可以同時(shí)促進(jìn)學(xué)生在這三個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習。
由圖3可知，從宏觀(guān)意義上講，科學(xué)探究活動(dòng)與技術(shù)設計活動(dòng)互相支持和促進(jìn)（在某些具體情況下，兩種活動(dòng)也可以單獨進(jìn)行）；“社會(huì )應用中的解釋與解決方案”以及“以解釋和解決方案為基礎的個(gè)人行為”是科學(xué)探究活動(dòng)以及技術(shù)設計的終點(diǎn)，實(shí)際上，它們也是當前科技教育活動(dòng)的最終目的。同時(shí)，探究活動(dòng)中的起點(diǎn)──“疑問(wèn)”以及技術(shù)設計活動(dòng)的起點(diǎn)──“難題”也毫無(wú)例外地來(lái)源于社會(huì )和個(gè)人的生活。在STS教育價(jià)值取向中，科學(xué)和技術(shù)是改善社會(huì )的工具，是人類(lèi)文化的一種形式，是個(gè)人發(fā)展的文化資本。STS教育把科學(xué)（科學(xué)探究）與技術(shù)（技術(shù)設計）有機地整合在一起，來(lái)努力“調節和消除科學(xué)和技術(shù)兩種文化之間的差距”。具體有兩種做法：一種是以科學(xué)探究為核心，結合有關(guān)的技術(shù)內容；另一種是以技術(shù)設計為核心，用有關(guān)的科學(xué)原理作適當的解釋。這些設計的主題的主要目的是試圖將科學(xué)和技術(shù)有效地結合起來(lái)，以促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)和技術(shù)之間關(guān)系的認識和理解。但是，在實(shí)施過(guò)程中，不應該理解為從科學(xué)的角度談技術(shù)，也不應該從技術(shù)的角度探究科學(xué)，而更應該從社會(huì )以及文化的角度來(lái)審視科學(xué)技術(shù)的關(guān)系，讓學(xué)生真正地理解科學(xué)技術(shù)是一種具有社會(huì )和文化意義的事業(yè)。
通過(guò)把科學(xué)探究和技術(shù)設計整合在一起，在發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究以及技術(shù)設計能力的同時(shí)，所掌握的科學(xué)方法可以有效地用來(lái)解決社會(huì )和日常生活中的問(wèn)題（早在20世紀早期，對科學(xué)課程中科學(xué)方法目標關(guān)注的重要原因之一就是因為它有助于解決社會(huì )和經(jīng)濟問(wèn)題）；可以發(fā)展學(xué)生深刻地理解科學(xué)、技術(shù)以及社會(huì )的關(guān)系；可以培養學(xué)生對社會(huì )的關(guān)心，改變個(gè)人的發(fā)展與社會(huì )背景相脫離的情況，把個(gè)人看成是進(jìn)行社會(huì )決策的最基本的單位，充分考慮到個(gè)人意識和社會(huì )意識之間的關(guān)系。
綜觀(guān)歷史，科學(xué)素養與STS教育是密不可分的，科學(xué)素養是各個(gè)方面高度整合的集合。同以往相比，科學(xué)教育不僅僅是目標名稱(chēng)發(fā)生了變化，也不僅僅是目標緯度發(fā)生了變化，更大、更深的變化在于科學(xué)教育范式的變革。如何把科學(xué)教育的核心──科學(xué)探究與技術(shù)教育的核心──技術(shù)設計有機地整合起來(lái)，凸現STS教育理念是發(fā)展學(xué)生全面科學(xué)素養的關(guān)鍵所在。
* 本文受到全國教育科學(xué)“十五”規劃重點(diǎn)課題（CHA030055）資助。
① 資料來(lái)源：Arthur A.Carin,Joel E.Bass.Teaching Science as Inquiry［M］.New Jersey:Merrill Prentice Hall,2001:31.
參考文獻：
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［2］Bybee R W,DeBoer G E.Research goals for the science curriculum［A］.D L Gabel.Handbook of Research on Science Teaching［C］.
［3］孫可平.STS教育論［M］.上海：上海教育出版社，2001.217.
［4］National Research Council,National Science Education Standards［S］.
［5］國際技術(shù)教育協(xié)會(huì ).美國國家技術(shù)教育標準──技術(shù)學(xué)習的內容［S］.黃軍英，等，譯.北京：科學(xué)出版社，2003.
［6］中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育科學(xué)（7—9年級）課程標準（實(shí)驗稿）［S］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2001.42.
（責任編輯：劉大同）
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