向綜合化生活化人文化邁進

20年前，以課程標準為基礎的課程改革啟動，此后進一步明確科學素養(yǎng)成為理科課程目標，明確課程開發(fā)只提出統(tǒng)一標準，教師享有內(nèi)容和程序方面的自主權。“探究”“過程”等幾十年前發(fā)展起來的經(jīng)典概念被確定為實施理科課程的途徑和手段。科學探究是一種學習方式，也是理科學習內(nèi)容，被認為是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的關鍵措施和重要內(nèi)容。推進理科課程標準在課堂落地、落實，需要探索綜合化、生活化和人文化的路徑。

綜合化

基于社會情境的知識生成過程

我國理科課程綜合化的改革實踐，從20年前的迅速強化，到15年前的幾近夭折，再到近年來的再度興起，可謂步履維艱。理科課程綜合化的優(yōu)勢在于學生的方法技能、觀念、思維方式、解決問題能力的提高或轉(zhuǎn)變。真正促進學生高階思維發(fā)展的理科教育，應是師生面對真實情境開展互動交往、共同探索和問題解決的過程。從作為探究過程的科學之標準到科學的歷史與本質(zhì)之標準，是一個循序漸進的過程，在這一過程中，越來越強調(diào)科學對于個人和社會的作用。

理科是以實驗為基礎的學科。理科各學科相關的實驗教學資源開發(fā)是理科教學綜合化的路徑之一。圍繞理科實驗進行教學內(nèi)容、方式、活動、教具等方面的創(chuàng)新，不僅能發(fā)展學生的學科核心概念，也能幫助學生體驗跨學科概念及科學與工程實踐過程，實現(xiàn)學科內(nèi)、學科間的不同綜合樣態(tài)。為此，江蘇省教育科學“十四五”規(guī)劃重大課題“基礎教育高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略研究”的研究團隊研制了系列創(chuàng)新實驗：或觀照課堂教學，解釋重要原理，促進深度思維，提高認知能力；或以STS（科學、技術與社會教育）、STEM（科學、技術、工程和數(shù)學教育）、STEAM（科學、技術、工程、藝術和數(shù)學教育）的跨學科融合促進工程思維，促進科學技術與社會的融合，提高創(chuàng)新能力，讓學生在科學探究的過程中，體驗工程設計的思路和方法，理解科學在社會中的運用，逐漸形成綜合運用科學、技術、工程和數(shù)學知識解決復雜實際問題的能力。

科學技術在促進社會發(fā)展的同時也可能引發(fā)社會風險，這一問題已經(jīng)從科學層面進入理科教育領域。2014年起，我們的研究團隊以全國教育科學規(guī)劃重點課題“理科教育中的科學風險認知與決策能力研究”為載體，推動基于社會性科學議題的理科課程變革。針對由當代科學技術研究開發(fā)所引起的一系列與社會倫理道德和經(jīng)濟發(fā)展緊密相關的社會性問題，研究團隊設計相關教學活動，促進理科教學的綜合化，提出“科學、技術與社會問題決策過程”，并以“鋼鐵冶煉中的科學風險”等為例提出了“認知—評估—決策”整體推進的教學策略。我們提供了強化學生規(guī)避科學風險意識的教學策略（如場景展示法、風險體驗法、模擬再現(xiàn)法等）和削弱學生對科學風險過度反應的教學策略（如解說示理法、示范鼓勵法、集體參與法、動手親近法等），開發(fā)了“PX（對二甲苯）：你來決定”“煤礦設計的討論”“能源中的風險”“天然氣的利用——甲烷”“鋼鐵冶煉中的科學風險”“二氧化碳的科學風險”等14個案例?；谏鐣宰h題的理科教育改革方面的成果已在《普通高中化學課程標準（2017年版）》中應用并呈現(xiàn)6次，PX事件等社會性議題的教學案例被采納，為修訂理科課程標準提供了理論依據(jù)與案例資源，對課程標準實施形成了先導性與前瞻性的示范。

生活化

走向基于日常生活的科學世界

學科綜合化的走向?qū)嶋H上意味著要促進學科知識與學生生活經(jīng)驗發(fā)生更多聯(lián)結，讓知識源于生活，又能應用于生活。理科課程的生活化并非簡單地回歸生活，而是要強化理科教學與日常生活世界的聯(lián)系，走向基于日常生活的科學世界。

相對于其他學科而言，理科課程教學的主要特征是對科學本質(zhì)觀的理解和轉(zhuǎn)變。學生學習之前已有各種前概念，可能存在因不恰當教學、媒體誤導等造成的錯誤概念，這些生活概念與科學概念有矛盾、有沖突，轉(zhuǎn)變這些錯誤概念并建構科學概念正是理科學習的主要難點所在。因此，由科學走向社會的過程并非簡單地回歸生活世界，應用于社會、強化與社會聯(lián)系的目的仍在于加強對科學觀念的理解和轉(zhuǎn)變。為此，理科教育教學工作者應就如下幾點達成共識：1.科學知識源于生活，但并非都來自生活；2.生活觀念有一些是正確的，而有一些則是錯誤的；3.理科教學要聯(lián)系生活實際，但生活觀念并非一定能促進科學觀念的形成；4.理科教育的根本特征在于轉(zhuǎn)變生活中的前概念，形成科學概念，即由生活世界走向科學世界。

在教學資源建設方面，優(yōu)質(zhì)生活教學資源是推動理科教學生活化的外在力量。我們應將理科學科核心概念的學習與當前的科學技術及其在生活中的應用建立關聯(lián)，更深刻地理解學科知識的價值，深度體驗從生活走向科學、從科學走向社會的觀點，實現(xiàn)對科學概念的有意義建構。

人文化

呼喚科學理性基礎之上的人文精神

科學與人文，是人類文明發(fā)展的兩翼。無論是理科課程的綜合化還是生活化，實踐上都關乎科學理性與人文精神之間的關系。20年來，我們始終提議把科學史和科學哲學課程作為國家培養(yǎng)理科教師課程的一部分，倡導在理科教育中進行科學史、科學本質(zhì)或科學方法的教學?？茖W哲學對于中學生來講主要涉及科學觀問題，能使科學密切聯(lián)系個人、倫理、文化和政治因素，從而達到科學的人文化，同時使課堂教學更富有挑戰(zhàn)性和思考性，從而提升學生的批判性思維技能，有助于學生更全面、更準確地理解學科內(nèi)容。把HPS（科學史、科學哲學和科學社會學教育）納入理科課程，有助于克服理科教育中的一些常見問題，如學生缺乏學習科學的動機、公眾對科學的冷漠態(tài)度，以及對科學在歷史文化和社會中的地位理解不足，等等。尤其重要的是，理科課程中的科學史和科學哲學的內(nèi)容，可以使學生更好地把握科學本質(zhì)，使學生懂得科學究竟是什么、科學知識是怎樣產(chǎn)生的、科學在社會發(fā)展和進步中的作用、科學和科學方法的優(yōu)點與局限性，等等。只有對當代科學有了全面辯證的認識，才能區(qū)分科學與非科學和偽科學，才能驅(qū)散唯科學主義的迷霧，正確認識科學技術對社會發(fā)展的推動作用。小至個人、大到國家，只有在生活中和社會發(fā)展決策中，才能建立科學發(fā)展觀?？梢?，理科課程的人文內(nèi)涵在不斷擴展延伸?？茖W史、科學哲學與科學社會學涉及了科學與社會的相互作用，學生通過對科學與人、科學與社會的相互作用的理解和研判，提高理科學業(yè)質(zhì)量。

理科教育應該讓學生理解科學概念隨時間而變化、發(fā)展的方式，理解這些概念及其應用是如何受到社會、倫理、精神和文化背景的影響的，倡導基于科學理性的人文化?，F(xiàn)代理性涵蓋三個方面：認知理性、價值理性和審美理性。集科學與人文于一體的現(xiàn)代理性，需要克服傳統(tǒng)理性主義和非理性主義的固有缺陷，提倡科學理性與人文的高度統(tǒng)一性。事實上，2020年10月，黨的十九屆五中全會明確提出，堅持把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。因此，教育應當提高政治站位，要為民族復興培養(yǎng)可堪大用之才，改進支持科技拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理科教育體系，并且把它作為與國家前途命運高度相關的一項系統(tǒng)工程來抓緊落實。

理科教育應當肩負科學的人文使命，但此處的人文當是科學精神基礎之上的人文精神，在理科教育中強調(diào)對科學本質(zhì)及科學探究的理解、重視理科教學中的科學史與科學哲學等。理科課程的人文化并不等于文科化，而是指在理科課程教學中要盡可能地融入科學史、科學哲學與科學社會學。體現(xiàn)理科學科發(fā)展過程的科學史教學、基于社會性議題、從科學哲學視角反思科學等是理科教學人文化的重要路徑，由此才能帶領學生深入理解科學本質(zhì)，培養(yǎng)學生的科學精神。我們應深度理解理科學科方法、學科思想發(fā)展、科學與社會間關系等，以此推進HPS教學。為此，我們的研究團隊建立了5種HPS教學設計模型：歷史—探究模型、科學歷史互動故事模型、科學發(fā)展模型、科學論證模型和科學史教學的解釋模型。基于HPS的教學設計模型，研究團隊開發(fā)了大量教學案例。通過基于科學史模型的教學案例設計與實踐，讓學生在“書本知識與發(fā)現(xiàn)、發(fā)展知識的人和歷史溝通”中喚起學習內(nèi)在需要，提升主動探究的意愿與能力，收獲科學精神與人文精神的雙重滋養(yǎng)。

中西文化合璧的過程必將帶來具有中國特色的全新的理科教育。它既繼承以觀察和實驗為基礎、以形式邏輯思維為框架、以追求理論的簡單性為美學標準的近代科學認識傳統(tǒng)，又必然會具有重視經(jīng)驗直覺認識的內(nèi)省體驗認識、采用多元邏輯思想形式、多層面把握世界的動態(tài)性和有機統(tǒng)一性的中國傳統(tǒng)科學認識特點。我們正朝著綜合化、生活化、人文化前進，朝著一種新的自然主義前進。這既是我國20年來基礎教育理科課程改革的成果和發(fā)展方向，也是全球基礎教育理科課程改革的成果和主張。

（作者系江蘇省教科院基礎教育研究所所長，南京大學、南京師范大學兼職博士生導師。本文系江蘇省教育科學“十四五”規(guī)劃重大課題“基礎教育高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略研究”的成果）

《中國教育報》2022年01月14日第5版