肖 利 龐振宇 張費金有 劉茂軍

（吉林師范大學(xué)物理學(xué)院，吉林 四平 136000）

1 STS教育的起源

STS是Science Technology and Society的簡寫，即科學(xué)、技術(shù)與社會.它興起于美國的上世紀(jì)60年代末70年代初.STS是一門研究科學(xué)、技術(shù)、社會相互關(guān)系及其互動規(guī)律的多學(xué)科、多領(lǐng)域的綜合性新興學(xué)科.STS教育是STS領(lǐng)域（STS教育、STS研究、STS管理）中的一個分支，宗旨是培養(yǎng)具備科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)、能參與科技決策、全面發(fā)展的一代新型公民.［1］

第二次世界大戰(zhàn)之后，現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，促使社會經(jīng)濟高速增長.以日本的經(jīng)濟學(xué)家松田米律為代表的“唯科學(xué)主義”者面臨越來越多的難以解決的問題，如人與自然的矛盾（如生態(tài)危機、森林破壞、物種滅絕、土地荒漠化、資源短缺等）；人與科學(xué)技術(shù)的矛盾（如轉(zhuǎn)基因技術(shù)與食品安全、克隆技術(shù)與倫理道德、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與人權(quán)、核技術(shù)與環(huán)境污染等）；人與社會的矛盾（如社會不公與民權(quán)運動、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展與失業(yè)等）.面對這種變化的世界圖景，傳統(tǒng)的科學(xué)教育體系中的政策、規(guī)范和行動已經(jīng)無法適應(yīng)新的社會和文化范式的轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致科學(xué)教育出現(xiàn)了一系列問題、矛盾和沖突.在這種情況下科學(xué)教育必須要審時度勢，摒棄唯科學(xué)主義思潮，增加科學(xué)教育的社會背景，讓學(xué)生在社會的背景下學(xué)會科學(xué)和技術(shù)的判斷和決策，理解價值和道德的社會意義.STS教育思想和觀念也正是人們在協(xié)調(diào)這些矛盾和沖突的過程中，尋求解決問題的方案、創(chuàng)新和改造科學(xué)教育思想中應(yīng)運而生的.

STS教育作為科學(xué)教育的一種形式或方法，從上個世紀(jì)80年代初開始，已得到世界各國科學(xué)教育工作者的廣泛認(rèn)同，并作為一種主要力量引領(lǐng)著各國科學(xué)教育改革的主要方向.1980年國際科學(xué)聯(lián)盟和聯(lián)合國教科文組織在澳大利亞墨爾本召開的STS教育國際會議上提出了一個參考意見，即把STS教育看作“一個對今日學(xué)生進行科學(xué)教育最合適的方法.”［2］在這種改革環(huán)境的支持下，一些具有影響的STS課程也紛紛出臺或者加以改進.其中最具有代表性和最具有影響力的是英國的《社會中的科學(xué)與技術(shù)》（SATIS）課程，該課程主要為16－19歲的學(xué)生設(shè)計的，通過這個課程可以使學(xué)生理解科學(xué)知識的本質(zhì)和局限，理解科學(xué)對社會和環(huán)境作用的利與弊，了解地球上資源的有限性，發(fā)展學(xué)生思考科學(xué)道德問題的能力以及理智地進行決策的能力.

STS教育思想于20世紀(jì)80年代中期引進我國，并開始在教育研究機構(gòu)、高等學(xué)校、中小學(xué)校相繼進行STS教育的理論研究和實踐探索，取得了一些有價值、有意義的階段性研究成果.其中最顯著成果之一，就是在我國基礎(chǔ)教育課程改革中明確地將STS教育作為一個重要的理念，體現(xiàn)在學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)、教科書和其他教學(xué)文本中，這標(biāo)志著我國STS教育己進入了一個全面實施的階段，成為科學(xué)教育改革的主流.［3］

2 STS教育是科學(xué)教育之必需

長期以來，在人們的觀念中，似乎只有客觀的、實證的、具有預(yù)測性的知識才是科學(xué)的，過分張揚科學(xué)的理性主義，忽略了人和社會的價值需求，導(dǎo)致在科學(xué)教育領(lǐng)域中出現(xiàn)很多認(rèn)識上的盲點，［4］傳統(tǒng)科學(xué)教育出現(xiàn)了危機，如科學(xué)知識拜物教與創(chuàng)造力的泯滅、科學(xué)理性的僭越與科學(xué)精神的缺失、科學(xué)教育對教育的遮蔽與人性危機［5］等等.STS教育的出現(xiàn)，使人們從一種文化轉(zhuǎn)變的角度來看待科學(xué)、技術(shù)、社會的關(guān)系，調(diào)整了人們認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)和社會的方式，為人們在科學(xué)教育領(lǐng)域中打開了一扇通向現(xiàn)實世界的大門，為培養(yǎng)具備科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)、能參與科技決策、全面發(fā)展的一代新型公民提供了一個新的途徑和方法.［6］

較早以來，培養(yǎng)國民的科學(xué)素養(yǎng)一直被用于描述廣泛的科學(xué)教育目標(biāo).當(dāng)人們把STS教育注入科學(xué)教育領(lǐng)域中時，STS教育的理念和實踐必將開始不斷地影響科學(xué)教育目標(biāo).但由于STS教育理念自身的復(fù)雜性、多樣性和模糊性，人們提出了各自不同的科學(xué)教育目標(biāo).［6］美國當(dāng)代著名科學(xué)教育專家柏比（R.wBybee）提出 “三維”目標(biāo)，即獲得知識的目標(biāo)；發(fā)展學(xué)習(xí)技能的目標(biāo)；發(fā)展價值和觀念的目標(biāo).威克斯和坡拉卡什（L.J.Waks＆M.S.Prakash）提出“四維”目標(biāo)，即認(rèn)知能力目標(biāo)；理性或者學(xué)術(shù)目標(biāo)；個人目標(biāo)；社會行動目標(biāo).美國著名的科學(xué)教育家亞格爾則指出，科學(xué)是為了滿足個人需要；科學(xué)為了解決社會問題；科學(xué)為了培養(yǎng)職業(yè)意識；科學(xué)是未來學(xué)習(xí)的一種學(xué)術(shù)準(zhǔn)備.盡管這些STS的科學(xué)教育目標(biāo)各有不同，但具有很大程度的相似性，除了強調(diào)基本的科學(xué)知識、技能之外，都將社會、文化、道德等因素作為基本的組成部分，突出了個人發(fā)展、社會發(fā)展和人文理解的目標(biāo).它們從不同角度反映了STS教育的觀念和思想，使科學(xué)教育的目標(biāo)更全面.

3 STS教育的內(nèi)容

在國外設(shè)有專門的STS教育課程，如美國的《科學(xué)和技術(shù)的社會效應(yīng)》與《社會中的化學(xué)》，英國的《社會中的科學(xué)與技術(shù)》、《社會中的科學(xué)》、《學(xué)校中社會范圍的科學(xué)》等.目前在我國中學(xué)教育中，沒有開設(shè)專門的STS教育課程，但在新一輪基礎(chǔ)教育課程改革中，STS教育的內(nèi)容蘊含在各自然學(xué)科當(dāng)中，如物理新課程標(biāo)準(zhǔn)中廣泛涉及STS的理念、目標(biāo)與基本概念，像科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會學(xué)、科學(xué)技術(shù)倫理學(xué)、科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系、可持續(xù)發(fā)展等STS內(nèi)容被引進到科學(xué)教育中來，并以“STS”、“探究與實驗”、“做一做”、“科學(xué)漫步”、“科學(xué)蹤跡”、“迷你實驗室”、“課題研究”、“課外讀物”、“推薦網(wǎng)站”、“討論與交流”等多種形式呈現(xiàn)在物理教科書中，為STS教育提供了豐富的教育資源，STS教育的內(nèi)容是豐富的、多樣的和開放的.

3.1 實用性物理知識

物理學(xué)是一門實用性很強的學(xué)科.物理知識在軍事、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、通訊、交通、家庭等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.例如，升華、凝華與電冰箱；密度與選種；超聲效應(yīng)與超聲檢查；壓強與抽水機；摩擦與螺旋千斤頂；萬有引力與航天技術(shù)；溫室效應(yīng)與溫室大棚；渦流與電磁灶；反射現(xiàn)象與潛望鏡；電流的磁效應(yīng)與電動機；電磁感應(yīng)與發(fā)電機；超導(dǎo)與磁懸浮列車；靜電與靜電復(fù)印機；激光與激光雷達(dá)；電磁波與信息化社會等等.因此，在實際教學(xué)中要從物理走向社會，突出物理知識的實用性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生不斷地關(guān)注社會、關(guān)注生活、關(guān)注自己身邊發(fā)生的事物.

3.2 改變世界的物理知識

物理學(xué)的發(fā)展不斷地推動科學(xué)技術(shù)的革命和創(chuàng)新，促進了人類社會和文明的巨大進步.在中學(xué)物理中有許多改變世界的物理知識，如以熱力學(xué)知識為理論基礎(chǔ)的蒸汽技術(shù)帶來了第一次科技革命，使人類社會進入機械化時代；以電磁學(xué)知識為理論基礎(chǔ)的電力技術(shù)帶來了第二次科技革命，使人類社會進入電氣化時代；以相對論和量子力學(xué)為基礎(chǔ)的電子計算機技術(shù)帶來了第三次科技革命，使人類社會進入信息化時代.教師可以此為背景，向?qū)W生介紹科學(xué)技術(shù)革命給人類社會發(fā)展帶來的影響，從中使學(xué)生深刻理解科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展之間的互動關(guān)系，培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感和使命感.

3.3 社會性科學(xué)議題

社會性科學(xué)議題指由當(dāng)代科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)所引起的一系列與社會倫理道德觀念和經(jīng)濟發(fā)展緊密相關(guān)的社會性問題，諸如經(jīng)濟、倫理道德、政治、文化傳統(tǒng)等，是無法單純依靠科學(xué)和技術(shù)解決的問題，它屬于開放式且結(jié)構(gòu)不良問題，沒有唯一或標(biāo)準(zhǔn)的解決方案的問題.［7］在中學(xué)物理學(xué)習(xí)中有很多物理知識涉及到社會性科學(xué)議題，如核能開發(fā)與核廢料處理、移動通信發(fā)射塔與電磁輻射、高壓電線與白血病風(fēng)險、城鄉(xiāng)一體化建設(shè)與“熱島”、垃圾焚燒發(fā)電與環(huán)境風(fēng)險等等.教師在教學(xué)中要善于抓住敏感的社會性科學(xué)議題，通過對議題的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生養(yǎng)成有證據(jù)（而不是想當(dāng)然地）思考問題，有理智（而不是隨意地）處理問題，民主（而不是武斷地）對待不同的意見，綜合（而不是單一地從某一學(xué)科或某一視角）看待問題的能力，讓學(xué)生體驗到科學(xué)技術(shù)的雙重性，理解科學(xué)本質(zhì)，形成正確的科學(xué)觀，并能以正確的價值觀和方法來解決科技發(fā)展帶來的社會問題.

3.4 物理文化

物理學(xué)既是科學(xué)，同時又是高層次、高品味的文化.愛因斯坦說過：“科學(xué)對人類事物的影響有兩種方式，第一種方式是大家都熟知的，科學(xué)直接地、并且在更大程度上間接地產(chǎn)生完全改變?nèi)祟惿畹墓ぞ?；第二種方式是教育的性質(zhì)——它作用于人的心靈.”在物理學(xué)發(fā)展過程中，每一個物理概念和物理思想的提出，每一個物理定律的建立，都涵蘊含著豐富的人文文化，它包括物理學(xué)中唯物辯證法思想、物理理論的美學(xué)特征、物理學(xué)中的科學(xué)道德精神等，如布魯諾捍衛(wèi)“日心說”；開普勒與宇宙和諧；伽利略與《對話》；牛頓與《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》；焦耳與熱功當(dāng)量的測定；平凡的法拉第；居里夫人與“鐳”的故事；普朗克與能量量子化；愛因斯坦與《羅素——愛因斯坦宣言》；宇宙航行與航天員楊利偉等等.因此，在教學(xué)中教師要充分利用物理文化資源，幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)的人生觀和世界觀，培養(yǎng)學(xué)生勇于追求真理的科學(xué)精神.

4 STS教育的方法

STS教育是開展科學(xué)教育的有效方法.就目前而言，由于受功利主義思潮影響，我國的STS教育的開展多靠教師的自覺行為，以課堂滲透為主，隨意性強，STS教育效果甚微.如何提高STS教育的有效性，筆者認(rèn)為，首先從教育行政部門、學(xué)校到教師必須提高對STS教育在科學(xué)教育中重要作用的認(rèn)識；其次從宏觀到微觀、從長期到短期制定一個科學(xué)合理的STS教育實施方案或計劃；再者就是STS教育的形式要多樣化，將課堂滲透、社會實踐、課外活動等形式有機結(jié)合起來.只有這樣才能使科學(xué)教育真正卓有成效地開展起來，真正達(dá)到全面提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo).

4.1 課堂教學(xué)滲透

課堂教學(xué)是實施STS教學(xué)的主陣地，結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，從物理學(xué)發(fā)展史、物理學(xué)在日常生活生產(chǎn)中的應(yīng)用、物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的關(guān)系及社會熱點問題等幾個方面進行課堂STS教育活動.

（1）從物理與生活關(guān)系滲透.

物理學(xué)與人類生活息息相關(guān).從生活走向物理，讓物理回歸生活，讓學(xué)生體會到物理在生活與生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣和科學(xué)探究的能力.

從結(jié)合生活實際中提出探究問題.如在學(xué)習(xí)沸點與氣壓時，讓學(xué)生探究“生活中蒸煮食物時，用什么方法能使食物熟得更快？”很多學(xué)生會憑生活經(jīng)驗認(rèn)為應(yīng)該加大火勢，然后利用高壓鍋和普通鍋蒸煮同一食物，通過實驗讓學(xué)生明白由于水的沸點的原因，影響食物煮熟快慢的不是火勢的大小而是液面上方的氣壓，高壓鍋要比普通鍋快些.通過上述這樣的案例，可以激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的熱情和動力，使學(xué)生感受到物理知識在生活上的意義和價值.

利用物理知識解釋生活現(xiàn)象.引導(dǎo)學(xué)生善于用學(xué)到的知識去解釋一些生活中遇到的實際問題，諸如“但聞其聲，不見其人”、“山頂有泉，煮米不成飯”、“開水不響，響水不開”等現(xiàn)象，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的思想和熱愛生活的情感，幫助學(xué)生深刻理解科學(xué)與人類生活的關(guān)系.

（2）從物理與技術(shù)關(guān)系滲透.

學(xué)生生活在一個現(xiàn)代技術(shù)社會中，物理教學(xué)要貼近學(xué)生生活世界和技術(shù)世界，要與航天技術(shù)、信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)等緊密相關(guān)聯(lián).通過“嫦娥五號”、“4G手機”、“LED燈”、“自清潔汽車”等典型案例的介紹，使學(xué)生進一步理解物理知識在社會和生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生在盡情領(lǐng)略物理帶給人們的便捷與舒適的同時，增強回報社會、服務(wù)社會的責(zé)任感和義務(wù)感.

（3）從物理與社會關(guān)系滲透.

在實際教學(xué)中，找準(zhǔn)諸如環(huán)境污染、宇宙垃圾、溫室效應(yīng)、電磁輻射、能源危機等與人們生活息息相關(guān)的社會熱點問題的結(jié)合點，組織學(xué)生現(xiàn)場討論、交流，發(fā)表自己的看法，提出解決問題的措施.在這些活動過程中，學(xué)生的知識和能力得到遷移和發(fā)展，有利于提高實踐能力和決策能力，從而培養(yǎng)正確的科學(xué)觀、發(fā)展觀和價值觀，增強他們對社會的責(zé)任感.

4.2 專題講座

通過專家或教師或?qū)W生開展專題講座，也可以通過版報、畫廊進行專題介紹，其內(nèi)容可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點選擇合適的題材，如與生產(chǎn)生活相關(guān)并且有廣泛應(yīng)用的物理知識，與社會發(fā)展有著重大關(guān)系的物理知識，與科學(xué)、技術(shù)有關(guān)的社會熱點問題，物理學(xué)發(fā)展的成就及前沿問題.通過這些專題，提高學(xué)生的科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)和人文素養(yǎng).

4.3 社會調(diào)查

在社會調(diào)查活動中，把學(xué)生 分成幾個課外調(diào)查研究小組，要求學(xué)生通過對所研究的案例進行實地觀察、調(diào)查和研究，并以書面的形式進行歸納、總結(jié)，提出自己的觀點和解決問題方法.例如在學(xué)習(xí)能源開發(fā)與利用后，組織學(xué)生調(diào)查本地的能源分布、能源消耗及能源的浪費情況等，讓學(xué)生了解能源中哪些是不可再生的，提出節(jié)約能源方案和新能源的開發(fā)和利用設(shè)想.使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，學(xué)會去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題.

4.4 議題辯論

大多數(shù)社會性科學(xué)議題都隱含“兩難”與“爭議”，如垃圾焚化場選址中的“鄰避”問題、移動通信基站發(fā)射塔建設(shè)中的“糾紛”問題等，這意味著持有不同立場的人對于問題的解決方法可擁有不同的理由和主張.首先成立辯論正反雙方，為學(xué)生提供充分的探討空間，讓師生或?qū)W生之間有機會針對議題的內(nèi)容做出對話和交流.然后進行正反角色互換，擴大學(xué)生對問題的思考方向，讓學(xué)生不偏執(zhí)于一己之見.最好藉由組間詰問與協(xié)商使學(xué)生深入探討分析議題，以體會沖突之產(chǎn)生及如何通過民主程序達(dá)成共識.培養(yǎng)學(xué)生傾聽的習(xí)慣和與人溝通的技巧以及理性批判思考、做決策的能力.同時使學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)對社會發(fā)展的積極作用和負(fù)面影響.

4.5 探究實驗

探究實驗就是讓學(xué)生經(jīng)歷、體驗和感悟科學(xué)探究過程.在科學(xué)探究中，學(xué)生在教師指導(dǎo)和幫助下完成提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作等環(huán)節(jié)的活動［8］，學(xué)生在獲得一個個科學(xué)結(jié)論的同時，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神.

STS教育活動不受時間、地點和人員限制，除上述方法外，還有網(wǎng)絡(luò)查詢、科技活動、參觀學(xué)習(xí)、生產(chǎn)勞動等方法，教師可根據(jù)教育環(huán)境的實際情況恰當(dāng)合理地選擇教育方式.

1 林堅，謝連生.從STS觀點看科學(xué)技術(shù)的一體化及其社會功能［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2006（3）：45－50.

2 陸雪波.初中物理小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)探究［J］.物理教學(xué)探討，2010，28（385）：30－31.

3 蔡鐵權(quán).STS教育：國際科學(xué)教育改革的新理念［J］.科學(xué)，2003，55（3）：13－16.

4 丁邦平.反思科學(xué)教育［J］.中國教育月刊，2001（2）：20－24.

5 李清富.論片面的科學(xué)教育及其危機［J］.河南師范大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2007，34（3）：206－209.

6 孫可平.STS教育論［M］.上海：上海教育出版社，2001.

7 朱玉成，劉茂軍，肖利.國外社會性科學(xué)議題（SSI）課程研究及其影響述評［J］.上海教育科研，2013（1）：53－56.

8 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）［S］.北京：人民教育出版社，2003.