李 諾 黃 丹 劉恩山*

（1北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 1008752福建省同安第一中學(xué) 福建廈門 361100）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中強(qiáng)調(diào)，“關(guān)于科學(xué)的知識(shí)”——即科學(xué)本質(zhì)（nature of science，NOS）是學(xué)生在學(xué)習(xí)高中生物學(xué)課程時(shí)應(yīng)予以強(qiáng)調(diào)的重要內(nèi)容之一。這種對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的把握能幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的特點(diǎn)，并以此辨別生活中的科學(xué)和非科學(xué)，促進(jìn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成［1］。其中，“科學(xué)會(huì)受到社會(huì)和文化的影響”作為NOS 對(duì)教學(xué)7條建議中的最后一個(gè)模塊，既包含著社會(huì)、文化、政治、哲學(xué)、歷史等寬廣的涉及面，同時(shí)又切實(shí)貼近教師與學(xué)生的日常生活。

科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)具有重要的價(jià)值。這種對(duì)于NOS 的理解能強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)，提升其對(duì)于科學(xué)的興趣，進(jìn)而幫助人們進(jìn)行更為有效的決策制定［2］。研究者指出，NOS 作為一個(gè)交叉領(lǐng)域，其自身包含著多種科學(xué)的社會(huì)性方面，其中就囊括了歷史學(xué)、社會(huì)學(xué)及哲學(xué)等［3］。環(huán)顧當(dāng)今社會(huì)，既是一個(gè)科技日益增長(zhǎng)的知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)，同時(shí)也是一個(gè)精神生活不斷豐富發(fā)展的人文社會(huì)［4］。社會(huì)的發(fā)展推進(jìn)并依賴著科學(xué)的進(jìn)步，同時(shí)發(fā)展需求也決定了當(dāng)代科學(xué)教育的取向。讓學(xué)生明確“無(wú)論是過(guò)去還是未來(lái)，科學(xué)與社會(huì)文化都會(huì)互相產(chǎn)生影響”是促進(jìn)學(xué)生對(duì)NOS 理解的一個(gè)重要方面。

1 社會(huì)文化對(duì)科學(xué)及科學(xué)教育的影響

文化是人類在自身發(fā)展過(guò)程中從事實(shí)踐活動(dòng)和精神活動(dòng)的方式，同時(shí)也是由這些活動(dòng)創(chuàng)造出來(lái)的物質(zhì)和精神成果。其中，科學(xué)作為人類認(rèn)識(shí)世界、探索未知的一種實(shí)踐和精神活動(dòng)方式及其成果，構(gòu)成了人類文化的重要部分［5］。當(dāng)今世界的科學(xué)發(fā)展不可避免地受到外部社會(huì)文化條件的深刻影響，其中便包含了哲學(xué)、宗教、歷史、經(jīng)濟(jì)等社會(huì)文化因素。時(shí)至今日，科學(xué)本質(zhì)觀開始越來(lái)越多地關(guān)注科學(xué)發(fā)展的文化背景對(duì)科學(xué)的影響作用，強(qiáng)調(diào)在“文化的整體”中理解科學(xué)、科學(xué)精神和科學(xué) 價(jià) 值［6］。

社會(huì)文化與科學(xué)之間的相互關(guān)系向前可追溯到遙遠(yuǎn)的古希臘時(shí)期。在劃分為獨(dú)立的學(xué)科之前，歷史上的科學(xué)曾經(jīng)隸屬于哲學(xué)范疇。以亞里士多德為代表的一系列偉大的科學(xué)家在當(dāng)時(shí)都具有哲學(xué)家的重要身份。從古希臘至今，這種科學(xué)與哲學(xué)的交織從未停止，使得無(wú)論過(guò)去還是現(xiàn)在的科學(xué)教學(xué)均不能脫離哲學(xué)的維度。盡管早期科學(xué)從哲學(xué)中分離出來(lái)，但其思想精神卻一直深深扎根于哲學(xué)，每一時(shí)期的科學(xué)都受到當(dāng)代思想精華——哲學(xué)的影響，同時(shí)又以自己的成就影響哲學(xué)，影響著人類對(duì)世界的根本看法［5］。在這段漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程中，科學(xué)曾以神學(xué)作為說(shuō)明原理，并作為有效的工具為宗教服務(wù)，進(jìn)而支撐并推動(dòng)著政權(quán)政治乃至整個(gè)社會(huì)的發(fā)展。諸多文獻(xiàn)或多或少地表達(dá)著這樣的思想：科學(xué)與哲學(xué)、神學(xué)、社會(huì)學(xué)等在內(nèi)的其他學(xué)科相互作用，并受到上述這些文化、政治、歷史等因素的影響。人文文化的基礎(chǔ)強(qiáng)烈影響著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)也囊括著普遍的文化世界觀。作為科學(xué)傳播的重要途徑，社會(huì)文化因素不但影響著科學(xué)本身，也強(qiáng)烈地影響著科學(xué)教育的發(fā)展歷程。這種科學(xué)課程體系隨社會(huì)發(fā)展不斷變化改革的歷程，正是科學(xué)受社會(huì)文化影響的強(qiáng)有力的證據(jù)。以美國(guó)生物學(xué)課程教育體系為例：20世紀(jì)以前，中學(xué)生物學(xué)的內(nèi)容知識(shí)強(qiáng)調(diào)理論性，同時(shí)與大學(xué)課程體系接軌。20世紀(jì)上半葉，為了回應(yīng)來(lái)自于商業(yè)和農(nóng)業(yè)的需求、環(huán)境問(wèn)題、人口變化，以及對(duì)健康的關(guān)注等帶來(lái)的壓力，高中生物學(xué)開始從大學(xué)生物學(xué)體系中分離，強(qiáng)調(diào)生物學(xué)的實(shí)用性、生態(tài)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值及人類福利，生物學(xué)教學(xué)逐漸發(fā)展成為“為人類福利而教生物學(xué)”［7］。20世紀(jì)中葉，第二次世界大戰(zhàn)的發(fā)生使得疾病預(yù)防、衛(wèi)生和農(nóng)業(yè)成為了課程設(shè)計(jì)應(yīng)用的一部分［8］；而后半葉的戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與科學(xué)進(jìn)步導(dǎo)致的社會(huì)性議題層出不窮，使得課程目標(biāo)開始指向如何處理這些議題，并使人們理解“科學(xué)的社會(huì)學(xué)作用”。隨后，伴隨著科技進(jìn)步與工業(yè)的迅速發(fā)展，STS（science technology scociety，STS）教育逐漸走入中學(xué)生物學(xué)課堂，再到近年來(lái)所提倡的STEM（science，technoogy，engineering，mathematics，STEM） 教育的興起……科學(xué)教育改革與發(fā)展的導(dǎo)向要求教師與學(xué)生能意識(shí)到社會(huì)文化中的各類因素對(duì)科學(xué)的重要影響，并能將科學(xué)知識(shí)技術(shù)融入到日常的社會(huì)文化生活中去。

2 課堂教學(xué)的應(yīng)用與建議

“科學(xué)受到社會(huì)和文化的影響”這一科學(xué)本質(zhì)的重要要素在科學(xué)教學(xué)中的影響范圍非常寬廣。這種寬廣一方面體現(xiàn)在其所交叉涉及的多個(gè)要素與學(xué)科，另一方面還體現(xiàn)在其對(duì)學(xué)生的課堂科學(xué)知識(shí)掌握與日常生活決策制定均能有所助益。對(duì)于一線生物學(xué)教師來(lái)說(shuō)，能有效滲透這一科學(xué)本質(zhì)觀念的方法多種多樣，其中包括但不僅限于利用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)、參與社會(huì)性科學(xué)議題討論，以及融合科技與工程學(xué)教育等。

2.1 利用科學(xué)史展開生物學(xué)教學(xué) 歷史對(duì)于正確理解社會(huì)機(jī)構(gòu)或社會(huì)習(xí)俗等所具有的重要性得到了大眾的廣泛認(rèn)同［8］。了解一個(gè)時(shí)期的歷史，能獲知當(dāng)時(shí)的政治與宗教情況、法律條款及社會(huì)信仰等信息。這對(duì)于理解科學(xué)概念與科學(xué)精神的發(fā)展具有重要作用。當(dāng)教師不告知學(xué)生歷史上科學(xué)家所處的社會(huì)文化背景，學(xué)生將無(wú)法深入理解為何科學(xué)家會(huì)提出各種理論主張： 倘若學(xué)生不了解歷史上科學(xué)家普遍信奉亞里士多德哲學(xué)，認(rèn)為空氣是一種不可再分的基本元素，便無(wú)法理解普里斯特利在進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)中所面臨的巨大障礙，以及植物光合作用原理發(fā)現(xiàn)的艱辛；倘若學(xué)生不曾知曉“政教合一”羅馬教廷的統(tǒng)治歷史，則不能體會(huì)維護(hù)哥白尼日心說(shuō)直至獻(xiàn)出生命的布魯諾是多么的勇敢無(wú)畏； 倘若學(xué)生無(wú)法站在神學(xué)統(tǒng)治的文化背景下看到大眾所接受的物種神創(chuàng)論的信仰，也就無(wú)法更加深刻地理解進(jìn)化論提出的劃時(shí)代的重要意義。

現(xiàn)如今的眾多研究都提出，在科學(xué)課堂教學(xué)中融入科學(xué)史的要素能幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)概念。更多時(shí)候，科學(xué)史以一種輔助者的角色出現(xiàn)，對(duì)日常教學(xué)中的概念掌握起到錦上添花的作用，然而馬修斯（Matthews）則強(qiáng)調(diào)了科學(xué)史教學(xué)無(wú)可替代的必要性。他指出，歷史觀點(diǎn)可幫助學(xué)生將概念放置于科學(xué)觀念史中。這對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的理解具有不可或缺的重要作用，也是教育的必需目的。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，不同國(guó)籍、種族、宗教背景下的科學(xué)家均依賴于自己的文化展開研究工作［8］。試想當(dāng)教師講授光合作用、達(dá)爾文進(jìn)化論的時(shí)候，如果不關(guān)注研究者的一生及其所處的社會(huì)文化背景，以及這些理論所引發(fā)的宗教、文學(xué)與哲學(xué)變革，不講述科學(xué)家歷經(jīng)紛爭(zhēng)與犧牲，最終所換取的基督教會(huì)接受哥白尼太陽(yáng)系學(xué)說(shuō)，蘇聯(lián)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)接受孟德?tīng)栠z傳學(xué)的偉大社會(huì)變革，教學(xué)將會(huì)變得多么局限。

2.2 參與社會(huì)性科學(xué)議題的討論 研究者認(rèn)為，科學(xué)教育的目的不僅僅是向?qū)W生傳授科學(xué)概念、知識(shí)與技能，同時(shí)也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生有批判性地參與到全球范圍內(nèi)與科學(xué)相關(guān)的政治、社會(huì)、文化等興趣活動(dòng)當(dāng)中［9］。而對(duì)于生物學(xué)課堂教學(xué)而言，引導(dǎo)學(xué)生思考并參與有關(guān)社會(huì)性科學(xué)議題（socioscientific issues，SSI）的討論是有效的途徑之一。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會(huì)面對(duì)越來(lái)越多與之相關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，例如核能源的開發(fā)與核污染風(fēng)險(xiǎn)、化學(xué)與工業(yè)技術(shù)的擴(kuò)展與相應(yīng)的資源浪費(fèi)環(huán)境污染問(wèn)題、轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的生產(chǎn)與安全問(wèn)題等。這些成果與技術(shù)開發(fā)最早的研究便是為了適應(yīng)人類人口增長(zhǎng)、資源短缺的社會(huì)發(fā)展需求，而如今卻又帶來(lái)了各種無(wú)法避免的負(fù)面社會(huì)問(wèn)題。

在進(jìn)行SSI 的教學(xué)與討論活動(dòng)中，學(xué)生不僅需要明確SSI 所涉及的倫理道德問(wèn)題，還要深入?yún)⑴c或探究這些問(wèn)題。通過(guò)辨析理解這些議題的來(lái)龍去脈，學(xué)生能更加深入地理解社會(huì)文化與科學(xué)之間的相互作用，站在科學(xué)的角度上對(duì)社會(huì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行反思與批判，進(jìn)而培養(yǎng)良好的社會(huì)責(zé)任感。與此同時(shí)，對(duì)科學(xué)本質(zhì)更為深入的理解能幫助學(xué)生利用這些思想進(jìn)行生活決策的制定，客觀地分離文化中的精華與糟粕，區(qū)分科學(xué)理論的優(yōu)劣，進(jìn)而明確科學(xué)發(fā)展的外因與內(nèi)因。而這些對(duì)于學(xué)生的科學(xué)概念學(xué)習(xí)與日常生活均具有著重要的意義。

2.3 科技、工程與生物學(xué)的融合 技術(shù)與工程學(xué)的迅猛發(fā)展，是推動(dòng)現(xiàn)今科學(xué)成果加速產(chǎn)出的必要條件，也是理解當(dāng)今科學(xué)不能回避的方向。越來(lái)越精密的各種科學(xué)研究?jī)x器設(shè)備不斷出現(xiàn)，使得人們能探索更加遙遠(yuǎn)的外太空，也能觀察到細(xì)胞之下愈加細(xì)微的各種結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)迅速普及的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，一方面極大提高了科學(xué)成果在全球范圍內(nèi)的共享速度，同時(shí)也帶來(lái)了真假摻雜的各類信息的廣泛傳播。對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)特別是發(fā)展中國(guó)家而言，社會(huì)推動(dòng)下的科技高速發(fā)展更像是一把“雙刃劍”。這種對(duì)于科研工作者的高壓驅(qū)動(dòng)，一方面切實(shí)加速了科研成果的產(chǎn)出與轉(zhuǎn)化，而另一方面也滋生了科技研究領(lǐng)域中急功近利、學(xué)術(shù)造假等負(fù)面問(wèn)題?？梢哉f(shuō)，加速發(fā)展的科技與工程學(xué)領(lǐng)域，正是屬于21世紀(jì)的重要社會(huì)特征。理解當(dāng)今時(shí)代的這一社會(huì)特征，明確如何在高速發(fā)展的科技與工程學(xué)領(lǐng)域中趨利避害、揚(yáng)長(zhǎng)避短，是理解科學(xué)目前與未來(lái)發(fā)展的必要途徑。

在日常的課程教學(xué)中，教師可納入更多關(guān)于技術(shù)與工業(yè)的知識(shí)，向?qū)W生普及先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備工作原理，展示更多借助現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)所獲取的生物學(xué)研究成果。同時(shí)，教師還可將工程學(xué)整合融入生物學(xué)教學(xué)探究中，引導(dǎo)學(xué)生利用工程學(xué)相關(guān)知識(shí)解決生物學(xué)問(wèn)題，或通過(guò)開設(shè)STEM 類課程鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手參與到與工程技術(shù)相關(guān)的各種創(chuàng)新與開發(fā)活動(dòng)中。這些活動(dòng)不但能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到當(dāng)今技術(shù)工程對(duì)推動(dòng)科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生的積極意義，同時(shí)也有助于培養(yǎng)學(xué)生未來(lái)從事科技與工程相關(guān)行業(yè)的職業(yè)規(guī)劃意識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

社會(huì)文化與科學(xué)之間的關(guān)系相互交織，無(wú)法分割。面對(duì)當(dāng)今發(fā)展的社會(huì)，不僅是文化以其廣闊的覆蓋面影響著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)也同時(shí)影響著社會(huì)的進(jìn)步，成為了文化的主導(dǎo)力量。這種主導(dǎo)力量不僅僅指科學(xué)已成為促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要因素，同時(shí)也指科學(xué)對(duì)現(xiàn)代人的日常生活、工作方式、思維方式、價(jià)值觀念乃至基本的世界觀與自然觀等都產(chǎn)生了十分重要的影響［10］。

人類社會(huì)的發(fā)展推進(jìn)需要科學(xué)的力量，這些發(fā)展需求決定了當(dāng)代科學(xué)教育的取向。理解這種社會(huì)文化與科學(xué)之間的相互影響關(guān)系，是幫助學(xué)生建立科學(xué)本質(zhì)觀的必然需求?？茖W(xué)有著其漫長(zhǎng)的發(fā)展史與發(fā)展歷程，伴隨著不斷的衍生，它同時(shí)充斥著哲學(xué)等文化內(nèi)涵。生物學(xué)乃至科學(xué)教育，應(yīng)向?qū)W生充分展示這些豐富的內(nèi)涵，并鼓勵(lì)學(xué)生參與到這些令科學(xué)家著迷的重大問(wèn)題當(dāng)中——無(wú)論這些問(wèn)題是在科學(xué)范疇內(nèi)的，抑或是超出科學(xué)范疇的［8］。