在科学教学中明确“社会文化”对科学的影响

李 诺 黄 丹 刘恩山*

（1北京师范大学生命科学学院 北京 1008752福建省同安第一中学 福建厦门 361100）

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中强调，“关于科学的知识”——即科学本质（nature of science，NOS）是学生在学习高中生物学课程时应予以强调的重要内容之一。这种对于科学本质的把握能帮助学生理解科学知识产生的特点，并以此辨别生活中的科学和非科学，促进生物学学科核心素养的达成［1］。其中，“科学会受到社会和文化的影响”作为NOS 对教学7条建议中的最后一个模块，既包含着社会、文化、政治、哲学、历史等宽广的涉及面，同时又切实贴近教师与学生的日常生活。

科学本质的内容对学生学习科学具有重要的价值。这种对于NOS 的理解能强化学生对于科学内容的学习效果，帮助学生更好地理解科学，提升其对于科学的兴趣，进而帮助人们进行更为有效的决策制定［2］。研究者指出，NOS 作为一个交叉领域，其自身包含着多种科学的社会性方面，其中就囊括了历史学、社会学及哲学等［3］。环顾当今社会，既是一个科技日益增长的知识经济社会，同时也是一个精神生活不断丰富发展的人文社会［4］。社会的发展推进并依赖着科学的进步，同时发展需求也决定了当代科学教育的取向。让学生明确“无论是过去还是未来，科学与社会文化都会互相产生影响”是促进学生对NOS 理解的一个重要方面。

1 社会文化对科学及科学教育的影响

文化是人类在自身发展过程中从事实践活动和精神活动的方式，同时也是由这些活动创造出来的物质和精神成果。其中，科学作为人类认识世界、探索未知的一种实践和精神活动方式及其成果，构成了人类文化的重要部分［5］。当今世界的科学发展不可避免地受到外部社会文化条件的深刻影响，其中便包含了哲学、宗教、历史、经济等社会文化因素。时至今日，科学本质观开始越来越多地关注科学发展的文化背景对科学的影响作用，强调在“文化的整体”中理解科学、科学精神和科学 价 值［6］。

社会文化与科学之间的相互关系向前可追溯到遥远的古希腊时期。在划分为独立的学科之前，历史上的科学曾经隶属于哲学范畴。以亚里士多德为代表的一系列伟大的科学家在当时都具有哲学家的重要身份。从古希腊至今，这种科学与哲学的交织从未停止，使得无论过去还是现在的科学教学均不能脱离哲学的维度。尽管早期科学从哲学中分离出来，但其思想精神却一直深深扎根于哲学，每一时期的科学都受到当代思想精华——哲学的影响，同时又以自己的成就影响哲学，影响着人类对世界的根本看法［5］。在这段漫长的历史过程中，科学曾以神学作为说明原理，并作为有效的工具为宗教服务，进而支撑并推动着政权政治乃至整个社会的发展。诸多文献或多或少地表达着这样的思想：科学与哲学、神学、社会学等在内的其他学科相互作用，并受到上述这些文化、政治、历史等因素的影响。人文文化的基础强烈影响着科学的发展，科学也囊括着普遍的文化世界观。作为科学传播的重要途径，社会文化因素不但影响着科学本身，也强烈地影响着科学教育的发展历程。这种科学课程体系随社会发展不断变化改革的历程，正是科学受社会文化影响的强有力的证据。以美国生物学课程教育体系为例：20世纪以前，中学生物学的内容知识强调理论性，同时与大学课程体系接轨。20世纪上半叶，为了回应来自于商业和农业的需求、环境问题、人口变化，以及对健康的关注等带来的压力，高中生物学开始从大学生物学体系中分离，强调生物学的实用性、生态价值、经济价值及人类福利，生物学教学逐渐发展成为“为人类福利而教生物学”［7］。20世纪中叶，第二次世界大战的发生使得疾病预防、卫生和农业成为了课程设计应用的一部分［8］；而后半叶的战后经济复苏与科学进步导致的社会性议题层出不穷，使得课程目标开始指向如何处理这些议题，并使人们理解“科学的社会学作用”。随后，伴随着科技进步与工业的迅速发展，STS（science technology scociety，STS）教育逐渐走入中学生物学课堂，再到近年来所提倡的STEM（science，technoogy，engineering，mathematics，STEM） 教育的兴起……科学教育改革与发展的导向要求教师与学生能意识到社会文化中的各类因素对科学的重要影响，并能将科学知识技术融入到日常的社会文化生活中去。

2 课堂教学的应用与建议

“科学受到社会和文化的影响”这一科学本质的重要要素在科学教学中的影响范围非常宽广。这种宽广一方面体现在其所交叉涉及的多个要素与学科，另一方面还体现在其对学生的课堂科学知识掌握与日常生活决策制定均能有所助益。对于一线生物学教师来说，能有效渗透这一科学本质观念的方法多种多样，其中包括但不仅限于利用科学史进行教学、参与社会性科学议题讨论，以及融合科技与工程学教育等。

2.1 利用科学史展开生物学教学 历史对于正确理解社会机构或社会习俗等所具有的重要性得到了大众的广泛认同［8］。了解一个时期的历史，能获知当时的政治与宗教情况、法律条款及社会信仰等信息。这对于理解科学概念与科学精神的发展具有重要作用。当教师不告知学生历史上科学家所处的社会文化背景，学生将无法深入理解为何科学家会提出各种理论主张： 倘若学生不了解历史上科学家普遍信奉亚里士多德哲学，认为空气是一种不可再分的基本元素，便无法理解普里斯特利在进行光合作用实验中所面临的巨大障碍，以及植物光合作用原理发现的艰辛；倘若学生不曾知晓“政教合一”罗马教廷的统治历史，则不能体会维护哥白尼日心说直至献出生命的布鲁诺是多么的勇敢无畏； 倘若学生无法站在神学统治的文化背景下看到大众所接受的物种神创论的信仰，也就无法更加深刻地理解进化论提出的划时代的重要意义。

现如今的众多研究都提出，在科学课堂教学中融入科学史的要素能帮助学生更好地理解科学概念。更多时候，科学史以一种辅助者的角色出现，对日常教学中的概念掌握起到锦上添花的作用，然而马修斯（Matthews）则强调了科学史教学无可替代的必要性。他指出，历史观点可帮助学生将概念放置于科学观念史中。这对于科学本质的理解具有不可或缺的重要作用，也是教育的必需目的。几个世纪以来，不同国籍、种族、宗教背景下的科学家均依赖于自己的文化展开研究工作［8］。试想当教师讲授光合作用、达尔文进化论的时候，如果不关注研究者的一生及其所处的社会文化背景，以及这些理论所引发的宗教、文学与哲学变革，不讲述科学家历经纷争与牺牲，最终所换取的基督教会接受哥白尼太阳系学说，苏联农业系统接受孟德尔遗传学的伟大社会变革，教学将会变得多么局限。

2.2 参与社会性科学议题的讨论 研究者认为，科学教育的目的不仅仅是向学生传授科学概念、知识与技能，同时也应鼓励学生有批判性地参与到全球范围内与科学相关的政治、社会、文化等兴趣活动当中［9］。而对于生物学课堂教学而言，引导学生思考并参与有关社会性科学议题（socioscientific issues，SSI）的讨论是有效的途径之一。伴随着科学技术的发展，人类社会面对越来越多与之相关的社会问题，例如核能源的开发与核污染风险、化学与工业技术的扩展与相应的资源浪费环境污染问题、转基因农作物的生产与安全问题等。这些成果与技术开发最早的研究便是为了适应人类人口增长、资源短缺的社会发展需求，而如今却又带来了各种无法避免的负面社会问题。

在进行SSI 的教学与讨论活动中，学生不仅需要明确SSI 所涉及的伦理道德问题，还要深入参与或探究这些问题。通过辨析理解这些议题的来龙去脉，学生能更加深入地理解社会文化与科学之间的相互作用，站在科学的角度上对社会中存在的问题进行反思与批判，进而培养良好的社会责任感。与此同时，对科学本质更为深入的理解能帮助学生利用这些思想进行生活决策的制定，客观地分离文化中的精华与糟粕，区分科学理论的优劣，进而明确科学发展的外因与内因。而这些对于学生的科学概念学习与日常生活均具有着重要的意义。

2.3 科技、工程与生物学的融合 技术与工程学的迅猛发展，是推动现今科学成果加速产出的必要条件，也是理解当今科学不能回避的方向。越来越精密的各种科学研究仪器设备不断出现，使得人们能探索更加遥远的外太空，也能观察到细胞之下愈加细微的各种结构。网络信息技术迅速普及的互联网时代的到来，一方面极大提高了科学成果在全球范围内的共享速度，同时也带来了真假掺杂的各类信息的广泛传播。对于现代社会特别是发展中国家而言，社会推动下的科技高速发展更像是一把“双刃剑”。这种对于科研工作者的高压驱动，一方面切实加速了科研成果的产出与转化，而另一方面也滋生了科技研究领域中急功近利、学术造假等负面问题。可以说，加速发展的科技与工程学领域，正是属于21世纪的重要社会特征。理解当今时代的这一社会特征，明确如何在高速发展的科技与工程学领域中趋利避害、扬长避短，是理解科学目前与未来发展的必要途径。

在日常的课程教学中，教师可纳入更多关于技术与工业的知识，向学生普及先进的科学仪器设备工作原理，展示更多借助现代工业技术所获取的生物学研究成果。同时，教师还可将工程学整合融入生物学教学探究中，引导学生利用工程学相关知识解决生物学问题，或通过开设STEM 类课程鼓励学生动手参与到与工程技术相关的各种创新与开发活动中。这些活动不但能让学生认识到当今技术工程对推动科学发展产生的积极意义，同时也有助于培养学生未来从事科技与工程相关行业的职业规划意识。

3 结语

社会文化与科学之间的关系相互交织，无法分割。面对当今发展的社会，不仅是文化以其广阔的覆盖面影响着科学的发展，科学也同时影响着社会的进步，成为了文化的主导力量。这种主导力量不仅仅指科学已成为促进社会发展的重要因素，同时也指科学对现代人的日常生活、工作方式、思维方式、价值观念乃至基本的世界观与自然观等都产生了十分重要的影响［10］。

人类社会的发展推进需要科学的力量，这些发展需求决定了当代科学教育的取向。理解这种社会文化与科学之间的相互影响关系，是帮助学生建立科学本质观的必然需求。科学有着其漫长的发展史与发展历程，伴随着不断的衍生，它同时充斥着哲学等文化内涵。生物学乃至科学教育，应向学生充分展示这些丰富的内涵，并鼓励学生参与到这些令科学家着迷的重大问题当中——无论这些问题是在科学范畴内的，抑或是超出科学范畴的［8］。