谈社会性科学议题与科学论证教学

陈 彦 芬

（衡水学院 科研处，河北 衡水 053000）

20世纪50年代以来，科学教育研究的新理念、新观点不断涌现，新成果层出不穷。有学者对国际科学教育类三大期刊《International Journal of Science Education》（IJSE）、《Journal of Research in Science Teaching》（JRST）、 《Science Education》（SE）近年来所刊登论文的内容进行分析，国际科学教育领域的研究热点主要集中在社会性科学议题、科学本质、科学探究、科学论证教学、情境教学、概念教学等方面。

本文拟对科学教育中的社会性科学议题和科学论证教学两个热点问题进行简要阐释，并提出对教学实践的几点思考，以期有所启迪。

1 社会性科学议题：内涵、类型、特征及其教学价值

社会性科学议题（Socioscientific Issues，SSI），是指由于科技的发展与应用而产生的对社会具有冲击和影响的议题。例如，基因工程、克隆、干细胞、全球气候变暖、替代性燃料，这都是近年来广受公众关注的议题。由于人们所持价值观的不同，对这些议题的社会影响的认识常具争议性。

社会性科学议题是一个综合性的问题，涉及政治、经济、社会、环境、健康、伦理、宗教等诸多领域。按议题的内容属性划分[1]，社会性科学议题可划分为四类：环境生态议题（如全球气候变暖、环境污染、物种保护、热带雨林破坏、酸雨、水污染、臭氧层破坏等问题）、伦理道德议题（如克隆技术、器官与胚胎移植、基因治疗、动物实验等问题）、人类健康议题（如转基因食品、抗生素滥用、农药残留、电磁辐射、光污染等问题）、资源使用议题（如不可再生资源的使用与利用、粮食问题、矿产的开发等问题）；按议题中所涉问题的地区属性划分，社会性科学议题可划分为三类：全球性议题（如温室效应、克隆技术、干细胞、转基因食品等问题）、国家性议题（如能源的选择、地沟油、抗生素滥用等问题）、区域性议题（如湿地的保护、河流的污染、高铁的建设、垃圾处理等问题）。

社会性科学议题一般具有开放、结构不良、跨领域的特征，往往隐含着争议与两难。开放，指社会性科学议题往往具有多种解决方案，答案不存在绝对性和唯一性。结构不良，指社会性科学议题不像数理化的演算题那样提供的条件非常严谨，可以凭借这些条件，运用逻辑推演获得唯一的标准答案，社会性科学议题没有明确的结构或者解决途径。议题本身涉及诸如社会、经济、科学、政治、伦理、环境、道德、伦理等学科领域，因此，具有跨领域的特征，在寻求解决方案时必须进行跨学科领域的思考。对社会性科学议题，不同主体会按各自的立场、以不同的价值观去看待，往往不能就具体的解决方案在某种程度上达成共识，因此，具有普遍的争议性。即便科学家自身对科技的应用可能造成的风险有时也尚未有足够的认识，普通民众在面对这些有争议的议题时，常因缺乏判断的依据而陷入两难抉择。社会性科学议题所具有的以上特征，决定了议题的解决需要众人经过协商与妥协，才能取得问题解决的方案。

社会性科学议题最根本的教学价值，是其能为教学提供一个真实的问题情境资源。将这种情境引入科学教育的课堂中，就称之为社会性科学议题教学。即，社会性科学议题教学是基于SSI 教学情境下的教学。一般认为，正式的社会性科学议题教学始于20世纪80年代初的英美国家。科学教育界对STS 教育局限性的认知、大众对社会性科学议题的关注、大众对科学论证教学的重视、建构主义教育思想的成熟、对形式逻辑的批判及非形式逻辑运动的产生等，为社会性科学议题教学提供了教育和社会背景以及理论上的支撑。研究与实践表明，社会性科学议题教学的实施，可促进学生非形式推理能力的形成，帮助学生更好地理解科学的本质，有利于学生对科学知识的构建，有助于学生对道德伦理的认知。

2 科学论证教学：科学论证的本质、科学论证教学的价值及主要模式

从根本上说，科学是一种以论证为基础的社会活动。科学家在探究未知时提出某种主张，其他科学家经过论证来判断这种主张，这种判断通常包括证据的可靠性、研究方法的有效性、解释的准确性等。科学论证的内涵，就是利用证据建立科学的理由以支持科学主张。科学论证的本质是推理，是由合理性的理由及其支撑理论，使证据和观点产生合理联结，再经由交互式对话产生共识。论证过程中，批判性思维起着重要作用，并通过批判性思维解决争端。科学论证的本质可以概括为：一场推理活动、一段交互式对话、一种批判性思考。三者共同构成一个科学论证的完整过程，相辅相成、不可或缺。

将科学论证运用于某个主题的教学，就称之为科学论证教学。对科学论证教学的重视，始于20世纪90年代。美国在当时颁布的《国家科学教育标准》中，明确提出了科学探究教学要将重点从强调“以实验的结果作为探究最后的结论”“视科学为探索和实验”“获取答案”等转为强调“使用证据和策略来发展或修正解释”“视科学为论证和解释”“应用实验的结果到科学的论证和解释”[2]，将“论证”置于科学教育中相当重要的位置，论证教学也随即成为研究的热点。

科学论证教学其实就是对科学探究教学本质的某种强调，它聚焦科学探究环节中的推理、解释、交流、反思、形成结论等方面，着重培养学生的论证能力。在课堂教学中，论证过程就是学生认真倾听、思考彼此的观点和想法、以形成共识为目标展开的批判性思维活动。高质量的科学论证教学是师生、生生之间形成一种良性互动。研究发现，科学论证教学的有效实施，可以让学生充分认识证据在探究过程中的重要性，促进其对科学本质的认识以及批判性思维和推理能力的发展。

科学论证有苏格拉底模式、亚里士多德模式、图尔明论证模式、库恩论证模式等。目前，教育实践中运用较多的是图尔明论证模式。图尔明论证模式包含六个基本要素：数据、主张、理由、反驳、支持、前提或条件[3]。数据是用以支持主张的具体事实；主张是为获得认同而公开提出的陈述；理由是应用一般的规则、原理对数据进行推论而得的结论；反驳是指个例或特殊事件，这些个例或特殊事件有可能破坏对主张的支持；支持是用以说明或补充理由的一般规律。也有学者对图尔明的科学论证模式进行了简化，提出包含“主张、证据、理由”三个要素的科学论证模式。

有学者将科学论证教学的模式划分为结构式、渗透式、科学社会式三类。结构式单纯教授论证结构，是与科学探究相分离的一种模式。它主要强调论证的结构和应用。这种模式的形式单一且相对无趣，不太能激发学生的学习兴趣。渗透式主要应用于科学概念、实验探究教学，是科学论证教学中较常见的一种模式。科学社会式强调政治、法律、宗教、道德、伦理等社会因素对科学的影响，常以社会性科学议题作为载体，引发学生对政治、社会、现实、道德、伦理等方面的思考，并与科学的知识内涵相联系。

3 社会性科学议题和科学论证教学在实践应用中的落实

随着2016年9月《中国学生发展核心素养》的发布，基础教育各学科也提出了本学科的核心素养，明确了学生应有的价值观、必备的品格和关键能力。如，《普通高中化学课程标准》（2017年版）中明确提出化学学科的核心素养之一即为“科学态度与社会责任”，要求学生能够对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断，参与有关化学问题的社会实践活动等。生物学科中提到“社会责任”，要求学生能对关涉个人和社会事务的讨论给出理性的解释与判断等。物理学科中也对学科内的“科学态度与社会责任”做出了阐释。社会性科学议题与科学知识的有效融合，正可使科学态度与社会责任核心素养的培养更好地得到落实。

此外，数学、物理、化学、生物等科学课程的核心素养中，均提出要提高学生的论证推理能力。例如，化学学科的核心素养中，明确提出“论证推理与模型认知”这一维度，目的在于培养学生的论证推理能力、搜集证据以及分析证据的能力等。

综上，社会性科学议题及科学论证教学，已被明确纳入科学课程标准之中，如何很好地落实，需要广大科学教育工作者的思考和积极实践。

3.1 社会性科学议题作为教学中的问题情境素材，其选择需遵循一些基本原则

社会性科学议题作为教学中可利用的问题情境资源，必须具备三个基本要素：情境要有真实性，这样才易激发学生的兴趣；情境中要包含丰富的知识点和探究要素，有探究的必要；情境所包含的问题要难易适度，处于学生的最近发展区之中。因此，社会性科学议题作为教学中问题情境的素材，其选择需遵循一些基本原则：1）以促进学生全面发展为主旨。教学中运用社会性科学议题作为问题情境的根本目的，是促进学生的全面发展。因此，社会性科学议题情境素材，应当蕴涵课程目标要求的、需要学生掌握的知识内容，而且学生能够通过探究完成对知识的意义建构，学到有价值的、对自身发展所必需的知识和技能。2）具有明确、具体的学习目标。作为问题情境，社会性科学议题应当服务、服从于学习目标和教学的主题内容，情境素材应当指向明确、具体的学习目标，成为新知识与学生之间的一个桥梁。3）考虑学生的已有知识经验。所选的社会性科学议题情境素材，应当充分考虑学生的已有知识经验，让知识学习处在学生的最近发展区，同时，还要注重贴近现实，这样才易于激发学生的求知欲和好奇心，学生也愿意积极主动地投入到学习过程中。4）注重学生的情感体验。积极的情感氛围，对学习过程能起到引导、定向的作用。因此，应当选择具体、生动、形象的社会性科学议题情境素材，让学生产生积极的情感体验来配合其认知活动，为理解知识作好情感准备。

3.2 科学论证教学的实施需要精心设计与指导

科学论证教学与传统的讲授式教学不同，它是一种以学生为中心的教学方式。科学论证教学的实施，需要教师进行周密、详细的教学设计，营造适切、开放的交互式对话情境，建立明确的团体或小组讨论流程，安排充裕的讨论时间等；从学生的角度讲，他们必须要熟悉一个好的论证活动的结构知识及其组成因子，了解如何开展与进行一个论证活动，怎样提出合理的观点与主张并为其辩护以及辩驳的技巧等。总之，科学论证教学并非是一蹴而就的活动，需要精心的设计，毋庸置疑这需要耗费教师相当的精力。在科学论证教学的实施过程中，学生在进行论证活动时也必然会遇到许多障碍，教师还要对学生进行循序渐进的指导，提供有效的辅导与支持。另外，科学论证教学如果缺乏民主、宽容的课堂文化与气氛的支撑，也难以成功展开，教师如果企图传达自己认可的科学世界观，或急于完成教学任务，都会导致开放的交互式对话情境的缺失，从而压制学生的主张及与他人展开论证的需要。

3.3 在两种科学教育实践中，教师的培养与培训是关键

教师是课程理念的直接实施者，其自身对社会性科学议题教学的认识，对科学论证的理解水平，以及教师的科学论证水平的高低，直接决定了社会性科学议题教学及科学论证教学的效果。因此，在教师的职前培养与职后培训中，均应将社会性科学议题和科学论证作为主题，进行相应的学习与培训，对其展开相关教学能力的培养，这无论是对社会性科学议题教学还是科学论证教学的实施均是需要解决的关键问题。