科學與技術研究論文
時間:2022-12-11 10:23:00
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摘要:回顧科學教育發展的歷史,可以發現科學活動和技術活動都是在與其他社會活動的互動中主動生成的;通過對科學活動與技術活動的核心與價值的剖析,可以發現科學與技術一體化的原因所在,同時給科學、技術與社會的關系重新定位。從新的視角設計化學課堂教學,則為課堂教學注入更新、更多、更強的生命活力,為新課程改革的實施帶來新的生機。
關鍵詞:科學;技術;社會;課堂教學
一、基于教育發展的回顧
回顧教育發展的歷史,可以幫助我們順著歷史的軌跡,洞察教育觀念的轉變過程。
在古代,科學與技術的發展雖然有一定的相互關系,但更多的是彼此分離。即使是1760年至1860年的英國工業革命,還是被認為是“科學家與工業過程的設計這幾乎沒有思想的交流”的時代。
直到19世紀中葉,第二次技術革命使得科學與技術的相互作用逐漸明顯。以電磁理論的提出和電力技術的發明為主要標志的科學技術化進程使得科學與技術連成了同胞兄弟,科學和技術并稱為“科技”,一體化的趨勢日趨明顯。
1958年,赫德在《科學素養:對美國學校的意義》中將科學素養理解為“理解科學與社會的一致性”。因此,為了完成科學素養的目標,科學教育應采取更廣泛的內容,除了智力,還應該包括倫理和社會價值等重要內容。從此科學教育逐漸開始關注科學與社會的關系。1971年,詹姆斯·卡拉格在“科學教學的廣域基礎”中也認為學生應如同熟悉科學知識和過程一樣熟悉科學的各種社會關系。20世紀60年代末以來,科學教育逐步轉變到關于個人以及社會發展等問題上來。
1982年,美國國家科學教師協會(NSTA)董事會通過了“科學—技術—社會:20世紀80年代的科學教育”宣言。20世紀80年代以來,科學教育的發展方向發生了明顯的變化,學??茖W教育已不再是以往的“純科學”教育了,而是融技術教育和注重科學技術應用于一體的“新科學”教育。
縱觀科學教育發展的歷史,科學、技術與社會從分離狀態逐漸演變為相互融合(圖1)。由此可見,化學(科學)教學應充分認識科學、技術與社會的融合。
二、基于科學素養的認識
當前,將發展學生的科學素養作為化學(科學)課程的目標得到了廣泛的認可。如《美國國家科學教育標準》將科學素養作為課程目標,我國的《化學課程標準(實驗稿)》也將科學素養作為課程目標,其內容主要包括科學探究(過程、方法與能力)、科學知識與技能、科學態度、情感與價值觀,以及科學、技術與社會的關系等四方面組成(圖2-A)。
筆者借助科學教育歷程上的分合過程,先將科學素養分解為科學、技術、社會三個相對獨立的三部分,以明晰其相對獨立性(圖2-B),然后將三者重新整合到一個系統中,以準確表達其相互關系(圖2-C)。
筆者對科學、技術與社會的關系進行的重整是基于以下認識進行的:
首先,科學活動和技術活動(以下簡稱“科技活動”)都是在與其他社會活動的互動中主動生成的。具體來說,它包含以下三個方面:其一,科技活動的主體不是抽象的、孤立的、偶然的個體,而是歷史的、具體的、現實的社會個體;其二,科技活動在與其他社會活動尤其是物質生產活動的互動過程中獲得發展;其三,科技活動通過主動參與社會的變革發揮自己獨特的功能。因此,可以這樣認為,科學與技術是社會中的科學與技術。
其次,現代的科學更加技術化,現代的技術更加科學化,科學和技術逐漸一體化,已成為現代科技發展的特點和趨勢。但科學與技術既有區別,又有緊密的聯系(詳見本文第三部分),因此,科學與技術是辯證的統一體。
三、基于問題解決的理解
科學乃至人類社會的歷史表明,人們時刻都在圍繞“問題”和“問題解決”而活動著。問題和問題解決早已滲透進了社會生活的各個領域:問題和思維不可分割,問題解決和學習活動結伴而行。因此,我們往往要對每一個事物或現象多問一個“為什么”。
如果我們對科學和技術在研究目的、內容和方法上進行對比剖析,則可以發現科學與技術之間存在明顯的區別(表1)和重要的聯系(表2)。
由此可見,科學是創造知識的研究,技術是綜合應用知識、滿足社會需要的研究。因此,科學與技術在社會中形成統一的整體(圖3)。
科學研究的核心是科學探究,其一般過程包括提出問題、制定計劃、搜集資料、得出結論、評價交流等多個基本要素(圖4A)。而技術研究的核心則是技術設計,其一般過程包括以下五個方面:提出問題、設計方案、實施方案、評價方案、交流方案等(圖4B)。
根據對科學探究和技術設計的過程的比較可以發現,科學探究和技術設計是針對不同問題而進行的相似過程,使得科學和技術更為緊密地聯系在一起。
正如20世紀科學技術發展的歷史表明,世界上一切事物和它們之間的相互作用構成了世界的整體。因此,將科學和技術納入社會的視野體現了事物之間的相互作用,同時也更加明確了科學與技術對社會的價值。
四、基于課堂教學的設計
以解決現實社會問題作為化學(科學)教學的切入點(起點和終點)將會吸引更多的學生,這也是對傳統機械的、學科中心的科學范式的挑戰。
基于上述對科學、技術與社會的基本理解,筆者通過高中化學“二氧化硫”一課進行了嘗試。
教學目標:讓學生在了解二氧化硫及酸雨危害的基礎上(背景),圍繞減輕空氣中二氧化硫污染的現實問題(過程),學習宏觀問題的分析方法和技術處理(技能),通過猜測、研究(方法)并掌握二氧化硫的性質(知識),體驗解決實際問題的樂趣(情感),認識科學的兩面性(態度),體會科學與技術、社會(或環境)之間的關系(價值觀)以及物質的性質與組成、結構、制取、用途和危害之間的關系(知識)。
教學思路:社會中的問題→尋求解決方法→認識物質性質→研究解決技術→拓展解決方法→提升思想觀念。
教學過程(表3):
五、基于教學實踐的反思
通過“二氧化硫”的設計及教學,使我們發現:一個現實社會中的問題,架起了溝通科學和技術的橋梁,它能夠展示出在社會背景下的科學與技術的功能,有助于人們理解科學與技術結合的社會意義,也有助于人們重新認識科學與技術、科學與社會、技術與社會的關系。如同將板書設計(圖5)這一張“紙”制作成了一幅美麗的“畫卷”(圖6),讓我們更清楚地認識到科學與技術是一定社會背景下的科學與技術,脫離社會的科學與技術是沒有存在的意義的。化學教學如果脫離了社會實際,也將失去其存在的意義。
通過“二氧化硫”的設計與教學,使我們發現:關注現實生活有關問題的解決將會吸引更多的學生。我們關注的問題應該是貼近生活、貼近社會,教學的起點應該是來源于學生日常生活、社會生產中的問題以及影響當今社會發展的重大主題(能源、資源、環境、健康、材料等),通過對這些問題的研究來拓展視野、發展思維。而不應該是簡單的理論聯系實際,在“理論”和“實際”上貼標簽,使教學走向形式化的“不歸之路”。
通過“二氧化硫”的設計與教學,使我們發現:化學學習和技術設計都是以問題解決為基本形式進行研究的,在問題解決中,學生通過嘗試各種方法解決問題,與問題有關的化學知識、概念和技能可以得到很好的發展和鞏固,而且,這一過程還能夠更好地說明科學、技術和社會之間的相互關系,這將有利于學生用更廣闊的視野來審視實際問題,更深刻地理解化學學習的現實意義。
通過“二氧化硫”的設計與教學,使我們發現:通過基于現實問題的解決使化學課程更綜合,通過幫助學生把科學與技術、社會聯系起來,可以同時促進學生在這三個領域的學習,使科學方法、科學過程、科學態度和科學精神融為一體(圖7)。因此,可以說:科學是認識并改造世界的科學,技術是改造并認識世界的技術。
教學中,或以科學探究為核心,結合技術設計;或以技術設計為核心,用科學原理作解釋。以促進學生對科學與技術的正確認識,讓學生真正理解科學與技術是一種具有社會價值的統一的有機整體,我們的化學學習也是基于社會大背景下的學習。
林海斌1鄭良2
1.溫嶺市溫中雙語學校317500;2.溫嶺市教育局教研室317500
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