科學(xué)與技術(shù)研究論文

時(shí)間:2022-12-11 10:23:00

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科學(xué)與技術(shù)研究論文

摘要:回顧科學(xué)教育發(fā)展的歷史,可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)活動和技術(shù)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(xué)活動與技術(shù)活動的核心與價(jià)值的剖析,可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)一體化的原因所在,同時(shí)給科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系重新定位。從新的視角設(shè)計(jì)化學(xué)課堂教學(xué),則為課堂教學(xué)注入更新、更多、更強(qiáng)的生命活力,為新課程改革的實(shí)施帶來新的生機(jī)。

關(guān)鍵詞:科學(xué);技術(shù);社會;課堂教學(xué)

一、基于教育發(fā)展的回顧

回顧教育發(fā)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(zhuǎn)變過程。

在古代,科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展雖然有一定的相互關(guān)系,但更多的是彼此分離。即使是1760年至1860年的英國工業(yè)革命,還是被認(rèn)為是“科學(xué)家與工業(yè)過程的設(shè)計(jì)這幾乎沒有思想的交流”的時(shí)代。

直到19世紀(jì)中葉,第二次技術(shù)革命使得科學(xué)與技術(shù)的相互作用逐漸明顯。以電磁理論的提出和電力技術(shù)的發(fā)明為主要標(biāo)志的科學(xué)技術(shù)化進(jìn)程使得科學(xué)與技術(shù)連成了同胞兄弟,科學(xué)和技術(shù)并稱為“科技”,一體化的趨勢日趨明顯。

1958年,赫德在《科學(xué)素養(yǎng):對美國學(xué)校的意義》中將科學(xué)素養(yǎng)理解為“理解科學(xué)與社會的一致性”。因此,為了完成科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo),科學(xué)教育應(yīng)采取更廣泛的內(nèi)容,除了智力,還應(yīng)該包括倫理和社會價(jià)值等重要內(nèi)容。從此科學(xué)教育逐漸開始關(guān)注科學(xué)與社會的關(guān)系。1971年,詹姆斯·卡拉格在“科學(xué)教學(xué)的廣域基礎(chǔ)”中也認(rèn)為學(xué)生應(yīng)如同熟悉科學(xué)知識和過程一樣熟悉科學(xué)的各種社會關(guān)系。20世紀(jì)60年代末以來,科學(xué)教育逐步轉(zhuǎn)變到關(guān)于個(gè)人以及社會發(fā)展等問題上來。

1982年,美國國家科學(xué)教師協(xié)會(NSTA)董事會通過了“科學(xué)—技術(shù)—社會:20世紀(jì)80年代的科學(xué)教育”宣言。20世紀(jì)80年代以來,科學(xué)教育的發(fā)展方向發(fā)生了明顯的變化,學(xué)校科學(xué)教育已不再是以往的“純科學(xué)”教育了,而是融技術(shù)教育和注重科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于一體的“新科學(xué)”教育。

縱觀科學(xué)教育發(fā)展的歷史,科學(xué)、技術(shù)與社會從分離狀態(tài)逐漸演變?yōu)橄嗷ト诤希▓D1)。由此可見,化學(xué)(科學(xué))教學(xué)應(yīng)充分認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)與社會的融合。

二、基于科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)識

當(dāng)前,將發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)作為化學(xué)(科學(xué))課程的目標(biāo)得到了廣泛的認(rèn)可。如《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)素養(yǎng)作為課程目標(biāo),我國的《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》也將科學(xué)素養(yǎng)作為課程目標(biāo),其內(nèi)容主要包括科學(xué)探究(過程、方法與能力)、科學(xué)知識與技能、科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀,以及科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系等四方面組成(圖2-A)。

筆者借助科學(xué)教育歷程上的分合過程,先將科學(xué)素養(yǎng)分解為科學(xué)、技術(shù)、社會三個(gè)相對獨(dú)立的三部分,以明晰其相對獨(dú)立性(圖2-B),然后將三者重新整合到一個(gè)系統(tǒng)中,以準(zhǔn)確表達(dá)其相互關(guān)系(圖2-C)。

筆者對科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系進(jìn)行的重整是基于以下認(rèn)識進(jìn)行的:

首先,科學(xué)活動和技術(shù)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(gè)方面:其一,科技活動的主體不是抽象的、孤立的、偶然的個(gè)體,而是歷史的、具體的、現(xiàn)實(shí)的社會個(gè)體;其二,科技活動在與其他社會活動尤其是物質(zhì)生產(chǎn)活動的互動過程中獲得發(fā)展;其三,科技活動通過主動參與社會的變革發(fā)揮自己獨(dú)特的功能。因此,可以這樣認(rèn)為,科學(xué)與技術(shù)是社會中的科學(xué)與技術(shù)。

其次,現(xiàn)代的科學(xué)更加技術(shù)化,現(xiàn)代的技術(shù)更加科學(xué)化,科學(xué)和技術(shù)逐漸一體化,已成為現(xiàn)代科技發(fā)展的特點(diǎn)和趨勢。但科學(xué)與技術(shù)既有區(qū)別,又有緊密的聯(lián)系(詳見本文第三部分),因此,科學(xué)與技術(shù)是辯證的統(tǒng)一體。

三、基于問題解決的理解

科學(xué)乃至人類社會的歷史表明,人們時(shí)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(jìn)了社會生活的各個(gè)領(lǐng)域:問題和思維不可分割,問題解決和學(xué)習(xí)活動結(jié)伴而行。因此,我們往往要對每一個(gè)事物或現(xiàn)象多問一個(gè)“為什么”。

如果我們對科學(xué)和技術(shù)在研究目的、內(nèi)容和方法上進(jìn)行對比剖析,則可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)之間存在明顯的區(qū)別(表1)和重要的聯(lián)系(表2)。

由此可見,科學(xué)是創(chuàng)造知識的研究,技術(shù)是綜合應(yīng)用知識、滿足社會需要的研究。因此,科學(xué)與技術(shù)在社會中形成統(tǒng)一的整體(圖3)。

科學(xué)研究的核心是科學(xué)探究,其一般過程包括提出問題、制定計(jì)劃、搜集資料、得出結(jié)論、評價(jià)交流等多個(gè)基本要素(圖4A)。而技術(shù)研究的核心則是技術(shù)設(shè)計(jì),其一般過程包括以下五個(gè)方面:提出問題、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、評價(jià)方案、交流方案等(圖4B)。

根據(jù)對科學(xué)探究和技術(shù)設(shè)計(jì)的過程的比較可以發(fā)現(xiàn),科學(xué)探究和技術(shù)設(shè)計(jì)是針對不同問題而進(jìn)行的相似過程,使得科學(xué)和技術(shù)更為緊密地聯(lián)系在一起。

正如20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史表明,世界上一切事物和它們之間的相互作用構(gòu)成了世界的整體。因此,將科學(xué)和技術(shù)納入社會的視野體現(xiàn)了事物之間的相互作用,同時(shí)也更加明確了科學(xué)與技術(shù)對社會的價(jià)值。

四、基于課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)

以解決現(xiàn)實(shí)社會問題作為化學(xué)(科學(xué))教學(xué)的切入點(diǎn)(起點(diǎn)和終點(diǎn))將會吸引更多的學(xué)生,這也是對傳統(tǒng)機(jī)械的、學(xué)科中心的科學(xué)范式的挑戰(zhàn)。

基于上述對科學(xué)、技術(shù)與社會的基本理解,筆者通過高中化學(xué)“二氧化硫”一課進(jìn)行了嘗試。

教學(xué)目標(biāo):讓學(xué)生在了解二氧化硫及酸雨危害的基礎(chǔ)上(背景),圍繞減輕空氣中二氧化硫污染的現(xiàn)實(shí)問題(過程),學(xué)習(xí)宏觀問題的分析方法和技術(shù)處理(技能),通過猜測、研究(方法)并掌握二氧化硫的性質(zhì)(知識),體驗(yàn)解決實(shí)際問題的樂趣(情感),認(rèn)識科學(xué)的兩面性(態(tài)度),體會科學(xué)與技術(shù)、社會(或環(huán)境)之間的關(guān)系(價(jià)值觀)以及物質(zhì)的性質(zhì)與組成、結(jié)構(gòu)、制取、用途和危害之間的關(guān)系(知識)。

教學(xué)思路:社會中的問題→尋求解決方法→認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)→研究解決技術(shù)→拓展解決方法→提升思想觀念。

教學(xué)過程(表3):

五、基于教學(xué)實(shí)踐的反思

通過“二氧化硫”的設(shè)計(jì)及教學(xué),使我們發(fā)現(xiàn):一個(gè)現(xiàn)實(shí)社會中的問題,架起了溝通科學(xué)和技術(shù)的橋梁,它能夠展示出在社會背景下的科學(xué)與技術(shù)的功能,有助于人們理解科學(xué)與技術(shù)結(jié)合的社會意義,也有助于人們重新認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)與社會、技術(shù)與社會的關(guān)系。如同將板書設(shè)計(jì)(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(rèn)識到科學(xué)與技術(shù)是一定社會背景下的科學(xué)與技術(shù),脫離社會的科學(xué)與技術(shù)是沒有存在的意義的。化學(xué)教學(xué)如果脫離了社會實(shí)際,也將失去其存在的意義。

通過“二氧化硫”的設(shè)計(jì)與教學(xué),使我們發(fā)現(xiàn):關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活有關(guān)問題的解決將會吸引更多的學(xué)生。我們關(guān)注的問題應(yīng)該是貼近生活、貼近社會,教學(xué)的起點(diǎn)應(yīng)該是來源于學(xué)生日常生活、社會生產(chǎn)中的問題以及影響當(dāng)今社會發(fā)展的重大主題(能源、資源、環(huán)境、健康、材料等),通過對這些問題的研究來拓展視野、發(fā)展思維。而不應(yīng)該是簡單的理論聯(lián)系實(shí)際,在“理論”和“實(shí)際”上貼標(biāo)簽,使教學(xué)走向形式化的“不歸之路”。

通過“二氧化硫”的設(shè)計(jì)與教學(xué),使我們發(fā)現(xiàn):化學(xué)學(xué)習(xí)和技術(shù)設(shè)計(jì)都是以問題解決為基本形式進(jìn)行研究的,在問題解決中,學(xué)生通過嘗試各種方法解決問題,與問題有關(guān)的化學(xué)知識、概念和技能可以得到很好的發(fā)展和鞏固,而且,這一過程還能夠更好地說明科學(xué)、技術(shù)和社會之間的相互關(guān)系,這將有利于學(xué)生用更廣闊的視野來審視實(shí)際問題,更深刻地理解化學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)意義。

通過“二氧化硫”的設(shè)計(jì)與教學(xué),使我們發(fā)現(xiàn):通過基于現(xiàn)實(shí)問題的解決使化學(xué)課程更綜合,通過幫助學(xué)生把科學(xué)與技術(shù)、社會聯(lián)系起來,可以同時(shí)促進(jìn)學(xué)生在這三個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí),使科學(xué)方法、科學(xué)過程、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神融為一體(圖7)。因此,可以說:科學(xué)是認(rèn)識并改造世界的科學(xué),技術(shù)是改造并認(rèn)識世界的技術(shù)。

教學(xué)中,或以科學(xué)探究為核心,結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì);或以技術(shù)設(shè)計(jì)為核心,用科學(xué)原理作解釋。以促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)與技術(shù)的正確認(rèn)識,讓學(xué)生真正理解科學(xué)與技術(shù)是一種具有社會價(jià)值的統(tǒng)一的有機(jī)整體,我們的化學(xué)學(xué)習(xí)也是基于社會大背景下的學(xué)習(xí)。

林海斌1鄭良2

1.溫嶺市溫中雙語學(xué)校317500;2.溫嶺市教育局教研室317500

參考文獻(xiàn):

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