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1、上海市科技教师培训学案上海市科技教上海市科技教师培培训课程程发达国家科学教育中达国家科学教育中 STS STS教育的理念方法和特点教育的理念方法和特点华东师大大课题组 朱鋐雄朱鋐雄问题的提出：的提出：1.STS1.STS教育就是科学知教育就是科学知识和和专业技能的教育技能的教育吗？2.STS2.STS教育就是关于科学在技教育就是关于科学在技术和社会中的和社会中的应用的教育用的教育吗？3.STS3.STS教育就是关于个人教育就是关于个人认识和理解科学技和理解科学技术地位和作地位和作用的教育用的教育吗？4.4.与学科教育（物理教育，化学教育，数学教育等）与学科教育（物理教育，化学教育，数学教育等）
2、相比相比较，STSSTS教育具有哪些最明教育具有哪些最明显的特点？的特点？5.5.在目前的教育在目前的教育环境下，如何境下，如何实施施STSSTS教育在学科教育教育在学科教育中的渗透？中的渗透？爱因斯坦在科学与社会一因斯坦在科学与社会一文中指出：文中指出：“科学科学对于人于人类事物的影事物的影响有两种方式响有两种方式. .第一中方式是第一中方式是大家熟悉的：科学直接地、并大家熟悉的：科学直接地、并且在更大的程度上且在更大的程度上间接地生接地生产出完全改出完全改变了人了人类生活的工具生活的工具。第二种是教育方式的。第二种是教育方式的它作它作用于心灵用于心灵。尽管草率看来，尽管草率看来，这种方式好
3、像不大明种方式好像不大明显，但至少，但至少同第一种方式一同第一种方式一样锐利。利。” 如果如果说，科学的直接作用主要体，科学的直接作用主要体现在物在物质层面上，那么科学的面上，那么科学的间接作用主要体接作用主要体现在精神在精神层面上。面上。这两个两个层面的作用不是互相独立和割面的作用不是互相独立和割裂的，而是互相影响和依存的。裂的，而是互相影响和依存的。 自自1616世世纪以来，在人以来，在人类历史上出史上出现过三次三次科学革命，并由此推科学革命，并由此推进了相了相应的技的技术革命，革命，产生了生了显著的社会影响。著的社会影响。、第一次科学技、第一次科学技术革命（革命（16-1716-17世世
4、纪） 以哥白尼日心以哥白尼日心说和牛和牛顿经典力学体系典力学体系为标志志的第一次科学革命，推的第一次科学革命，推动了以了以纺织技技术的改的改进为开端，开端，以蒸汽以蒸汽动力技力技术达到达到实用用阶段段为标志的技志的技术革命。革命。 这次科学技次科学技术革命的特征是技革命的特征是技术走在科学前面，走在科学前面，技技术对科学提出新科学提出新课题；例如，蒸汽机效率推例如，蒸汽机效率推动了了热力学理力学理论的的创立和立和发展，在展，在热力学理力学理论指指导下，下，发明了内燃机。明了内燃机。其其产生的社会影响是，社会面貌生的社会影响是，社会面貌发生根本生根本变化，化，人人类社会开始了由社会开始了由传统的
5、的农业社会向近代工社会向近代工业社会的社会的跃进，极大地提高了社会生，极大地提高了社会生产力。力。（2 2）第二次科学技）第二次科学技术革命（革命（1818世世纪）以奥斯特以奥斯特发现电流磁效流磁效应，法拉弟提出，法拉弟提出电磁感磁感应定律到麦克斯定律到麦克斯韦创建了建了电磁磁场理理论为标志的第二次科志的第二次科学革命推学革命推动了以了以电动机和机和电力技力技术的广泛的广泛应用用为标志志的第二次技的第二次技术革命。革命。其特征是科学走在技其特征是科学走在技术前面，科学前面，科学导致了致了电力革命。力革命。以以发展和利用展和利用动力力为特征，人的机体功能特征，人的机体功能得到了延伸。得到了延伸。
6、其其产生的影响是，人生的影响是，人类社会由蒸汔社会由蒸汔时代代进入入电气气时代，由机械化开始走向代，由机械化开始走向电气化。气化。、第三次科学技、第三次科学技术革命（革命（1919世世纪末末2020世世纪初）初） 以相以相对论，量子，量子论的的创立和立和对原子原子结构与基本粒子构与基本粒子层次的次的认识以及分子生物学的以及分子生物学的诞生生为标志的第三次科志的第三次科学革命推学革命推动了以原子能的利用、了以原子能的利用、电子子计算机、空算机、空间技技术和信息技和信息技术的的发展展为标志的第三次技志的第三次技术革命。革命。 以以发展和利用信息展和利用信息为特征，人的特征，人的脑力力功能得到了延伸
7、。其影响是，人功能得到了延伸。其影响是，人类由工由工业革命革命时代代进入知入知识经济时代。代。二十世二十世纪以来，以来，现代科学技代科学技术越来越越来越发展展成成为一个内容丰富，一个内容丰富，结构完整，构完整，门类齐全的全的庞大体系。大体系。现代科学技代科学技术在日益分化的同在日益分化的同时，又，又出出现了逐了逐渐综合的合的趋势，从而使科学技，从而使科学技术走向走向整体化和系整体化和系统化。科学化。科学对人人类的作用无的作用无论在物在物质层面和精神面和精神层面上都面上都产生了前所未有的影响。生了前所未有的影响。 当代科技当代科技发展的一个基本展的一个基本趋势是：是：科学的社会化科学的社会化和社
8、会的科学化。和社会的科学化。 科学是一科学是一项复复杂的社会活的社会活动，不可避免反映，不可避免反映社会价社会价值和社会和社会观点，科学又越来越渗透在社会生活点，科学又越来越渗透在社会生活的各个方面。从上一个世的各个方面。从上一个世纪5050年代开始，随着年代开始，随着电子子计算机、算机、遗传工程、光工程、光导纤维、海洋开、海洋开发、航天技、航天技术等等科学技科学技术的迅猛的迅猛发展和展和应用，人用，人类社会社会进入了第三次入了第三次技技术革命的新革命的新时代以后，科学技代以后，科学技术越来越快地越来越快地转化化为生生产力。在力。在发达国家中，社会生达国家中，社会生产力在物力在物质技技术方面方
9、面正向着自正向着自动化、高科技化的方向化、高科技化的方向发展，展，产业结构正由构正由“劳动密集型密集型”转向向“知知识密集密集”，社会生活正在，社会生活正在发生深刻的生深刻的变化。化。磁性磁性纳米粒子米粒子标记物物许多多检验都是通都是通过检测抗抗体同靶子的体同靶子的结合，从而揭示某合，从而揭示某种分子或致病生物的存在。当种分子或致病生物的存在。当用磁性用磁性纳米粒子米粒子标记的抗体同的抗体同表面上表面上( (前景所示前景所示) )的靶子的靶子结合合时，把它，把它们短短暂地暴露在磁地暴露在磁场下就能使下就能使这些些“探探针”共同共同发射出射出强有力的磁信号。与此同有力的磁信号。与此同时，未同靶子
10、，未同靶子结合的抗体合的抗体则向向四面八方翻四面八方翻腾，因而，因而产生不了生不了一点磁信号。上述最后一点磁信号。上述最后这一特一特性使得研究人性使得研究人员无需先将未能无需先将未能同靶子同靶子结合的合的“探探针“洗去就洗去就可以看清可以看清检验结果。果。金金纳米粒子米粒子已同已同DNADNA短片段短片段结合的金合的金纳米米粒子可构成一种基粒子可构成一种基础，使，使检查研研究究样本中是否存在某种本中是否存在某种遗传顺序序( (黑色所示黑色所示) )的的结果容易看清的果容易看清的检验成成为可行。能同可行。能同这样一种一种顺序序( (红色所示色所示) )的一半互的一半互补的的DNADNA附附在溶液
11、中的一在溶液中的一组金粒子上，而能金粒子上，而能同另一半同另一半顺序序( (蓝色所示色所示) )互互补的的DNADNA则连接在另一接在另一组金粒子上。金粒子上。如果所研究的如果所研究的遗传顺序存在于序存在于样本中，它就会同两本中，它就会同两组金粒子上的金粒子上的DNADNA触手触手结合，而把金粒子置于合，而把金粒子置于一一张密密实的网中。的网中。这种种团聚作用聚作用会使溶液改会使溶液改变颜色由色由红色色变为蓝色色) )。弯曲几弯曲几纳米的灵巧的米的灵巧的悬臂臂利用小小的利用小小的悬臂臂( (与原子力与原子力显微微镜所采用的所采用的类型相同型相同) )，可，可检查出生物出生物样本中是否存在特定的
12、本中是否存在特定的遗传顺序。每个序。每个悬臂的表面都涂臂的表面都涂有能同某种特定的靶有能同某种特定的靶顺序序结合的合的DNADNA。然而，把。然而，把样本撒在本撒在悬臂上。臂上。样本中的本中的DNADNA同靶同靶顺序序结台台时，会会产生一股表面生一股表面应力。它能使受力。它能使受到影响的到影响的悬臂弯曲几臂弯曲几纳米米幅度幅度虽然不大，但已足以表明，弯曲然不大，但已足以表明，弯曲的的悬臂已找到臂已找到样本中特定的靶子。本中特定的靶子。纳米米级半半导体体“条形条形码”充充满几种几种颜色的色的纳米米级半半导体体( (称称为“量子点量子点“)“)的胶乳球有可的胶乳球有可能用作任何数量的各种能用作任何
13、数量的各种“探探针”的独特的独特标记。受到光照射。受到光照射时，胶，胶乳球会乳球会发射出可以分解成特有射出可以分解成特有颜色和色和强度度谱的光，即一种光的光，即一种光谱的的“条形条形码”，从而表明自己的身，从而表明自己的身份份( (以及与其相以及与其相连接的接的”探探针”的的身份身份) )。苍蝇机器人机器人爱因斯坦机器人因斯坦机器人科学技科学技术是一把是一把“双刃双刃剑”，它在造福人，它在造福人类、增、增进人人类文明的同文明的同时，却也由于使用不当，却也由于使用不当给人人类的生存和的生存和发展，甚至展，甚至给整个人整个人类文明文明带来很大的危害，人来很大的危害，人们需要面需要面对由科学技由科学
14、技术而引而引起的如人口、粮食、能源、起的如人口、粮食、能源、环境、政治、境、政治、战争争伦理理间题等等，而且等等，而且这些些间题日日趋复复杂和尖和尖锐。这样，严峻的峻的现实促使人促使人们不得不重新思不得不重新思考和考和调整科学、技整科学、技术和社会的关系。和社会的关系。地地球球上上空空臭臭氧氧层的的浓度度十年来二氧化碳排放量增加十倍十年来二氧化碳排放量增加十倍南极冰南极冰块融化融化今年七月英国暴雨成灾家电造成的“电子烟雾”现代科技代科技发展的另一个基本展的另一个基本趋势是：科学技是：科学技术化化和技和技术科学化。科学化。现代的技代的技术发明越来越依靠科学，而科学的研究明越来越依靠科学，而科学的
15、研究也越来越需要高技也越来越需要高技术的装的装备。技。技术依靠科学又促依靠科学又促进科科学。科学可以启学。科学可以启发和和导致新技致新技术的的产生，技生，技术可以可以为科学提供科学提供“眼睛眼睛”和和“耳耳朵”，又可以激励科学研究，又可以激励科学研究的的动机和方向。机和方向。(例如，气象研究，人口例如，气象研究，人口统计，基因，基因结构）构）技技术对人人类社会社会进程和程和历史史进程有着重大的影响程有着重大的影响反之，技反之，技术的决策会受到社会的决策会受到社会环境和社会价境和社会价值的影响。的影响。技技术越复越复杂，与科学的，与科学的联系越系越紧密。科学与技密。科学与技术的界的界限限变得越来
16、越模糊不清。得越来越模糊不清。1.STS1.STS产生和生和发展的背景展的背景1.1 1.1 现代科学技代科学技术发展的基本展的基本趋势 从科学与技从科学与技术的关系看：的关系看：科学科学技技术社会科学技科学技术社会化社会化社会科学化社会科学化科学科学技技术科学技科学技术化化技技术科学化科学化从科学与技从科学与技术的关系看：的关系看： - -从科学研究本身的模式看从科学研究本身的模式看研究研究领域域的的发展性展性科学研究科学研究的的领域域科学研究科学研究的内容的内容科学研究科学研究的手段的手段物质世界的科学精精神神世世界界的的科科学学客客观世世界界的的科科学学主主观世世界界的的科科学学现实世世
17、界界的的科科学学虚虚拟世世界界的的科科学学研究理研究理论的完整性的完整性层次次理理论过程程的的动力学力学理理论物物质结构构理理论结构构功能功能理理论研究研究对象象的的综合性合性简单性性复复杂性性学科科学学科科学系系统科学科学分析性科学分析性科学综合性科学合性科学线性科学性科学非非线性科学性科学研究方法的多研究方法的多样性性研究信息的全球性研究信息的全球性（网（网络时代）代）时间上的上的传递和和变化化空空间上的延伸和共享上的延伸和共享理理论研究研究实验研究计算机研究算机研究从科学包含的价从科学包含的价值和提供的世界和提供的世界图景看景看在科学价在科学价值上，从重上，从重视知知识价价值走向更重走向
18、更重视方法方法和情感价和情感价值； 在科学在科学观念上，从念上，从传统的机械的，的机械的，简单的，人和的，人和自然自然对立的立的时钟式的确定式的确定论的的实在世界在世界观走向走向现代的，代的，复复杂的，人和自然和的，人和自然和谐的自的自组织的不确定的生的不确定的生态型的型的整体的世界整体的世界观。 在世界在世界图景上，从以景上，从以线性，平衡，可逆的世界性，平衡，可逆的世界图景走向非景走向非线性，非平衡，不可逆的世界性，非平衡，不可逆的世界图景。景。科学家面科学家面临的的2222个个难题之一（与信息有关）之一（与信息有关） 传统计算的极限是什么？算的极限是什么？科学家面科学家面临的的2222个
19、个难题之一之一（与信息有关）（与信息有关）如何从大量生物学数据中得到生命体如何从大量生物学数据中得到生命体的全息？的全息？科学家面科学家面临的的2222个个难题之一（与信息有关）之一（与信息有关） 记忆是如何存取的？是如何存取的？ 科学家面科学家面临的的2222个个难题之一之一 -在量子和不确定在量子和不确定层次下次下还有基本原理有基本原理吗？科学家面科学家面临的的2222个个难题之一之一 - -物理学的基本定律可以物理学的基本定律可以统一起来一起来吗科学家面科学家面临的的2222个个难题之一（与宇宙有关）之一（与宇宙有关） 宇宙是由什么宇宙是由什么组成的？成的？科学家面科学家面临的的2222
20、个个难题之一（与宇宙有关）之一（与宇宙有关） 我我们人人类在宇宙中是唯一的在宇宙中是唯一的吗？科学家面科学家面临的的2222个个难题之一（与宇宙有关）之一（与宇宙有关） 我我们的地球将的地球将变得多得多热？1.2 1.2 当前科学教育提出的主要当前科学教育提出的主要问题1 1如何看待科学教育中如何看待科学教育中传授知授知识与全面提高与全面提高学生科学素养的关系学生科学素养的关系。 科学教育需要科学教育需要传授科学知授科学知识，但是科学，但是科学教育更需要全面提高学生的科学素养。尽管教育更需要全面提高学生的科学素养。尽管在口在口头上都会承上都会承认，这两者之两者之间不是割裂的，不是割裂的，而是互
21、相密切而是互相密切联系的。但是在科学教学系的。但是在科学教学过程程中却存在着一些中却存在着一些值得反思的得反思的现象。象。2 2如何看待按照教材教知如何看待按照教材教知识和利用教材展示和利用教材展示过程，点程，点拨方法的关系方法的关系 与其他学科教育情况与其他学科教育情况类似，在科学教育中仍然存似，在科学教育中仍然存在着究竟是在着究竟是“只教教材上的知只教教材上的知识”还是是“用教材引用教材引导学生学学生学习知知识，点，点拨方法方法”两种不同的教学理念。我两种不同的教学理念。我们的科学教材往往只写入了知的科学教材往往只写入了知识性的性的结论以及与教科以及与教科书中提到的科学成就中提到的科学成就
22、紧密相关的部分科学家的部分工密相关的部分科学家的部分工作，而忽略了科学家所走的弯路和所犯的作，而忽略了科学家所走的弯路和所犯的错误；也很；也很少写入科学家的科学思想和科学方法的少写入科学家的科学思想和科学方法的发展展过程。程。3 3 如何看待如何看待“读科学科学书”的学的学习方式和方式和“做做科学事科学事”的学的学习方式的关系方式的关系 学生在接受科学教育学生在接受科学教育时是只采取是只采取读“读科学科学书”的学的学习方式，方式，还是同是同时采取采取“读科学科学书“和和“做科学做科学事事”结合的学合的学习方式？方式？这是两种不同的学是两种不同的学习观。 只只读“读科学科学书”的教育在教学目的教
23、育在教学目标上表上表现为，首先要求学生首先要求学生记住教材上的内容，然后通住教材上的内容，然后通过解解题偏重偏重学生学生逻辑思思维能力的培养，而忽能力的培养，而忽视了提出了提出问题并解决并解决问题能力的培养，忽能力的培养，忽视了通了通过“做科学事做科学事”，使学生，使学生将科学原理将科学原理变为解决真解决真实情境中情境中问题的的实践能力的培践能力的培养。养。只只读“读科学科学书”的教育的教育导致的致的结果是果是: :学学生生虽然学然学习了大量的科学知了大量的科学知识，但是学生不会，但是学生不会问，不敢，不敢问，即使提出的，即使提出的问题大多是：大多是：这个个习题怎么解？学怎么解？学习这个定律有
24、什么用？等的个定律有什么用？等的问题，对生活中的具体生活中的具体问题缺乏好奇心和探究欲，不缺乏好奇心和探究欲，不是漠不关心就是束手无策；没有形成是漠不关心就是束手无策；没有形成“爱科学科学”的情感、的情感、态度和度和“用科学用科学”的意的意识、能力，、能力，更更谈不上体不上体验科学探究所科学探究所蕴含的无限含的无限乐趣。趣。 1.3 1.3 科学科学课程改革需要新的科学教育理念程改革需要新的科学教育理念1 1树立合理的科学立合理的科学观 a a）科学知）科学知识具有不确定性，不等同于确定真理；具有不确定性，不等同于确定真理；b b）在）在观察和推理之察和推理之间没有没有绝对的界限，的界限，简单
25、的的归纳方法或方法或单纯的的观察不是形成科学理察不是形成科学理论的通道；的通道；c c）没有一种）没有一种认识不在某种程度上受到不在某种程度上受到错误和幻和幻觉影响。影响。e e）新的科学理）新的科学理论体体现了人了人类的的创造性思造性思维和和认识世界世界的先的先进科学思想方法科学思想方法；f f）科学家是他）科学家是他们研究的研究的这个世界的一部分，个世界的一部分，这个世界个世界并非并非处于与他于与他们对立的地位上。立的地位上。 2 2以培养科学素养以培养科学素养为总目目标美国国家科学教育美国国家科学教育标准指出，准指出， “ “科学素养就是科学素养就是对个人决策、参与公共和个人决策、参与公
26、共和文化事文化事务以及以及经济生生产所需要的科学概念所需要的科学概念和和过程的知程的知识和理解。具有科学素养的人和理解。具有科学素养的人能能够提出、提出、发现和解答与日常体和解答与日常体验有关的有关的问题。他。他们能能够描述、解描述、解释和和预言自然言自然现象。象。” “ “科学素养有不同的程度和形式，人的科学素养有不同的程度和形式，人的一生中科学素养都在不断一生中科学素养都在不断发展和深化，而不展和深化，而不仅仅局限于在校期局限于在校期间。”The International Encyclopediaof The International Encyclopediaof EducationE
27、ducation（教育的国（教育的国际大百科全大百科全书）给出了以出了以下的定下的定义：（1 1）了解重要的科学事）了解重要的科学事实、概念、原、概念、原则和理和理论；（2 2）具有把有关的科学知）具有把有关的科学知识应用于日常用于日常生活情景中的能力；生活情景中的能力；（3 3）具有）具有实施科学探究施科学探究过程的能力；程的能力；（4 4）理解科学性）理解科学性质的一般原理和的一般原理和关于科学技关于科学技术于社会的相互作用。于社会的相互作用。（5 5）具有明智的）具有明智的对待科学的待科学的态度以及具有度以及具有对与与科学有关事物的科学有关事物的兴趣。趣。科学素养包括科学素养包括4 4个
28、核心因素：个核心因素： 在在这四个因素中，运用科学技四个因素中，运用科学技术解决日常解决日常生活及社会生活及社会间题是要达到的是要达到的结果，而前果，而前3 3个因素个因素是达到是达到这一一结果的必要条件。果的必要条件。1 1）理解科学技）理解科学技术的性的性质、概念、原理和、概念、原理和过程；程；2 2）理解科学、技）理解科学、技术、社会三者的关系；、社会三者的关系；3 3）树立科学的精神和立科学的精神和态度；度；4 4）运用科学技）运用科学技术解决日常生活及社会解决日常生活及社会问题的能力，的能力，包括运用科学方法的能力、判断和决策的能力、与他包括运用科学方法的能力、判断和决策的能力、与他
29、人合作交流的能力、自我人合作交流的能力、自我补充和充和继续学学习的能力。的能力。我国的科学我国的科学课程程标准将科学准将科学课程的目程的目标规范在四个范在四个维度上度上: : 科学探究（科学探究（过程、方法与能力），科学知程、方法与能力），科学知识与技能，科学与技能，科学态度、情感与价度、情感与价值观，科学、，科学、技技术与社会的关系。与社会的关系。 科学素养的培养无疑是一科学素养的培养无疑是一项非常复非常复杂的工的工程，它不程，它不仅涉及到教育的涉及到教育的总目目标、科学教育的、科学教育的目的，目的，还关涉到学生的年关涉到学生的年龄、社会的需要、科、社会的需要、科学文化价学文化价值、地区之、
30、地区之间的文化差异、学生的志的文化差异、学生的志向和向和兴趣趣爱好等因素，需要我好等因素，需要我们在在实践中践中进一一步探索。步探索。3 3建立建立“科学科学-技技术-社会社会”整合整合的的课程程观 新的科学新的科学课程程标准突出了科学、技准突出了科学、技术和和社会一体化的重要性，力社会一体化的重要性，力图实现科学教育科学教育课程的整合。程的整合。为什么要什么要强调科学、技科学、技术和社会整合的和社会整合的课程程观呢呢？一方面，它反映出科学、技？一方面，它反映出科学、技术和社会的互和社会的互动与关与关联。科学技科学技术发展的生展的生态化化趋势要求人要求人们更重更重视人人类与客与客观世界的相互世
31、界的相互协调和适和适应，以保持人，以保持人类有一个可持有一个可持续发展的生展的生态环境，不断地提高人境，不断地提高人类的生活的生活质量。量。另一方面，另一方面，强调科学、技科学、技术和社会的整合和社会的整合对中小学生有重要的教育意中小学生有重要的教育意义。在某种意在某种意义上上说，这些些“作作风”、“意意识”和和“观念念”比具体的科学技比具体的科学技术知知识在学生的在学生的科学素养中占有更科学素养中占有更优先的位置。先的位置。科学科学课程程标准指出，准指出，“理解科学、技理解科学、技术与社会与社会的关系是的关系是现代公民科学素养的重要内涵，代公民科学素养的重要内涵，对这一部分一部分内容的学内容
32、的学习是培养学生理是培养学生理论联系系实际的作的作风、参与社、参与社会决策的意会决策的意识、形成可持、形成可持续发展展观念的关念的关键。”如何如何实施科学施科学技技术社会社会课程整合的程整合的课程程观？以科学、技以科学、技术和社会三者之和社会三者之间的的联系系为中心中心，以以选择与学生日常生活有关的科技与学生日常生活有关的科技问题为学科学科内容，内容，以关于自然、社会和人的知以关于自然、社会和人的知识为一个有机一个有机整体整体，以培养学生作以培养学生作为合格公民所必合格公民所必须的科学素养的科学素养为目目标。4 4 建立以探究建立以探究为科学教育重点和核心科学教育重点和核心的教学的教学观 以探
33、究以探究为核心是世界各核心是世界各发达国家达国家对科学科学教育的共同要求，也是科学教育的重点和核心。教育的共同要求，也是科学教育的重点和核心。科学科学课程程标准（准（7-97-9年年级）指出：）指出： “ “在科学在科学课程中，学生将通程中，学生将通过科学探究等方式理解科学探究等方式理解科学知科学知识，学，学习科学技能，体科学技能，体验科学科学过程与方法，程与方法，初步理解科学本初步理解科学本质，形成科学，形成科学态度、情感与价度、情感与价值观，培养培养创新意新意识和和实践能力。践能力。”1.4 1.4 当前科学教育面当前科学教育面临的迫切的迫切问题。1.1.当前科学教育面当前科学教育面临的迫
34、切的迫切问题有：有： 新一新一轮的以科学技的以科学技术社会社会为旗旗帜的科技教育改革的科技教育改革运运动诞生了。生了。STSSTS教育正是人教育正是人们在科学在科学发展和科学教育展和科学教育的背景下中的背景下中寻找的一种找的一种对这些迫切些迫切问题的回答。的回答。 如何改如何改进和重构科学教育的体系？和重构科学教育的体系？ 如何理解社会和文化如何理解社会和文化变化化带来的挑来的挑战？ 如何如何树立符合社会立符合社会发展的科学教育的核心展的科学教育的核心观念？念？ 如何建构科学技如何建构科学技术和社会整合一体化的科学教育？和社会整合一体化的科学教育？ 如何用新的科学教育如何用新的科学教育图景去指
35、景去指导人人们设计科学技科学技术的学的学习与个人科学素养与个人科学素养发展相展相统一的新途径？一的新途径？2.2.什么是什么是STSSTS教育教育? ?所所谓STSSTS，通常指英文的，通常指英文的SCIENCESCIENCE， TECHNOLOGY TECHNOLOGY AND SOCIETYAND SOCIETY，即，即“科学技科学技术与社会与社会”之之简写写对于于STSSTS常常见的的观点，有广点，有广义与狭与狭义两种两种 我国研究我国研究STSSTS的有些学者曾的有些学者曾对STSSTS给出的狭出的狭义定定义如下：如下： “STS “STS是一是一门研究科学、技研究科学、技术和社会相互
36、关系的新和社会相互关系的新兴学科它把科学科它把科学技学技术看作是一个渗透价看作是一个渗透价值的复的复杂社会事社会事业，研究作，研究作为社会子系社会子系统的科学和技的科学和技术的性的性质、结构、功能及它构、功能及它们之之间的相互关系；研的相互关系；研究科学技究科学技术与社会其他子系与社会其他子系统如政治、如政治、经济、文化、教育等之、文化、教育等之间的互的互动关系；关系；还要研究科学、技要研究科学、技术和社会在整体上的性和社会在整体上的性质、特点、特点、结构和相互关系及其构和相互关系及其协调发展的展的动力学机制力学机制”由此基由此基础上形成的教育就是上形成的教育就是STSSTS教育。教育。因此，
37、因此，STSSTS教育教育实质上就是引上就是引导人人们去去认识当今当今时代里科学、技代里科学、技术、社会乃至、社会乃至观念、念、意意识、文化之、文化之间的复的复杂关系，去研究并掌关系，去研究并掌握如何握如何对这些关系些关系进行有效的行有效的调控，以保控，以保证地球系地球系统的演化能的演化能处于最佳状于最佳状态，从而，从而使人使人类文明得以文明得以长期期稳定的一种教育。定的一种教育。在在19951995年年问世的美国国家教育世的美国国家教育标准的准的“科学内容科学内容标准准”中，中，STSSTS内容最明内容最明显地体地体现在在其中其中“科学与技科学与技术”、“从个人和社会从个人和社会视角所角所见
38、的科学的科学”，以及，以及“科学的科学的历史和本史和本质”这几几部分里部分里这几部分内容的目几部分内容的目标，是要，是要为学生提学生提供一种理解个人供一种理解个人问题和社会和社会问题并采取行并采取行动的的手段，帮助学生培养决策能力，同手段，帮助学生培养决策能力，同时，也是，也是让学生通学生通过历史来理解科学，理解科学是一个史来理解科学，理解科学是一个处在不断在不断变化之中的事化之中的事业，借以，借以阐明科学探究的明科学探究的不同不同侧面、科学的人性面、科学的人性侧面以及科学在各种文面以及科学在各种文化的化的发展展过程中的作用程中的作用从更深刻的背景上看，所从更深刻的背景上看，所谓将将STSST
39、S引引入基入基础科学教育，科学教育，实际上是国上是国际范范围内内对于沟通科学文化和人文文化于沟通科学文化和人文文化这“两种文化两种文化”的持的持续努力的一部分努力的一部分STSSTS内容被引入内容被引入到科学教育中，事到科学教育中，事实上也就是以一种人文上也就是以一种人文的的视角来更全面地角来更全面地审视和理解科学和理解科学 从一些国外重要的科学教育从一些国外重要的科学教育标准，或准，或类似于似于标准的大准的大纲或要求等文献中，可以清楚地看到如下或要求等文献中，可以清楚地看到如下一一些被些被强调的的STSSTS教育的十个目教育的十个目标它它们分分别是：是：对于于科科学学方方法法的的培培养养，对
40、于于科科学学态度度的的培培养养，对于于科科学学思思维习惯的的培培养养，对于于科科学学观的的培培养养，对于于科科学学与与技技术之之差差别的的认识， 对于于科科学学( (主主要要是是技技术) )在在社社会会生生活活方方面面的的影影响响，对于于科科学学技技术内内容容之之具具体体应用用的的认识，对于于人人与与自自然然的的关关系系、可可持持续发展展概概念念，以以及及科科学学( (主主要要是是技技术) )的的环境境影影响响的的认识，通通过对科科学学史史的的学学习，加加深深对科科学学之之本本质的的理理解解，对于于社社会会责任任感感的的培培养养，对于于在在理理解解科科学学技技术之之本本质的的基基础上上做做出出
41、合合理理决决策策之之能能力力的的培培养养由此可由此可见，在基，在基础教育中引入教育中引入STSSTS内容，内容，绝不不仅仅是是简单地将科学知地将科学知识诉诸具体的具体的实际应用，用，而是有着更深刻的理而是有着更深刻的理论和和观念的寓意念的寓意 STS STS教育理念是一种教育理念是一种观念形念形态，不像化学教，不像化学教育，物理教育那育，物理教育那样具有一定的相具有一定的相对性性, ,有确定的有确定的所指所指. . STS STS教育是在特定教育是在特定历史条件和特定文化背景史条件和特定文化背景下下产生的思潮，一开始人生的思潮，一开始人们对它的理解就有一定它的理解就有一定的偏差，并在的偏差，并
42、在实践中又不断地修正更新；践中又不断地修正更新；对不同不同的人来的人来说，STSSTS教育意味着不同的事物。教育意味着不同的事物。例如，例如，STSSTS教育是科学教育的核心；（教育是科学教育的核心；（YagerYager） STS STS教育是激教育是激发学生学学生学习科学科学动机的因素；机的因素；（KromhoutKromhout） STS STS教育是教育是为学学习知知识，过程以及达到程以及达到职业目目标提供学提供学习的背景；（的背景；（BybeeBybee） STS STS教育提供了科学教育提供了科学认识的不同方式；的不同方式；（SolomonSolomon） 不管什么不管什么观点，点
43、，对STSSTS教育的界定教育的界定总是从三是从三个角度上考个角度上考虑的。的。 科学科学 学生学生 技技术 社会社会自然自然环境境 人工建构人工建构环境境 社会社会环境境STSTS教育是教育是STSSTS在教育上的映射，是在教育上的映射，是对当代当代科学教育的一种理性反思，是科学教育的一种理性反思，是对传统理科理科课程程挑挑战的一种的一种应然回答。然回答。 STS STS教育把社会因素教育把社会因素纳入到科学教育中，并入到科学教育中，并将其作将其作为不可分割的一部分，使科学、技不可分割的一部分，使科学、技术、社会成社会成为一个相互关一个相互关联的整体，并充分地展的整体，并充分地展现了科学、技
44、了科学、技术与社会的互与社会的互动关系，体关系，体现了保持了保持学科知学科知识结构与理解科学、技构与理解科学、技术与社会三者关与社会三者关系系间必要的必要的张力。力。 STS STS教育是一种教育是一种实现个体社会化的学校教育。它的个体社会化的学校教育。它的提出和研究提出和研究顺应了了时代的代的发展，反映了新展，反映了新时代代对人才人才的要求。的要求。STSSTS教育在一定程度上体教育在一定程度上体现了了对现实世界的全面理解。世界的全面理解。无无论是从理念是从理念层面面还是是实践践层面面课程的程的结构、内容构、内容与与组织等，等，STSSTS教育都体教育都体现了一种开放的思想和体系。了一种开放
45、的思想和体系。STSSTS教育具有教育具有综合、开放、合、开放、动态、发展的特点，体展的特点，体现了了现代系代系统科学思科学思维方式。以人方式。以人为本、关注情景，本、关注情景，强调互互动交往，交往，STSSTS教育的整个教育的整个过程表程表现了建构主了建构主义教教育理育理论的丰富内涵。的丰富内涵。3. 3. 西方西方发达国家的达国家的STSSTS教育教育-美国的美国的STSSTS教育教育发展和展和现状。状。 在在STSSTS教育教育发展展较为普遍的美国，普遍的美国，经过了了长达达200200年的年的辩论，STSSTS教育才作教育才作为一一门普通的学普通的学科科进入教育入教育领域。早在域。早在
46、18611861年，美国波士年，美国波士顿市市民的一个民的一个协会就曾会就曾为一个科学一个科学技技术社会社会课程程规定一个理定一个理论基基础、课程目的和教学策略。其程目的和教学策略。其后，后，STSSTS思想曾消失思想曾消失过一个一个时期。期。19131913年年STSSTS思思想又重新出想又重新出现。STSSTS教育首先是在理工科大学教育首先是在理工科大学发展起来的。展起来的。 上个世上个世纪六、七十年代，美国六、七十年代，美国许多著名大多著名大学先后成立了学先后成立了专门的研究的研究组织STSSTS研究中心，研究中心，专门开展科学、技开展科学、技术和社会三者之和社会三者之间的相互关的相互关
47、系的研究。系的研究。这些研究中心在研究的基些研究中心在研究的基础上向本上向本科生和研究主开科生和研究主开设STSSTS课程。程。 例如，麻省理工学院的例如，麻省理工学院的STSSTS研究中心，研究中心，汇集了集了许多多学科学科领域的著名学者，他域的著名学者，他们用学科交叉的、比用学科交叉的、比较的的历史和哲学的史和哲学的观点，把科学技点，把科学技术的的发展和由之引起展和由之引起的社会的社会问题结合起来研究，开没了合起来研究，开没了“科学技科学技术的社会的社会研究研究”，“技技术的社会和政治影响的社会和政治影响”、“美国的科技政美国的科技政策策”等近等近7070门STSSTS课程。程。 美国自美
48、国自19691969年在康奈年在康奈尔大学制定第一个以大学制定第一个以STSSTS命名的命名的计划以来，划以来，对STSSTS的研究先后的研究先后历经了了三个三个阶段，段，产生了大批新的生了大批新的STSSTS计划，划，许多大多大学学设立了固定的立了固定的专业、研究中心，成立了国家、研究中心，成立了国家科学、技科学、技术和社会和社会协会会(NASTS )(NASTS )，开，开办了一些了一些专业杂志和志和许多通多通讯，对STSSTS的研究也由数量的研究也由数量扩展展转向内涵的深化、向内涵的深化、专业化程度的提高，化程度的提高，对社会的影响越来越大。社会的影响越来越大。 1971 1971年和年
49、和19831983年，美国科学教年，美国科学教协会先后会先后过列关科学列关科学技技术社会的情况社会的情况报告告书，后一，后一报告告书名名为科学科学技技术社会：社会：8080年代的科学教育年代的科学教育。科学。科学技技术社会逐社会逐渐在中等教育中流行。在中等教育中流行。肯定科学教育比肯定科学教育比较权威的文件是美国国家科威的文件是美国国家科学教育学教育标准（准（NRCNRC，19961996），它确），它确认STSSTS方法方法是适合用于科学大是适合用于科学大纲的。的。在美国国家科学教育在美国国家科学教育标准的内容与准的内容与“在个人和社会在个人和社会观点中的科学点中的科学”联系的一些系的一些S
50、TSSTS题目中，包括以下目中，包括以下4848个有关科学技个有关科学技术社会的社会的一些一些问题、难题和和题目目: :人口和人口增人口和人口增长污染染与科学与科学/ /技技术相相联系的社会系的社会问题（克隆人、胎儿（克隆人、胎儿组织移植、自由和管制）移植、自由和管制）寿命延寿命延长绿色革命以及色革命以及设计未来的需要未来的需要世界世界饥饿和和贫困困露天开露天开矿砍伐森林砍伐森林人人类基因研究基因研究项目目国外政策中的科学和技国外政策中的科学和技术地球地球资源保源保护生活生活质量量化石燃料化石燃料食物和食物和农业政策政策海洋海洋资源利用源利用食物食物链中的有毒物中的有毒物质水力的水水力的水闸构
51、造构造太阳能太阳能作作为能源的能源的风作作为能源的生命体能源的生命体矿物物资源的保源的保护和减少和减少资源勘探和开采源勘探和开采可再生和不可再生可再生和不可再生资源源有毒有毒废物弃置物弃置辐射照射射照射天气、气候天气、气候变更利用更利用土壤侵土壤侵蚀野生生物野生生物灭绝武器和武器和备战水水产养殖养殖核能核能地地热能能潮汐能潮汐能合成燃料合成燃料蓄水蓄水层管理管理空气空气污染染固体固体废物弃置物弃置噪声噪声污染染臭氧耗竭臭氧耗竭土地使用土地使用森林使用森林使用土壤土壤污染染沙漠化沙漠化野生生物野生生物习惯性消性消灭健康健康卫生政策生政策住房政策住房政策运运输政策政策- - 英国的英国的STSST
52、S教育教育发展和展和现状。状。 在在STSSTS教育也教育也较普遍的英国，普遍的英国，19811981年就出版年就出版了一个完全致力于了一个完全致力于STSSTS的供第六学的供第六学级使用的学校使用的学校课程社会中的科学。原适用于大学和工学程社会中的科学。原适用于大学和工学院的院的“在一个社会背景中的科学（在一个社会背景中的科学（SISCONSISCON）课程程”于于19811981年年进入了中学入了中学. . 20 20世世纪8080年代，英国科学教育年代，英国科学教育协会决定，会决定，在学生中在学生中扩展社会中的科学技展社会中的科学技术（SATISSATIS）这个个项目，自目，自19861
53、986年起年起编写了供写了供8 81414岁、14141616岁和和16161919岁学生用的学生用的教材。教材。英国的英国的STS教育的目教育的目标：1 1 表明知表明知识是有用的。是有用的。2 2 表明科学并不表明科学并不仅仅限于学校的限于学校的实验室里，而是室里，而是存在于存在于现实世界的各个方面。世界的各个方面。3. 3. 表明科学与人有关。表明科学与人有关。4 4 激激发在科学、技在科学、技术和社会相互作用方面的和社会相互作用方面的兴趣。趣。5 5 提高提高对科学和技科学和技术对社会所社会所产生的作用的生的作用的认识，包括好的和坏的。包括好的和坏的。6 6 提高提高对工工业作用的作用
54、的认识，了解它的，了解它的经济基基础，它是如何工作的，它在它是如何工作的，它在财富富创造中充当什么角色。造中充当什么角色。7 7 说明需要考明需要考虑技技术活活动对环境的影响，需要将境的影响，需要将环境危害减至最低限度。境危害减至最低限度。8 8 表明生物表明生物课程并不是一个孤立的探究程并不是一个孤立的探究领域，而是域，而是与其它学科如地理学、与其它学科如地理学、经济学和学和历史等相互影响的。史等相互影响的。9 9 说明明现实生活中的决定常常是不得不建立在相互生活中的决定常常是不得不建立在相互矛盾或不充分的知矛盾或不充分的知识的基的基础之上，那些决定包括着一之上，那些决定包括着一些妥些妥协办
55、法，而且并不法，而且并不总能能获得得“正确正确”的答案。的答案。1010 鼓励学生鼓励学生们在事在事实的基的基础上展开辨上展开辨认，同，同时去听，去听，并判断并判断别人的争人的争论。1111 鼓励学生鼓励学生们在一个科学的在一个科学的论题范范围内，和其他同内，和其他同学学讨论自己的自己的观点。点。1212 提供提供对一些技能一些技能进行行实践的机会，包括践的机会，包括阅读和理和理解，数据收集和分析，信息解，数据收集和分析，信息检索，索，问题解决，解决，戏剧活活动和交和交际等技能。等技能。英国科学英国科学协会会设计了了“社会中的科学社会中的科学”项目，出目，出版了系列版了系列读物物; ;汲取新的
56、哲学和社会科学的研究成果开汲取新的哲学和社会科学的研究成果开发了高等教育的了高等教育的STSSTS课程一一程一一“社会范社会范围的科学的科学(SISCON);(SISCON);提出了提出了SATISSATIS计划并撰写成划并撰写成书。 英国的一些名牌大学英国的一些名牌大学8080年代以来年代以来陆续开开设了了STSSTS课程，如程，如“社会中的科学与技社会中的科学与技术”、“检会中的科学会中的科学”等。开等。开设这些些课程的目的，在于揭示教学内容中的科学技程的目的，在于揭示教学内容中的科学技术知知识在社会生活中的在社会生活中的应用，使学生在真用，使学生在真实生活中，把所学生活中，把所学知知识融
57、融汇贯通；帮助学生理解科学知通；帮助学生理解科学知识的本的本质和局限性，和局限性，认识科学知科学知识能能够有利于或有容于社会和有利于或有容于社会和环境等。境等。-其他其他发达国家的达国家的STSSTS教育。教育。 加拿大的加拿大的STSSTS科学科学课程在程在19721972年拉开了研究与开年拉开了研究与开发的序幕的序幕, ,至今已走至今已走过了近了近3030多年的多年的历程。程。 1997 1997年年, ,加拿大出台了第一个国家科学教育加拿大出台了第一个国家科学教育纲要要科学学科学学习目目标公共公共纲要（要（the Common Framework the Common Framework
58、 of ScienceLearning Outcomes,of ScienceLearning Outcomes,加拿大教育管理委加拿大教育管理委员会会编制制,1997),1997)。它的制。它的制订不不仅代表着一种新的代表着一种新的STSSTS科科学教育范型的建立学教育范型的建立旨在通旨在通过科学科学技技术社会社会环境境(STSE)(STSE)教育提高加拿大公民的科学素养教育提高加拿大公民的科学素养; ;同同时也也标志志着加拿大着加拿大STSSTS科学科学课程研究与开程研究与开发水平达到了水平达到了顶峰。峰。 在吸收关于科学教育的一些最新主在吸收关于科学教育的一些最新主张基基础上，加上，加拿
59、大开展了从拿大开展了从STSSTS政策、目政策、目标到到课程研究、程研究、实施与教学施与教学评价等一价等一项完完备的工程。的工程。组织出版了出版了专门用于刊登有用于刊登有关关计划及其划及其实施中施中问题等内容，名等内容，名为Science PlusScience Plus的的刊物。人刊物。人们预言言, ,就象美国国家研究理事会就象美国国家研究理事会(Na-(Na-tional Research Council)1996tional Research Council)1996年制年制订的美国国家的美国国家科学教育科学教育标准在美国准在美国产生的巨大影响一生的巨大影响一样, ,科学学科学学习目目标
60、公共公共纲要将会要将会对加拿大的科学教育加拿大的科学教育产生广泛生广泛而深而深远的影响。的影响。 此外，德国、荷此外，德国、荷兰、日本、澳大利、日本、澳大利亚等国也在高等国也在高等院校等院校设立了固定的立了固定的专业、开、开设了相关的了相关的课程。英国、程。英国、德国和澳大利德国和澳大利亚还有培养本科生、有培养本科生、硕士、博士的完整士、博士的完整体系。体系。 1980 1980年由国年由国际科学科学联盟委盟委员会（会（ICSVICSV）和）和联合国教科文合国教科文组织倡倡导的澳大利的澳大利亚莫莫尔文文专题讨论会上，代表会上，代表们一致一致认为，科学和社会科学和社会问题必必须渗透渗透进现行的理
61、科行的理科课程里，要达到程里，要达到1010到到2020的程度。的程度。 在会上，一个供参考的意在会上，一个供参考的意见是，是，要把科学、要把科学、技技术和社会看作和社会看作“一个一个对今日学生今日学生进行理科想行理科想教育最合适的方法教育最合适的方法”，并且，并且，对“具有科学上具有科学上读写能力的市民是首要的写能力的市民是首要的”。这里，科学、技里，科学、技术和社会就是指基和社会就是指基础教育范教育范围内的理科教育。内的理科教育。 由此可由此可见，国，国际教育界已教育界已经把注意力把注意力转向向了基了基础教育，教育，许多西方国家的中、小学多西方国家的中、小学纷纷开开设了了STSSTS课程。
62、程。 例如，英国例如，英国“社会中的科学和技社会中的科学和技术”（SATLSSATLS）和）和“学校中的学校中的社会范社会范围的理科的理科”（SCLSCONSCLSCON）这两个两个项目，供目，供1616一一1818岁的学生使用，并的学生使用，并设计作作为专门化的理科和其它学科的化的理科和其它学科的补充。充。又如，在美国有供相同的年又如，在美国有供相同的年龄群使用的群使用的“生物科学生物科学课程研究程研究”，这个个项目始于目始于80818081年的年的“革新的革新的计划：科学和技划：科学和技术的社会的社会重要意重要意义”（STSSTS）。而在加拿大却）。而在加拿大却为1515岁的学生开的学生开
63、设一一门课程程-“-“科学：科学：认识的途径的途径”，要求学生研究科学影响社会的途径，要求学生研究科学影响社会的途径以及社会影响科学的途径。以及社会影响科学的途径。4. STS4. STS教育在其他学科教育中教育在其他学科教育中的渗透的渗透1 1）、依据教学大、依据教学大纲，结合教学内容向学生介合教学内容向学生介绍科学技科学技术的新的新发展、新成果、新成就。展、新成果、新成就。2 2）、向学生）、向学生讲解与工解与工业、农业、医学等密切相关的知、医学等密切相关的知识和技和技术。3 3）、鼓励学生参与重大社会）、鼓励学生参与重大社会问题的的实践研究。践研究。结语：STSSTS教育作教育作为一种世界科学教育的新潮流，一种世界科学教育的新潮流，对它的研究和它的研究和应用，无疑地将用，无疑地将对形成具有中国形成具有中国特色的科学教育的新思特色的科学教育的新思维、新体系、新方法起、新体系、新方法起到推到推动作用。作用。
