在科學教學中明確“社會文化”對科學的影響

李 諾 黃 丹 劉恩山*

（1北京師范大學生命科學學院 北京 1008752福建省同安第一中學 福建廈門 361100）

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中強調，“關于科學的知識”——即科學本質（nature of science，NOS）是學生在學習高中生物學課程時應予以強調的重要內容之一。這種對于科學本質的把握能幫助學生理解科學知識產生的特點，并以此辨別生活中的科學和非科學，促進生物學學科核心素養的達成［1］。其中，“科學會受到社會和文化的影響”作為NOS 對教學7條建議中的最后一個模塊，既包含著社會、文化、政治、哲學、歷史等寬廣的涉及面，同時又切實貼近教師與學生的日常生活。

科學本質的內容對學生學習科學具有重要的價值。這種對于NOS 的理解能強化學生對于科學內容的學習效果，幫助學生更好地理解科學，提升其對于科學的興趣，進而幫助人們進行更為有效的決策制定［2］。研究者指出，NOS 作為一個交叉領域，其自身包含著多種科學的社會性方面，其中就囊括了歷史學、社會學及哲學等［3］。環顧當今社會，既是一個科技日益增長的知識經濟社會，同時也是一個精神生活不斷豐富發展的人文社會［4］。社會的發展推進并依賴著科學的進步，同時發展需求也決定了當代科學教育的取向。讓學生明確“無論是過去還是未來，科學與社會文化都會互相產生影響”是促進學生對NOS 理解的一個重要方面。

1 社會文化對科學及科學教育的影響

文化是人類在自身發展過程中從事實踐活動和精神活動的方式，同時也是由這些活動創造出來的物質和精神成果。其中，科學作為人類認識世界、探索未知的一種實踐和精神活動方式及其成果，構成了人類文化的重要部分［5］。當今世界的科學發展不可避免地受到外部社會文化條件的深刻影響，其中便包含了哲學、宗教、歷史、經濟等社會文化因素。時至今日，科學本質觀開始越來越多地關注科學發展的文化背景對科學的影響作用，強調在“文化的整體”中理解科學、科學精神和科學 價 值［6］。

社會文化與科學之間的相互關系向前可追溯到遙遠的古希臘時期。在劃分為獨立的學科之前，歷史上的科學曾經隸屬于哲學范疇。以亞里士多德為代表的一系列偉大的科學家在當時都具有哲學家的重要身份。從古希臘至今，這種科學與哲學的交織從未停止，使得無論過去還是現在的科學教學均不能脫離哲學的維度。盡管早期科學從哲學中分離出來，但其思想精神卻一直深深扎根于哲學，每一時期的科學都受到當代思想精華——哲學的影響，同時又以自己的成就影響哲學，影響著人類對世界的根本看法［5］。在這段漫長的歷史過程中，科學曾以神學作為說明原理，并作為有效的工具為宗教服務，進而支撐并推動著政權政治乃至整個社會的發展。諸多文獻或多或少地表達著這樣的思想：科學與哲學、神學、社會學等在內的其他學科相互作用，并受到上述這些文化、政治、歷史等因素的影響。人文文化的基礎強烈影響著科學的發展，科學也囊括著普遍的文化世界觀。作為科學傳播的重要途徑，社會文化因素不但影響著科學本身，也強烈地影響著科學教育的發展歷程。這種科學課程體系隨社會發展不斷變化改革的歷程，正是科學受社會文化影響的強有力的證據。以美國生物學課程教育體系為例：20世紀以前，中學生物學的內容知識強調理論性，同時與大學課程體系接軌。20世紀上半葉，為了回應來自于商業和農業的需求、環境問題、人口變化，以及對健康的關注等帶來的壓力，高中生物學開始從大學生物學體系中分離，強調生物學的實用性、生態價值、經濟價值及人類福利，生物學教學逐漸發展成為“為人類福利而教生物學”［7］。20世紀中葉，第二次世界大戰的發生使得疾病預防、衛生和農業成為了課程設計應用的一部分［8］；而后半葉的戰后經濟復蘇與科學進步導致的社會性議題層出不窮，使得課程目標開始指向如何處理這些議題，并使人們理解“科學的社會學作用”。隨后，伴隨著科技進步與工業的迅速發展，STS（science technology scociety，STS）教育逐漸走入中學生物學課堂，再到近年來所提倡的STEM（science，technoogy，engineering，mathematics，STEM） 教育的興起……科學教育改革與發展的導向要求教師與學生能意識到社會文化中的各類因素對科學的重要影響，并能將科學知識技術融入到日常的社會文化生活中去。

2 課堂教學的應用與建議

“科學受到社會和文化的影響”這一科學本質的重要要素在科學教學中的影響范圍非常寬廣。這種寬廣一方面體現在其所交叉涉及的多個要素與學科，另一方面還體現在其對學生的課堂科學知識掌握與日常生活決策制定均能有所助益。對于一線生物學教師來說，能有效滲透這一科學本質觀念的方法多種多樣，其中包括但不僅限于利用科學史進行教學、參與社會性科學議題討論，以及融合科技與工程學教育等。

2.1 利用科學史展開生物學教學 歷史對于正確理解社會機構或社會習俗等所具有的重要性得到了大眾的廣泛認同［8］。了解一個時期的歷史，能獲知當時的政治與宗教情況、法律條款及社會信仰等信息。這對于理解科學概念與科學精神的發展具有重要作用。當教師不告知學生歷史上科學家所處的社會文化背景，學生將無法深入理解為何科學家會提出各種理論主張： 倘若學生不了解歷史上科學家普遍信奉亞里士多德哲學，認為空氣是一種不可再分的基本元素，便無法理解普里斯特利在進行光合作用實驗中所面臨的巨大障礙，以及植物光合作用原理發現的艱辛；倘若學生不曾知曉“政教合一”羅馬教廷的統治歷史，則不能體會維護哥白尼日心說直至獻出生命的布魯諾是多么的勇敢無畏； 倘若學生無法站在神學統治的文化背景下看到大眾所接受的物種神創論的信仰，也就無法更加深刻地理解進化論提出的劃時代的重要意義。

現如今的眾多研究都提出，在科學課堂教學中融入科學史的要素能幫助學生更好地理解科學概念。更多時候，科學史以一種輔助者的角色出現，對日常教學中的概念掌握起到錦上添花的作用，然而馬修斯（Matthews）則強調了科學史教學無可替代的必要性。他指出，歷史觀點可幫助學生將概念放置于科學觀念史中。這對于科學本質的理解具有不可或缺的重要作用，也是教育的必需目的。幾個世紀以來，不同國籍、種族、宗教背景下的科學家均依賴于自己的文化展開研究工作［8］。試想當教師講授光合作用、達爾文進化論的時候，如果不關注研究者的一生及其所處的社會文化背景，以及這些理論所引發的宗教、文學與哲學變革，不講述科學家歷經紛爭與犧牲，最終所換取的基督教會接受哥白尼太陽系學說，蘇聯農業系統接受孟德爾遺傳學的偉大社會變革，教學將會變得多么局限。

2.2 參與社會性科學議題的討論 研究者認為，科學教育的目的不僅僅是向學生傳授科學概念、知識與技能，同時也應鼓勵學生有批判性地參與到全球范圍內與科學相關的政治、社會、文化等興趣活動當中［9］。而對于生物學課堂教學而言，引導學生思考并參與有關社會性科學議題（socioscientific issues，SSI）的討論是有效的途徑之一。伴隨著科學技術的發展，人類社會面對越來越多與之相關的社會問題，例如核能源的開發與核污染風險、化學與工業技術的擴展與相應的資源浪費環境污染問題、轉基因農作物的生產與安全問題等。這些成果與技術開發最早的研究便是為了適應人類人口增長、資源短缺的社會發展需求，而如今卻又帶來了各種無法避免的負面社會問題。

在進行SSI 的教學與討論活動中，學生不僅需要明確SSI 所涉及的倫理道德問題，還要深入參與或探究這些問題。通過辨析理解這些議題的來龍去脈，學生能更加深入地理解社會文化與科學之間的相互作用，站在科學的角度上對社會中存在的問題進行反思與批判，進而培養良好的社會責任感。與此同時，對科學本質更為深入的理解能幫助學生利用這些思想進行生活決策的制定，客觀地分離文化中的精華與糟粕，區分科學理論的優劣，進而明確科學發展的外因與內因。而這些對于學生的科學概念學習與日常生活均具有著重要的意義。

2.3 科技、工程與生物學的融合 技術與工程學的迅猛發展，是推動現今科學成果加速產出的必要條件，也是理解當今科學不能回避的方向。越來越精密的各種科學研究儀器設備不斷出現，使得人們能探索更加遙遠的外太空，也能觀察到細胞之下愈加細微的各種結構。網絡信息技術迅速普及的互聯網時代的到來，一方面極大提高了科學成果在全球范圍內的共享速度，同時也帶來了真假摻雜的各類信息的廣泛傳播。對于現代社會特別是發展中國家而言，社會推動下的科技高速發展更像是一把“雙刃劍”。這種對于科研工作者的高壓驅動，一方面切實加速了科研成果的產出與轉化，而另一方面也滋生了科技研究領域中急功近利、學術造假等負面問題?？梢哉f，加速發展的科技與工程學領域，正是屬于21世紀的重要社會特征。理解當今時代的這一社會特征，明確如何在高速發展的科技與工程學領域中趨利避害、揚長避短，是理解科學目前與未來發展的必要途徑。

在日常的課程教學中，教師可納入更多關于技術與工業的知識，向學生普及先進的科學儀器設備工作原理，展示更多借助現代工業技術所獲取的生物學研究成果。同時，教師還可將工程學整合融入生物學教學探究中，引導學生利用工程學相關知識解決生物學問題，或通過開設STEM 類課程鼓勵學生動手參與到與工程技術相關的各種創新與開發活動中。這些活動不但能讓學生認識到當今技術工程對推動科學發展產生的積極意義，同時也有助于培養學生未來從事科技與工程相關行業的職業規劃意識。

3 結語

社會文化與科學之間的關系相互交織，無法分割。面對當今發展的社會，不僅是文化以其廣闊的覆蓋面影響著科學的發展，科學也同時影響著社會的進步，成為了文化的主導力量。這種主導力量不僅僅指科學已成為促進社會發展的重要因素，同時也指科學對現代人的日常生活、工作方式、思維方式、價值觀念乃至基本的世界觀與自然觀等都產生了十分重要的影響［10］。

人類社會的發展推進需要科學的力量，這些發展需求決定了當代科學教育的取向。理解這種社會文化與科學之間的相互影響關系，是幫助學生建立科學本質觀的必然需求。科學有著其漫長的發展史與發展歷程，伴隨著不斷的衍生，它同時充斥著哲學等文化內涵。生物學乃至科學教育，應向學生充分展示這些豐富的內涵，并鼓勵學生參與到這些令科學家著迷的重大問題當中——無論這些問題是在科學范疇內的，抑或是超出科學范疇的［8］。