STSE教育： 內涵、類型與維度

郭桂周 肖白云 柳曉鈺

摘要：從歷時態的視角梳理STS教育、社會性科學議題課程與STSE教育的發展與演變的歷程表明，當代STSE教育是在傳統STS教育的基礎上，融合了社會性科學議題課程的內容與思想，具有更豐富的內涵。STSE教育可以分為七種類型和八個維度。STSE教育內涵、類型與維度的明晰，為STSE課程設計及教學實踐提供支持。

關鍵詞：STSE教育; 社會性科學議題; 化學教學

文章編號：10056629（2021）11000706

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

在此次以核心素養為核心理念所啟動的新一輪課程改革中，科學·技術·社會·環境（STSE）教育成為物理、化學等理科學科核心素養的重要內容。從課程標準可以看出，STSE教育的內容主要包括環境教育和可持續發展教育等[1]。這是國內學者對STSE教育的主流觀點。但實際上，STSE教育內涵豐富，遠遠超越了環境教育的范疇。

我們知道，STS教育本身是一個涉及面非常廣泛的教育理念或者教育形態。如果說STSE教育僅僅是在STS教育的基礎上加入了環境教育（E）的話，那么STSE教育和STS教育本身就沒有任何區別，因為傳統的STS教育本身就包含能源與環境教育等主題。國內一些研究并未對STSE教育和STS教育做必要區分，甚至將二者混用[2]。正是由于STSE教育的內涵不清晰，外延不明確，從而為我們的教育教學實踐帶來了諸多困惑。正如有學者所指出的那樣，“STSE教育領域所廣泛存在的相異性話語，以及差異性的實踐方式，已經導致大量不同的教學策略、教學模式和教學方法，從而使研究與實踐者陷入迷惑之中”[3]。

本文試圖在對國際科學教育領域相關文獻梳理的基礎上，從歷史發展的角度認識從STS教育發展為當代STSE教育的過程，厘清STSE教育與STS教育、社會性科學議題（Socioscientific Issues， SSI）課程的區別和聯系，澄清STSE教育的內涵，探討STSE教育的類型與維度，為STSE課程設計與實踐教學提供指導。

1 歷時態視域下STSE教育的內涵

從STS教育到STSE教育的發展，大致可以分為三個階段，分別為： STSE教育的產生與發展、社會性科學議題課程的出現、STSE教育的提出及與SSI課程的合流。

1.1 STS教育的產生與發展

最初從社會文化的角度審視科學技術問題的當屬美國著名社會學家、科學社會學的奠基人羅伯特·默頓（Robert K. Merton），他的博士論文《17世紀英國的科學、技術與社會》于1938年發表，被認為是第一個使用S、 T、 S這三個詞組的學者，之后STS研究成為社會科學研究的重要主題。二戰后在全球范圍內出現的環境問題、能源問題和人權問題等為STS進入科學教育領域奠定了社會基礎。STS最早進入課程教學領域是在1967～1970年之間的英國大學，這一時期的STS教育主要聚焦于將科學與發達國家及發展中國家的經濟問題建立聯系，并且教授最新的科學哲學和科學社會學理論。之后STS教育陸續在荷蘭、加拿大和美國等國家出現，并逐漸從高等教育下移到了基礎教育。美國學者Norris Harm于1977年提交的“Project Synthesis”報告呼吁將科學教育從純粹的學科基底中脫離出來，并與科學與技術的社會意涵結合，這對于推動STS課程在美國的開展起到了關鍵的作用。但是這一階段，STS教育的內涵還不夠清晰[4]。1988年，美國科學教師協會（NSTA）將STS定義為“在人類經驗情境中的科學教學與學習”，其目標是“在科學教育中突出科學、技術和社會的相互聯系，使學生理解科學技術在社會生產和生活發展中的應用，增強對科學本質的認識和社會責任感。在真實的技術和社會情境中形成科學知識和科學素養”[5]。

STS教育作為一種新的科學教育范型或者理念，對于培養學生科學素養，認識科學與技術、社會的關系具有重要的價值。但其自身也存在著一定不足。正如有研究所指出的那樣，STS教育僅僅是將科學知識整合到對學生來說有意義的社會與技術情境中，所傳授的還是現成的科學（ready-made science），與之相連的還是一種實證主義的科學觀，僅僅點出（point out）相關議題的倫理維度或者爭議[6]。也就是說，STS教學（包括稍后提出的STSE教育）在本質上還是靜態的知識傳授，只不過這種靜態的知識從純學科知識變成了綜合性的知識。同時，STS教育還存在一些其他方面的問題，如缺乏連貫一致的框架;相關議題距離學生生活較遠，不能激發學生的學習熱情;對學生的道德和品格發展缺乏足夠關注等[7]。在這種背景下，進一步補充完善或者升級STS教育就成為諸多研究者的學術自覺。由此產生了兩條路徑，其中一條為提出了社會性科學議題課程，另外一條則是將E（環境）加入到STS教育中來，形成了1.0版本的STSE教育（如圖1、表1）。

1.2 社會性科學議題課程的出現

社會性科學議題是以科學作為基礎，同時又對社會可能產生重大影響的問題，包括克隆技術的應用、轉基因食品的潛在危險性和環境問題等[8]，社會性科學議題課程誕生于20世紀80年代的美英等國，其出現具有四個方面的背景： 一是隨著20世紀70年代以來科技的迅猛發展以及科學社會學等研究的深入，科學技術涉及的倫理道德問題逐漸顯現;二是STS教育的不足逐漸暴露;三是論證教學、建構主義教育思想的流行以及非形式邏輯運動的開展為社會性科學議題的提出與教學奠定了基礎[9];四是公眾公民意識的逐漸覺醒，公民有能力、有意愿參與到科技決策中來。到20世紀90年代中葉，社會性科學議題課程已經在歐美諸多大學和中學課程中得到了廣泛的推廣。

社會性科學議題課程被認為是更加完善的教學策略（more developed pedagogical strategy）。相較于STS教育，社會性科學議題課程具有以下幾個方面的優點：

（1） 更具現實性、情境性、開放性、爭議性、復雜性和不確定性;

（2） 主題與學生生活更具相關性;

（3） 教學方法更加明確、多樣化，更加具有可參與性;

（4） 具有更豐富、更強的教育價值，最重要的是包括決策與行動;

（5） 關涉個體的價值判斷與道德推理;

（6） 形成了一些更完善、操作性更強的教學模式;

因此，社會性科學議題課程可以看作是STS教育的2.0版本，即進化升級版的STS教育。

1.3 STSE教育的提出及與SSI課程的合流

一般認為美國1995年頒布的《國家科學教育標準》首先提出了STSE教育觀念，而之后的1997年，加拿大率先在國家科學教育綱要——《科學學習目標共同綱要（The Common Framework of Science Learning Outcomes）》中指出，要使學生“理解科學、技術、社會以及將影響他們個人的生活、職業和未來的環境之間的相互作用”，從而明確提出一種新的科學教育范式“科學·技術·社會·環境”[10]，即把E（環境）加入到STS教育中來，形成STSE教育的范型，可以說STSE教育提出的初衷確實是為了促進環境教育。這一時期的STSE教育可以稱之為STS教育的1.1版。STSE教育主張“綜合地看待科學、技術、社會與環境發展相互影響的問題，正確認識科學與技術的區別和聯系，認識科學技術的社會化問題，合理協調科學、技術與社會、環境之間的關系，使科學、技術與社會、環境四者協調發展”[11]。但是，由于STS教育本身即包含環境教育的主題，因此“許多教師并沒有看到二者（指STSE教育和STS教育）之間的細微區別”[12]。

隨著研究與實踐的深入，學界逐漸將社會性科學議題課程納入到STSE教育中來，形成了STSE教育的2.0版本，其內涵更加豐富，形式更加多樣，這一時期的STSE教育可以看作是STS教育3.0版。

這樣我們就從歷時態的角度大致勾勒出了STS教育、SSI課程與STSE教育三者之間的區別與聯系，從而對STSE教育有了更加清晰的認識。那么，當代的STSE教育包括哪些內容呢？

2 STSE教育的類型

對STSE教育的類型探討有助于我們更加深入的認識STSE教育的外延，從而為STSE教育內容的設計和教學活動的展開提供指導，即能夠使我們明確可以設計哪些類型的STSE課程。

綜合Erminia Pedretti[13]、 Astrid Steele[14]等的研究，筆者將STSE教育分為以下七種類型，即： 應用/設計取向、歷史取向、邏輯推理取向、價值中心取向、社會文化取向、自然主義取向和社會生態正義取向（如表2）。

2.1 應用/設計取向

該取向突出科學與技術的聯系，聚焦學生通過設計新的技術或者改進現有技術解決功用性問題。它明確強調學生學科知識與技術探究能力的發展。該取向的STSE教育適合應用技術設計項目（technologicaldesign projects）展開科學教學。它包括三種類型： （1）設計一項人工制品以證明掌握了某項科學原理;（2）設計一項人工制品以完成一項特定任務;（3）設計或者改進一項技術以應對一個社會或者環境問題。

2.2 歷史取向

該取向強調聚焦于擴展學生對植根于歷史和社會文化的科學思想與科學家工作的理解，注重激發對科學事業的內在熱情。科學史被看作是STSE教育不可或缺的維度。該取向的STSE教育包括三種類型： （1）利用與科學家生活有關的事件，在植根于社會文化中展示科學家的生活與工作;（2）展示人類科學創造過程中的科學方法，以及人們的偏見在科學發展中的表現;（3）檢視歷史上的社會文化事件，反思其發展、結果及影響[15]。

2.3 邏輯推理取向

邏輯推理取向的STSE教育建立在這一原則基礎上： 任何社會性科學議題，無論多復雜，都可以通過考慮問題背后的科學和以實證主義的方式對其后果進行邏輯推理，從而得到有效的處理。該取向的STSE教育是為了體現對公民意識和公民責任的重視。它也已形成了若干種模式，包括5E學習環教學模式、爭議性科技議題五層面教學模式、議題中心教學模式[16]、結構性爭論模式和公共議題模式等[17]。

2.4 價值中心取向

大量研究表明，價值觀是人們考慮社會性科學議題的核心部分。首先，科學并非傳統上所認為的價值無涉的，而是價值負載的;其次，科學技術問題總是存在于特定的社會文化中，而特定的社會文化必然負載某種價值觀;最后，不同的個體由于所處的立場、看待STSE問題的角度不同必然導致價值觀的分裂。該取向的STSE教育核心在于通過考慮倫理與道德推理提升學生基于STSE教育理解與決策的能力。該取向的STSE教育包括兩種成熟的模式：“索爾特納菲爾德高級生物學計劃”和“社會性科學議題模式”。

2.5 社會文化取向

社會文化取向注重從多元文化的視角看待科學，認為科學并不是普世真理和更高級的知識形式，而僅僅是人類利用實證的方式探索自然、認識世界的一種方式。并且近代自然科學最初是作為一種地方性知識存在的，但在之后幾百年中逐漸擴展到全世界，成為在全球范圍內普遍認同的知識形態。該種取向的STSE教育包括兩種模式，一種可以稱之為“沉浸模式（infusion model）”。在該種模式中，西方科學知識繼續構成了所學內容的主體，但得到了本土知識系統、思想的補充。第二種可以稱之為“特定模式（Specific model）”，即為特定文化的群體設計專門的STSE課程[18]。

2.6 自然主義取向

自然主義取向的STSE教育主張通過走進自然、認識自然、理解自然、欣賞自然，探索自然并與之互動。教學模式包括野外調查、郊游、戶外課堂等。

2.7 社會生態正義取向

社會生態正義取向的STSE教育主張，核心問題并非僅僅是為了了解科學技術對社會和環境的影響，而是通過人類的行動來批判和解決這些問題。該種取向的STSE教育主張，科學教育的目的應該是促進某種公民身份和公民責任，其中轉變、能動和解放是關鍵特征。課堂活動旨在喚起學生的正義感，并激發他們批判性思考和解決STSE問題。該種取向的STSE教育有兩種教學模式，一種稱之為在地的（place-based）科學教育，主張科學教育與當地的現象、文化等建立聯系，關注當地環境、社會等問題的解決。另一種主張學生利用民主原則與科學技術有關的社會與環境問題建立聯系展開學習[19]。

3 STSE教育的維度

Solomon認為，STSE教育應當包括七個維度，即： 可持續發展、決策、倫理與道德推理、個人與政治維度、批判性的社會重建、行動、科學事業的本質等[20]。這七個維度內容廣泛，不僅包括了環境教育的內容、科技倫理、科學的社會維度、科學本質，而且包括了決策與行動，但是并未涉及爭議性議題、科學與技術的關系以及科技風險等。

德國學者F.M. Calado等于2015年開發了教科書中STSE內容的分析檢查表對該國生物教科書展開了研究[21]，該檢查表包括六個維度： 科學技術事件及其社會（文化）情境、科學與技術的相互影響、作為問題解決方式的科學技術、科學與技術的風險和影響、爭議問題、決策過程，每一個維度又可以分為若干子維度。STSE內容的這六個維度能夠為我們設計開發與分析STSE課程材料與教育活動提供很好的指南。

整合Solomon、 F.M. Calado等學者的研究，筆者認為，STSE教育應當包括以下八個方面的維度。

3.1 環境與可持續發展

STSE教育始于“環境與可持續發展”議題（但不限于此），最終落腳于“決策與行動”。環境與可持續發展的問題既是STSE教育提出的初衷，也是STSE教育的核心議題，因此筆者將這一問題放在STSE教育的第一個維度，這一維度包括四個方面的問題： 環境問題、資源問題、人與自然的關系問題以及可持續發展問題。之所以加入人與自然關系的問題，是因為環境問題，實質是人的問題，說到底是人與自然關系的問題，并且人與自然關系的問題更加根本[22]。

3.2 科學技術事件及其社會文化情境

STSE教育包含了科學、技術、社會與環境四個元素，其核心為或者說重視科學、技術與社會的關系問題，因此探討科學技術事件及其發生的社會文化情境，據此使學生初步認識科學技術與社會文化的聯系是STSE教育的應有之義。

3.3 科學本質

在Solomon的框架中包括了科學事業的本質，而在Florbela M. Calado的框架中則包括了科學與技術之間的關系問題。相關研究也表明，幫助學生認識科學本質觀是STSE教育的重要目標[23]。同時STSE教育的重要目標之一就是使學生認識科學與技術、社會的關系問題，因此筆者認為STSE教育應當包括科學本質觀教育，并且使學生認識科學與技術、社會（環境是社會的一部分）之間的復雜關系。

3.4 科學技術與社會應用

科學技術通過應用于社會，建立與社會的聯系，甚至部分科學技術研究的初衷即解決社會現實問題。但是科學技術的轉化過程中，需要考慮潛在價值、成本、收益、局限性以及不足等。

3.5 科學與技術的社會風險與影響

使學生認識到“科學技術的應用同樣會為人類帶來一定的風險”，這些風險可能關涉到當地、區域、全國甚至是全球層面，有可能對環境及人類生活造成負面影響。這也是STSE教育的重要目標之一。

3.6 科學議題的社會維度

科學議題不僅關涉知識與真理問題，而且科學技術的生產與應用同樣能夠帶來社會公平問題，即誰受益、誰受損。同時某些科學技術的發展正是某些政治或社會力量推動的結果。正如近年來流行的STEM教育正是跨國科技公司推動的結果[24]。

3.7 爭議與倫理道德推理

一些社會性科學議題（如克隆人、科技論文造假等）不僅僅是科學技術問題，而且關涉到倫理道德問題與相關利益問題，處于不同的立場、利益出發點或持有不同的有價值觀念得出的結論往往不一致甚至大相徑庭，因此一些STSE教育議題具有很大的爭議性，并且涉及不同層面的個體或部門的利益。

3.8 決策與行動

與傳統STS教育相比，STSE教育或者SSI課程最大的區別在于，當代STSE教育是關于行動（action）的科學教育，而在行動之前需要主體在推理、論證的基礎上進行合理決策。并且決策時需要平衡不同的利益共同體的利益，考慮成本和收益。同時需要賦予公民以行動的權利，而這些公民同樣是負責任的、愿意參與到社會決策中來的。在決策的過程中需要以法律法規、道德和他國合理做法作為依據。

由此可見，當今的STSE教育具有豐富的內涵，而理科課程標準和教科書中的STSE教育內容僅僅包括了STSE教育的某些維度和類型，這一方面需要課程設計者提升對STSE教育的認識，設計出更加豐富、有深度的STSE課程;另一方面也為理科課程開發提供了很好的機遇，結合本地資源開發特色鮮明、富有時代氣息和教育意義的STSE課程并展開教學就成為校本課程的新的生長點。

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