谭永平:社会性科学议题促进跨学科学习

谭永平:社会性科学议题促进跨学科学习
2024年05月09日 18:31 人民教育出版社微博

2022年,教育部颁布了新版义务教育课程方案和各学科课程标准,强调义务教育课程要聚焦核心素养,面向未来,加强正确价值观引导,重视必备品格和关键能力培育;加强课程综合,注重关联,密切课程内容与学生经验、社会生活的联系,强化学科内知识整合,统筹设计综合课程和跨学科主题学习。基于此,在义务教育阶段各学科教学中,借鉴社会性科学议题学习(socio-scientific issues learning,SSI-L)很有意义。特别是在物理、化学、生物学以及科学新课程的实施中,融入社会性科学议题学习,开展跨学科主题教学,强化课程协同育人功能,既有可行性,也有必要性

一、社会性科学议题学习的特点

SSI-L被认为是发展学生终身受用的功能性科学素养,破解知识、能力、情感态度价值观割裂静止困境的重要途径。它有助于彰显伦理道德教育,培养科学思维与实践能力,促进跨学科融合学习,提升学生核心素养。SSI-L的相关研究受到学界广泛关注。北京师范大学组织的有关SSI-L的研究项目自2020年启动,已经取得了一批实践成果。截至2024年1月,在中国知网以“社会性科学议题”为篇名,可检索到约180篇相关文献。可见,SSI-L已在育人实践中展现出巨大的生命力。

社会性科学议题的设置要从科学、经济、政治、文化等方面发散思考,确定议题支架及其立意(见图1)。

图1揭示了SSI-L的基本特点。一方面,社会性科学议题以科学性和社会性为基本属性,因而也就具有明显的跨学科特点。社会性科学议题首先是科学议题,其具有科学性毋庸置疑。它同时是社会性议题,要融入社会背景中,放到与道德、经济、文化、政治的关系中去设计和实施。仅就其科学性来说,它也是跨多个自然科学学科的议题,需要用到多学科的知识共同解决问题。我们在社会生活中面临的问题并不像教材中的科学问题那样有明确的学科界限,许多问题的解决都需要整合多个学科的知识。显然,社会性科学议题必然呼唤跨学科的主题学习。

另一方面,SSI-L具有实践性。SSI-L的开展及其问题的解决,仅依靠对资料的分析讨论是不可能实现的。教师应围绕话题设置情境,引导学生依托基本的科学概念,运用科学知识与方法和思维工具,综合考虑政治、经济、道德等多个方面,结合相关领域的基本原则和共识,开展实践探索。SSI-L强调学生在做中学、做中用、做中融,即做中学知识、做中用知识、做中融合多个学科,以获得综合素养的提升。因此,SSI-L必然是一个实践性过程。

总之,SSI-L关注科学、道德、经济、文化、政治之间的关系,具有科学性、社会性、跨学科性、实践性等特点。

二、有机融入社会性科学议题学习理念和经验,促进跨学科实践活动落地

在新版义务教育课程标准中,多个学科都设置了跨学科实践内容,一般都要求用10%的课时予以落实。在物理、化学、生物学课程标准中,跨学科实践活动是重要主题之一,科学课程标准中也有相关的内容。在义务教育新课程的实施过程中,跨学科实践活动的落实必将成为一个重点,也可能成为一个难点

在物理课程标准中,跨学科实践是第五个主题,包括三个二级主题——物理学与日常生活、物理学与工程实践、物理学与社会发展。该主题强调跨学科性和实践性,与日常生活、工程实践及社会热点问题密切相关。此外,该主题还关注社会性,指向发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力,力图培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神

在化学课程标准中,“化学与社会·跨学科实践”是第五个主题。顾名思义,该主题与社会生活密切关联,包括可持续发展、资源、能源、材料、环境、健康、技术、工程以及应对未来不确定性挑战等内容。显然,这些主题关注社会热点,具有很强的社会属性,涉及跨学科问题的解决思路与方法。特别是其中应对未来不确定性挑战的内容,与社会性科学议题的五角星模型高度重合

在生物学课程标准中,“生物学与社会·跨学科实践”是第七个主题,同样具有较强的社会性。该主题包括模型制作、栽培饲养、发酵食品制作三大类内容,强调解决现实问题或生产特定产品。一般来说,其中大多数都要求形成物化成果。由此可见,该主题不仅关注社会生活,更强调实践性和跨学科性

科学课程标准中虽然未设置跨学科实践的一级主题,但科学课程本身已经融合了物理、化学、生物学以及地球与宇宙科学。同时,科学课程标准的第12个主题“技术、工程与社会”提出,“本学科核心概念的学习内容,包括技术与工程的性质和特点,技术与工程对人们生活、生产和社会的影响,科学、技术、工程的相互影响;还包括体现上述内容且与所学科学内容有关的创意实践活动”;第13个主题“工程与物化”则提出了解决工程问题、创造物化成果的要求。这两个主题的学习内容中蕴含着很强的跨学科的、实践的、社会的属性。所以说,科学课程标准中也是有跨学科实践的相关内容的。

上述各学科课程标准中跨学科实践活动的共同特点是都具有科学性、社会性、跨学科性和实践性。实际上,跨学科实践活动是培养学生在真实情境中解决复杂问题,形成创新精神、提升实践能力的关键,其最终指向是人的发展,即通过实践活动促进学生核心素养的发展,同时培养他们的创新精神和实践能力。

因此,SSI-L和跨学科实践活动的基本属性是高度重合的,将其与物理、化学、生物学、科学等课程的跨学科实践活动深度融合具有较强的可行性。跨学科实践是新课程实施的重点,更是难点,在实施初期迫切需要可资借鉴移植的经验。在跨学科实践活动的设计和实施过程中,可以结合 SSI-L的理念,移植、借鉴相关研究成果。这对于一线师生克服困难,充分发挥跨学科实践活动的育人价值,有效培养学生的创新精神和实践能力,具有很好的启发意义。

值得注意的是,义务教育新课程中的跨学科实践活动,是以一个学科为基础开展的跨学科实践,而SSI-L是自主性更强的跨学科学习,其活动范围比跨学科实践更广。在义务教育科学课程中融合SSI-L,是借鉴其思路和方法,而非用其来“收编”跨学科实践。

三、有机融入社会性科学议题学习,促进跨学科大概念的学习

学生核心素养的培育和全面发展的实现都需要更具整合性、实践性、跨学科性的教学样态,跨学科大概念为实现这种教学样态提供了新的方略和途径。社会性科学议题是大概念形成的重要载体。

科学课程标准列出了13个学科核心概念,涵盖物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程等多个领域。在学习这13个学科核心概念后,学生需要建立一些跨学科的、共通的概念或者说跨学科大概念,如物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化。虽然提出这些跨学科大概念的是综合性的科学课程标准,但是在物理、化学、生物学、地理等分科科学教学中,也应将引导学生理解和建构这些跨学科大概念作为重要目标。实际上,在这几个学科核心素养的表述中,科学观念部分就包括对这些跨学科大概念的理解。当然,由于分科课程是按照学科内在逻辑构建概念体系的,对于引导学生理解跨学科大概念往往重视不足。如果在物理、化学、生物学等学科教学中有机融入SSI-L,充分利用其跨学科特性,教师在引导学生理解跨学科大概念方面就有了抓手。在具体操作上,可以从各学科内容中与其他学科有所交叉的点切入,并发挥SSI-L的黏合剂作用。

例如,结合环境的相关内容设计“水体富营养化”议题,引导学生综合运用生物学、地理等学科知识,分析水体富营养化的成因,探讨如何利用水生植物、水生动物、微生物来防控水体富营养化并建立防控模型。这样,学生便可由此理解结构与功能、系统与模型、稳定与变化等跨学科大概念。

又如,光合作用原理及其在农业生产上的应用,涉及生物学、化学、地理等学科知识以及社会生产实践。光合作用原理本身虽然是生物学课程内容,但对其的理解还涉及物理中光的性质、化学中的物质变化,提高光合作用效率促进农业生产关系到社会生活中的粮食蔬菜生产,甚至还与地理课程有关。所以,基于光合作用设置社会性科学议题,有助于学生在学习光合作用知识的同时建立物质与能量等跨学科大概念。

再如,结合生态系统内容的学习,可以利用制作生态瓶并观察其稳定性的活动,帮助学生理解生态系统的组成、结构和稳定性,理解生态系统各组成部分之间有密切关联,是一个有机整体。在这一活动中,学生也可以通过生态瓶中的食物链直观认识其中的物质、能量传递关系。这同样有助于他们建立稳定与变化这一跨学科大概念。

还有,结合物理学科“能量的转化与守恒”的学习,可引导学生回顾在生物学课上学过的光合作用和呼吸作用:在光合作用过程中,光能转化为化学能,同时,植物将二氧化碳和水合成有机物;在呼吸作用过程中,有机物氧化分解,释放的能量供细胞利用。由此,学生可以理解物质和能量的变化在自然界中普遍存在,并深刻理解物质的转化伴随着能量的传递,领悟能量传递的规律。

在科学课程中,跨学科实践、跨学科大概念的教学,都可以作为SSI-L开展的切入点,以此帮助学生打通科学领域各学科之间的联系,消除科学与人文之间的隔阂,更好地发挥学科课程和社会性科学议题的综合育人功能。这样,便能在分科课程的学习过程中,从具体的知识内容切入,着眼于引导学生理解跨学科大概念并建立自然观,进而帮助他们形成对自然界的整体认识,使课程教学实现小处着手、大处着眼。

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