科学课程与教学论-10

第10章“STS”的教学实施研究学习目标1．了解科学、技术与社会的含义和本质特征；2．理解科学、技术与社会内容领域的构成与目标；3．理解科学、技术与社会内容教学的实施途径和策略。核心概念科学、技术与社会（STS）；教学目标；实施策略；第一节“STS的关系”领域的目标和构成一、“STS的关系”的含义与理念1．“科学、技术与社会”的含义与教育特征STS，即英文Science（科学）、Technology（技术）和Society（社会）三个单词的缩写。以STS为宗旨的科学教育常称为“STS教育”。新设置的《科学（7-9年级）课程标准》还直接把“科学、技术与社会的关系”作为了与其他学科领域并列的一个重要内容领域。教育领域中的STS的最初含义就是扩展科学教育的视野，促进科学领域与技术领域的联系，进而与社会的联系，使科学教育根植于社会背景之中，成为认识科学、技术和社会相互关系的综合性教育，以体现科学教育的社会价值与实践意义。从20世纪80年代初开始，培养学习者科学素养为宗旨的STS课程计划和教材英国科学教育学会（ASE）《社会中的科学》（SIS，1981）《社会脉络中的科学》（SISCON，1983）《社会中的科学与技术》（SATIS，1984）；美国的《社会中的化学》（Chem.Com，1985），日本的《综合科学》（1992），澳大利亚的《化学初步：土、空气、火和水》等等。2．STS教育的价值第一，STS教育强调科学、技术、社会之间的相互联系，突出科学与技术的社会环境。其目的是把科学和技术当作社会的组成部分，而不是独立的现象。第二，STS教育能提升学生对于STS议题的感知，认识科学技术在社会发展中的进步意义和文化价值。第三，STS教育包含着对伦理及科学技术价值内涵的理解，有利于建立正确的科学伦理、科学价值观和可持续发展思想。第四，STS教育可培养学生作决策的能力及技巧，特别是培养对解决问题过程的理解和技能，促进综合运用知识解决实际问题能力的发展。第五，STS教育能增强学生对科学技术在社会中应用的了解；不仅仅传授具有历史意义的知识，更应强调知识的应用。第六，STS教育能促进学生参与社区活动，并与地方实际情况相结合3.STS教育理念（1）以科学、技术、社会的综合教育为宗旨，高度重视培养学习者的科学基本素养，并把帮助学生了解科学、技术和社会之间的联系关系、理解科学技术的本质、认识科学的功能、价值、学习应用科学、技术的观念、方法和认识标准去解决、评价社会中的科学问题作用作为施教的基本内容。（2）突出科学课程学习的综合性，采取综合和跨学科的方式来组织科学学习内容，不仅包含科学的概念性知识、理论原理，而且也包含与社会、与生活实际密切相关的知识，以及科学的思想方法、认识观念、判断准则，以帮助学生深刻理解科学的性质、特征及彼此间的联系关系。（3）注重科学的社会价值的教育，让学生认识科学技术的实际意义和价值评价标准，学会它们的实际应用。因而STS教育高度重视课程和教学的整合性，重视与学生未来职业的相关性。案例美国的科学教师协会（NSTA）就曾提出以STS为中心的科学教育应体现出4个方向性的目标：①符合个人需要；②学习科学技术解决社会问题；③生涯规划；④为未来的学习和职业做准备。二、“STS的关系”领域的总体目标（1）初步认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系，初步认识社会需求是科学技术发展的强大动力；（2）了解科学技术在当代社会经济发展中已成为一种决定性因素，科学技术是第一生产力；（3）了解技术会对自然、人类生活和社会产生负面影响，初步懂得实施可持续发展战略的意义；（4）了解科学技术不仅推动物质文明的进步，也促进精神文明的建设与发展，科学技术是一项重要的社会事业，每一个公民都应该关心并有权利参与这项事业。问题讨论阅读《科学（7-9年级）课程标准》，谈谈为什么要把“科学、技术与社会的关系”作为一个专门的内容领域？你怎样认识“科学、技术与社会的关系”领域的总体目标？谈谈你对教学实施特征的认识。第二节“STS的关系”领域的构成与特征一、“科学、技术与社会的关系”领域的构成7-9年级科学教科书“科学、技术与社会关系”内容领域构成主题主要内容目标要求科学、技术与社会的互动1．科学与技术；2．科学与社会；3．技术与社会之间的关联。1．初步了解科学与技术的区别。2．知道科学能促进技术的发展。3．知道技术可以为科学的发展提供有力的支撑。4．知道科学是全社会的事业，它的发展需要社会多方面的支持。5．知道科学进步是推动人类文明发展的根本动力之一。6．知道技术的应用会对人类社会产生正面与负面的影响。7．能举例说明社会的需要会推动技术的发展。科学史1.提供重要的科学事实、概念、原理、方法以及技术发明的历史背景、现实来源和应用培养他们的探索精神和科学态度，促进和改善学生对相应的科学思想方法的理解。技术设计1．知道技术设计在技术活动中的重要性。2．知道技术设计活动过程的主要环节。3．能初步按技术设计过程来制作简单的作品或提出设计方案。培养学生的技术设计能力。当代重大课题1．环境与资源2．现代农业与基因工程3．通信与交通4．材料5．空间技术学生将形成关注环境、资源等社会重大问题的意识，增强社会责任感，知道应当用科学的原理和方法解释自然现象和解决生活中遇到的实际问题，逐步养成科学的生活态度与习惯。二、“STS的关系”领域的基本特征1．以认识和理解科学、技术与社会的互动关系为出发点在这一内容领域中认识和理解科学、技术与社会的互动关系是课程的重要出发点。比如，在“科学、技术与社会的互动”主题中就提出了“通过科学课程的学习，学生应该初步了解科学、技术与社会的关系”的具体目标，着重是让学生了解什么是科学与技术？科学与社会有什么样的关系？以及技术与社会之间是如何关联的。可见，理解科学技术的含义和性质是实施教学的基本任务2．强调科学史教育的地位和作用，把科学史渗透在学科内容的教学之中这是科学课程标准的特色之一。为此，新课标提出了一系列实施的指导性建议，要求在科学课程和教学过程之中提供重要的科学事实、概念、原理、方法以及技术发明的历史背景、现实来源和应用，运用这些内容来启发学生的思维，加深学生对所学科学知识的理解，形成正确的科学观点，并促进学生对科学、技术与社会相互关系的理解，进而使学生感受科学在人类文化与社会进步过程中的地位和影响，认识到科学是一种生动的、基本的人类文化活动，引导他们重视科学在当代社会发展中的作用，引起对科学各领域之间的内在联系的关注。科学史怎样进入科学课程之中？科学课程标准提出了5种基本的方式（1）作为引入新知识的背景材料。例如，问题的提出、解决与发展，概念的提出与发展，重大科学事实的发现，重要科学规律原理方法的建立、应用与发展，理论体系的建立，新的分支学科的诞生；（2）作为例题与习题；即可在学生练习中设置有科学史情境的作业题。（3）作为相关的阅读材料。例如，对与教学内容相关的历史人物及著作的简单介绍，形成诸如“科学家”或“科学人物介绍”学习栏目；（4）作为扩展性阅读材料，即可以在科学教材中设置专题性的科学史阅读资料，介绍科学发展史上的重大突破、重大进展等。（5）作为科学技术活动素材，如基于科学史的科技探索活动等。问题讨论你对《科学课程标准》中有关“科学、技术与社会的关系”内容领域的构成有什么样的看法？（1）有哪些特征？你怎样认识这些特征？（2）作为科学教师要教好这些内容，应当具备哪些专业基础？第三节“科学、技术与社会”的教学实施与策略一、“科学、技术与社会的关系”教学实施的理念1．转换科学教育的思想观念、丰富科学课程的教学内容2．重视“科学、技术和社会的关系”学习问题的选择和利用3．加强科学方法和理解科学过程的教育4．把学习和探究融入科技实践活动之中，通过实践进行学习5．重视营造学习和了解科学技术在社会中应用的环境和氛围二、“科学、技术与社会的关系”教学实施策略1．问题解决教学及其实施策略（1）提出问题和形成可探究的问题（2）设计获取证据的途径（3）分析证据，推导结论（4）评价证据，解释结果（5）进行总结和交流案例研究：噪声污染及其控制这是朱清时主编的《科学》（第2册）（浙江教育出版社）教材中设计的一个研究性学习课题。其中提出了4个调查研究问题：（1）调查本地区哪些部门噪声污染较严重？（2）调查噪声对人和生物会产生哪些危害？（3）调查或查阅有关控制噪声污染的方法。（4）写成调查报告并相互交流。这些调查研究问题的设计体现出了什么样的特点和培养目的呢？请你作出分析、说明。2．案例教学及其实施策略在提出探讨问题的基础上展示案例阅读并引导学生了解和分析案例组织学生讨论并探究解决案例中涉及的各种问题引导学生进行交流、发表见解和讨论问题解决的结果撰写“案例研究报告”对案例解答的结论和过程进行小结评价案例研究：案例教学策略的运用在袁运开主编的《科学》（华东师范大学出版社）教材中设计有这样一个研究性学习问题，要求学生根据铁矿区示意图回答：（1）有一个公司想在A处建造一座钢铁厂，你能说出这样选址的好处和坏处吗？（2）你能在B、C两处中选择比较合适建钢铁厂的一处，并说出选择的理由吗？铁矿区示意图如下：根据这个案例及相关说明，请你进行教学实施策略的探讨：（1）怎样在教学过程中呈现这个案例？方式和途径是什么？（2）怎样指导学生分析和解答这个案例中提出的问题？（3）怎样从“科学、技术与社会的关系”的角度引导学生认识问题的实质？（4）怎样在教学小结中总结知识、方法和观念运用的特点？3．讨论或辩论的教学实施策略提出有讨论或辩论价值的主题。辩论中，要注意根据辩论的目的和要求组织辩、驳双方，围绕辩论主题查阅资料、进行辩驳论题的准备。教师则要成为一个组织者，适时地提出一些指导性建议或者穿插一些评语，以帮助学生把握辩论的节奏和不脱离辩论的主题。辩论结束后，教师更要对整个辩论活动，尤其是内容、结论、思想观点、认识方法等进行全面地总结评价，指导学生懂得什么是论点？什么是论据？什么是论证？怎样进行讨论的归纳总结、形成讨论的结论。案例研究：关于“海陆的变迁”的辩论1．抛砖引玉，提出假说课前，教师准备了两块掰开的不规则、颜色各异的泡沫塑料板，这两块板的边缘可以完全吻合，以此为切入点，引出新课内容。组织学生剪下地图上的南美洲或北美洲后进行拼接。结果学生很容易猜出南美洲和非洲原来可能是一块大陆，教师就顺势导出大陆漂移假说，并利用多媒体课件演示大陆漂移的动画。2．针对假说，展开小组讨论讨论前对学生进行分组并分工。有的学生主持，有的学生记录。学生讨论时，教师深入学生中参与讨论，了解学生讨论进展情况。3．探寻真理，展开辩论教师巧妙地制造学生之间的“冲突”。组织学生中魏格纳假说的支持者和反对者辩论，从而激发学生的积极性，将辩论推向高潮。正方：我们组支持魏格纳的假说，因为南美洲和非洲轮廓可以拼合在一起。反方：南美洲和非洲轮廓完全可拼吗？正方：当然不是完全可拼。反方：既然如此，这一证据不足以说明问题。正方：请问这位同学，今天早晨，我带了一块月饼，掰开后放在衣兜里，可是现在它们不能完全对在一起了，这是为什么？反方：当然是因为边缘磨损了，所以不可能完全拼在一起。正方：好，2～3亿年前分离的两块大陆．现在还能完全拼在一起吗？反对者无言以对。教师：看来第一回合，“魏格纳”占了上风。正方：我们组也支持魏格纳，证据是化石的种类相同。（又一组同学发表了自己的见解。）教师追问：完全相同吗？……正方：只是一些化石的种类相同。（另一同学补充。）“噢…”教师故意拖长声。反方：只是一些化石的种类相同，证据不充分。（立刻有同学领悟到教师的用意，起身回答。）正方：既然已经历了2～3亿年，谁又能把所有的化石全找出来呢。虽然只是一些化石的种类相同，但也能说明一定的问题。况且事隔这么多年．居然还有一些岩层是连续的，我是坚信大陆漂移假说是对的。（一位带眼镜的同学慢条斯理地说。）人们还发现两个洲一些生物有亲缘关系。（另一个同学补充。）反方：有亲缘关系并不能说明两大洲原来一定是连在一起的，例如很久以前可能有