STSE教育： 内涵、类型与维度

郭桂周 肖白云 柳晓钰

摘要：从历时态的视角梳理STS教育、社会性科学议题课程与STSE教育的发展与演变的历程表明，当代STSE教育是在传统STS教育的基础上，融合了社会性科学议题课程的内容与思想，具有更丰富的内涵。STSE教育可以分为七种类型和八个维度。STSE教育内涵、类型与维度的明晰，为STSE课程设计及教学实践提供支持。

关键词：STSE教育; 社会性科学议题; 化学教学

文章编号：10056629（2021）11000706

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

在此次以核心素养为核心理念所启动的新一轮课程改革中，科学·技术·社会·环境（STSE）教育成为物理、化学等理科学科核心素养的重要内容。从课程标准可以看出，STSE教育的内容主要包括环境教育和可持续发展教育等[1]。这是国内学者对STSE教育的主流观点。但实际上，STSE教育内涵丰富，远远超越了环境教育的范畴。

我们知道，STS教育本身是一个涉及面非常广泛的教育理念或者教育形态。如果说STSE教育仅仅是在STS教育的基础上加入了环境教育（E）的话，那么STSE教育和STS教育本身就没有任何区别，因为传统的STS教育本身就包含能源与环境教育等主题。国内一些研究并未对STSE教育和STS教育做必要区分，甚至将二者混用[2]。正是由于STSE教育的内涵不清晰，外延不明确，从而为我们的教育教学实践带来了诸多困惑。正如有学者所指出的那样，“STSE教育领域所广泛存在的相异性话语，以及差异性的实践方式，已经导致大量不同的教学策略、教学模式和教学方法，从而使研究与实践者陷入迷惑之中”[3]。

本文试图在对国际科学教育领域相关文献梳理的基础上，从历史发展的角度认识从STS教育发展为当代STSE教育的过程，厘清STSE教育与STS教育、社会性科学议题（Socioscientific Issues， SSI）課程的区别和联系，澄清STSE教育的内涵，探讨STSE教育的类型与维度，为STSE课程设计与实践教学提供指导。

1 历时态视域下STSE教育的内涵

从STS教育到STSE教育的发展，大致可以分为三个阶段，分别为： STSE教育的产生与发展、社会性科学议题课程的出现、STSE教育的提出及与SSI课程的合流。

1.1 STS教育的产生与发展

最初从社会文化的角度审视科学技术问题的当属美国著名社会学家、科学社会学的奠基人罗伯特·默顿（Robert K. Merton），他的博士论文《17世纪英国的科学、技术与社会》于1938年发表，被认为是第一个使用S、 T、 S这三个词组的学者，之后STS研究成为社会科学研究的重要主题。二战后在全球范围内出现的环境问题、能源问题和人权问题等为STS进入科学教育领域奠定了社会基础。STS最早进入课程教学领域是在1967～1970年之间的英国大学，这一时期的STS教育主要聚焦于将科学与发达国家及发展中国家的经济问题建立联系，并且教授最新的科学哲学和科学社会学理论。之后STS教育陆续在荷兰、加拿大和美国等国家出现，并逐渐从高等教育下移到了基础教育。美国学者Norris Harm于1977年提交的“Project Synthesis”报告呼吁将科学教育从纯粹的学科基底中脱离出来，并与科学与技术的社会意涵结合，这对于推动STS课程在美国的开展起到了关键的作用。但是这一阶段，STS教育的内涵还不够清晰[4]。1988年，美国科学教师协会（NSTA）将STS定义为“在人类经验情境中的科学教学与学习”，其目标是“在科学教育中突出科学、技术和社会的相互联系，使学生理解科学技术在社会生产和生活发展中的应用，增强对科学本质的认识和社会责任感。在真实的技术和社会情境中形成科学知识和科学素养”[5]。

STS教育作为一种新的科学教育范型或者理念，对于培养学生科学素养，认识科学与技术、社会的关系具有重要的价值。但其自身也存在着一定不足。正如有研究所指出的那样，STS教育仅仅是将科学知识整合到对学生来说有意义的社会与技术情境中，所传授的还是现成的科学（ready-made science），与之相连的还是一种实证主义的科学观，仅仅点出（point out）相关议题的伦理维度或者争议[6]。也就是说，STS教学（包括稍后提出的STSE教育）在本质上还是静态的知识传授，只不过这种静态的知识从纯学科知识变成了综合性的知识。同时，STS教育还存在一些其他方面的问题，如缺乏连贯一致的框架;相关议题距离学生生活较远，不能激发学生的学习热情;对学生的道德和品格发展缺乏足够关注等[7]。在这种背景下，进一步补充完善或者升级STS教育就成为诸多研究者的学术自觉。由此产生了两条路径，其中一条为提出了社会性科学议题课程，另外一条则是将E（环境）加入到STS教育中来，形成了1.0版本的STSE教育（如图1、表1）。

1.2 社会性科学议题课程的出现

社会性科学议题是以科学作为基础，同时又对社会可能产生重大影响的问题，包括克隆技术的应用、转基因食品的潜在危险性和环境问题等[8]，社会性科学议题课程诞生于20世纪80年代的美英等国，其出现具有四个方面的背景： 一是随着20世纪70年代以来科技的迅猛发展以及科学社会学等研究的深入，科学技术涉及的伦理道德问题逐渐显现;二是STS教育的不足逐渐暴露;三是论证教学、建构主义教育思想的流行以及非形式逻辑运动的开展为社会性科学议题的提出与教学奠定了基础[9];四是公众公民意识的逐渐觉醒，公民有能力、有意愿参与到科技决策中来。到20世纪90年代中叶，社会性科学议题课程已经在欧美诸多大学和中学课程中得到了广泛的推广。

社会性科学议题课程被认为是更加完善的教学策略（more developed pedagogical strategy）。相较于STS教育，社会性科学议题课程具有以下几个方面的优点：

（1） 更具现实性、情境性、开放性、争议性、复杂性和不确定性;

（2） 主题与学生生活更具相关性;

（3） 教学方法更加明确、多样化，更加具有可参与性;

（4） 具有更丰富、更强的教育价值，最重要的是包括决策与行动;

（5） 关涉个体的价值判断与道德推理;

（6） 形成了一些更完善、操作性更强的教学模式;

因此，社会性科学议题课程可以看作是STS教育的2.0版本，即进化升级版的STS教育。

1.3 STSE教育的提出及与SSI课程的合流

一般认为美国1995年颁布的《国家科学教育标准》首先提出了STSE教育观念，而之后的1997年，加拿大率先在国家科学教育纲要——《科学学习目标共同纲要（The Common Framework of Science Learning Outcomes）》中指出，要使学生“理解科学、技术、社会以及将影响他们个人的生活、职业和未来的环境之间的相互作用”，从而明确提出一种新的科学教育范式“科学·技术·社会·环境”[10]，即把E（环境）加入到STS教育中来，形成STSE教育的范型，可以说STSE教育提出的初衷确实是为了促进环境教育。这一时期的STSE教育可以称之为STS教育的1.1版。STSE教育主张“综合地看待科学、技术、社会与环境发展相互影响的问题，正确认识科学与技术的区别和联系，认识科学技术的社会化问题，合理协调科学、技术与社会、环境之间的关系，使科学、技术与社会、环境四者协调发展”[11]。但是，由于STS教育本身即包含环境教育的主题，因此“许多教师并没有看到二者（指STSE教育和STS教育）之间的细微区别”[12]。

随着研究与实践的深入，学界逐渐将社会性科学议题课程纳入到STSE教育中来，形成了STSE教育的2.0版本，其内涵更加丰富，形式更加多样，這一时期的STSE教育可以看作是STS教育3.0版。

这样我们就从历时态的角度大致勾勒出了STS教育、SSI课程与STSE教育三者之间的区别与联系，从而对STSE教育有了更加清晰的认识。那么，当代的STSE教育包括哪些内容呢？

2 STSE教育的类型

对STSE教育的类型探讨有助于我们更加深入的认识STSE教育的外延，从而为STSE教育内容的设计和教学活动的展开提供指导，即能够使我们明确可以设计哪些类型的STSE课程。

综合Erminia Pedretti[13]、 Astrid Steele[14]等的研究，笔者将STSE教育分为以下七种类型，即： 应用/设计取向、历史取向、逻辑推理取向、价值中心取向、社会文化取向、自然主义取向和社会生态正义取向（如表2）。

2.1 应用/设计取向

该取向突出科学与技术的联系，聚焦学生通过设计新的技术或者改进现有技术解决功用性问题。它明确强调学生学科知识与技术探究能力的发展。该取向的STSE教育适合应用技术设计项目（technologicaldesign projects）展开科学教学。它包括三种类型： （1）设计一项人工制品以证明掌握了某项科学原理;（2）设计一项人工制品以完成一项特定任务;（3）设计或者改进一项技术以应对一个社会或者环境问题。

2.2 历史取向

该取向强调聚焦于扩展学生对植根于历史和社会文化的科学思想与科学家工作的理解，注重激发对科学事业的内在热情。科学史被看作是STSE教育不可或缺的维度。该取向的STSE教育包括三种类型： （1）利用与科学家生活有关的事件，在植根于社会文化中展示科学家的生活与工作;（2）展示人类科学创造过程中的科学方法，以及人们的偏见在科学发展中的表现;（3）检视历史上的社会文化事件，反思其发展、结果及影响[15]。

2.3 逻辑推理取向

逻辑推理取向的STSE教育建立在这一原则基础上： 任何社会性科学议题，无论多复杂，都可以通过考虑问题背后的科学和以实证主义的方式对其后果进行逻辑推理，从而得到有效的处理。该取向的STSE教育是为了体现对公民意识和公民责任的重视。它也已形成了若干种模式，包括5E学习环教学模式、争议性科技议题五层面教学模式、议题中心教学模式[16]、结构性争论模式和公共议题模式等[17]。

2.4 价值中心取向

大量研究表明，价值观是人们考虑社会性科学议题的核心部分。首先，科学并非传统上所认为的价值无涉的，而是价值负载的;其次，科学技术问题总是存在于特定的社会文化中，而特定的社会文化必然负载某种价值观;最后，不同的个体由于所处的立场、看待STSE问题的角度不同必然导致价值观的分裂。该取向的STSE教育核心在于通过考虑伦理与道德推理提升学生基于STSE教育理解与决策的能力。该取向的STSE教育包括两种成熟的模式：“索尔特纳菲尔德高级生物学计划”和“社会性科学议题模式”。

2.5 社会文化取向

社会文化取向注重从多元文化的视角看待科学，认为科学并不是普世真理和更高级的知识形式，而仅仅是人类利用实证的方式探索自然、认识世界的一种方式。并且近代自然科学最初是作为一种地方性知识存在的，但在之后几百年中逐渐扩展到全世界，成为在全球范围内普遍认同的知识形态。该种取向的STSE教育包括两种模式，一种可以称之为“沉浸模式（infusion model）”。在该种模式中，西方科学知识继续构成了所学内容的主体，但得到了本土知识系统、思想的补充。第二种可以称之为“特定模式（Specific model）”，即为特定文化的群体设计专门的STSE课程[18]。

2.6 自然主义取向

自然主义取向的STSE教育主张通过走进自然、认识自然、理解自然、欣赏自然，探索自然并与之互动。教学模式包括野外调查、郊游、户外课堂等。

2.7 社会生态正义取向

社会生态正义取向的STSE教育主张，核心问题并非仅仅是为了了解科学技术对社会和环境的影响，而是通过人类的行动来批判和解决这些问题。该种取向的STSE教育主张，科学教育的目的应该是促进某种公民身份和公民责任，其中转变、能动和解放是关键特征。课堂活动旨在唤起学生的正义感，并激发他们批判性思考和解决STSE问题。该种取向的STSE教育有两种教学模式，一种称之为在地的（place-based）科学教育，主张科学教育与当地的现象、文化等建立联系，关注当地环境、社会等问题的解决。另一种主张学生利用民主原则与科学技术有关的社会与环境问题建立联系展开学习[19]。

3 STSE教育的维度

Solomon认为，STSE教育应当包括七个维度，即： 可持续发展、决策、伦理与道德推理、个人与政治维度、批判性的社会重建、行动、科学事业的本质等[20]。这七个维度内容广泛，不仅包括了环境教育的内容、科技伦理、科学的社会维度、科学本质，而且包括了决策与行动，但是并未涉及争议性议题、科学与技术的关系以及科技风险等。

德国学者F.M. Calado等于2015年开发了教科书中STSE内容的分析检查表对该国生物教科书展开了研究[21]，该检查表包括六个维度： 科学技术事件及其社会（文化）情境、科学与技术的相互影响、作为问题解决方式的科学技术、科学与技术的风险和影响、争议问题、决策过程，每一个维度又可以分为若干子维度。STSE内容的这六个维度能够为我们设计开发与分析STSE课程材料与教育活动提供很好的指南。

整合Solomon、 F.M. Calado等学者的研究，笔者认为，STSE教育应当包括以下八个方面的维度。

3.1 环境与可持续发展

STSE教育始于“环境与可持续发展”议题（但不限于此），最终落脚于“决策与行动”。环境与可持续发展的问题既是STSE教育提出的初衷，也是STSE教育的核心议题，因此笔者将这一问题放在STSE教育的第一个维度，这一维度包括四个方面的问题： 环境问题、资源问题、人与自然的关系问题以及可持续发展问题。之所以加入人与自然关系的问题，是因为环境问题，实质是人的问题，说到底是人与自然关系的问题，并且人与自然关系的问题更加根本[22]。

3.2 科学技术事件及其社会文化情境

STSE教育包含了科学、技术、社会与环境四个元素，其核心为或者说重视科学、技术与社会的关系问题，因此探讨科学技术事件及其发生的社会文化情境，据此使学生初步认识科学技术与社会文化的联系是STSE教育的应有之义。

3.3 科学本质

在Solomon的框架中包括了科学事业的本质，而在Florbela M. Calado的框架中则包括了科学与技术之间的关系问题。相关研究也表明，帮助学生认识科学本质观是STSE教育的重要目标[23]。同时STSE教育的重要目标之一就是使学生认识科学与技术、社会的关系问题，因此笔者认为STSE教育应当包括科学本质观教育，并且使学生认识科学与技术、社会（环境是社会的一部分）之间的复杂关系。

3.4 科学技术与社会应用

科学技术通过应用于社会，建立与社会的联系，甚至部分科学技术研究的初衷即解决社会现实问题。但是科学技术的转化过程中，需要考虑潜在价值、成本、收益、局限性以及不足等。

3.5 科学与技术的社会风险与影响

使学生认识到“科学技术的应用同样会为人类带来一定的风险”，这些风险可能关涉到当地、区域、全国甚至是全球层面，有可能对环境及人类生活造成负面影响。这也是STSE教育的重要目标之一。

3.6 科学议题的社会维度

科学议题不仅关涉知识与真理问题，而且科学技术的生产与应用同样能够带来社会公平问题，即谁受益、谁受损。同时某些科学技术的发展正是某些政治或社会力量推动的结果。正如近年来流行的STEM教育正是跨国科技公司推动的结果[24]。

3.7 争议与伦理道德推理

一些社会性科学议题（如克隆人、科技论文造假等）不仅仅是科学技术问题，而且關涉到伦理道德问题与相关利益问题，处于不同的立场、利益出发点或持有不同的有价值观念得出的结论往往不一致甚至大相径庭，因此一些STSE教育议题具有很大的争议性，并且涉及不同层面的个体或部门的利益。

3.8 决策与行动

与传统STS教育相比，STSE教育或者SSI课程最大的区别在于，当代STSE教育是关于行动（action）的科学教育，而在行动之前需要主体在推理、论证的基础上进行合理决策。并且决策时需要平衡不同的利益共同体的利益，考虑成本和收益。同时需要赋予公民以行动的权利，而这些公民同样是负责任的、愿意参与到社会决策中来的。在决策的过程中需要以法律法规、道德和他国合理做法作为依据。

由此可见，当今的STSE教育具有丰富的内涵，而理科课程标准和教科书中的STSE教育内容仅仅包括了STSE教育的某些维度和类型，这一方面需要课程设计者提升对STSE教育的认识，设计出更加丰富、有深度的STSE课程;另一方面也为理科课程开发提供了很好的机遇，结合本地资源开发特色鲜明、富有时代气息和教育意义的STSE课程并展开教学就成为校本课程的新的生长点。

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