sts问题解决中的科学探究与技术设计

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1、STS问题解决中的科学探究与技术设计摘要：科学探究是科学教育的核心，技术设计是技术教育的核心，两者在STS的问题解决中有机整合在一起。科学探究活动与技术设计活动互相支持和促进，在发展学生科学探究以及技术设计能力的同时，学生掌握的科学方法可以用来有效地解决社会和日常生活中的问题；促进学生深刻地理解科学、技术以及社会的关系；培养学生对社会的关心，改变个人发展与社会背景相脱离的情况。关键词：科学探究；技术设计；STS教育一、科学教育与技术教育：从分离走向整合20世纪80年代以来，科学教育的发展方向发生了明显的转变。学校科学教育已不再

2、是以往的“纯”科学教育了，而是融技术教育和注重科技应用于一体的新的科技教育。[1]国际科技教育，通常有两种做法：一是科学教育和技术教育彼此分离，单独进行；二是彼此联系，开展STS教育。本文主要讨论后者。将发展学生的科学素养作为科学课程的目标得到了广泛的认可。例如，《美国国家科学教育标准》中规定的科学素养内容包含了“科学和技术”主题，我国《全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准（实验稿）》在内容标准中也设置了“科学、技术与社会的关系”主题，我国其他科学课程（如物理、化学、生物以及地理）标准中也都涉及了科学、技术与社会的内容。科

3、学与技术有着明显的区别和联系。区别之处在于：科学是发现、研究“是什么”“为什么”问题；而技术是发明、研究“做什么”“怎么做”问题。它们之间的联系在当今世界显得更为突出，科学和技术并称为“科技”，一体化的趋势日趋明显。科学的发展离不开技术的支持，技术的进步与创新也离不开科学的发展。（在古代，科学与技术的发展虽然有一定的相互关系，但更多的是彼此分离。例如，1760年至1860年的英国工业革命被认为是“科学家与工业过程的设计者几乎没有思想的交流”的时代。[1]同科学与技术的关系一样，当代的科学教育与技术教育也从分离逐步趋于一体化。这

4、实质上是一种文化上的整合，是科学文化、技术文化这两种亚文化在社会文化背景中的一种整合。这种整合是科学、技术以及科学教育与技术教育内部发展规律与社会外部需求共同作用的结果。当前国际科学教育的核心是“科学探究”，技术教育的核心是“技术设计”。两者的整合体现在STS的问题解决中。二、STS问题解决中的科学探究与技术设计从20世纪60年代末以来，科学教育逐步转变到关于个人以及社会发展等问题上来。赫德（Hurd，1958年）是在《科学素养：对美国学校的意义》一书中第一个讨论科学素养的思想的人之一。他认为科学素养意味着理解科学和社会的一致

5、性。为了完成科学素养的目标，科学教育应采取广泛的内容，科学教学除了智力方面外，教授伦理和社会价值观是重要的。事实上，对赫德来说，对普通教育目的的科学教学而言，科学的社会内容是唯一适合的内容。[2]詹姆斯·卡拉格（JamesGallagher）是正式建议科学教育应定向于STS主题的第一人，他于1971年在以题为“科学教学的广域基础”的文章中谈到60年代的课程仅注重了科学概念和过程，这是对科学认识的局限性所致。他认为学生应如同熟悉科学知识和过程一样熟悉科学的各种社会关系。1982年，美国国家科学教师协会（NSTA）董事会通过了一个

6、题为“科学—技术—社会：20世纪80年代的科学教育”的新宣言。20世纪80年代中叶科学教育（二）STS中的技术设计《美国国家技术教育标准》中规定，技术教育的基本内容包括：技术的本质、技术和社会、设计、应付技术世界所需的能力、设计世界等。[5](14)设计对于技术的重要性，就像探究对于科学、阅读对于语言艺术一样。[5](88)同科学探究具有要素一样，技术设计也具有要素，基本包括以下五个要素：提出问题、设计方案、实施解决方案、评价方案和交流。在技术设计的过程中，并不是每项任务的解决都包括所有的要素，同时，也没必要按固定的顺序进行实

7、施。技术设计的基本循环如图2所示。在STS中，并不涉及技术教育的全部内容。在《美国国家科学教育标准》内容标准的“科学与技术之标准”主要包括以下内容（见表1），并指出，在科学素养中所涵盖的技术教育的内容，不是全部的技术教育标准，而是强调与设计过程有关的能力，强调对科学事业以及它与技术的各种联系的理解。[4](106)我国《全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准（实验稿）》内容标准中的第五专题“科学、技术与社会的关系”包括：科学史、技术设计和当代重大课题等3个主题。并指出：技术设计是技术活动的核心环节。在科学课程中，并不设置独立

8、的技术设计章节，但在一些科学探究中会涉及教具、仪器的制作、解决实际问题方案的制订等，这实质上都涉及技术的问题。因此应将有关技术设计的教育有机地贯穿其中。［6］由此可知，在重视科学教育情景化的时代，引入技术教育的核心目的是把学生引入技术设计的世界，通过进行技术设计活动来学习科学