社会性科学议题在物理教学中的运用，本文主要内容关键词为：议题论文,物理论文,社会论文,性科学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、社会性科学议题
社会性科学议题（Socio-Scientific Issues，SSI）是和科学相关的并具有争议性的社会问题，通常是一种结构不良的问题，无法单纯依靠科学或技术解决。社会性科学议题涉及自然科学以外的社会因素，诸如经济、伦理道德，政治、文化传统等。根据议题影响的范围，和物理学科联系比较密切或以物理学科为主的社会性科学议题可划分为四种类型：面向全球的问题，如温室效应与核武器的研发；面向地区的问题，如核电站的建造；面向个人生活的问题，如激光矫正近视、手机辐射；综合问题，如世界末日传言。对于中学生而言，与他们日常生活直接相关的议题更容易引起他们的探究兴趣。
二、社会性科学议题在物理教学中的运用
社会性科学议题具有多方面的教育价值，帮助学生理解科学本质和科学知识、认识科学的社会功能、激发学习兴趣、促进非形式推理能力的提高、培养参与社会决策的意识与能力和伦理道德的发展等。
（一）理解物理概念
社会性科学议题给学生学习物理概念提供了丰富的背景，使学习与探讨生活问题联系在一起，在探讨生活、社会问题过程中引出，运用科学概念。从概念转变理论角度看，来自真实生活中的概念、能解释现实问题的概念才是可理解的、合理的、有效的，情境认知理论认为：知识是活动、情境和文化的一部分，知识正是在活动中不断被运用而发展的。或者说，知识在一定程度上是与其相关的活动、背景和文化的产物。因此，知识的教学与学习只能在一定背景中进行。[1]
初中物理中地磁场的教学通常采用去情境化的教学策略，缺乏生动的生活情景。如提出“指南针为什么会指向南北方向？”之类的问题，试图让学生推导出地球是一个磁体的结论。对教师而言这是个十分容易理解的推理过程，但是对学生就并不容易，他们往往把指南针指向南北看成是指南针本身的一种“本领”，没有从磁场相互作用的角度认识这一现象。因此学生对地磁场的认识相当贫乏，往往只记住地球是一个磁体的结论。实际上，对于地球上的人类与其他生物来说，地磁场要比其他磁体重要得多。例如，地磁场具有屏蔽宇宙空间的带电粒子；让运动着的导体带电（比如产生雷电现象）；影响磁体的指示方向（指南针）；为一些生物指示方向，等等，为了使地磁场知识与生活密切联系起来，笔者尝试利用社会性科学议题进行地磁场的教学。2012世界末日传言中有关于地磁场反转导致人类毁灭说法，对此，中央台科教频道“神秘玛雅文化科学家系列之朱日祥”有详细的解释，而且视频中有不少直观生动的地磁场模型，能促进学生的记忆和理解。笔者指导学生观看“神秘玛雅文化科学家系列之朱日祥”，要求学生完成下列问题：①地球生物除了有大气层保护之外，还受到什么保护？②什么证据能说明地磁场的存在？③大致画出地磁场的磁感线。④科学家从地磁场研究中获得什么启示？学生通过观看视频、思考问题，激发了探索地磁场的兴趣，产生各种疑问和猜测，例如：假如地磁场倒转成指向东西方向，地球会怎么样？能否把生物磁导弹植入人的大脑，使人也能像海龟一样用地磁场辨别方向？生物磁导弹携带药物进入血液循环系统，然后用一小块磁铁使它到达指定部位，是十分有趣的事情。所有这些拓展了学生对地磁场的认识。促进地磁场的概念的形成，加深对磁场，磁感线的理解。
（二）发展非形式推理能力
非形式推理指对结构不良的，用自然语言表述的，没有固定答案的，需要进行归纳（而不是演绎的）问题的推理，个体通过非形式推理形成一定的态度与观点。[2]非形式推理能力就是解决实际问题的能力，是联系理论与实践的能力，普通公民的非形式推理能力决定其生存和发展。[3]非形式推理能力类似于斯腾伯格（Sternberg，R.J.）提出的实用智力（Practical intelligence）。亦即适应、改造、选择与个体自身的生活密切相关的真实世界环境的能力，在真实世界情境中运用智力的能力。[4]
物理教学十分重视学生形式推理能力的发展，却忽视了非形式推理的培养。真正的科学探究面对的是结构不良的开放式问题，要进行非形式推理和形式推理。根据收集的数据，运用数学方法推出结论主要依靠形式推理。但是，在提出问题、进行猜测和交流评价探究结果这几个环节，要运用非形式推理。什么样的问题具有探究的价值？做出的猜测是否有科学依据？如何面对别人的质疑辩护自己的结论？这些都离不开非形式推理。
培养学生非形式推理能力，要知道评价非形式推理质量的方法。有的科学教育研究者认为一个完整的非形式推理包括四个要素：主张，对事物或问题的一种观点；理由，支持主张的证据、原理等；限定或例外，对主张的适用范围加以说明，给出例外情况；反驳，否定与己方对立的观点。[5]评价时一方面看推理过程出现了几个要素，另一方面考虑证据的数量与有效性。表1是关于“地磁场倒转是否会导致人类毁灭”辩论中的非形式推理事例。
如表1所示，为了维护地磁场倒转不会造成人类毁灭的观点，提出两条理由支持主张，运用两个证据反驳对方的主张，并且对自己的主张做出补充说明。这是一个比较完整、合理的非形式推理。通过社会性科学议题培养学生的非形式推理能力，主要方法是组织学生针对某些观点进行讨论或辩论，教师给学生提供非形式推理的示范，并对学生的非形式推理做出评价。
（三）实施STSE教育，关注科学技术对个人、社会与环境的影响
关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响是初中物理课程的一个重要教学目标。[6]而社会性科学议题是实施STSE教育，达成这一目标的一种手段。研究表明，有些14到17岁的中学生认为科学与社会无关，科学作为一门学科独立于社会其他方面，因此科学家在探讨全球气温变化时不会受到社会因素的影响。[7]我国甚至有些科学教师对科学与技术的社会功能存在不合理的理解，认为科学能解决所有问题，认为科学技术运用所造成的负面影响可以通过纯粹的科学和技术加以解决。[8]课堂教学中进行STSE教育一般采用内隐的方法（Implicit approaches），内隐方法没有具体而明确的教学目标，STSE教学目标的达成被看成是其他内容教学的一种自动效应。和内隐方法对应的是外显方法（Explicit approaches），运用外显方法时有明确、具体的STSE教学目标，针对具体的目标设计相应的教学活动。许多实证研究表明外显方法的教学效果比内隐的方法好。外显方法不是单纯、直接讲授STSE，而是在一定情境（如社会性科学议题）中根据教学目标引出STSE问题，在思考、讨论的基础上提出相应的观点。
学生要学会关注科学、技术对个人、社会与环境的影响，就要正确认识它们之间的关系。例如：区分科学和技术，知道两者的相互关系；了解科学、技术对个体思维与行为习惯的影响；了解科学技术对人类生活的影响。教师可以利用地磁场倒转毁灭人类这一社会性科学议题达成这些教学目标，如表2所示。
