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中图分类号：G423文献标识码：A文章编号：1003-7667(2006)7-0086-04
二战后，科学技术的革命使人们进一步认识到科学教育的地位和作用，同时也使人们越来越关注科学技术给社会所带来的影响。加拿大政府认为，学校的科学教育应注重科学与技术、社会及环境问题之间的关系，在原有的科学、技术与社会课程模式(STS)的基础上，提出了一种新的课程模式，即科学-技术-社会-环境课程模式(Science-Technology-Society-Environment Approach,STSE,下文使用英文缩写)。这是《加拿大学校科学教育新大纲》(Common Framework of Science Learning Outcomes)的基础，成为各省科学教育大纲的指导性原则，在全国得到了大力的推广。
一、STSE课程开发的政策背景
一直以来，加拿大就十分关注科学教育。早在1966年，加拿大联邦政府就成立了科学委员会(Science Council of Canada)，主要负责向联邦政府和公众提供科学技术方面的建议和信息。1984年，该委员会发表的报告《面向每个学生的科学：为明日世界培养加拿大公民》(Science for Every Student:Educating Canadians for Tomorrow' s World)是加拿大学校科学教育改革的里程碑。报告强调学生了解科学概念和掌握科学探索技能的重要性，认为学校的科学教育就是为了培养学生参与技术社会的政治和社会活动、深入研究科学技术的能力，发展他们的智力与道德，使他们成为理性的独立个体，为现代化的工作做好准备。[1]
加拿大教育部长委员会(Council of Ministers of Education)于1997年出台了《K-12科学学习目标公共纲要》(Common Framework of Science Learning Outcomes,K to 12,K指幼儿园)。这是加拿大第一份国家科学教育纲要，一定程度上限制了各省在科学教育方面的自主性，要求各省统一科学课程，进行合作以最大程度地利用全国优质的学习资源。同时，这份文件还标志着科学课程新模式STSE的建立。
二、加拿大STSE课程理念及其目标
1、STSE课程的基本理念
加拿大教育界普遍认为，学生在特定情境中获得亲身体验并把所学知识恰当运用于生活，其学习效果会达到最佳。把科学教育课程真正付诸实施的是教学情境，因为它决定着计划课程与实际课程之间是否一致。加拿大学者格里克曼(Carl Glickman)曾指出，“有效的教学不是一套普通的教学方法。相反，这是教师根据实际条件做出的有关教学的决定。教学有方的教师不会在每一堂课中都使用同样的教学方法……他们会不断地反思他们的教学工作，观察学生掌握知识的程度，然后再相应地调整教学方法”。[2] 所有的教学方法都应体现科学的本质和儿童学习科学的方法，给学生创造一个教学情境，使他们有机会去探索问题、解决问题并做出决定，最终了解科学与技术、社会及环境之间的相互联系。《科学学习目标公共纲要》指出，STSE课程的认识发展包括以下几个方面：[3]
·理解的复杂性——从理解简单、具体的概念到理解抽象的概念；
·知识的构建——从局部地了解科学到更深层、更广泛地了解科学和世界；
·情境的运用——从个人所处的情境、地方情境到社会情境、全球情境；
·变量和视角的考虑——从一个或两个简单的视角到更复杂的多种视角；
·批判性的判断——从简单的对错判断到复杂的评价；
·做出决定——从基于有限知识和教师指导的决定到基于广泛研究、不经指导而独立作出决定。
2、STSE课程的目标
STSE课程是加拿大学校科学教育的具体化，因此它的目标就体现了科学教育目标。《科学学习目标公共纲要》把科学素养定义为“是一种逐渐形成的、与科学有关的态度、技能和知识的融合。学生需要它们以培养探究能力、问题解决能力和做出决策的能力，成为终身学习者，并且用来维持一种对于他们周围世界的好奇感。基于本纲要丰富的学习经验将给学生提供许多进行探索、分析、评价、综合和欣赏机会，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。”[4]
《纲要》规定了STSE课程在各年级的具体目标。到3年级末，学生应能调查所处环境中的事物及事件并进行交流；展示并阐述借助材料和工具解决科学和实际问题的方法；说明科学技术对生活及周围生物的影响；采取行动关爱环境，为集体决策做出贡献。到6年级末，学生应能说明运用科学技术调查世界的方法，了解它们的发展史和作用，清楚它们在实际生活中的运用并描述其对生活和环境带来的正、负面影响。到9年级末，学生应能描述科学技术在人们了解自然及解决问题时所使用的不同方法，解释两者间的相互联系，阐述个人、社会和环境的需求对科学技术的作用和反作用，分析与科学技术运用有关的社会问题并从不同角度说明持续发展的优劣条件。到12年级末，学生应能描述和解释学科及学科间的不同方法，区分科学技术在目标、成果和标准方面的不同，分析个人、社会和环境在社会和技术方面的相互联系，并对有关的社会问题做出评价。
三、STSE课程模式的实施
1、STSE课程的实践策略
在《纲要》的影响下，加拿大包括安大略和阿尔贝特在内的几个省对各自学校的科学教育课程进行了改革，制定了新的教学大纲，把STSE课程纳入科学教育。加拿大大西洋省区(Atlantic Canada)明确了学校STSE课程内容的类型，共分为以下5个统整方式：[5]
方式1：用STSE内容激发学生的学习动机(Motivation by STSE Content)。在这种统整方式中，STSE内容的引入旨在增加科学课程的趣味性，使抽象的科学概念、原理与社会现实中或发生在学生身边的具体事物联系起来，从而激发学生学习科学课程的动机和积极性，它们并不作为学业评价的内容。
方式2：STSE内容临时引入科学内容之中(Casual Infusion of STSE Content)。这种统整方式的特点在于，不是为了引入与科学紧密相关的社会性课题(科学内部的或外部的)，而是在所需教学器材具备的前提下，为了让学生学习和了解科学的用途，在传统的科学课程内容主题之中临时添加短期(从三十分钟到两个小时不等)的STSE学习内容。学业评价主要涉及纯科学内容，而STSE内容则处于附属的地位，例如通常仅考查一些记忆性任务。
方式3：STSE内容有目的地引入科学内容之中(Purposeful Infusion of STSE Content)。这种统整方式的特点是，短期(从三十分钟到两个小时不等)的STSE学习内容被引入到传统的科学课程内容主题之中，旨在让学生进行系统的探索和学习。这些STSE内容形成了具有统整性质的主题。在学业评价中，在一定程度上要考查学生对这些STSE内容的理解。STSE内容与科学内容的相对权重可以是STSE内容占10％，科学内容占90％。显然，以上三种统整的方式在传统的科学课程教学中同样也是经常使用的。
方式4：通过STSE内容统整一门科学学科(Singular Discipline through STSE Content)。科学的内容和序列在很大程度上是根据STSE内容进行选择和组织的，即STSE内容成了统整一门科学学科的主题，其一系列纯科学主题与第三种类型所展示的相似。这种统整方式的特点是，课程政策中首先规定一门科学课程将包含的STSE内容；然后，根据学生解决这些STSE课题所需具备的知识基础来选择相应的科学内容，但是内容选择主要在一门科学学科中进行。由此将会出现STSE生物，STSE化学和STSE物理这样的STSE科学课程。在学业评价上，将考查学生对STSE内容的深层理解，但是，在广度上显然达不到对学科内容的要求。二者的相对权重可以是STSE内容占20％，学科内容占80％。
方式5：通过STSE内容统整各门科学学科(Science through STS Content)。该方式与前一种方式的相同点在于，STSE内容作为科学内容及其序列的组织者而发挥作用，并且根据学生解决这些STSE课题所需具备的知识基础来选择相应的科学内容。但是第四种方式的内容选择主要在一门科学学科中进行，而第五种方式的内容选择则是多学科的(multi-disciplinary)。它的一系列纯科学主题看起来好像是从各种传统的科学课程中挑选出来的重要主题，但其中有些科学和技术内容是传统科学课程中所没有的，却与日常的事务或课题有着非常密切的联系。在学业评价上，同样考查学生对STSE内容的深层理解，但在广度上仍然达不到对纯科学内容的要求。二者的相对权重可以是STSE内容占30％，学科内容占70％。
2、STSE课程的具体实施
STSE课程的实施有两种方法：一种是教师提出与STSE相关的课题，由学生在具体的情境中对新情况做出分析、综合和评价，最后解决课题。这个过程把原先各自分离的科学、技术、社会和环境联系起来，有助于学生更清晰、更牢固地理解科学内容和概念。另一种是以学生的学习方式为基础，以社会性课题为依据，进行科学课程的重组，从而构建该课程与其他学科的联系。课程中所选择的社会性课题间接地涉及技术方面的内容，确定学生需要理解的概念。在这个方法中，构建和理解科学的核心知识是学生研究和解决社会课题的有意义的情境。《科学学习目标公共纲要》倡导的教学顺序是：科学调查(scientific inquiry)、问题解决(problem solving)和做出决定(decision making)。
具体地说，在STSE课程的一个科学单元中，学生思考一个社会性课题或者日常生活中的某一事件。例如，咖啡为什么会很快冷却。这种课题或事件使学生产生了对科学知识的认知需要。从上面这个问题出发，学生了解到热能可以通过传导、对流和辐射等方式进行传递。在具备相应的科学知识之后，学生回过头来对课题或事件进行重新思考，着手了解相关技术：应怎样设计一个器皿以保持咖啡的温度。这促使学生思考、探索技术问题。通过研究，学生发现泡沫聚苯乙烯可使液体长时间保温。然后，学生就面临着STSE问题：生活中人们应该使用泡沫聚苯乙烯做的杯子还是瓷器做的杯子。这个问题牵涉到个人的健康、环境、成本以及科学技术信息的可用性等方面的问题。当学生对解决课题或事件的科学知识有了深层的理解，掌握了相关的技术，并且意识到各种决策选择中所蕴涵的各种社会主导价值时，便会作出深思熟虑的决策。
可见，按照上述方式进行的STSE课程确保了科学内容按照对学生有个体意义的方式统整起来，而不再是分门别类、相互孤立的。
四、对STSE课程的争议与反思
现代社会中技术的广泛运用开始影响学校的教学和课程。最为明显的是学校的科学教育课程中渗透进了很多有关技术的知识，早在20世纪60年代出现了科学、技术与社会(STS)课程。而环境教育被看作是另一个专门学习的领域，是科学教育的一个分支，因而扩充了以技术为中心的课程观念。科学与环境教育之所以被联系在一起，是因为人们认为科学技术可以为环境的保护与改善提供最有效的手段。于是STS教育又增加了环境方面的教育，扩展为STSE课程。STSE课程作为科学教育的一种新范式已经在加拿大各省得到推广，并已被其他许多国家纳入科学教育课程纲要之中。
不过，加拿大有些学者认为STSE不一定能实现科学教育的目标。他们指出，STSE课程的目的是使科学教育更加针对由科学技术进步所造成的社会和环境问题，强调从社会-历史角度来看待科学及其发展史，这的确有助于学生了解科学给日常生活带来的积极影响。然而，科学与技术知识是存在于一定的历史背景中的，具有主观性。学者们认为，如果在科学教育中只是一味地强调主观意义，就会忽视产生科学知识的无形的社会、文化或政治条件。当代科学教育是在一定的意识形态背景中形成的，这些背景在知识的产生、包装和传授中起着关键的作用。《科学学习目标公共纲要》所提倡的STSE课程注重科学的事实和知识，涉及的内容是带有政治色彩的。因此，学生可能会对社会问题(尤其是环境问题)产生不完全的、甚至是扭曲的理解。相反，如果在STSE课程中增加社会批判、评论的内容，那么在向学生讲授相关科学知识的同时，也可以培养学生的批判性思维，而这在传统的环境教育中是非常普遍的。[6] 例如，加拿大不列颠-哥伦比亚省(British Columbia)在环境科学的教学上有多种角度。1995年该省颁布的《课堂中的环境概念》(Environmental Concepts in the Classroom)指出，环境教育是包含科学、经济、道德和政治等因素在内的复杂的事业，认为环境教育能使学生有机会了解自然界的作用，形成环境价值观，从而最终作出明智负责的决策。为了把环境教育的理论与实践结合起来，该省在科学教育大纲中提出了六个原则——直接的经验、负责的行动、复杂的体系、行动的结果、审美能力和环境道德。在不列颠-哥伦比亚省，环境教育用两种方法来讲解复杂体系：一是分析自然界的复杂性及其内部联系；二是也研究人为的体系，包括人类建造的环境和部分的社会结构。这样，学生可以了解人类决策和行动对环境所造成的结果，这种环境意识有助于发展学生对环境的审美能力，最终树立学生的环境道德观。这样的大纲为环境概念的教学提供了内容更丰富的模式。相比之下，《加拿大国家科学教育纲要》中所描述的STSE课程就没能包含如此丰富的环境概念了。