科学教育中的风险认知：目标、内容与策略_科学教育论文

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       中图分类号：G53 文献标识码：A 文章编号：1003～7667(2016)02～0106～07

       一、风险教育的价值

       (一)理科课程的转型

       英法等国从可持续发展的战略视角，高度重视科学风险议题在科学教育中所起的作用。如《英国国家课程》(The National Curriculum for England)将风险认知作为科学教育的6个主题之一，认为学生应对“科学与技术发展带来的，包括人类环境、个体健康和生活质量的正面和负面影响，以及相关伦理问题给予正当的解释与适合的价值取舍”。[1]

       美国《国家科学教育标准》(National Science Education Standards)列出的8个教育目标以及4项科学素养中都包含了“个人与社会中的科学”维度，它将科学风险议题纳入个人选择、理智地参与公共性演讲、对科学事件以及技术应用讨论，在不同教学阶段安排了具体的教学内容。[2]

       道格拉斯提出两种衡量学生科学素养的标准：一种是学生的学科知识水平掌握程度，通常的学校科学教育主要体现了这一价值追求；另一种是学科学习对今后生活的适应能力。他认为，将科学发明与技术应用可能产生的结果作为问题引入理科课程，涉及环境教育、人权教育、科学道德和伦理教育等内容，学习者在错综复杂的背景中理解科学、政治、经济等知识，最终做出抉择，具备课程转型的性质(见表1)。[3]

       (二)学生能力的发展

       基于科学风险议题的理科教育，强调在社会发展的大背景下理解科学与技术。通过学习前沿科学技术知识，探究其中的科学原理，分析对社会产生的影响，提出多种解决问题的方案，促进学生对科学与社会之间关系的认识，参与到基于证据的推理和有意义的讨论活动之中。

       美国《下一代科学教育标准》(Next Generation Science Standards)通过4个最具统领性的学习主题——天气与气候、地球系统、地球和人类活动、生态系统中的依存关系，采用学习能力进阶方式，引导学生讨论这些议题中含有的风险问题，对数据加以分析，学会如何做出决策。每一主题的学习，都要求教师重视科学知识、科学方法、科学过程的传授，鼓励学生分析风险的成因和表现，预测可能后果，提出技术防范。

      

       加拿大科学课程围绕4个专题展开：人类和自然系统、发明和发现、工具和过程、社会和变革，认为这类课程能够帮助学生：(1)理解复杂性：从理解简单、具体的概念到理解抽象的概念；(2)建构知识：从局部了解科学知识到更深层、更广泛地了解科学和世界；(3)形成批判思维：从简单的对错判断到对科学进行复杂的评价；(4)做出决定：从依据有限的知识和教师指导做出决定，到依据广泛研究、不经指导而独立做出决定。[4]

       二、风险教育中的内容选择

       一旦确认了科学风险性议题在科学教育中的课程价值，教育者面临的就是教学内容的选取问题。这里需要考虑的因素涉及风险议题本身的特点、学科课程的相关度以及学生能力兴趣等诸多因素。

       (一)当代社会面临的主要风险问题

       近年来社会中科学风险问题引起多个领域内的专家参与讨论，他们从各自专业背景出发，提出现阶段最有价值的风险研究议题。2007年澳大利亚珀斯举行的世界科学和技术教育大会，来自多个科学研究领域的专家提出的风险性社会科学议题主要有：生物医学、全球变暖、多元智能、能源和其他环保问题。

       2006年，美国科学促进协会在《科学》杂志125周年纪念刊上，提出科学面临的重大挑战和机遇(见下页表2)。

       总体而言，现代科学风险的特殊性主要体现为：(1)不确定性。这种不确定性主要源于两个方面：一个是技术创新的安全性短时间内难以确认，如转基因食品与人体健康；另一方面，许多风险问题涉及政治、经济、社会因素，单凭技术手段无法解决，如PX项目的开展。(2)不可感知性。现代风险不是人们通过感官可以感受到的直接风险，而是潜在的、无法感知的、建构的风险，如微波使用和DNA生物技术等。(3)整体性。传统风险影响的主要是某些特定个人和社会群体，现代风险则是对人类整体的威胁，如核物质的泄漏、全球性气候变化等。

       (二)风险议题的选择

       并不是所有引发公众关注或造成社会影响的问题都适合课堂讨论，也不是每一科学知识的学习都必须与科学风险相联系，科学教育中的风险议题选择通常应该具有以下特点：

       1.风险事件的内容特征：问题的社会关注度

       从现有研究看，科学教育的风险议题选择涵盖社会、经济、环境、政治、伦理等诸多领域，其中以环境议题居多，如科技与生态保护、自然资源分配等。风险议题或事件可以是全球性的，如修建巨型水坝的负面后果以及移动电话的辐射问题等；也可以具有区域性特征，如特定区域的废物排放、化学工厂的选址问题等。

       2005年，澳大利亚圣智学习出版公司开发的一套《科学教育教材》(7～12年级)，注重自然科学、环境科学、社会科学等多学科知识的融合教育，共分为“科学探索”、“科学探究”、“科学视野”、“科学方法”4个系列，通过案例研究、主题探索科学与技术、社会与环境、单元任务等形式，强调科学技术在社会、环境和日常生活中的融合与实际应用。

       以《科学视野(11)》为例，该册书的前言为“成为有科学素养的人”，全书共分5个教学单元：①日常生活中的技术；②废物管理；③日常化学品与安全实践；④人体摄入与人体功能；⑤科学和太空。每一单元分为引言、科学与技术、社会与环境、主题探究、单元任务等栏目。其中，“主题探究”栏目选取的都是社会关注度较高的科学风险议题：基因食品工程：人类的朋友还是敌人?加拿大是否应该批准《京都议定书》?最合适的核废物处理方法是什么?我们是否在过分追求清洁?个人应该为造纸污染买单吗?非营养性食品添加剂的成本和效益；太空计划的花费是否值得?

      

       2.风险事件的内部特征：问题的争议性

       西莫尼克斯[6]主张使用下列特征的风险议题：①专业人士内部对问题的认识尚未达成一致，或不同身份的社会群体对议题持有不同观点；②具有争议的社会敏感性问题，尤其是对某一议题是否存在、如何解决等关键环节，均持有不同意见。

       20世纪后期开始，关于全球气候变暖问题的争议一直延续至今，即使在国际气候研究专家组成员间也存在不同的观点。课堂教学中，学生讨论重点不应该是简单的承认人类活动是全球气候变暖的罪魁祸首，然后是采取哪些措施解决问题，而是应该让学生接触到不同科学家的观点，对各种气象学数据的合理性与充分性展开探究，理解科学研究的真实过程。[7]

       3.风险事件的认知心理：问题的可理解性

       科学风险议题选择时还要考虑到学生的学习兴趣，对此，维瑟尔的建议是：①优先考虑对公众生活产生影响或消耗社会成本，从而成为人们急需寻求解决的、被当下大众所关切的问题；②对议题作理性判断时需要涉及多元的、复杂的证据分析，问题的解决方案往往没有定论，如高压电塔的设立是否会增加周围儿童患血癌的危险；③议题解决涉及个人生活特质或需要考虑不同个人的价值观或情感等方面，如遗传性疾病的治疗、旅游资源的开发与保护等问题。[8]

       从学习心理的角度，教师应该尽可能选择与学生有关或能够激发学生情感的问题，如关于基因工程、转基因食品安全的问题讨论，由于需要科学知识进行较多的细节分析，就不如“是否可以使用活体动物进行科学实验”的伦理性议题更适合中学课堂。[9]

       三、科学风险的教学策略

       科学风险议题是一门连接科学、技术与社会的研讨性课程，现阶段通常以融合的方式存在于特定学科教学中，而不是一门独立的技术学或社会学课程。教师在教授本学科知识时，可以通过合适的方式引入与本课题相关的科学风险议题。

       对于科学风险讨论的教学，由于议题往往涉及各方观点的冲突与协商、交流和理解，一般需要经历4个步骤：①把自己的观点呈现给可能持有不同意见的同学或教师，以便通过积极研讨，最终形成较为一致的结论；②广泛接受专业人士和非专业人士的建议，并将它们都看作是可能的问题解决方案；③咨询在相关研究领域具有较深造诣的专家，以便得到指导性的研究结论；④撰写研究报告，其中应该包含自己对各种观点的评价，然后提出自己的研究结论，以便形成较为合适的结果。

       佩德特提出的一般课程模式包括6个连续步骤：①选项：找到可以解决问题的各种方法；②标准：提出对各种方法进行比较的标准；③报告：了解确定标准所需的一般知识、科学知识或证据；④考察：根据标准对问题解决方案的支持和反对证据进行评估；⑤选择：在分析的基础上，对解决问题的方法做出抉择；⑥回顾：对整个问题解决过程进行评估，提出哪些环节需要改进。[10]

       圣智科学教育教材提供了学生面对科学风险问题时，做出决策的过程建议(见表3)。

      

       研究表明，基于科学风险的课堂讨论，开始时由于不习惯这种教学模式，学生可能会需要更多的指导和帮助。下列建议有助于展开风险议题的讨论：[12]

       ①讨论中鼓励学生阐明自己的观点，而不是对事实进行描述；

       ②避免从抽象的概念开始讨论，先提出简单具体的观点，然后扩展到一般性观点；

       ③帮助学生对自己观点加以反思，让学生理解对同一事情，不同的人持有不同观点；

       ④开始的话题必须能够激起学生兴趣，议题可以是报纸剪辑、杂志图片、电视节目或教师描述等。

       四、结语

       近年来，我国科技进步和经济发展取得令世界瞩目的成就。同时，发达国家曾经的环境污染、生态环境破坏和社会政治经济发展失调等问题，在我国表现日益突出。科技风险议题的教学，对培养学生科学素养、发展学生创造性思维能力、形成强烈的社会责任感能起到积极作用。

       科学风险议题的解决，要求学生运用议题所蕴涵的相关科学概念、科学知识和科学方法，了解问题产生的背景和原因。将科学风险议题纳入理科教育，能够改变单一学科知识传授、纯粹实验演示、简单习题练习的教学模式。作为一个新近的研究领域，现阶段科学风险教育需要关注的问题主要有：

       ①风险议题内容的选择和课堂教学应用。科学风险议题的教育将社会发展和科技发明紧密联系，满足未来社会成员做出科学决策的需要。所以，必须结合我国科技发展的实际情况和实践发生的各种科技应用问题，改进现有理科课程教材的编写，为教学实践提供有指导性的可应用案例。

       ②教学模式的探索和教学效果评估。现今学校教学普遍面临时间不足、教师避免使用自己不熟悉的形式进行教学等问题。所以，如何讲授与科学风险有关的专业知识、如何在教学中组织学生参与社会问题的论证、如何评估学生能力发展等问题，都值得在实际应用中加以解决。

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