化学教学中学生科学风险认知及其能力的培养，本文主要内容关键词为：中学生论文,认知论文,风险论文,能力论文,化学论文，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。
关于“风险”，《辞海》中没有相应的词条；《现代汉语词典》所给的释义是“可能发生的危险”[1]。在现代社会的发展进程中，风险潜在而又可能随时发生。2015年中央电视台的3·15晚会之后，在微信里流传了一则帖子，题目是“从3·15晚会上，我们又学到了哪些化学知识”。这则帖子的导言是：“说来颇具讽刺意味，每年公众接受化学知识普及最重要的场合，不是什么科技节，不是什么科普展，而是——3·15晚会。从历年的3·15晚会上，我们陆续学到了黄金饰品中所掺入的化学元素铱、液化气中所掺入的二甲醚……至于与食品相关的化学知识，更是不胜枚举。”其中，所涉及的许多实例都属于科学伦理失范所带来的风险，而2015年8月天津发生的爆炸事故就属于不按科学规律办事所带来的灾害。因此，厘清风险认知及其教育价值，认识科学风险的存在和发生的根源，同时积极探索培养学生科学风险认知及其能力的相关举措，对于全面实现化学教育的价值具有重要的意义。 一、风险认知及其教育价值 风险这个“可能发生的危险”，具有不确定性和不可预知性。从哲学的视角更为整体而又本质地看，风险是在主体的决策和实践过程中存在的、与主体的价值目标相对抗的一种不确定的危害性。风险认知则是心理学上的概念，是指人们对影响日常生活和工作的各种因素的心理感受和认识，是测量公众心理恐慌的指标。风险认知的影响因素包括“个体因素、期望水平、风险沟通、风险的可控程度、风险的性质、知识结构、成就动机、事件风险度”等多个方面，由于这众多因素的共同影响，不同群体公众的风险认知结构并不完全相同。而一般公众相对于专家面对涉及复杂技术或专业知识的风险问题，由于专业知识的欠缺可能会在风险认知中表现出过度反应，甚至会有非理性的态度和行为。也就是说，专家与一般公众对特定风险问题的看法会存在更大差异。[2]因此，公众的每一个成员都需要有一定的风险认知能力，这是安稳平和地进行日常生活和工作的重要保障。 由于风险认知对日常生活和工作的保障作用，所以风险和风险认知是学校教育的重要内容。美国曾于1996年颁布《国家科学教育标准》（National Science Education Standards，NSES），2013年又颁布了《新一代科学教育标准》（The Next Generation Science Standards，NGSS）。1998年，Kumar和Berlin在解读NSES中有关科学、技术与社会（STS）的教育理念时，研制了一个涵盖NSES中所有关于STS内容的评价工具。该工具包括15项标准，其中的第9项就是“风险与效益”。[3]虽然NGSS已经将NSES中的“科学与技术”“从个人和社会视角所见的科学”等内容整合成了“STSE（即科学、技术、社会、环境）教育”，但对应“风险与效益”的主要内容并没有改变。STS或STSE教育，也是我国新世纪以来中学科学或物理、化学、生物等课程标准所规定的教学内容，并且在标准中有关STSE的部分还直接引入了“风险”一词。如初中科学课程标准在“当代重大课题”的主题中指出：“在科学、技术与社会发展的同时，也出现了生态环境恶化、资源枯竭等一系列问题。解决这些问题，一方面，要靠科学技术的进一步发展；另一方面，还要对科学技术的应用所可能具有的风险进行前瞻性研究，尤其要注意科学技术与社会环境的协调发展”。[4]所以，对中学生进行风险和风险认知教育，让他们形成科学潜在风险的正确认知，既可以防止产生对科学顶礼膜拜、奉若神明的过度依赖现象，又能防止产生“谈科色变”“警惕科学”[5]的极度恐慌心理，从而以正确的科学价值观和一定的风险认知能力，享受科技创造未来的幸福人生。 二、科学风险的存在与发生的根源 虽然风险是不确定和不可预知的，但从已经发生过的风险入手，分析科学风险的存在及其发生的根源，不仅有利于提高公众的风险认知水平，而且有利于教师优化培养学生科学风险认知能力的相关举措。科学风险是客观存在的，其发生的根源又是多元化的，在分析科学风险发生的根源时，不同学者有不同的视角。[6]从个体所拥有的科学知识的性质以及运用科学知识时所持有的态度来看，科学风险存在与发生的根源主要包括以下几个方面。 第一，科学知识不确定性所带来的风险。在自然世界里，由于受人类实践范围和认识能力的限制，科学知识或规律的真理性是暂时和相对的。1756年前后，俄国化学家罗蒙诺索夫在进行金属煅烧实验时，发现金属煅烧后的增重是由于金属与空气结合的结果，于是他便最先表达了化学反应中的质量守恒规律。法国化学家拉瓦锡在运用天平定量研究化学反应前后的质量变化时，发现了化学反应中质量守恒规律的普遍性，并在1789年出版的《化学纲要》中对质量守恒定律进行了清晰的表述。质量守恒定律的发现，使得化学科学由定性研究走向了定量研究，并有效地促进了化学科学的发展。20世纪初期，人们又发现高速运动物体的质量会随运动速度而发生变化，而且实物和场可以相互转化。1905年爱因斯坦提出了相对论，并根据相对论推导出了著名的质能转换公式，这时质量守恒和能量守恒两条定律便合并成了一条定律，即质能守恒定律。由于科学规律内含不确定性，即使完全依据科学规律，也可能导致科学风险的发生，这也使科学风险成为了科学知识的内在属性。如果无视这种风险的存在，把科学看作解决一切问题的灵丹妙药而对科学过度依赖，主观上就会丧失科学风险的意识，从而加重科学知识的不确定性对人类社会可能造成的危害。 第二，科学应用反映延缓所带来的风险。科学应用的直接不良后果容易被发现并得到相应的控制，而间接不良后果往往在时空条件变化以及人类认识水平提高之后才显现出来。DDT（二氯二苯基三氯乙烷）曾是20世纪60年代以前广泛使用的一种杀虫剂，它不仅能减少病虫害，提高粮食产量，而且能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传染疾病的害虫，从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。瑞士化学家米勒因发现DDT的药效，于1948年获得诺贝尔医学奖。1962年美国生态学家卡逊在《寂静的春天》一书中，详细描述了DDT等杀虫剂对人类环境的灾难性破坏。从20世纪70年代开始，世界各国相继禁止了DDT的生产。1997年，瑞典卡罗林斯卡医学院的评委会曾公开表示歉意，为1948年的诺贝尔医学奖授予DDT的发明者而感到羞耻。2000年7月，针对热带地区疟疾死灰复燃的现象，世界著名的科学杂志《自然》药物学分册载文呼吁在发展中国家重新启用DDT，以解决暂时没有DDT合适替代品的问题。2006年9月，世界卫生组织正式解除对DDT的禁令，允许其在可控的范围内限制使用。[7]DDT的兴衰和重新归来，就是源于科学应用的延缓反映。在科学高度发达的现代社会，任何一个科学家个体都不可能获得各个学科的完备知识，也不可能对科学应用的延缓效应所带来的风险都有充分的预见。 第三，不按科学规律办事所带来的风险。虽然科学规律或科学知识可能内含一定的不确定性，而且有关的不确定性也可能对人类社会造成相应的危害，但是面对正确的科学规律，特别是根据科学规律制定的预防风险的策略，心存侥幸，不按规律办事，最终一定会酿成巨大悲剧。2014年6月，我国稀有金属工业的开拓者之一、94岁高龄的工程院院士李东英在畅谈人生感悟时指出，“发现规律很重要，尊重规律更重要……最不愿看到不按科学规律办事，给国家带来各种损失”。[8]2015年8月12日发生的天津港瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故，造成了非常严重的生命财产损失，虽然事故调查组暂时还没有给出最后的定论，但它是不按科学规律办事给国家带来各种损失的例证。其中一个不争的事实是发生爆炸事故的瑞海国际物流有限公司危险品仓库的选址不符合有关要求。2001年国家安监局颁布的《危险化学品经营企业开业条件和技术要求》规定，大中型危险化学品仓库应与周围公共建筑物、交通干线（公路、铁路、水路）、工矿企业等距离至少保持1000m。而实际距离该危险品仓库500m的地方就有海滨高速、津滨轻轨，约600m处更有多栋高层居民住宅，这样一旦发生危险品爆炸事故就会导致诸多次生危害。虽然我们不应该过度依赖科学，但也不能不尊重科学，因为不按科学规律办事就可能埋下风险的祸根。 第四，科学伦理失范所带来的风险。由于社会功利性等多种因素的影响，导致了科学伦理的失范现象。前文提到的“从3·15晚会上，我们又学到了哪些化学知识”的帖子，其中所涉及的“与食品相关的化学知识”，其实都属于非法添加非食品添加剂的问题。三聚氰胺具有极高的含氮量，不法分子将其作为婴幼儿奶粉的添加剂，以提高不合格奶粉的含氮量，导致了多起婴幼儿泌尿系统结石病例。苏丹红是一种化学染色剂，该分子中的偶氮结构决定了它的致癌性，并对人体的肝肾器官具有明显的毒副作用，但有不法分子将其添加到了有关食品之中，便有了含苏丹红的一系列红色食品。“塑化剂”又叫增塑剂，能增加塑料的延展性、弹性及柔软度，是一种化工添加剂。而为了确保饮料的良好外观、口感与保质期，需要添加一种叫作“起云剂”的食品添加剂。由于“塑化剂”也具有“起云剂”类似的效果，价格又仅为“起云剂”的20%，于是有不法分子施展偷天换日之计，用塑化剂取而代之。但是“塑化剂”的毒性远大于“三聚氰胺”，能直接削弱人体的免疫功能。另外，还有吊白块、瘦肉精等等，这些风险的源头直接指向不法分子科学伦理的严重失范。如果在科学研究领域内部出现科学伦理失范现象，将可能给人类社会的稳定、发展以及自然生态环境带来更大的风险。 三、培养学生科学风险认知能力的若干举措 面对不能确定和不可预测的风险，要培养学生的科学风险认知能力，应该通过渗透绿色理念、培育探究品格、建构科学伦理等相关措施，让学生在自己知识的范围内，对已有科学风险发生根源及其控制方法充分认知的基础上，针对科学知识本身的性质以及运用者的态度可能导致的科学风险，提高他们的科学风险认知水平，为降低或避免因个体认知缺陷等原因所导致的科学风险打下基础。 （一）渗透绿色理念 在2015年3月24日的中央政治局会议上，出现了一个让人耳目一新的概念——“绿色化”。追溯起来，这个被作为生产方式、生活方式和价值取向的“政治性”新理念，与STSE教育所倡导的人类与自然和谐、与环境友好的绿色理念有一定的关联。其中绿色化学理念，主要是指利用化学技术和方法降低或消除化学产品设计、制造与应用过程中有害物质的使用与产生，使生产的化学产品或过程更加与环境友好，从而将其中可能产生的风险降到最低限度。由于绿色化学理念是要从源头上阻止污染的发生，所以在化学教学中渗透绿色理念，有利于学生逐渐形成对与化学相关的研究或实践活动的谨慎态度，以及遵守实验操作规范和按科学规律办事的习惯，并提高他们对相应科学风险的认知和防患意识。 21世纪以来的中学化学课程，非常重视自身所具有的帮助学生“树立绿色化学思想，形成环境保护意识”的教育功能，并且在相应模块的教科书中编入了绿色化学的有关内容。如人教版高中《化学2》在“环境保护与绿色化学”的标题下，介绍了环境问题和绿色化学理念的含义，以及“原子经济性反应”在控制环境污染、保障人类可持续发展等方面的作用。[9]高中《实验化学》则编排了“化学实验的绿色追求”的课题，更为系统地介绍了绿色化学的含义和使用化学品的5R（即reject、reduce、regenerate、recycle、reuse）原则，以及与之对应的拒用危害品、减量使用、再生、循环利用、再生利用等化学实验绿色化途径，并设计了电解水与氢氧混合气爆鸣、氯气生成与性质等微型实验，让学生在亲自操作微型实验完成有关实践活动的过程中，体验微型实验等措施对环境保护的意义。[10]因此，要在化学教学中渗透绿色理念，首先要充分利用教科书，以教科书中的绿色化学知识为切入点，让学生充分理解绿色化学的具体内涵和相关要求。在结合教科书实施绿色理念教学的同时还应该注意到，较为系统介绍绿色化学理念的《实验化学》是高中化学选修模块，这并不是所有高中学生都必须选择的，而且化学在初中课程中就已经开始独立设科，所以化学教学还应该将绿色化学理念贯穿于中学化学教学的全过程。由于化学是一门以实验为基础和特征的科学，在化学教学的全程中渗透绿色理念，除了结合化工生产等有关内容进行必要的语言“强调”以外，实验教学是渗透绿色理念的重要途径。在实验教学中，教师要加强实验的改进和优化，对于可能产生CO、
