20年前，以課程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的課程改革啟動(dòng)，此后進(jìn)一步明確科學(xué)素養(yǎng)成為理科課程目標(biāo)，明確課程開發(fā)只提出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，教師享有內(nèi)容和程序方面的自主權(quán)?！疤骄俊薄斑^(guò)程”等幾十年前發(fā)展起來(lái)的經(jīng)典概念被確定為實(shí)施理科課程的途徑和手段?？茖W(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方式，也是理科學(xué)習(xí)內(nèi)容，被認(rèn)為是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵措施和重要內(nèi)容。推進(jìn)理科課程標(biāo)準(zhǔn)在課堂落地、落實(shí)，需要探索綜合化、生活化和人文化的路徑。

綜合化

基于社會(huì)情境的知識(shí)生成過(guò)程

我國(guó)理科課程綜合化的改革實(shí)踐，從20年前的迅速?gòu)?qiáng)化，到15年前的幾近夭折，再到近年來(lái)的再度興起，可謂步履維艱。理科課程綜合化的優(yōu)勢(shì)在于學(xué)生的方法技能、觀念、思維方式、解決問(wèn)題能力的提高或轉(zhuǎn)變。真正促進(jìn)學(xué)生高階思維發(fā)展的理科教育，應(yīng)是師生面對(duì)真實(shí)情境開展互動(dòng)交往、共同探索和問(wèn)題解決的過(guò)程。從作為探究過(guò)程的科學(xué)之標(biāo)準(zhǔn)到科學(xué)的歷史與本質(zhì)之標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，在這一過(guò)程中，越來(lái)越強(qiáng)調(diào)科學(xué)對(duì)于個(gè)人和社會(huì)的作用。

理科是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。理科各學(xué)科相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源開發(fā)是理科教學(xué)綜合化的路徑之一。圍繞理科實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、方式、活動(dòng)、教具等方面的創(chuàng)新，不僅能發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心概念，也能幫助學(xué)生體驗(yàn)跨學(xué)科概念及科學(xué)與工程實(shí)踐過(guò)程，實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)、學(xué)科間的不同綜合樣態(tài)。為此，江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃重大課題“基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略研究”的研究團(tuán)隊(duì)研制了系列創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：或觀照課堂教學(xué)，解釋重要原理，促進(jìn)深度思維，提高認(rèn)知能力；或以STS（科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)教育）、STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育）、STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)教育）的跨學(xué)科融合促進(jìn)工程思維，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的融合，提高創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在科學(xué)探究的過(guò)程中，體驗(yàn)工程設(shè)計(jì)的思路和方法，理解科學(xué)在社會(huì)中的運(yùn)用，逐漸形成綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力。

科學(xué)技術(shù)在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)也可能引發(fā)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，這一問(wèn)題已經(jīng)從科學(xué)層面進(jìn)入理科教育領(lǐng)域。2014年起，我們的研究團(tuán)隊(duì)以全國(guó)教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題“理科教育中的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知與決策能力研究”為載體，推動(dòng)基于社會(huì)性科學(xué)議題的理科課程變革。針對(duì)由當(dāng)代科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)所引起的一系列與社會(huì)倫理道德和經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相關(guān)的社會(huì)性問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，促進(jìn)理科教學(xué)的綜合化，提出“科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)問(wèn)題決策過(guò)程”，并以“鋼鐵冶煉中的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”等為例提出了“認(rèn)知—評(píng)估—決策”整體推進(jìn)的教學(xué)策略。我們提供了強(qiáng)化學(xué)生規(guī)避科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的教學(xué)策略（如場(chǎng)景展示法、風(fēng)險(xiǎn)體驗(yàn)法、模擬再現(xiàn)法等）和削弱學(xué)生對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)過(guò)度反應(yīng)的教學(xué)策略（如解說(shuō)示理法、示范鼓勵(lì)法、集體參與法、動(dòng)手親近法等），開發(fā)了“PX（對(duì)二甲苯）：你來(lái)決定”“煤礦設(shè)計(jì)的討論”“能源中的風(fēng)險(xiǎn)”“天然氣的利用——甲烷”“鋼鐵冶煉中的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”“二氧化碳的科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)”等14個(gè)案例?；谏鐣?huì)性議題的理科教育改革方面的成果已在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中應(yīng)用并呈現(xiàn)6次，PX事件等社會(huì)性議題的教學(xué)案例被采納，為修訂理科課程標(biāo)準(zhǔn)提供了理論依據(jù)與案例資源，對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施形成了先導(dǎo)性與前瞻性的示范。

生活化

走向基于日常生活的科學(xué)世界

學(xué)科綜合化的走向?qū)嶋H上意味著要促進(jìn)學(xué)科知識(shí)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)發(fā)生更多聯(lián)結(jié)，讓知識(shí)源于生活，又能應(yīng)用于生活。理科課程的生活化并非簡(jiǎn)單地回歸生活，而是要強(qiáng)化理科教學(xué)與日常生活世界的聯(lián)系，走向基于日常生活的科學(xué)世界。

相對(duì)于其他學(xué)科而言，理科課程教學(xué)的主要特征是對(duì)科學(xué)本質(zhì)觀的理解和轉(zhuǎn)變。學(xué)生學(xué)習(xí)之前已有各種前概念，可能存在因不恰當(dāng)教學(xué)、媒體誤導(dǎo)等造成的錯(cuò)誤概念，這些生活概念與科學(xué)概念有矛盾、有沖突，轉(zhuǎn)變這些錯(cuò)誤概念并建構(gòu)科學(xué)概念正是理科學(xué)習(xí)的主要難點(diǎn)所在。因此，由科學(xué)走向社會(huì)的過(guò)程并非簡(jiǎn)單地回歸生活世界，應(yīng)用于社會(huì)、強(qiáng)化與社會(huì)聯(lián)系的目的仍在于加強(qiáng)對(duì)科學(xué)觀念的理解和轉(zhuǎn)變。為此，理科教育教學(xué)工作者應(yīng)就如下幾點(diǎn)達(dá)成共識(shí)：1.科學(xué)知識(shí)源于生活，但并非都來(lái)自生活；2.生活觀念有一些是正確的，而有一些則是錯(cuò)誤的；3.理科教學(xué)要聯(lián)系生活實(shí)際，但生活觀念并非一定能促進(jìn)科學(xué)觀念的形成；4.理科教育的根本特征在于轉(zhuǎn)變生活中的前概念，形成科學(xué)概念，即由生活世界走向科學(xué)世界。

在教學(xué)資源建設(shè)方面，優(yōu)質(zhì)生活教學(xué)資源是推動(dòng)理科教學(xué)生活化的外在力量。我們應(yīng)將理科學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)與當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)及其在生活中的應(yīng)用建立關(guān)聯(lián)，更深刻地理解學(xué)科知識(shí)的價(jià)值，深度體驗(yàn)從生活走向科學(xué)、從科學(xué)走向社會(huì)的觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)概念的有意義建構(gòu)。

人文化

呼喚科學(xué)理性基礎(chǔ)之上的人文精神

科學(xué)與人文，是人類文明發(fā)展的兩翼。無(wú)論是理科課程的綜合化還是生活化，實(shí)踐上都關(guān)乎科學(xué)理性與人文精神之間的關(guān)系。20年來(lái)，我們始終提議把科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)課程作為國(guó)家培養(yǎng)理科教師課程的一部分，倡導(dǎo)在理科教育中進(jìn)行科學(xué)史、科學(xué)本質(zhì)或科學(xué)方法的教學(xué)?？茖W(xué)哲學(xué)對(duì)于中學(xué)生來(lái)講主要涉及科學(xué)觀問(wèn)題，能使科學(xué)密切聯(lián)系個(gè)人、倫理、文化和政治因素，從而達(dá)到科學(xué)的人文化，同時(shí)使課堂教學(xué)更富有挑戰(zhàn)性和思考性，從而提升學(xué)生的批判性思維技能，有助于學(xué)生更全面、更準(zhǔn)確地理解學(xué)科內(nèi)容。把HPS（科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)教育）納入理科課程，有助于克服理科教育中的一些常見(jiàn)問(wèn)題，如學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)科學(xué)的動(dòng)機(jī)、公眾對(duì)科學(xué)的冷漠態(tài)度，以及對(duì)科學(xué)在歷史文化和社會(huì)中的地位理解不足，等等。尤其重要的是，理科課程中的科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)的內(nèi)容，可以使學(xué)生更好地把握科學(xué)本質(zhì)，使學(xué)生懂得科學(xué)究竟是什么、科學(xué)知識(shí)是怎樣產(chǎn)生的、科學(xué)在社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步中的作用、科學(xué)和科學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)與局限性，等等。只有對(duì)當(dāng)代科學(xué)有了全面辯證的認(rèn)識(shí)，才能區(qū)分科學(xué)與非科學(xué)和偽科學(xué)，才能驅(qū)散唯科學(xué)主義的迷霧，正確認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用。小至個(gè)人、大到國(guó)家，只有在生活中和社會(huì)發(fā)展決策中，才能建立科學(xué)發(fā)展觀。可見(jiàn)，理科課程的人文內(nèi)涵在不斷擴(kuò)展延伸?？茖W(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)涉及了科學(xué)與社會(huì)的相互作用，學(xué)生通過(guò)對(duì)科學(xué)與人、科學(xué)與社會(huì)的相互作用的理解和研判，提高理科學(xué)業(yè)質(zhì)量。

理科教育應(yīng)該讓學(xué)生理解科學(xué)概念隨時(shí)間而變化、發(fā)展的方式，理解這些概念及其應(yīng)用是如何受到社會(huì)、倫理、精神和文化背景的影響的，倡導(dǎo)基于科學(xué)理性的人文化。現(xiàn)代理性涵蓋三個(gè)方面：認(rèn)知理性、價(jià)值理性和審美理性。集科學(xué)與人文于一體的現(xiàn)代理性，需要克服傳統(tǒng)理性主義和非理性主義的固有缺陷，提倡科學(xué)理性與人文的高度統(tǒng)一性。事實(shí)上，2020年10月，黨的十九屆五中全會(huì)明確提出，堅(jiān)持把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。因此，教育應(yīng)當(dāng)提高政治站位，要為民族復(fù)興培養(yǎng)可堪大用之才，改進(jìn)支持科技拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的理科教育體系，并且把它作為與國(guó)家前途命運(yùn)高度相關(guān)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程來(lái)抓緊落實(shí)。

理科教育應(yīng)當(dāng)肩負(fù)科學(xué)的人文使命，但此處的人文當(dāng)是科學(xué)精神基礎(chǔ)之上的人文精神，在理科教育中強(qiáng)調(diào)對(duì)科學(xué)本質(zhì)及科學(xué)探究的理解、重視理科教學(xué)中的科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)等。理科課程的人文化并不等于文科化，而是指在理科課程教學(xué)中要盡可能地融入科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)。體現(xiàn)理科學(xué)科發(fā)展過(guò)程的科學(xué)史教學(xué)、基于社會(huì)性議題、從科學(xué)哲學(xué)視角反思科學(xué)等是理科教學(xué)人文化的重要路徑，由此才能帶領(lǐng)學(xué)生深入理解科學(xué)本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。我們應(yīng)深度理解理科學(xué)科方法、學(xué)科思想發(fā)展、科學(xué)與社會(huì)間關(guān)系等，以此推進(jìn)HPS教學(xué)。為此，我們的研究團(tuán)隊(duì)建立了5種HPS教學(xué)設(shè)計(jì)模型：歷史—探究模型、科學(xué)歷史互動(dòng)故事模型、科學(xué)發(fā)展模型、科學(xué)論證模型和科學(xué)史教學(xué)的解釋模型?；贖PS的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了大量教學(xué)案例。通過(guò)基于科學(xué)史模型的教學(xué)案例設(shè)計(jì)與實(shí)踐，讓學(xué)生在“書本知識(shí)與發(fā)現(xiàn)、發(fā)展知識(shí)的人和歷史溝通”中喚起學(xué)習(xí)內(nèi)在需要，提升主動(dòng)探究的意愿與能力，收獲科學(xué)精神與人文精神的雙重滋養(yǎng)。

中西文化合璧的過(guò)程必將帶來(lái)具有中國(guó)特色的全新的理科教育。它既繼承以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以形式邏輯思維為框架、以追求理論的簡(jiǎn)單性為美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的近代科學(xué)認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)，又必然會(huì)具有重視經(jīng)驗(yàn)直覺(jué)認(rèn)識(shí)的內(nèi)省體驗(yàn)認(rèn)識(shí)、采用多元邏輯思想形式、多層面把握世界的動(dòng)態(tài)性和有機(jī)統(tǒng)一性的中國(guó)傳統(tǒng)科學(xué)認(rèn)識(shí)特點(diǎn)。我們正朝著綜合化、生活化、人文化前進(jìn)，朝著一種新的自然主義前進(jìn)。這既是我國(guó)20年來(lái)基礎(chǔ)教育理科課程改革的成果和發(fā)展方向，也是全球基礎(chǔ)教育理科課程改革的成果和主張。

（作者系江蘇省教科院基礎(chǔ)教育研究所所長(zhǎng)，南京大學(xué)、南京師范大學(xué)兼職博士生導(dǎo)師。本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃重大課題“基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略研究”的成果）

《中國(guó)教育報(bào)》2022年01月14日第5版