论国际理科教育的范式转换-从科学教育到科技教育

1、    论国际理科教育的范式转换从科学教育到科技教育      内容提要：当代科学教育的内涵已发生了深刻变化，以往的“纯”科学教育己演变成为融科学与技术教育于一炉的科技教育。科学教育的这一深刻变化是由当代科学本身的变化所引起的，即后现代科学既高度分化又高度综合，并把科学与技术整合于一体。当代科技教育凸显了技术教育的重要性，同时保持了科学教育与技术教育的联系与区别。适应这一变化，国际科技教育出现两大模式：一是科学教育+技术教育的分立模式，二是sts教育的融合模式。结合国际科技教育改革的经验，本文认为，我国应当确立“科技教育”的观念，以此统摄和整合

2、自然科学的各学科教育，并在科技教育的框架下加强现代技术教育。关 键 词：科学教育；科技教育；范式转换随着近几十年来科学与技术的高速发展及其相互依存性的加强，以及现代技术在社会生产和生活中的作用和地位日益突出，国际科学教育的理论和实践发生了革命性的变化。学校科学教育已不再是以往的“纯”科学教育了，而是融技术教育和注重科技应用于一炉的新的科技教育。技术教育与科学教育“联姻”或互相渗透，形成了今日国际科技教育既分亦合的新态势。一科学教育内涵的变化是随着当今科学技术的迅猛发展而出现的，也就是说，它是由当代科学本身内涵的变化而引起的。斯坦福大学科学教育学者赫德（pdhurd）教授指出：“今日自然科学与过

3、去四个世纪的学科概念大不一样。”为了揭示当代科学内涵的这种深刻变化，国外一些学者创造了许多新词汇来予以概括。美国科学哲学家拉涛尔（blatour）创造了“技术科学”（technoscience）一词，以示当代科学与以往科学的区分。著名科学史学家普赖斯（ddprice）则把今天的科学描述为“应用性科学（applied science），旨在揭示当代科学已不再是过去的“纯”科学了。此外，还有人创造了“科技”（sci-tech）一词揭示当代科学内涵的变化。所有这些都表明，当代科学已经步入了一个新的科学时代后现代科学（postmodern science）时代。后现代科学（或当代科学）在性质与实践上已

4、经与传统科学有了本质的区别。首先，后现代科学既高度分化又高度综合。就其分化来看，赫德认为传统科学的学科（discipline）概念（如生物学、化学、物理学和地球科学等）除了给大学和中小学的科学课程分类外已不再具有什么意义。因为这些学科今天已分化为数千个研究领域，每一个领域都拥有自己的语言、程序和理论框架。就其综合而言，传统科学的各个学科也相互渗透、交叉、融合，形成新的研究领域，从而出现了既相互交叉又高度综合的趋势，这些交叉学科领域为研究和解决复杂问题提供了更加广阔的途径。其次，后现代科学是科学与技术的整合。传统科学与技术的发展当然也有相互依赖的一面，但科学技术史表明，现代科学的兴起与现代技术的

5、发展在更多的情况下是彼此分离的。例如，英国科学史专家阿什比（eashby）在谈到1760年至1860年英国工业革命时认为：“科学家与工业过程的设计者之间几乎没有思想的交流。”但是，当代科学的发展离不开现代技术提供的支持，而科学的发展又推动着技术的不断创新与进步科学与技术已愈来愈密切地结合在一起，二者形成了共生的、良性的互动。近年来，国际上科学教育内涵的扩展正是与后现代科学的上述趋势一脉相承的。国际科学教育界关于“科学素养”的定义不仅包括科学知识、科学方法和科学本质，也包括技术素养在内。这在许多科学教育学者的文章和科学教育改革文献中都有明确的阐述。例如，赫德教授早在1975年发表的那篇首倡“科学

6、素养”的著名论文中就已指出：“技术素养与科学素养应当并列为科学教学的一个主要目标。”美国科学教育改革的许多政策文件无不提出把技术教育纳入科学教育体系之中。2061计划专门用了一章的篇幅阐述技术的性质，明确指出“普及科学基础知识包括科学、数学和技术，已经成为教育的中心目标。”而在美国有史以来第一个国家科学教育标准中，则再次强调在普通中小学进行技术教育。在它的科学内容标准中，从幼儿园到4年级、58年级和912年级三个阶段中，“科学与技术”都有相应的内容标准。例如在912年级里，科学与技术的内容标准强调发展学生技术设计的能力和对科学技术的理解力。国际科技教育的另一种趋势是，在学校课程中单独设置技术教

7、育课程。20世纪80年代以来，普通中小学里一向处于边缘地位的技术教育开始成为普通教育（具体而言是学校科学教育）的一个重要组成部分。出现这一趋势的原因是：（1）从经济上看，技术是一切产业发展的基础，现代工农业生产需要掌握熟练技术的劳动力；（2）从教育上看，当代技术已成为人类一种独特的成就，仅就这一点来看，技术应该成为学校课程的一个部分；（3）随着信息社会的来临和产业结构的调整，更多的人不再直接从事生产劳动，而转入第三产业；（4）现代技术不仅应用于工农业生产中，也广泛地应用于人们的生活中。在这种技术社会里，技术课程中的内容再不能仅仅只有生产技术了，还应当包括现代生活中随处可见的各种高新技术。从国际

8、技术教育的改革来看，国外普通中小学还把传统技术教育转变为现代技术教育，这就是目前许多国家正在发生的技术教育的范式转换。例如，英国自1988年教育改革法实施以来，普通中学很久以来就开设的手工、艺术与设计课程（以及家政课和社会中的科学与技术课）已经演变为新的国家课程中一门独立的技术课程，并面向所有普通学校（包括文法中学）的学生。技术教育的这一范式转换给科学（技）教育理论研究提出了新的课题。以往教育研究中普遍忽视的课题，如什么是技术、技术的本质是什么、什么是技术教育、科学教育与技术教育的关系等等，现已成为国际科学（技）教育界关注的焦点。只有弄清这些问题，技术教育才可能在日益膨胀的中小学课程中占有一席

9、之地，科学教育与技术教育的融合也才具有理论依据。（一）技术及其本质关于技术的定义很多。这里，我们仅选择几个有代表性的定义作为讨论技术教育的基础。澳大利亚学者给技术下的定义是：“技术通常作为一个一般的术语来使用，包括人们在其生活中发明和使用的所有技术。它涉及对知识、经验和资源的有目的地应用，以满足人的需要。”这个定义扩大了人们关于技术的视野，但却没有区分不同的技术。人类的技术数不胜数，技术教育显然是不可能包括所有技术的。我国学者高亮华综合有关技术的各种定义，“把技术理解为那些人类借以改造与控制自然以满足其生存与发展需要的包括物质装置、技艺与知识在内的操作体系。”这一定义至少具有以下几个方面的特点

10、；（1）技术体现了人对自然界的干预；（2）技术涉及到物质装置；（3）技术涉及到技艺；（4）技术涉及到知识；（5）技术涉及到目的；（6）技术是一种可操作的体系。总之，技术既是具体的，又是抽象的；既有简单的、传统的技术，也有精密的、高新技术；既涉及到物质层面，也涉及到精神或价值层面。人们对待技术的态度以及技术在社会进步中的作用至少有三种不同的观点（gilbert）：一是“人文的技术观”，即把技术看作是对人类不断变化的需要的一种生生不息的反应；二是“泰坦的技术观”，即把技术视为征服自然的一种英勇的尝试；三是“撒旦的技术观”，即把技术视为对人类及其自然环境的一股破坏力量。从教育的角度看，不同的技术观无

11、不影响人们对技术教育的态度，并产生关于技术对社会的影响（积极的和消极的）、技术课程的地位和作用、技术教育的对象和范围等多方面的新问题。技术教育作为学校课程中一门新的课程或科学教育中新的课程和教学内容的一部分，其成功的关键直接关系教育工作者的技术观和技术教育观。（二）技术教育国际上，重视技术教育有多方面的原因。除了上面论述的由当代科学内涵发生的深刻变化所带来的直接影响外，它还与当代科学教育理论与实践上发生的两大变化也不无关系。首先，当代国际科学教育理论与实践强调科学教育情境化。国际科学教育研究发现，即使是理科优秀学生，他们学习过的科学理论也不能使其完全摆脱在生活中早已形成的错误观念（miscon

12、ceptions）对他们的影响。这就使人们对20世纪60年代的学科结构课程的作用不能不产生质疑。对于大多数普通学生来说，这种过于强调学科理论而忽视技术及其在生活中应用的学科结构课程，最不能引起他们的学习兴趣和学习动机。情境化的科学教育则重视与学生的需要和生活的联系，强调关注和解决现实生活中的科技问题。因此，科学教育就必然要引入技术的内容。其次，科学教育综合化的趋势也是技术教育在普通教育中受到重视的一个原因。在综合理科教育中，重视解决问题的教学是当代科学教育与传统科学教育（传统科学教育重视让学生做课本上结构化的纸笔练习，以便巩固书本知识）的一大区别。为了培养学生解决问题的能力，为了更有利于学生解

13、决实际问题，科学教育就不能撇开技术教育。这是当今科技教育中的一个客观要求。（三）科学教育与技术教育的关系科学教育与技术教育各有自己独特的功能。一般讲，前者具有认识功能，后者具有应用功能；前者重在发展学生的心智技能，后者重在发展他们的动作技能。由于在日常语言中人们常常将科学和技术混淆起来，这就导致了一个误解，似乎科学与技术是同样的事物。然而实际上科学与技术本质上是不同的。“科学旨在通过提出越来越好的理论扩大我们的知识；技术则旨在通过发明越来越有效的手段创造出新的人工制品。”进入20世纪以来，科学化的现代技术虽然表面上看起来像科学，实则基本上是自律的。它本身就成为一个“认知领域”。技术作为一种知识

14、形式在人类知识领域中的相对独立性以及它在当代社会经济发展和日常生活中的不可忽视的巨大作用，为普通中小学开设独立的技术课程提供了充分的理由。技术的发展和更新固然与科学有关（甚至离不开科学），但技术就是技术，正如科学就是科学一样。人们在规划技术教育时往往未能弄清科学与技术之间的区别，结果导致了错误的观念，以为科学和数学是学习技术的先决条件。其实技术教育也可以在没有很强的科学和数学背景下独立进行教学。中国传统技术发展的历史昭示我们，在自然科学理论并不发达的情况下，技术的进步不是不可能的。正是由于技术教育与科学教育有这种内在的复杂关系，所以在当代国际科技教育模式中，有些国家在中小学把技术作为一门单独设

15、置的学科，与科学教育一起进行有分有合的科技教育；有些国家则强调在科学教育中进行技术教育，融科学教育与技术教育于一炉；还有些国家两种科技教育模式并行不悖。二率先以独立的学科形式开展技术教育的国家是法国。法国早在20世纪60年代末期就提出技术属于普通文化的观点，并在中等教育结构改革中把技术高中与传统的学术性高中等量齐观。英国1988年教育改革法颁布以后，英格兰和威尔士学校的10门国家课程中，就规定技术课是其中的一门独立课程。它面向516岁接受义务教育的所有学生（具有独立教育体系的苏格兰自1993年以来也在其课程中设有单独的技术课程，面向514岁的所有儿童）。技术教育与科学教育分开进行的国家还有澳大

16、利亚和荷兰。（一）科学课程+技术课程的分立模式荷兰是在课程改革方面很有特色、比较成功的国家。1993年开始，荷兰在初中课程进行了一次影响深远的改革。初中有三种类型：一是文法中学，招收智力最优秀的学生；二是普通初中，招收智力一般的学生；三是职业初中，招收智力中等以下的学生。1993年以前，荷兰只在职业中学才开设技术课程，普通中学不单独进行技术教育，而只在理科课程中开展sts教育。文法中学则基本上不进行技术教育。但是，1993年课程改革后，三种类型的初级中学都单独开设了技术课程，而且技术课有180个课时，在总课时中占47。新的技术课程力求满足所有学生的需要，这可以从开设技术课程的目的中体现出来。技

17、术课程使学生熟悉技术的目的在于：（1）理解文化（当代技术是文化的重要组成部分）；（2）使其在社会中更好地生存；（3）为进一步学习技术作好准备。从技术课程的内容看，荷兰初中的技术课程主要包括三大支柱技术：物质、能源和信息技术，要求学生理解这些技术并获得广泛的技术知识。具体要求是：（1）学生积极参与创造技术；（2）学生学会使用技术产品；（3）学生在技术领域里探索自己的能力和兴趣；（4）男生和女生得到同样的学习机会。技术课在各种不同的初中里既有一致的共同要求，也有不同的特点。从其共性而言，不同类型的初中技术课都开设两个学年，每星期连续上两节课（100分钟）；技术教育都有装备精良的专门教室，为此政府投

18、入了大量经费；但是，不同类型初中所教的技术的内容并不完全相同。（二）sts教育模式另一种科技教育的主要模式是sts教育。sts教育以科学、技术与社会的相互联系为教学的中心，强调解决生活中遇到的实际问题，而不是像60年代那样片面地强调学科的结构和理论知识。sts教育是当代国际科技教育改革的大趋势，它以提高所有学生的科学素养为目标，而不仅仅以培养未来的科学家为目的。为此，选择教学内容是基于与日常生活的关联，这包括仔细考虑科学教育中的技术问题和注重实际行动。在西方，sts教育运动兴起于70年代。一方面，它是对70年代以后国际社会经济和科技发展所带来的诸多社会问题的一种反应；另一方面，它与60年代国际

19、科学课程改革未能达到预期的目标有着一定的联系。开展sts教育目前在欧美许多国家已成为科技教育的一项重要课程政策，尤以美国为甚。根据科学教育学者对美国中学11种最常用的科学教科书的研究，这些教材中涉及sts教育的篇幅虽有较大的差异，但所有教材都体现了sts教育的要求（参见表1）。必须指出，美国的科学教育政策强调sts教育是科学教育的新方向和目标，而美国学者的这项研究表明，sts教育从教材内容看还远未达到教育改革者所期望的目标。表1美国中学11种科学教材中涉及sts教育的页数及比例学科教科书叙述性文字的页数百分比涉及sts教育总页数初级中学（7-9年级）地球科学焦点80122365科学原理（i）6

20、7141747科学原理（ii）1671452115自然世界（i）028524高级中学（10-12年级）生物现代生物学113305737bscs绿皮版本120223554bscs黄皮版本139204468化学现代化学19324506化学：实验基础50214923物理现代物理38311312pssc物理08171105资料来源：chiangsoong，byager，rethe inclusion of sts material in the most frequently used secondary sciencetextbooks in the usjournal of research in

21、 science education，1993，30（4）：345三长期以来，我国普通教育中的科学教育实际上只是科学知识教育，即“纯”科学教育，很少涉及到技术教育。在普通教育课程中，技术教育不仅不具有相对独立的地位，而且它与科学教育的联系也不甚密切。从我国教育制度层面上看，科学教育与技术教育基本上是两相分离的，即科学教育是在普通中小学里进行的，而技术教育则与职业教育一起构成了职业技术教育，其实施机构是职业中学和中专。中小学虽然有“劳动技术课”，但其中的技术教育范围很窄，仅局限于生产性技术，而且明显与科学教育是分离的。面对新技术革命的挑战和知识经济社会的来临，我国科技教育改革应当适应国际科技教育

22、的发展趋势。首先，我们应当确立“科技教育”的观念，以此统摄和整合现行的学科教育（物理教育、化学教育和生物教育等）。在理论上，要从科技教育整体出发建构中小学的科技教育的目标和内容，并确定其在基础教育中的价值、地位和作用。这既体现了当今国际上科技教育的新趋势，也突出我国“科教兴国”的时代主旋律。其次，确立“科技教育”的观念并建立统一的科技教育的体系，要求在科技教育课程建设上，要有整体思路。当前，我国中小学科学课程开发中出现国家课程、地方课程和校本课程的三级态势和学科课程与活动课程（分科课程与综合课程）的二元对立，造成在课程开发上缺少整体思路。一些地区或学校把科技活动看作综合课程或校本课程，然而它们与理、化、生等学科课程缺乏内在的联系与整合。由此出现的一个怪现象是，近年来我国的“科技教育”仅限于校外教育或课外教育的一种活动，成为学科课