科学教育改革发展的制约因素有哪些？
关键词教育改革科学教育科学社会学科学知识
科学不能脱离社会，科学教育不仅仅是让学生获得知识，更重要的是获得科学方法，增强科学精神，理解科学知识的社会价值。S.M.Nashon等人认为，科学史、科学哲学和科学社会学对于科学教师的培养和科学教学是必要的。通过历史、社会和政治背景，学生可以理解知识是如何发展的、如何建立的以及如何应用于解决公共问题。通过这种更深入的理解，学生可以更广泛、更现实地体会到建立知识本质的思想。[1]科学社会学应该在科学教育中占有一席之地。然而，目前国内对科学社会学与科学教育关系的研究关注甚少，在国外似乎也不是科学教育领域的热点问题。即使是科学社会学本身，其发展过程也不是一帆风顺的。
我们在这里提出这个问题，是因为我们认为科学教育不能忽视科学社会学，科学社会学在科学教育中有很多功能。同时希望引起对这个问题的重视，科学社会学的内容也可以参与到科学教师的培养和培训中。
首先，科学社会学对每个人都至关重要。
关于科学史在科学教育中的地位和作用，Blache在1974的《科学》杂志上发表文章，提出“科学史应该定位在X层面？”问题。因此，D.Allchin模仿Blache的做法，于2004年在《科学教育》杂志上发表了《科学社会学是否应该定位在X层面？报纸。在这篇论文中，阿琴直截了当地指出，科学社会学应该定位在“E”级:对每个人都至关重要。经过多方面的详细说明，阿尔钦提出教师要明确区分科学本质中的标准化元素和描述性元素，在科学教学中得到充分满足。当代对科学本质特征的理解表明，科学知识是会犯错误的，学生应该理解科学家为什么以及如何犯错误。科学教师需要对科学的本质采取一种新的观念，这种观念必须包括标准化和描述性。科学家是如何工作的？他们什么时候工作？为什么他们有时会分裂？可能的结果是什么？我们如何认识他们？科学家如何改正自己的错误？这些问题都有可能在学生的学习活动中被模仿。2.每门科学课程都应该包括一些社会案例，这些案例基于科学中的错误以及科学家后来是如何认识和克服这些错误的。阿琴引用了1929年诺贝尔医学奖获得者C .艾克曼的案例。他是如何证明脚气病是由于缺乏一种食物因素引起的，从而提出了营养缺乏症的概念，并由此发现了维生素B1。在这个过程中，他不断经历着从错误到成功的曲折过程。阿琴指出:“我认为没有错误地教授科学，就像没有疾病地教授医学或者没有犯罪活动地教授法律一样。”结果是脱离实际。科学工作不是理想化的。在科学中，性别失衡可能会导致错误，以及欺骗、文化价值观、理论偏见和数据显示不均匀。在校学习的学生也是如此。我们都需要从过去的错误中吸取教训。扰乱科学社会学家的锡拉岩，自然是可怕的。它必须被抑制，科学的文化期望将被降低。对此理解不当，就会误解科学的终极目标。另一方面，让理性信仰的捍卫者感到不安的相对论性的Charybdis漩涡同样是不可接受的。为了在理想主义的科学主义的“锡拉礁”和怀疑的相对主义的“卡里底斯漩涡”之间谋划部署，避免陷入“腹背受敌”的境地，我们必须采取双重的科学本质观。31科学社会学应该定位在X层面吗？绝对不是，但也不应该定位于科学哲学。科学的本质必须包括规范性和描述性两个要素，这两个要素应该明确地相互联系并仔细区分。通过结合错误的原因，我们试图建立的可靠知识和科学哲学的原则，我们使用科学社会学来理解科学的真正实践。[2]柯林斯(H.M.Collins)在论文中详细论述了科学家和科学教师如何应用科学社会学，并尖锐而讽刺地指出:正如我们所知，一个矛盾的命题是，一个神话并不是教授科学本身就成功了，最好不要思考而只是简单地接受知识和发展技能，这一点得到了极大的赞赏，就像。好在理科老师已经学会假装接受知识是自我发现，这是一种高超的欺骗手段，我觉得不会太快被抛弃。[3]
科学知识的学习应该与学生的日常生活和社会实践联系起来。科学发展要经历错误的磨难，所以学生在科学教育中也需要经历错误的挫折，才能理解科学。单纯的灌输知识，给出道理，学生是无法完全接受，真正理解的。科学教育应该让学生面对真正的科学和真正的实践。在课程思想史上，杜威早已提出了学科知识的社会化和生活化，为“学校学科”概念的确立奠定了坚实的基础。威廉·F·皮纳尔(William F.Pinar)在《概念重建运动》中认为，课堂上的教师和他的学生一起，通过“复杂的对话”将“学科知识”与主体性和社会性有机地结合起来，通过跨学科的探究和批判性思维，寻求“学科知识”的学科意义(自我实现)和社会价值(社会民主化)，这是教育中的公共领域。这就是“概念重构后的课程开发”。[4]显然，科学社会学与科学课程和科学教育密不可分。
第二，科学受社会影响
有时候，在人们眼里，科学家所从事的研究似乎远离了尘嚣，科学家也似乎可以不吃人间烟火。例如，对于伽利略·伽利雷同时代的一些人来说，他和他的继任者们所从事的是毫无意义的消遣，因为他们看着球从斜面上滚下来，而没有注意到一些真正有价值的问题，例如改进造船方法，这可能会发展贸易，提高海军的实力。几乎与此同时，荷兰显微镜学家简·斯瓦默达姆(Jan Swammerdam)也成了一些有远见的批评家嘲笑的对象。他们认为，他总是专注于他的“微小动物”，也就是微生物，真的很难理解，因为这显然是在无意义的事情上浪费精力。当查理二世了解到大气压力的基础研究时，他可能会嘲笑“称空气”的荒谬。在他看来，与自然哲学家应该关注的“重大问题”相比，这不过是孩子的游戏和无聊的消遣[5]。但事实是，科学的利益中心不仅是由科学的内在发展力量决定的，也是由社会力量决定的。虽然上述研究看似与社会关系不大，但实际上这些最初的问题都是出于军事和经济的需要。比如外弹道学，讨论的是火炮和炮弹离开炮管后的运动规律，即讨论的是运动轨迹以及火炮和炮弹的速度与空气阻力的关系。当然，自由落体的研究是必不可少的，伽利略斜面运动实验的社会意义就凸显出来了。伽利略在他的名著《两种新科学之间的对话》中讨论了弹道轨迹的轨迹，他还明确表示，这项研究得到了久负盛名的佛罗伦萨兵工厂的支持。[6]
在当今的大科学时代，科学成果的评价不能完全由同一个科学体来决定，而是公众对一个科学发现的认可，可以改变科学家对这个发明的轻视。对青霉素发现价值的科学评价就是一个极好的案例。1928年，英国的A.Fleming爵士在他的实验中发现了青霉素及其对某些细菌的抑制作用。从生物学或微生物学的角度来看，这一发现只是一种生物的拮抗作用，并没有太大的创新意义。所以一开始对这个发明的科学评价并不太高。后来随着提纯和工业化青霉素生产技术的发展，青霉素在第二次世界大战中为挽救大量伤病员的生命发挥了巨大作用，使得公众对青霉素的发现给予了高度评价，甚至有人认为是青霉素而不是原子弹赢得了战争。社会的认可反过来影响了科学界对青霉素发现的态度，以至于在1945年，弗莱明最终被授予了自然科学的最高奖项:诺贝尔生理医学奖。此外，科学中的睡美人现象也是存在的，这说明同一个科学体的成员更多的是在常规的科学范式中被研究。因此，这一现象值得科学社会学的关注和研究。[7]
科学发展除了自身的规律，还会受到社会的制约。科学同构不是象牙塔，也不是天堂。科学教育不能是封闭的教育，要关注社会的各种问题。在国外，近年来在科学教育中兴起的SSI(社会科学问题)运动已经成为科学教育中的一种重要思潮。[8]利用学生在现实生活中面临的问题，通过证据的收集和对话，有助于了解科学的社会和人文水平、科学的价值和科学的局限性，学会如何用科学知识进行思考，成为具有理性判断和批判性思维能力的未来公民。这种教育思潮与科学的这种社会特性有很大关系。
第三，真知超越国界。
科学家的科研活动长期以来被认为是“无私的”，这也是默顿(R.K.Merton)提出的科学家行为准则的重要组成部分，科学“无私”的本质是什么？曹南燕解释说，知识从一开始就是群体生活的合作产物，个体知识是群体* * *共同命运，* * *共同活动和克服* * *共同困难的产物。* * *同一家公司的活动需要遵守一些规范。“去利益化”是科学家和科学活动的行为准则，也是游戏规则。换句话说，通过“科学”追求“利益”需要遵循一定的规则。其中一条规则是，不能要求产生的科学知识直接为生产者自己的“利益”服务，因为利益往往导致盲目和偏见。相反，科学认同需要建立在制度层面的“经验证据”和“逻辑一致性”之上，消除个人利益对科学知识产品造成的偏见和错误，使科学知识从不可靠的个人知识逐渐转化为更可靠的公共知识。[9]这样的知识是超越国界和文化差异的，不受地方主义或其他任何东西的限制。正如默顿指出的，文化可能导致不同的解释方式和对研究结果不同程度的兴趣。但是，如果它是可信的知识，它在不同的文化和不同的社会中都是适用的。在一种文化中具有地方特色的知识在另一种文化中不一定适用，但这并不影响思维方法的有效性。[10]这也是著名科学家L .巴斯德的一句名言:“科学家有祖国，科学无国界”。
在科学发展的漫长过程中，不乏违背这一规律的愚蠢的强制干预。比如1933之后，纳粹德国根据种族纯洁性的信条，在大学和科研机构中强加了这样一个政治标准，即必须出生在“雅利安人”家庭，公开认同纳粹的目标。事实上，所有达不到这一标准的人都被排除在大学和科研机构之外。因为这种排斥，大批优秀的科学家被驱逐。这场种族清洗的直接后果是德国科学的削弱。默顿不情愿地指出，“在某些情况下，科学家需要接受对科学一无所知的政治领导人对科学事业的决定。”但同时强调了科学普遍主义的原则:“纽伦堡的法令不能使哈伯的制氨法无效”，仇英也不能否定万有引力定律。沙文主义者可以把外国科学家的名字从历史教科书上删掉，但这些科学家建立的公式对科学技术来说是必不可少的。不管echt-deutsch或者纯美国人最后的成果是什么，每一个新的科学进展都是由一些外国人之前的努力所补充的。" [11]
在科学教育中，“科学的多样性”和“所有文化的人都对科学做出了贡献”已经成为科学的基本要素之一。正如李约瑟所说，“朝生于海”，“世界上只有一种科学，那就是全球科学。因此，科学家队伍的扩大会产生越来越好的科学，但不是美国科学、西方科学或男性至上主义科学，更不是女权主义科学，也不会在欧洲古代白人科学的废墟上产生一个多元文化的性别或种族科学群体。”[12]
第四，科学是一种社会活动。
20世纪后期，“大科学”兴起，科学成为社会化的事业。比如1942年开始的曼哈顿计划，有近15万科技人员参与，耗资20亿美元，历时3年，制造出第一颗原子弹。始于1961的阿波罗登月计划，由200家公司和120所大学共同开发，耗资300亿美元，最终在1969年实现了人类首次登月的宏伟目标。1985年由美国科学家首次提出，1990年正式启动，由美、英、法、德、日、中科学家共同参与的人类基因工程耗资30亿美元，工程历时15年，旨在对由30多亿个碱基对组成的人类基因组进行精确测序，发现所有人类基因并进行。该计划于2003年提前两年完成。这类项目在很多方面与社会有着复杂的联系，这也是小科学时代科学英雄的研究。这些项目的启动更多的取决于对其社会价值的考虑。b .巴伯曾经认为，科学首先应该被看作是一种社会活动，是人类社会的一系列行为。从这个角度来看，科学不仅仅是一片零散的、已被证实的知识，而是一系列获得这些知识的逻辑方法。从这个角度看，科学首先是一种特殊的思想和行为。在不同的历史时期，人们实现这种思想和行为的方式和程度是不同的。此外，每种不同类型的社会组织在科学中发挥不同的作用，并带来自己独特的问题。【13】默顿还认为，重大科学发现是社会合作的产物，因此属于社会。用科学家的名字科学地命名这些发现，如哥白尼体系、波义耳定律等。，只是一种值得纪念和纪念的方式。一、牛顿的名言——“如果我看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上”既说明了他受益于公共遗产，也承认了科学成就在本质上具有合作性和选择性。[14]
正因为科学是一种社会活动，随着科学日益制度化，它与其他社会系统的关系也变得更加密切。以科学为基础的各种技术和一个科学概念的局部传播，产生了巨大的社会力量，推动了我们的历史，极大地影响了世界各民族之间建立的关系。相反，当今社会的各种危机和问题不能只归咎于科学，社会的所有成员都必须对社会和政治问题承担一定的责任。英国科学家埃里克·阿什比(Eric Ashby)说得对:“停止战争是一个迫切的现实问题，需要通过政治手段解决(如果能彻底解决的话)，而不是通过电子版的《堂吉诃德》。”[15]
小科学精英主义时代已经过去，大科学时代需要科学与体内的人合作。科学教育中有效的合作学习可以培养具有合作意识、习惯和能力的人。学习可以看做是个人身份的改变，即从一个法律上的边缘参与者变成同体的核心成员。科学教育需要培养大家关注社会，有高度的社会责任感。
动词 （verb的缩写）科学是一个文化过程。
我们生活在一个因为物质福利而对科学越来越依赖的时代，但如果只是这样认识科学，那就是一种极度功利和唯物主义的态度。“科学是女神，不是挤奶的奶牛！”[16]科学本身就是一种文化，是人类文化的一部分。在科学发展的过程中，当科学家做出他们的伟大发现时，他们不可避免地受到时代文化和观念的影响。在他著名的关于理解科学的演讲中，J.B .柯南特描述了高度概括和系统化的概念在科学中的作用。他称这些想法为“概念方案”。科南特认为，没有适当的概念图式，科学研究要么是盲目的，要么是无效的。大气压力的测量就是一个很好的例子。亚里士多德和伽利略未能从实验现象中得出正确的结论，是因为他们持有“自然厌恶真空”的观念。在亚里士多德的自然哲学中，真空，即没有任何物质的空间，是不可思议的。当水泵的使用已经非常普遍的时候，之所以能把水抽上来，是因为按照亚里士多德的概念，自然界是不允许真空的，活塞向上抽动留下的缝隙必须马上被水填满。但这个解释经不起质疑，水可以无限提高吗？事实表明，水只能泵到大约33英尺高，不能再高了。伽利略并没有否定亚里士多德的想法，所以他猜测对真空的排斥力不是无限的而是有限的，是可以测量的，但是这个问题的解决方法留给了托里拆利(E.Torricelli)、帕斯卡(B.Pascal)和波义耳(R.Boyle)。他们持有另一种观点，认为空气有重量，是一种弹性介质。因此，他们为同一个实验现象设计了更合适的概念图式，从而解决了水泵的问题，得到了大气压力的科学概念。A.L .拉瓦锡对燃烧的化学本质的科学解释为现代化学奠定了最重要的基础之一，因为他抛弃了古代的燃素说来解释燃烧过程，而采用了氧化还原的概念图式。科南特认为，科学史，尤其是现代科学史，可以按照科学中概念图式的更大发展和经验的更大弱化来书写。[17]这种概念图式的形成和传承不仅与科学本身的发展有关，还与当时的社会文化背景密切相关。“科学受到文化和社会价值观的影响”是当代对科学本质理解的一个重要进展。[18]
对于科学文化与人文文化的关系，斯诺提出了“两种文化”的问题。索卡在20世纪末挑起了一场“科学战争”，其实质是关于科学本质或科学知识的争论。科学是一个文化过程，科学文化和人文文化应该有一个对话和融合，而不是对抗，并被深深的鸿沟隔开。在科学教育中，迫切需要协调人与自然、社会的和谐，促进人的发展和社会的进步。这个不能裁剪到适合鞋子，而且是一个完美的圆。这也不是一夜之间的提升。而是在相互借鉴的基础上，使两种文化完美互补。[19]
自20世纪70年代以来，一些科学社会学家将他们的研究转向科学的内容，这导致了科学知识社会学的出现。这些研究强调科学知识的文化基础和一系列其他问题，本文不讨论。
参考资料:
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