探賾科學態(tài)度與責任素養(yǎng)

翁慶雙，蔡鐵權

1.浙江省瑞安市教育發(fā)展研究院，浙江 瑞安 325200

2.浙江師范大學課程與教學研究所，浙江 金華 321004

科學態(tài)度與責任作為學科核心素養(yǎng)的一個組成部分，已落實到基礎教育科學類的各學科課程標準之中，充分表明了我國基礎教育課程改革對培養(yǎng)學生具備科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的重視。但是在現(xiàn)實教育中，從教學設計的課堂教學目標設定，到具體的課堂教學實施以及教學評價，對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的關注與落實并沒有達到應有的程度。通過與一線教師廣泛的交流、觀察和調(diào)研，我們認為主要的原因在于對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)與物理觀念、科學探究、科學思維等素養(yǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系沒有足夠的理解，對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)提出的起因和構建的理論基礎不了解。在核心素養(yǎng)的相關研究中，對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的理論研究也相對薄弱，與其他幾個素養(yǎng)相比較顯得遜色。由此，對上述諸方面作出探討，申述我們的觀點和認識，以彌補其中的不足。

1 科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的內(nèi)涵與結構

國際科學教育發(fā)展的對比研究結果顯示，當前的科學課程缺乏多樣性，學生學習的自主權也不夠充分，這在一定程度上導致了學生在進行科學學習的過程中沒有達成對科學本質(zhì)和科學方法的深入理解，學生無法保持持久的科學學習興趣，自然也就會產(chǎn)生較低的科學職業(yè)期望?？茖W教育普遍性問題的揭示，啟示我們亟需重視科學態(tài)度與責任素養(yǎng)在科學教育中的養(yǎng)成。

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)是一個核心素養(yǎng)的兩個方面?？茖W態(tài)度在國外很早就引起關注，羅伯特L.埃貝爾認為科學態(tài)度與科學方法既相關又不相同：雖然所有的科學都使用被稱為科學方法的一般程序，但嚴格地說，沒有一種具體的科學方法，心理學家對他的問題并不使用與生物學家完全相同的方法，而生物學家則使用或多或少對物理學家是完全陌生的技術。但無論具體的方法是什么，其中的每一步都來自科學態(tài)度的某個階段。然而，科學態(tài)度的每一個階段都在科學方法的某個步驟中得到表達，而不是相反的。因為科學態(tài)度涉及利用知識和獲取知識，涉及避免某些類型活動的傾向以及追求其他類型活動的傾向。因此，雖然科學態(tài)度和科學方法是絕對相關的，但它們絕不是相同的。根據(jù)這樣的認識，埃貝爾提出的科學態(tài)度包括：①準備好相信人類的智慧能夠理解自然的現(xiàn)象，通過這種理解能夠控制生命的力量；②準備尋求對自然現(xiàn)象的真正理解；③準備在工作和思維中尋求正確性，以便真理被發(fā)現(xiàn)［2］。高爾德則指出：多年來，科學教育工作者一直將科學態(tài)度的發(fā)展納入科學教育的一般目標，科學態(tài)度代表了將知識和技能（如客觀性、開放性、懷疑、對證據(jù)的重視等）轉(zhuǎn)化為行動的動機，遺憾的是，在課堂上卻很少強調(diào)這一目標［3］。

國際上對“科學態(tài)度”這一問題的研究通常分為“科學的態(tài)度”和“對科學的態(tài)度”兩類?！翱茖W的態(tài)度”指的是個體在解決和評估問題、作出決策時所持有的謙虛謹慎、實事求是的行事方式和原則，以及從中體現(xiàn)出來的個人優(yōu)秀品質(zhì)?！皩茖W的態(tài)度”是個體在從事科學工作或者在與科學相關的人和事物產(chǎn)生交互作用的過程中所形成的一種感覺、意見或信念，具體的構成要素又有不同的視角［4］。當然，不同的學者對科學態(tài)度的構成會有不同的觀點［5］。

我們認為科學態(tài)度大致可以包括：求真、務實、有恒、質(zhì)疑、探究、開拓、專注、謙恭、奮斗、創(chuàng)新；敢于擔當、百折不撓、睿智審慎、實事求是、真誠理性、探賾索隱、無所畏懼、勇于獻身、好奇敏求；為科學而科學，為求知而求知，寧靜澹泊，不為名利，不求聞達、不唯實用等。

我國對社會責任的解讀集中體現(xiàn)了我國社會發(fā)展對個人的要求：所謂責任，是社會成員對個人履行社會任務的自覺認同與承諾，即社會成員充分考慮自己的個人能力和所處的社會關系，經(jīng)過個人的自由選擇，自覺自愿地承擔相應的社會任務和履行一定義務［6］。這一解讀既明確了個體對他人、集體、社會和國家所應負有的擔當與貢獻，又形成了個體實現(xiàn)自主全面發(fā)展的不竭動力，更是響應社會和國家對人才需求價值取向的集中體現(xiàn)。綜合有代表性的國際組織、國家和地區(qū)有關責任的內(nèi)涵描述，可以認為社會責任素養(yǎng)的特征為：①已成為國際社會的共識；②可以與具體學科或主題相融合，也可以成為一個跨學科的獨立指標；③內(nèi)涵界定包括具體對象和心理過程。社會責任最終將具體化為某一學段某門學科的內(nèi)容，不同學段學生有不同的認知水平和心理水平及能力特點，不同學科具備不同的學科特點和特定的教育任務與功能。同時，也是一種跨學科的素養(yǎng)，需要多個學科、多種知識體系和多樣能力聚合成一體而完成。

對于科學本質(zhì)觀的研究，最早可以追溯到1907 年美國中央科學與數(shù)學教師協(xié)會對“理解數(shù)學中的科學方法和科學過程”這一議題的重視。1916 年，杜威提出“理解科學方法比獲得科學知識更重要”，在他看來，真正的科學就是優(yōu)良的思維方式和思維習慣，需要用思維、經(jīng)驗、行動等方法、態(tài)度的意義來進行詮釋。到了20 世紀90 年代，許多科學教育的國際會議對科學本質(zhì)都給予了極大的關注。特別是邁克康馬斯在1998 年提出的關于科學本質(zhì)內(nèi)容的14 條認識，是他對當時8 個國際科學教育標準文件中關于科學本質(zhì)的詮釋進行歸納得出的，一經(jīng)問世就得到廣泛的關注和認可，并得以在各個國家迅速傳播。我國關于科學本質(zhì)的理解很大程度上承襲了著名社會學家貝爾納的觀點。2019 年，赫里克分析了美國國家科學教育標準文件中對科學本質(zhì)相關維度的闡釋，可以說是科學本質(zhì)觀研究中的一個新的成果［7］。國際科學教育中科學本質(zhì)觀是一個熱點論題，其論點也十分豐富［8-9］。

根據(jù)課程標準和以上的闡述，我們對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的內(nèi)涵作出表述（圖1）。

圖1 科學態(tài)度與責任內(nèi)涵結構圖

要將核心素養(yǎng)有效落實到具體學科的教育教學之中，讓中小學教師全面深入地理解學科核心素養(yǎng)，還需澄清核心素養(yǎng)的邏輯起點。我國基礎教育課程改革的核心素養(yǎng)譯自于“Key competences”，competence 與漢語“勝任力”相對應，而中文“素養(yǎng)”一般指的是經(jīng)由訓練和實踐獲得的平素的修養(yǎng)，在理論、知識、藝術、思想等方面均有一定發(fā)展水平。從字面意思來看“素養(yǎng)”的解釋缺少了與能力相關的內(nèi)容，而更側(cè)重和強調(diào)知識與道德層面的內(nèi)容。competence 是一個更具復合性的概念，更能體現(xiàn)個體能力層面的發(fā)展，是在特定情境下成功完成某項任務必不可少的部分［10］。鑒于這種由于對“核心素養(yǎng)”一詞翻譯所帶來的局限，原文對人的全面發(fā)展沒有得到足夠重視的偏頗，對教育本體價值和內(nèi)在使命功能的忽視，我們在對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的理解與教學實施中必須拓展思路，放開眼界，要有更全面的寬泛意義上的理解，不能糾纏于只言片語所帶來的理解上的片面化。科學態(tài)度與社會責任是彼此相關、融合一體的，是一枚硬幣的兩個側(cè)面。

2 科學態(tài)度與責任與其他物理學科核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系

物理學科教育中四個核心素養(yǎng)相互聯(lián)系，有機融合為一體，基于對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)內(nèi)涵的理解與內(nèi)部結構的建構研究，從對物理學科各個核心素養(yǎng)的認識和相互聯(lián)系的見解出發(fā)，建構了物理學科核心素養(yǎng)內(nèi)在聯(lián)系圖（圖2）。

圖2 物理學科核心素養(yǎng)內(nèi)在聯(lián)系圖

我們一貫認為，物理觀念是四個物理學科核心素養(yǎng)的中心，具有統(tǒng)攝意義，最終要致力于物理觀念的養(yǎng)成，當然，物理觀念對其他核心素養(yǎng)具有反作用?？茖W探究是獲得知識與能力及態(tài)度的途徑，是物理學習的主導方式，貫穿全部物理學教與學的過程。科學思維是物理學習的關鍵要素，沒有達到物理學習的高階思維水平，物理學習不可能達到深度的目標，也實現(xiàn)不了物理觀念的最終形成，也成不了物理人才?？茖W探究中時時貫穿著科學思維，科學思維又推進科學探究的實施，并推動從探究走向?qū)嵺`，完成跨學科的學習，形成跨學科素養(yǎng)。而物理教學中的科學思維又有自己獨特的形式和特征［11］。

科學態(tài)度與責任在四個核心素養(yǎng)中處于基礎地位，承載起物理學科核心素養(yǎng)的整個體系，科學本質(zhì)解決“科學究竟是什么”的重大問題——什么是真科學的關鍵問題［12］，可以認為是物理學科核心素養(yǎng)的理論基礎。這既解決了認識物理學是什么的本體論問題，也解決了如何認識物理學的認識論問題，并解決了物理學有什么用的價值論問題。如果把科學本質(zhì)看作科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的一個部分，科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的基礎性地位更為凸顯、明確，我們對物理學科核心素養(yǎng)內(nèi)在聯(lián)系的認識更有理論價值。

社會責任的實質(zhì)是個體對責任承擔的一種“意向”、一種“意愿”，有責任心，其本身就是表現(xiàn)出來的態(tài)度，是態(tài)度外現(xiàn)的形式。從心理學的角度看，態(tài)度是由認知因素、情感因素和行為傾向因素三個方面共同構成的。態(tài)度的認知因素離不開“一致性的需要”這一基本前提，人類力求在思想、信念、態(tài)度和行為方面與其他個體保持一致；在態(tài)度的變化中包含情緒狀態(tài)的變化，如積極、喜歡、熱愛等；態(tài)度是某種行為的傾向或準備，為具體的行動提供了前提和傾向［13］。這也表明了態(tài)度蘊涵了認識論、價值論和實踐論。

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)推崇探究，追求創(chuàng)新，強調(diào)合作分享，倡導好奇與興趣，頌揚實事求是，正是科學探究中必須遵從和執(zhí)行的原則和關鍵因素?？茖W探究能力的核心要素中，問題、證據(jù)、解釋、交流與上述態(tài)度如出一轍，問題來自探究意識，源于好奇與興趣，發(fā)軔于追求創(chuàng)新；證據(jù)來自調(diào)查、觀察、實驗等，而準確有效的數(shù)據(jù)和證據(jù)的獲得必須建基于實事求是的工作之上；解釋是分析與論證的過程，根據(jù)數(shù)據(jù)和證據(jù)所進行的推理和論證、評價的結果，是科學方法的具體應用。交流就是合作分享的具體體現(xiàn)。任何科研成果必須公布于眾，因為科學是一種公共事業(yè)，無論對他人的成果提出建設性的建議，還是對自己的結論與結果的開誠布公。科學思維是促進學生科學探究能力發(fā)展、使學生真正理解科學探究本質(zhì)的關鍵，激活學生積極思維主要在激起學生的認知沖突，讓學生產(chǎn)生學習科學的興趣、動機，積極學習的態(tài)度和高度的學習責任心。

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)提出的不迷信權威、不盲從已有結論、大膽責疑、真誠理性、探賾索隱、好奇敏求、對科學方法的重視和合理運用等內(nèi)容，與科學思維中的模型建構、推理論證、創(chuàng)新思維等要素完美契合。建構模型需要運用多種科學方法與思維方式，如類比、模擬、理想化、數(shù)學、推演、實驗、假設、想象以至系統(tǒng)方法和復雜性理論等，沒有合適的模型，物理學的研究便失去了依托，陷入一籌莫展的境地，物理學知識的獲得，概念轉(zhuǎn)變與理解，對物理學本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律的深刻認識，從現(xiàn)象、經(jīng)驗、事實到概念、規(guī)律、原理，無不需要科學推理作助推劑，結論的得到，理論的建立，觀念的形成，都離不開論證思維，而這一切都服從于科學理性的思考，探賾索隱的精神。批判性思維是創(chuàng)新的源頭，是21 世紀的關鍵能力，而批判性思維的養(yǎng)成，首先要不迷信權威，不盲從已有結論。從地心說到日心說，從天體圓周運動到橢圓運動，從絕對時空到相對時空，從能量連續(xù)到能量量子化，無一不是對已有結論的否定，對權威地位的動搖。批判性思維是開拓創(chuàng)新的原點，是科學革命的濫觴，但批判性思維并非簡單地懷疑一切，而是有證據(jù)的責疑，理性的追究，基于事實的否定，這些同科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的內(nèi)涵也是不謀而合的。

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)中科學本質(zhì)、科學態(tài)度、社會責任的全部內(nèi)容是承載物理觀念的堅實基礎。當前的國際科學教育研究與實踐，紛紛強調(diào)核心概念、大觀念、跨學科主題實踐以至超學科綜合。我國的物理學科核心素養(yǎng)中首先提出了物理觀念，并將其詮釋為“概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華”，這體現(xiàn)了對物理學知識和原理的深度理解和靈活應用的重視?？茖W本質(zhì)觀也將科學知識置于重要的地位，科學教育也一貫重視概念的學習，從起源于20 世紀前期的前概念、迷思概念、概念轉(zhuǎn)變的相關研究，發(fā)展到20 世紀90年代涌現(xiàn)的學習進階和大概念、核心概念、跨學科主題實踐等熱點話題，與我國提出的物理觀念是一脈相承的。概念學習的不斷深化與研究的逐步深入，即實現(xiàn)對知識和原理的深度理解。而科學態(tài)度與責任素養(yǎng)中，注重強國富民、捍衛(wèi)國家利益、熱愛自然、合理利用資源、節(jié)約能源、珍愛生命，關注科學、技術、社會、環(huán)境，著重科學研究與實踐中的倫理道德，是對物理觀念靈活應用的具體詮釋和實際要求，物理觀念在物理教學中居于重要的地位，物理觀念具有豐富的教育功能［14］。物理觀念地位的凸顯與教育功能的實現(xiàn)，也必須結合科學態(tài)度與責任素養(yǎng)，離不開科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的內(nèi)涵作為理論與實踐的保障。

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)也揭橥了科學的精神功能和人文意義，正如薩頓所說的：“科學不僅是改變物質(zhì)世界最強大的力量，而且是改變精神世界最強大的力量……”［15］。物理學家愛因斯坦的名言：“人是為別人而生存的”“不要統(tǒng)治，但要服務”“從自我解放出來”以及他對貪圖安逸享樂的“豬欄理想”的鄙棄和對“財產(chǎn)、虛榮、奢侈生活”的鄙視，無一不使人有高山景行之嘆［16］。這種極力反對個人崇拜，人格的超凡脫俗，遠超越于作為杰出科學家的愛因斯坦。

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)在物理學科核心素養(yǎng)中的定位和內(nèi)在聯(lián)系的認識，有利于我們對這一素養(yǎng)的深入理解，幫助我們在物理教學中作出正確的目標認定，在教學實踐中有效落實。

3 科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的理論基礎構建

對于物理學科中的科學態(tài)度與責任素養(yǎng)，我們構建了學科關系圖（圖3），作為素養(yǎng)構成的理論基礎。

圖3 科學態(tài)度與責任理論基礎構建的相應學科關系圖

科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的理論基礎由眾多學科共同構建。在這些學科中，可以再分成幾類，物理學是物理學科核心素養(yǎng)建立的學科理論基礎，確定了學科核心素養(yǎng)的學科本質(zhì)與特點?？茖W本質(zhì)（NOS）的大量研究成果，構成了科學態(tài)度與責任素養(yǎng)中的科學本質(zhì)觀內(nèi)容，是不可或缺的根本性的組成部分?？茖W本質(zhì)觀涉及的內(nèi)涵十分廣泛，要論證“科學究竟是什么”這樣的一個宏大主題，其復雜的蘊涵必須有豐富的理論為基礎，科學史、科學思想史、科學家傳記、科學哲學、科學社會學、科學心理學、社會心理學、科技倫理學以及科學方法論、科學認識論、科學價值論、科學文化（包括科學與人文關系的研究）、STS 研究等，都是題中的應有之義，沒有這些學科的研究成果，難以形成對科學本質(zhì)的深刻認識?？茖W態(tài)度的內(nèi)涵涉及的學科將包括科學史、科學家傳記、科學哲學、科學心理學、社會心理學、科學文化、科學課程論、科學教學論和學習科學等，離開了這些學科的大量研究成果，科學態(tài)度的內(nèi)涵就無法正確理解。社會責任的內(nèi)涵涉及的學科將涵蓋科技倫理學、STS 研究、科學社會學、科學家傳記、科學史、科學價值論、科學課程論、科學教學論和學習科學等，失去了這些學科的理論研究成果的支持，社會責任的內(nèi)涵就沒有了依托。

由于本文篇幅的限制，我們無法對每個學科作細致的分析，闡述它們的理論成果及其在科學態(tài)度與責任素養(yǎng)中的作用，選擇解析科學家傳記（也可以屬于科學社會學和科學史、科學思想史等學科之中的部分內(nèi)容）中的一些片段，以管窺科學態(tài)度與責任素養(yǎng)理論基礎的復雜和豐富多彩。

本-戴維從社會學的角度出發(fā)，對科學家在社會中的角色展開了研究，他指出：“一種新的社會角色產(chǎn)生于更為廣闊的社會環(huán)境，就科學家角色而言，價值觀改變是指通過邏輯和實驗來尋求真理，能夠被社會認可為一種值得做的智力上的工作，這就修改了哲學和宗教的權威，提升了技術性知識的尊嚴，從總體上創(chuàng)建了關乎學術自由的概念和規(guī)范，并最終深遠影響了幾乎所有的傳統(tǒng)社會的布局?！保?7］科學家，尤其是杰出科學家群體，無疑是社會中的精英代表，他們是科學的靈魂，是科學教育中學生的楷模，一切行為效仿的榜樣和追求的目標，科學家的態(tài)度與社會責任也將是學生養(yǎng)成科學態(tài)度與責任的范例。同時，對科學家的不端行為的了解，例如在從事科學研究時編造虛假研究內(nèi)容，抄襲、剽竊他人研究成果［18］，從另一方面可以成為科學態(tài)度與責任教育的寶貴資源。通過對這些不端行為的確認和深刻認識，學生形成了強烈的心靈震撼，這對教育學生具有深遠的意義。

古代社會中還沒有形成科學家這一社會角色，科學家的社會責任無從談起。在17 世紀的英格蘭首次出現(xiàn)了“科學家”這樣的社會角色，這是伴隨著近代科學的興起而誕生的產(chǎn)物。科學家的社會責任問題則是在兩百多年后才被首次明確提出，其標志是1939 年的貝爾納的名著《科學的社會功能》一書的出版。第二次世界大戰(zhàn)把這一問題更加凸顯出來，戰(zhàn)后世界范圍內(nèi)的和平運動是科學家對其社會責任問題的總爆發(fā)。20 世紀70 年代以來，新的科學技術革命對科學共同體提出了新的“社會責任”問題。

李醒民以愛因斯坦為典型，曾提出了當代科學家的社會責任、對待科學特有的態(tài)度和高尚的情操［19］。1955 年《羅素——愛因斯坦宣言》向全人類發(fā)出了這樣的呼吁：“記住你們的人性，忘掉其他”［20］，同時也掀起了著名的帕格沃什運動——一場自始至終都在強調(diào)科學家的倫理和道德責任、呼吁科學家對科學技術的研發(fā)和使用應持有審慎態(tài)度的國際和平運動，充分體現(xiàn)出科學家的科學精神和理性思維的力量，反映出科學家崇高的思想和強烈的社會責任感。

當然，各個學科不是與素養(yǎng)內(nèi)涵一一對應的，而是相互交疊，一個學科對應多方面素養(yǎng)內(nèi)涵，同時也可以是多個學科對應一個方面的素養(yǎng)內(nèi)涵，這足以使我們體會到構成科學態(tài)度與責任素養(yǎng)的理論基礎內(nèi)容是十分復雜和豐富的。

4 結 語

我們對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)進行探賾索隱的求證，在于這一素養(yǎng)的內(nèi)涵是復雜多樣的。內(nèi)涵的揭橥，有利于我們?nèi)娑钊氲乩斫饪茖W態(tài)度與責任素養(yǎng)，尤其是對其中所蘊含的本質(zhì)通曉領悟。四個核心素養(yǎng)相互之間有緊密的內(nèi)在聯(lián)系，是一個完美的整體，對其內(nèi)在聯(lián)系的梳理，明確了各個素養(yǎng)的地位與作用，在物理教學時，便于正確處理相互關系，正確闡明教學目標、制訂教學策略、實行教學評價?？茖W態(tài)度與責任素養(yǎng)理論基礎的建構是我們的一種創(chuàng)新性思考，是主要的探索內(nèi)容，沒有一個強有力的豐富多樣的理論體系作載體，素養(yǎng)的內(nèi)涵就沒有依托，也會妨礙我們對素養(yǎng)本質(zhì)及內(nèi)涵的詮釋和研究。這樣，我們對科學態(tài)度與責任素養(yǎng)有了一個多維度的觀照，全景式的展示，使科學態(tài)度與責任素養(yǎng)以靚麗的姿態(tài)呈現(xiàn)。