为贯彻立德树人教育目标，助力广大中小学校发展学生核心素养，北京师范大学“社会性科学议题学习”项目组于2023年1月7日至8日在线召开“以社会性科学议题学习促学生核心素养发展”2022年学术年会。会议着重研讨了证据驱动、素养导向的社会性科学议题教与学的理论与发展模式，展示交流了国内外社会性科学议题学习的设计与实践应用研究，进一步打造社会性科学议题学习的合作交流平台与专业团队。
四大主题
本次会议共设中科院院士报告1场、国际专家报告7场、国内专家报告10场、6所项目合作校的案例展示以及3位特邀专家点评。会议持续四个半天，由“京师继教”视频号、“强师在线”平台直播，每个半天均有数千人在线参会，点击量上万，受到了广泛的关注。为此，会务组整理会议内容，将陆续在项目微信公众号（AISL科学素养提升）和项目网站（http://aisl.bnu.edu.cn ）同步分享，欢迎关注！
今天与大家分享Michael Reiss的主旨报告（文中仅为作者个人学术观点），欢迎阅读！转载或引用请注明出处。
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很高兴能参加社会性科学议题学习学术年会！我今天想讨论的是科学教育愿景如何帮助我们思考社会性科学议题。
· 科学教育的三个愿景
我将首先介绍科学教育的三种不同愿景或终极目的。前两个愿景是道格拉斯·罗伯茨提出的。愿景一从科学出发。愿景一旨在基于科学所拥有的一系列丰富而成熟的技术和方法来设计科学课程，让学生使用科学思维习惯，理解经过多次检验的关于自然世界的解释。愿景一就是我们过去所接受的那种科学教育。我们学了化学中的元素周期表，学了生物学中的光合作用和呼吸作用，学了物理学中的运动定律、电学和磁学。愿景一通常被视为培养下一代科学家的特别好的途径，因为它为学生提供了坚实的科学教育基础，使他们能够在毕业后继续深造。
愿景二在学校科学史上发展较晚。愿景二旨在从科学之外开始设计学校课程，阐明科学如何渗透到人类事业和生活情境中并产生作用。愿景二的口号是“为了所有人的科学（Science for All）”。这代表了一种观点，即所有学生都需要了解公民科学，包括环境质量、资源使用、个人健康以及对复杂的社会性科学议题的决策。所以，愿景一考虑的是，15%到20%的人可能会在自己的职业生涯中使用大量的科学知识，而愿景二思考的是所有人。
最近，特别是一些斯堪的纳维亚国家和南美洲国家，已经朝着科学教育愿景三发展。这是一种人性化的科学教育，包括批判性的科学素养和对社会政治行动的呼吁。它让学生质疑为什么世界是这样的，思考科学可以帮助做什么。
· 教育示例1：体外受精
我将借助三个不同的主题来说明三种愿景下的科学教育。第一个是体外受精，有时也被称为试管婴儿。第二个是关于金属的教学。第三个是气候变化。
首先是关于体外受精的教学。《每日邮报》是我们在英国的报纸之一。这是1978年《每日邮报》的封面。大约45年前，名叫路易斯·布朗的婴儿出生了。路易斯·布朗是第一个体外受精出生的婴儿。如今，全世界每年约有50万婴儿是通过体外受精而出生的。试管婴儿非常适合用于介绍那些起初几乎没有成功的科学和技术发展。第一个试管婴儿花了很多时间和精力，很多女性都没能成功。在路易斯·布朗出生之前，护士和医生付出了很多努力。虽然这仍然是一个复杂的过程，但现在已经很常见，大约有 1000 万新生儿以这种方式出生。
在我的国家英国，当教授体外受精时，教师可能会按照标准的教科书来开展教学。这种方式在很大程度上是愿景一下的科学教育。标准教科书讲述了从母亲那里获得卵子的必要性。利用激素，给予母亲过度的刺激，让她可以产生几个卵子。然后，从男性身上收集精子，这通常是在母亲体外的培养皿中进行。之后，将精子和卵子混合在一起，做一些测试，将一个或多个胚胎放回母亲的子宫，等待它们着床并发育。
标准教科书会谈论以上内容以及其中的激素，也会谈论成功率，但标准教科书中的解释，即愿景一的解释，在其他方面的细节上不太深入。例如，试管受精有多贵？谁能负担得起？事实上，中国和英国在试管受精方面有很多相似之处。有相当多的医疗团队可以提供体外受精，但供小于求，试管受精的成本相当高，难以普及。在中国和英国，一个疗程的体外受精通常花费大约6000美元到12000美元。这取决于诊所和其他一些变量。即使一个20多岁的女人，也不太可能第一次手术就怀孕，所以可能需要两个或三个周期。你很快就会发现，这需要很大一笔钱。
还有一些非常有趣的伦理问题。例如，试管受精应该适用于所有母亲吗？单身母亲怎么办？她们应该从中受益吗？我是路易斯·布朗出生的那家诊所Bourn Hall的伦理委员会成员。我担任伦理委员会成员到现在大约20年了。在早期，我们花了相当多的时间讨论这些问题，现在花的时间少了一些。因为，英国法律的基本原则是儿童的福祉。长话短说，如果单亲父母得到家人或朋友的大力支持，那么她能像双亲共同抚养一般来养育孩子。这就涉及到伦理在社会性科学议题中所发挥的作用。
我们还在体外受精教学中进一步探讨像代孕这样的问题。这在法国等国家是违背法律的。与英国相似，在法国，一个人不能通过代孕来生孩子。也有人质疑是否应该付报酬。在英国，我们有代孕，但不能为代孕支付报酬。怀孩子的女人有开支，而且开支不小，但她不能因代孕而得到报酬。但在美国，为代孕支付报酬是允许的。最后一个问题是代孕本身是否剥削了女性，还是说代孕通过让女性做出自己的选择来赋予自身权力。有些人会觉得愿景二和愿景三开始偏离主流声音、偏离愿景一。另一些人会认为，这会使课堂对某些同学来说变得更有趣，学生在学习中更有动力。最后，所有这一切都发生在不生育的文化假设背景下。一个女人不生孩子会是什么样？这在不同的国家存在很大差异。在有些国家，这完全可以接受，但在一些国家，这是极大的失望甚至是耻辱的来源。
· 教育示例2：金属的教学
第二个例子是关于金属的教学。这显然是物理科学中的一个话题。愿景一下的金属教学是我们可能非常熟悉的。例如，教授金属的性质，谈论它们的外观——金属外观非常独特，通常比较亮。金属是特别好的导体，导电导热。它们在元素周期表中很常见——许多学生没有意识到，大约115种元素中的78种被归类为金属。金属在室温下通常是固体，但汞的延展性很好，等等。
当你进入金属教学的愿景二和愿景三时，还有其他的事情需要考虑。例如，这里有一个在刚果民主共和国开采金属的例子。它可能看起来不像许多人所期待的那种矿区，但在世界各地，许多采矿工作就像这里一样，仍然通过手工完成，而且往往是整个家庭参与其中，包括儿童。
这是来自刚果民主共和国的另一个例子。在另一个极端，这是一座巨大的工业化矿山。路上有一些非常大的卡车。这是俄罗斯的奥林匹亚德矿。这是两个极端的例子：一个是小矿区， 个人和家庭在其中工作；另一个是巨大的工业化综合体。这里涉及标准教科书中的内容，但还有其他一些问题与愿景二有关系，即公民科学方法——“为了所有人的科学”。愿景三关注的是批判性科学素养，更关注社会政治行动和科学正义。例如，人们可以问土地是如何获得的？谁对土地拥有权利？土著人民的立场是怎样的？对于这些问题，不同的国家持不同的态度。人们还可以问，谁拥有矿区？是私人拥有的吗？是国有的吗？如果是私人拥有的，所有者是在国内还是国外？谁因矿区的成功而获得经济利益？谁在矿区工作？工作条件怎么样？一方面，那里可能有高报酬的工作；另一方面，与许多其他类型的工作相比，这可能是危险的，可能存在污染的风险。风险不仅与那些矿区中工作的人相关，也与当地人相关。对于当地人能够从何处得到经济利益，存在各种各样的建议。
· 教育示例3：气候变化
现在介绍第三个例子。考虑到最近才在埃及沙姆沙伊赫举办了第27届联合国气候变化大会，讨论气候变化似乎是一个好主意。这是一个越来越重要的社会性科学议题。这对中国很重要，对英国也很重要，对世界上所有国家都很重要。在第27届联合国气候变化大会开始时，埃及总统Al-Sisi和美利坚合众国总统乔拜登出席。现在，大多数教授气候变化的国家都倾向于使用这样的数据。水平线表示时间，这张图表显示了从1880年到2020年的140年时间。在纵轴上，有一个刻度显示了与历史基线相比的温度。这是在没有人类活动情况下对温度的估计。直到1930年、1940年，气温大多处于历史基准线。事实上，气温真正开始加速是到20世纪70年代之后。从大约1970年到2020年，全球平均气温上升了大约1摄氏度。如果使用不同的测量方法，这个数字可能更接近1.1甚至1.2℃。这是愿景一下的科学教育。
进入愿景二。并不是所有的学生都能意识到全球气温变化的分布是非常不均匀的。实际上，与海洋相比，陆地受到的影响最大。这意味着，当全球气温上升约1摄氏度，我们所在地区可能上升了2至2.5摄氏度。这也取决于纬度，即离极地（尤其是北极）有多近。当到达俄罗斯北部、冰岛、格陵兰岛、加拿大北部时，天气变得更暖和。在过去的20年里，由于全球变暖，亚马逊、撒哈拉、澳大利亚北部和印度尼西亚的极端高温事件引人注意。这显然与愿景二有关，即考虑科学如何影响我们所有人的生活。我们可以给出很多关于全球变暖导致的额外死亡率的统计数据。当然，不仅仅是全球变暖。
这张图显示了过去25年海平面上升的数据。在过去的25到30年里，海平面平均上升了大约10厘米，也就是4英寸。这听起来不多。但对于生活在平均海平面一米内的数亿人而言，并非如此。这些人经历了更多洪水灾害。在世界上的一些地方，陆地向海洋的流失正在增加。这在热带岛屿上尤其重要，尤其当岛屿比较平坦时。这些岛屿正在失去越来越多的陆地。
朝着愿景三发展。在我的国家，这些数据是不会出现在教科书中的。气候变化的一个结果是更多的极端天气事件。这造成了更多的灾难。这张幻灯片显示了美国的金融灾难。时间线是从1980年到2020年，即过去40年左右。红色柱状图以显示每年的十亿美元灾难事件的数量。这些事件产生了超过10亿美元的损失。这些数字已经将通货膨胀考虑在内。因此，从20世纪80年代到2020年，这些数字的上升与通货膨胀或货币汇率的变化无关。这意味着有越来越多的重大极端天气事件在发生。我选择美国的数据的原因很简单，因为美国有很好的、可以公开访问的数据。假如代表极端天气事件的成本的黑线以一种比柱状图更参差不齐的方式波动。与40年前相比，在所有这些以十亿为单位的灾难事件中，总损失增加了。另外，受到气候变化危害的不仅仅是人类。我希望科学教育愿景三能考虑生活在地球上的所有生物以及更广泛的环境。
这是一只饥饿的北极熊。这只北极熊和其他许多北极熊挨饿的原因是，它们主要依靠的食物来源之一是海豹幼崽或成年海豹。海豹会被拖到冰流上。由于北极变暖的速度如此之快，这些冰流更容易破裂，使得北极熊更难找到可以攻击和杀死的幼崽。一个真实数据显示由于全球气候变化，北极熊数量正在下降。加拿大的哈德逊湾地区多年来一直非常精确地统计北极熊数量。在过去的15到20年里，其数量下降了大约25%。
在中国，有必要提一下大熊猫。现在大熊猫已经成为中国动物保护最成功的故事之一。曾经有一段时间，由于一系列原因，如栖息地丧失，大熊猫数量在下降。通过一个非常成功的动物园养育项目，野生大熊猫的数量增加了。目前，大熊猫的数量仍在上升。然而，大熊猫对气候相当敏感。他们几乎完全依赖于竹子。气候影响竹子的分布和生长。对北极熊的正义是非常微弱的，北极熊已经受到了伤害。如果气候变化持续下去，大熊猫的数量很可能会受到影响。
最后，举几个关于愿景三和气候变化的例子。这是2018年 Greta Thornburg15岁时拍摄的照片。照片上的瑞典语被翻译成了英语：为气候罢课。她决定周五停止上学，开始罢课，以此让每个人都注意到气候变化。我想大多数人可能会认为这没什么作用。然而，她帮助改变了数百万人对环境风险的认识。
这是北美抗议的一个例子：保护野生动物免受气候变化的影响，阻止Keystone XL（某个石油管道）。多年来，美国不同的政党一直在争论是否应该继续使用Keystone XL。
愿景三和社会政治行动不只是在做抗议活动。一群菲律宾年轻人在做“翻译马拉松”——这个词改编自马拉松一词。他们翻译关于气候变化的国际文件。这些文件通常是英语，他们将其翻译成当地的菲律宾语，使每个人都更容易理解。这是愿景三促进愿景二（“为了所有人的科学”）的一个例子。
一个国家不一定要拥有所有三个愿景。但它们相互促进，可以让一些学生更有动力学习科学。如果没有愿景一下的科学教育，没有高质量的学习和科学基础，那么就不可能发生有效的愿景三下的科学教育，甚至是有效的愿景二下的科学教育。