高中物理新课标中的“科学—技术”观：问题与建议

摘要：理解科学与技术的关系是科学素养和物理学科核心素养的重要内容.对我国最新颁布的《普通高中物理课程标准（2017年版）》的文本分析表明，该课程标准呈现了“不区分科学与技术”“技术是应用科学”和“科学对技术具有促進作用”的“科学-技术”观.这从本质上是一种理想主义的、静态的“科学-技术”观.这种“科学-技术”观将科学与技术的区别模糊化；片面强调科学对技术的价值，忽视技术对科学的影响；对正确认识科学与技术的本质及二者关系将产生不利影响；同时易使学生形成错误的科学价值观.因此，可以从完善课程标准、提升物理教师的科学哲学素养和灵活应用课程标准展开教学三个方面予以应对.

关键词：高中物理；课程标准；“科学-技术”观；问题；建议

基金项目： 湖南省社科青年基金项目“社会性科学议题（SSI）理科课程设计研究”，项目编号：15YBA265.

作者简介： 郭桂周（1982-），男，河北沧州人，讲师，教育学博士，研究方向：物理课程与教学论、科学教育；

蒋权（1996-），男，湖南衡阳人，在读硕士，研究方向：物理课程论；

郑尚宜（1995-），女，吉林长春人，在读硕士，研究方向：物理课程论.

当代科学教育的目标着眼于培养学生的科学素养，科学素养不仅包括科学知识与技能、科学态度、情感与价值观，而且包括理解科学与技术、社会的关系等[1].我国最新颁布的《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“高中物理新课标”）指出，认识科学·技术·社会·环境之间关系是物理学科核心素养的重要内容[2].由此可见，认识科学与技术的关系是科学素养与物理学科核心素养的重要维度.但是高中物理新课标究竟呈现了一种什么样的“科学-技术”观？这种“科学-技术”观是否合适？笔者即以此“科学与技术的关系”作为研究对象对新课标进行文本分析，揭示其背后的“科学-技术”观，认识其存在的问题，进而提出必要的建议.

1研究的方法与工具

11研究方法

本研究采用的是内容分析法.我国台湾学者欧用生指出，内容分析法是以客观及系统化的态度，对文件内容进行分类、统计、分析，以计量的方法，藉次推论产生该项文件内容的环境背景及意义，是传统上教科书研究最常使用的研究方法[3].研究者可以应用自身建构或者其他学者建构的与某一主题相关的、相对科学规范的分析框架对教科书内容进行统计分析，之后可以结合相关理论展开更加深入的探讨.

12研究工具

要认识科学与技术的关系，首先需要对“科学”与“技术”进行界定.这里的“科学”指的是自然科学，即人类用实证、理性诸方法就自然乃至人本身进行探究所获得的知识的体系化之过程与结果[4].而技术指的是“人类在利用自然、改造自然的劳动过程中所掌握的各种活动方式、手段和方法的总和”[5].在本研究中，为了研究的需要，笔者选用的研究工具是Florbela M.Calado等建构的“科学与技术关系分析检查表”（表1）.该检查表以“科学与技术是两个不同的、但却相互作用的共同体”作为指导思想，从“科学与技术的区别”“面向科学的技术”“面向技术的科学”和“科学与应用科学”四个方面对文本呈现的科学与技术的关系展开探究[6].该检查表较为全面，具有较好的内在信度，并且简洁明了，可操作性强.

2高中物理新课标中科学与技术关系文本的归类与分析

下面就高中物理新课标中与科学与技术的关系有关的文本进行提取与分析.该部分研究由三位具有物理教育研究背景的研究人员共同展开，分别对物理新课标中呈现的科学与技术关系的话语文本进行扫描与归类，并进行信度检验.经检验，三名研究人员保持了比较高的一致率（96.2%），从而确保了本研究的外在信度.

21高中物理新课标中“科学-技术”关系文本的扫描与归类

本研究首先对高中物理新课标中与科学与技术关系有关的文本进行扫描并提取，并获得26个目标文本.之后对这26个目标文本进行初步分析与归类，发现这些话语文本主要呈现了三个方面的内容：“不区分科学与技术”、“技术是应用科学”以及“科学对技术的促进作用”（见表2）.

22高中物理新课标中“科学-技术”关系分析

通过以上的内容归类，我们可以看出，在26个涉及科学与技术关系的文本中，30.8%的内容将科学与技术连用或者混用，如“科学技术”或者“科技”，但是并没有明确阐述科学与技术的区别与联系，这从本质上是一种科学与技术一体化的观点.42.3%的内容认为科学能够应用于技术，技术背后存在着物理学或者科学原理，即呈现的是“技术是应用科学”的观点，这从本质上是一种科学与技术关系的线性模型.26.9%的内容认为“科学对技术具有促进作用”，即科学推动了技术的发展，科学是制约或者说影响着技术发展与进步的重要因素.

3高中物理新课标中“科学-技术”观存在问题

高中物理新课标对于科学与技术关系的观点主要存在着如下几个方面的不足.

31呈现了静态的、理想主义的“科学-技术”观

正如黑格尔所指出的那样，凡是历史的都没有（唯一、确定的）本质.科学与技术同样是历史的、发展的，这就决定了二者的关系在不同的历史时期呈现为不同的特征.如澳大利亚科学教育学者保罗·加德纳从历时态的角度将科学与技术的关系分为四种类型[7]：

（1）“划界主义（demarcationist）”的观点.古希腊学者（如亚里士多德）认为，科学与技术相互独立且异质.科学知识是第一原理和第一因的知识，科学知识是由永恒的、必然的真理构成的.而技术与如何做有关，科学是比技术高贵的知识形式[8].

（2）唯物主义（materialist）的观点.在近代科学革命时期，实验成为近代自然科学的基石，科学知识必须经历实验技术的检验才能证明其真理性，因此在这一时期，技术被看做是科学之源.

（3）“理想主义（idealist）”的观点.在十九世纪下半叶，人们倾向于将科学与技术看做是不同的社会活动.科学被看做是“纯粹的”“为真理而追求真理”“价值无涉的”.而技术是“应用的”“实践的”和“工程的”.这一时期人們普遍认为，科学先于并优于技术，科学知识是技术进步的源泉，技术进步是科学的概念、原理、方法等特定领域的应用.直到20世纪60年代，人们还将技术看做是应用科学[9].

（4）“互动主义（interactionist）”的观点.到了20世纪70年代以后，占统治地位的模型是：科学与技术是两个不同的、但却相互作用的共同体.科学与技术有自己的目标、传统与价值，既相互独立又相互联系.

由此可见，我国高中物理新课标呈现的是一种理想主义的“科学-本质”观，即认为科学知识是技术进步的源泉（如“了解物理学对信息技术发展的贡献”），并且技术进步是科学的概念、原理、方法等在技术中的应用（如“了解发电机和电动机工作过程中的能量转化”）.但是这种模型的不足在于，未能从本体论的角度区分科学与技术之间的差异，并且没有关注到技术对科学发展的影响.

32未区分科学与技术，将科学与技术的区别模糊化

通过前面的统计分析，我们发现高中物理新课标很大的篇幅并未区别科学与技术，而是将科学与技术连用或者混用，这其实是将科学与技术的区别模糊化，这种视科学与技术一体化的观点，认为科学与技术密不可分、融为一体.课程标准对科学与技术关系的这种处理方式，可能带来的不良后果.

（1）导致学习者对科学与技术的混淆，无法认识到科学与技术的差异.我国物理学家吴大猷早在上世纪80年代就指出，中国创用“科技”一词是很大的不幸：“我们通常将基础科学、应用科学和技术三者，笼统地用‘科技’两字包括起来，其实这个简称，已导致了社会上许多人对科学和技术的混淆了解.”[10]

（2）课程标准的这种处理方式对于认识科学与技术的联系也是不利的，即课程标准并未深入阐述科学与技术所存在的多方面的内在联系.

33片面强调科学对技术的价值，忽视技术对科学的影响

从现实来看，科学愈发技术化，即成为一种“技科学（tech-science）”，现代科学对于技术的发展确实发挥着巨大的作用.但是需要指出的是，技术又可以分为经验性技术与科学性技术，科学对技术的影响与作用对象主要是科学性技术，并且这种影响并不是直接的而是需要中介的.同时我们也要看到，不仅科学影响技术的发展，技术同样制约或者促进了科学的发展，技术对科学的影响主要是通过为科学研究提供新的技术手段或者实验器材等方式实现的，如冷冻电镜的发明促进了结构生物学的发展.同样，受制于真空技术，赫兹对阴极射线的研究得出了错误的结论，而之后的J.J.汤姆逊则利用更先进的真空技术发现了电磁场能够使阴极射线偏转，其方式与带电粒子一致，并测量出电荷与粒子质量的比值，从而揭示了阴极射线的本质[11].

34对正确认识科学、技术的本质及二者关系将产生不利影响

从技术哲学或者科学技术哲学的角度来看，“技术是应用科学”是一种片面的“科学-技术”观，这种观点并未能真正认识到科学与技术的复杂关系.实际上，科学与技术的关系不仅是历史发展的，而且无论是理论上还是实践中二者都存在着巨大的差异.技术并非仅仅是应用科学，并且也不必然是应用科学.虽然科学趋于技术化、技术趋于科学化是不争的事实，但是科学与技术在诸多方面确实有天壤之别，“技术与科学并非只有程度上的、细微的差异，而有着原则上的、本质性的不同”.如钱时惕指出，科学属于认识范畴，主要回答“是什么”“为什么”的问题，技术属于实践范畴，主要解决客观世界“做什么”“怎么做”的问题[12].李醒民则从追求目的、研究对象、活动取向、探索过程等十七个维度论证了科学与技术的差异.如从追求目的看，科学以求知为鹄的，其目标在于探索和认识自然；技术以应用为归宿，其意图在于利用和改造自然.而从采用方法来看，科学主要是运用实验推理、归纳演绎等方法.而技术多是调查设计、试验修正等方法[13].只有对科学与技术的差异进行深入探讨，才能够真正认识科学与技术的本质以及二者的关系.

35不区分科学与技术易使学生形成错误的科学价值观

将科学与技术连用或者混用（如“科学技术”或者“科技”）实际上是一种科学与技术关系的线性模型，这种模型认为技术革新来源于科学发现.正如费曼所指出的那样：“人们似乎相当普遍地认为，只要科学家们对于错综复杂的社会问题加以关注，而不是成天钻在细枝末节的科学研究之中，那么巨大的成功就会自然到来.”[14]但是这种模型易使人们形成一种这样的错误认识：科学必然要向技术转化.科学与技术关系的这种线性模型更加强调科学的实用价值.但是大量的科学研究尤其是物理学研究实际上与人类现实中的技术应用风马牛不相及，如宇宙学中的大爆炸理论、黑洞理论以及反物质与暗物质理论等，更多的是对大自然本质的探索和认识.从科学本质的角度来看，科学活动主要还在于探索自然背后的客观规律，提高人类的认识水平，即求真.同时科学还能够为人类提供智慧和思辨的享受，以及开放的头脑和怀疑的精神[15].正如有的学者所指出的那样，对科学实用价值的过分强调，不但扼杀了孩子的想象力和创造力，而且还剥夺了人们参与科学活动、学习科学知识的乐趣以及对发现大自然真理的执着追求[16].

4对策与建议

笔者认为，可以采取以下三个方面的措施应对物理新课程标准中“科学-技术”观存在的问题.

41“科学—技术”的完整性和层次性

物理课程标准需要呈现完整、深层次、动态发展的“科学-技术”观.完整的、深层次的“科学-技术”观一方面需要呈现科学、技术的核心特征，另一方面需要呈现科学与技术的深层次联系、互动与差异，既要呈现科学对技术的影响，又要呈现技术对科学发展的影响.同时需要展示一种历史感，即科学与技术的关系并不是静态的，而是历史发展的.在当代，科学与技术更多地呈现为既存在差异，又相互影响和制约.并且，在高中物理教科书编写过程中也要关注并呈现合适的“科学-技术”观.

42提升物理教师的科学技术哲学素养

我国以往的物理教师教育课程体系一般由两部分构成，即“物理学知识+教育学知识”，但是这种物理教师教育模式的先天不足是教师所具备的知识体系中，物理知识基本能够满足教学要求，但是教师缺乏与科学有关的知识（knowledge about science），即认识科学的本质以及科学与技术、社会的联系等，而这些知识同样属于科学素养的重要范畴.因此，有必要将科学技术哲学（或自然辩证法概论）课程适当纳入到物理教师教育课程体系中来，只有这样物理教师才不会“只见树木，不见森林”.惟有如此，物理教师才能够在教学中不仅教授物理知识，而且提升学生对科学本质、科学与技术、社会关系的认识与理解.

43灵活应用课程标准展开教学

高中物理课程标准是高中物理教师展开高中物理

教学的纲领和依据，但是需要指出的是，课程标准并不是“圣经”，在展开教学的过程中，教师可以对部

分内容及其教学方法进行调试，但是这种调试并不是随意地、毫无依据的调整，而是要有充分的理由、依据，教师需要在展开充分论证的基础上对课程标准进行适当调试并展开教学，使教学效果最优化.

参考文献：

[1]冯翠典.科学素养结构发展的国内外综述[J].教育科学研究，2013（6）：62-66.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[3] 黄靖惠，洪志诚，许瑛玿.九年一贯教科书“全球暖化概念”内容分析[J].教科书研究，2012，5（3）：27-57.

[4] 李醒民.什么是科学[M].北京：商务印书馆，2014.

[5] 郭桂周，滕艳萍，易娜伊.物理课程中的技术知识研究[J].湖南中学物理，2017（6）：1-3.

[6] Florbela M. Calado，Franz-Josef Scharfenberg and Franz X.Bogner.To What Extent do Biology Textbooks Contribute to Scientific Literacy？ Criteria for Analysing Science-Technology-Society-Environment Issues.Education Science，2015（5）：255–280.

[7] 陈凡，李勇.科学-技术的历史逻辑与当代特征[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2011（3）：13-19.

[8] 李醒民.科学论：科学的三维世界（上卷）[M].北京：中国人民大学出版社，2010.

[9] 李醒民.科学论：科学的三维世界（上卷）[M].北京：中国人民大学出版社，2010.

[10] 金吾伦.感悟科学—科学哲学探询[M].长沙：湖南人民出版社，2007.

[11] 查尔莫斯著，鲁旭东译.科学究竟是什么（第三版）[M]北京：商务印书馆，2007.

[12] 钱时惕.什么是技术及科学与技术的关系[J].物理通报，2009（11）：55-56.

[13] 李醒民.科学论：科学的三维世界（上卷）[M].北京：中國人民大学出版社，2010.

[14] 理查德·费曼.科学的价值[EB/OL]http：///content/18/0325/09/184879_739991030.shtml.2018-3-15/2018-5-20.

[15][16] 李亚宁.费曼谈科学的价值[N].大众科技报，2001-9-16（5）.