科学素养的由来

什么是“科学素养”呢？根据美国学者克劳普福的解释，科学素养是指“每个人所应具备的对科学的基本理解。”它包括五个方面：了解重要的科学事实、概念、原则和理论;把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；具有利用科学探究过程的能力；理解科学性质的一般原理和关于科学、技术与社会的相互作用；具有明智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣。很显然，科学素养是科学教育的一个总目标，它根据学校教育的不同层次对学生有不同的要求。

20 世纪 50 年代是一个讴歌科学技术年代，以科学家为中心的理科教学强调科学的统一性与自主性，把学生作为脱离日常生活的新一代科学家来培养，理科教学所要实现的科学素养，注重“概念性的知识”、“科学的本质”和“科学的伦理”，脱离“科学与人文”、“科学与社会”的关系，把科学素养的内涵理解为着重于科学知识的掌握。进入 60 年代后，科技对社会生活的影响愈来愈大，人们对科学素养内涵的理解有了变化和发展。比如，1966 年，美国一批学者根据 1946-1964 年间的文献调查，论述了“科学扫盲”的内容，揭示了科学素养的六个范畴。这就是：（1）概念性知识—构成科学的主要概念、概念体系或观念；（2）科学的理智—科学研究的方法论；（3）科学的伦理—科学所具有的价值标准，亦即科学研究中科学家的行为规范，也称为科学态度或科学精神；（4）科学与人文—科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系；（5）科学与社会—科学与政治、经济、产业等社会诸侧面的关系；（6）科学与技术—科学与技术之间的关系与差异。由上述资料能清晰地看到，60 年代以后，“科学与社会”、“科学与技术”、“科学与人文”已扩充为科学素养的内涵，与 50 年代相比较，有着很明显的变化，这主要是科学技术对社会的影响愈来愈大。70 年代里，科学素养教育目标的范围和重心均有所变化。其原因之一是随着科学技术的急剧发展，环境污染、人口膨胀、能源危机等社会问题日益严峻，解决这些问题成为当务之急；二是科学技术在向社会各领域的广泛渗透的同时，也带来了科技与社会、文化之间的许多冲突与矛盾，这些涉及到哲学思想、方法及教育理念等多方面的问题，需要通过交互性的协调和多方面的综合才能加以解决。这就必然带来对以“学问”为中心的科学教育目标的巨大冲击，势必要求扩展科学教育的目标范围。1971 年美国国家科学教师协会（NSTA）发表关于 7 0 年代学校科学教育改革的建议：“为了促进科学素质的培养，各门科学课程必须考虑包括了合理的思维过程，科学技术的社会发展，从科学引伸出来的价值标准在内的科学的种种概念和概念体系，以及科学诸过程之间的平衡。有科学素质的人才能将科技成果运用于人类的福利”。1975 年美国国家科学基金会（NSF）也宣布：“为了适应学生的广泛需要，不管他们将来是从事科学工作还是技术性工作，都必须学会有效地运用科学过程与成果于工作或个人生活之中，因而理科教学的改革应以培养更多的、真正懂得科学、理解科学和技术是相互联系的共同的人为准则。” 1974 年索瓦特（Showalter）提出了一个颇具代表性的科学素质教育体系，它认为科学素质应由以下七个要素构成：（1）科学的本质；（2）科学的概念；（3）科学的过程；（4）科学的价值观；（5）科学与社会；

（6）科学的兴趣；（7）与科学有关的技能。这些观点表明，70 年代的科学素质教育的内涵较之 50、60 年代有了较大的扩展，科学素质教育开始向加强科学与技术和社会之间的联系，重视科学实际价值的方向发展。进入80 年代，科学素质教育在思想观念、目标内容等各方面有新的发展。世纪末的教育改革一改历次只是以适应社会发展为目标而转为开发创新式的综合整体教改策略，新的教育观由传统的“三序”：“知识→技能→态度”向新的“三序”：“态度→技能→知识”转化。在新的教育理念的指导下，以科学、技术、社会相互联系为核心的STS 教育开始成为学校科学教育发展的新方向。科学素质教育的目标重心也出现新的位移，体现出三个新的趋向：第一，以培养具有“社会适应性”公民为已任，这种公民不仅具备解决实际问题所必需的知识和技能，而且也是身心和谐发展的人；第二，以培养“通识性人才”为结果，这种人才应具有宽广的科学视野和应对综合性科学与社会问题的能力素质；第三，以掌握思考、理解和解决问题的综合方法为根本，即使受教育者具有良好的科学品质。为此，美国 NSTA 把 80 年代的科学素质教育的目标定为五个方面：（1）科学与技术的过程和提问技能；（2）科学与技术的知识；（3）在作个人及社会判断时，所具有的科学、技术的知识和技能；（4）科学与技术的态度、价值观和理解能力；（5）正视与科学有争议的社会议题里的科学、技术与社会联动关系。罗伯茨（Roberts）在对北美洲过去 80 年来的科学课程作研究后认为，科学素质教育应强调七个方面：（1）日常生活；（2）科学的结构；（3）对科学技术作判断；（4）发展科学技能；（5）正确解释知识；（6）以个人作解释；（7）巩固基础。这些观点反映出 80 年代的科学素质教育是以科学、技术、社会之间的联系为重心的，强调把理解科学、技术和社会的联系与人的未来发展融合在一起，从深刻理解科学的本质及其价值上来促进科学素质的发展。90 年代的科学素质教育的目标和内容体系更加强调科学素质的综合性，不仅注重科学与社会之间的联系，而且注重科学素质与人文素质的交融发展，注重培养良好的科学情感和充实的科学人性。体现这些思想的代表作是影响极大的美国《2061 计划》的《科学素质基准》。在这份科教改革的长远计划中，强调要高度重视科学素质的综合培养，全面拓宽培养领域。为此列出了科学素质教育的十二个领域：（1）科学的本质（The nature ofScience）；（2）数学的本质（The nature of Mathematics）；（3）技术的本质（The natureof Technology）；（4）物理情境（The physical setting）；（5）生活环境（The livingEnvironment）；（6）人类本身（The Human Organism）；（7）人类社会（Human society）；（8）设计的世界（The Designed World）；（9）数学世界（The Mathematecal World）；（10）历史的角度（Historical prespectives）；（11）共同的主题（Common Themes）；（12）思维的习惯（Habits of Mind）。这些领域也是科学教育的基本内容领域。此外，在其它国家也开展了对科学素质教育内涵的深入研究，并提出了有特色的教育内容体系。例如，英国的国家理科课程标准就把科学素质教育的目标及内容分为四个领域：（1）实验性和探究性科学；（2）生物过程与生命；（3）物质及其特性；（4）物理过程。