科學(xué)素養(yǎng)的基本內(nèi)涵 - 三維模式-

1、科學(xué)素養(yǎng)的基本內(nèi)涵三維模式現(xiàn)代社會是一個(gè)民主化社會,每個(gè)人的命運(yùn)和整個(gè)人類社會、整個(gè)國家的命運(yùn)聯(lián)系在一起,每個(gè)公民都有一定的社會責(zé)任和權(quán)利,不能被排除于社會事務(wù)之外。而現(xiàn)代社會更是一個(gè)科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的社會,無論是公民的個(gè)人生活還是社會生活,都離不開科學(xué)技術(shù),這就要求公民必須具備基本的科學(xué)素養(yǎng),使個(gè)體能把握自己的命運(yùn),過上負(fù)責(zé)任的幸福生活,同時(shí)在涉及到人類社會和國家命運(yùn)時(shí),能發(fā)表自己的看法,并采取合乎理性的行動。因此,中國新一輪課程改革把目標(biāo)定位于“提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)”上?？茖W(xué)素養(yǎng)的定義本文選取了比較有代表性的關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的12種定義,在這些定義中,有國內(nèi)外政府機(jī)構(gòu)、民間組織及研究者給出的,

2、有經(jīng)過梳理分析得來的,也有通過對報(bào)刊雜志的統(tǒng)計(jì)得來的,還有的是課程標(biāo)準(zhǔn)中的和用于測試調(diào)查的。米勒的科學(xué)素養(yǎng)三維模型美國國際科學(xué)素養(yǎng)促進(jìn)中心主任米勒(J.Miller教授為了便于大規(guī)?？茖W(xué)素養(yǎng)調(diào)查,提出了科學(xué)素養(yǎng)概念的三維模型,它包括三個(gè)維度:對科學(xué)原理和方法(即科學(xué)本質(zhì)的理解;對重要科學(xué)術(shù)語和概念(即科學(xué)知識的理解;對科技的社會影響的意識和理解?，F(xiàn)在,許多國家公民科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查都按照米勒模型進(jìn)行問卷設(shè)計(jì)。國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織的理解國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(Organization f or Economic Co-operation and Development, OECD也提出了對科學(xué)素養(yǎng)

3、的理解,認(rèn)為“科學(xué)素養(yǎng)是運(yùn)用科學(xué)知識,確定問題和作出具有證據(jù)的結(jié)論,以便對自然世界和通過人類活動對自然世界的改變進(jìn)行理解和作出決定的能力”,“包括運(yùn)用科學(xué)的基本觀點(diǎn)理解自然世界并作出相應(yīng)決定的能力”和“確認(rèn)科學(xué)問題、使用證據(jù)、作出科學(xué)結(jié)論并就結(jié)論與他人進(jìn)行交流的能力”。美國“2061計(jì)劃”對科學(xué)素養(yǎng)的定義。美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(American As sociation for the Advancement of Science, AAAS發(fā)起的“2061計(jì)劃”對科學(xué)素養(yǎng)的定義是:“熟悉自然界,尊重自然界的統(tǒng)一性;懂得科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)相互依賴的一些重要方法;了解科學(xué)的一些重大概念和原理;有科學(xué)思

4、維的能力;認(rèn)識到科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)是人類共同的事業(yè),并認(rèn)識到它們的長處和局限性。同時(shí),還應(yīng)該能夠運(yùn)用科學(xué)知識和思維方法處理個(gè)人和社會問題”,“科學(xué)素養(yǎng)可以增加人們敏銳地觀察事件的能力、全面思考的能力、以及領(lǐng)會人們對事物所作出的各種解釋的能力。此外,這種內(nèi)在的理解和思考可以構(gòu)成人們決策和采取行動的基礎(chǔ)。”與其他的理解區(qū)別較大的是,“2061計(jì)劃”強(qiáng)調(diào)了數(shù)學(xué)在科學(xué)素養(yǎng)中的重要作用。國際學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測試大綱的科學(xué)素養(yǎng)測試模型國際學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)測試大綱(Programmer for International Student Assessment, PISA提出的由三個(gè)方面組成的科學(xué)素養(yǎng)測試模型為:科學(xué)的

5、基本觀點(diǎn),內(nèi)容包括生命與保健科學(xué),地球與環(huán)境科學(xué),技術(shù)中的科學(xué);科學(xué)實(shí)踐的過程,重點(diǎn)是獲取證據(jù)、解釋證據(jù)并在證據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)活動的進(jìn)程,包括確認(rèn)科學(xué)問題、尋找證據(jù)、作出結(jié)論、與他人就結(jié)論進(jìn)行交流、表明所了解的科學(xué)基本觀點(diǎn);科學(xué)場景,主要選自人們?nèi)粘Ｉ钪械目茖W(xué)問題,而不是學(xué)校教室、實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)實(shí)踐或?qū)I(yè)科學(xué)家的工作?；舻律亩x美國學(xué)者霍德森(D.Hodson把科學(xué)素養(yǎng)分為三個(gè)維度:學(xué)習(xí)科學(xué)知識,即學(xué)習(xí)科學(xué)概念和科學(xué)理論;理解科學(xué),即理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)方法,意識到科學(xué)和社會之間相互作用的復(fù)雜性;做科學(xué),即參與科學(xué)探究和問題解決,并培養(yǎng)相關(guān)的技能。美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的描述性定義1995年

6、美國公布了歷史上第一部國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn),它雖沒有對科學(xué)素養(yǎng)給出概念性定義,但給出了描述性定義:所謂有科學(xué)素養(yǎng)是指了解和深諳進(jìn)行個(gè)人決策、參與公民事務(wù)和個(gè)人及文化事務(wù)、從事經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需的科學(xué)概念和科學(xué)過程。此外,還包括一些特定門類的能力有科學(xué)素養(yǎng)意味著一個(gè)人對日常所見所歷的各種事物能夠提出、發(fā)現(xiàn)和回答因好奇心而引發(fā)的一些問題,意味著一個(gè)人已有能力描述、解釋甚至預(yù)言一些自然現(xiàn)象,能讀懂通俗報(bào)刊刊載的科學(xué)文章,能參與就有關(guān)結(jié)論是否有充分根據(jù)的問題所作的社交談話,能識別國家和地方?jīng)Q定所賴以為基礎(chǔ)的科學(xué)問題并提出有科學(xué)技術(shù)根據(jù)的見解,能根據(jù)信息源和產(chǎn)生此信息所用的方法評估科學(xué)信息的可靠程度,能提出和評價(jià)

7、有依據(jù)的論點(diǎn)并恰如其分地運(yùn)用從這些論點(diǎn)得出的結(jié)論。中國科技部等五部門的理解為了更好地推進(jìn)21世紀(jì)青少年科學(xué)技術(shù)普及工作,2000年中國科學(xué)技術(shù)部連同教育部、中宣部、中國科協(xié)和共青團(tuán)中央五個(gè)部門組織了有關(guān)專家,根據(jù)中國青少年科普活動實(shí)際狀況,制定了200120 05年中國青少年科學(xué)技術(shù)普及活動指導(dǎo)綱要和20012005年中國青少年科學(xué)技術(shù)普及活動內(nèi)容與目標(biāo)。兩份文件都將科學(xué)素養(yǎng)理解為:科學(xué)態(tài)度;科學(xué)知識、技能;科學(xué)方法、能力;科學(xué)行為、習(xí)慣。中國教育部制定的科學(xué)(79年級課程標(biāo)準(zhǔn)的定義在21世紀(jì)基礎(chǔ)教育課程改革中,科學(xué)(36年級、科學(xué)(79年級、生物、物理和化學(xué)等科學(xué)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)素養(yǎng)的理

8、解基本相似。科學(xué)(79年級課程標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為,科學(xué)素養(yǎng)包括:科學(xué)探究(過程、方法與能力;科學(xué)知識與技能;科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀;科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系(Science, Technology a nd Society, STS。梁樹森和谷秀娥的報(bào)刊統(tǒng)計(jì)梁樹森和谷秀娥采用報(bào)刊檢索法,分析了2001年中國兩份比較有影響的報(bào)紙教育文摘周報(bào)和大眾科技報(bào),收集了與科學(xué)素養(yǎng)有關(guān)的信息并進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),他們發(fā)現(xiàn),與科學(xué)素養(yǎng)有關(guān)的因素包括:科學(xué)能力(35.38%;科學(xué)態(tài)度(19.03%;思想道德(16.64%;科學(xué)精神(15.00%;科學(xué)知識(7.53%;身體健康(4.97%;美育(1.46%。科學(xué)素養(yǎng)基本因素的分析

9、為了確定科學(xué)素養(yǎng)的基本因素,首先采用因素分析法對上面12種定義進(jìn)行因素分解,統(tǒng)計(jì)出各因素出現(xiàn)的頻次,并把出現(xiàn)頻次較高的因素(以出現(xiàn)頻次占總次數(shù)2/3以上為標(biāo)準(zhǔn)作為科學(xué)素養(yǎng)的基本因素。通過簡單分析,把各種科學(xué)素養(yǎng)定義中的因素分為八個(gè)類目:科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)過程、科學(xué)技能、STS、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)本質(zhì)和其他。在歸類時(shí),由于各個(gè)定義中的習(xí)慣用語有所不同,所以需作一些說明。例如,科學(xué)探究“指的是科學(xué)家們用以研究自然界,并對此研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同的途徑。亦指學(xué)生們用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念和領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用方法而進(jìn)行的各種活動。”因此,它實(shí)際上包含科學(xué)方法、科學(xué)技能和

10、科學(xué)過程。如果各種科學(xué)素養(yǎng)的定義中出現(xiàn)科學(xué)探究,就可以認(rèn)為這個(gè)定義中包括科學(xué)方法、科學(xué)技能和科學(xué)過程等因素。另外,中國教育界一直把科學(xué)技能和科學(xué)能力區(qū)分開來,把技能看作是簡單的能力,往往是操作性的;而把能力看作是對各種技能的綜合運(yùn)用,往往是思維性的。西方國家往往統(tǒng)一用技能(skill來表示,只是區(qū)分出低端技能(low-order skills和高端技能(high-order skill s,前者對應(yīng)于技能,后者則對應(yīng)于能力。此外,科學(xué)精神是中國特有的說法,國際上通用的科學(xué)本質(zhì)一詞與科學(xué)精神的內(nèi)涵基本相同,所以把科學(xué)精神歸于“科學(xué)本質(zhì)”類目中。其他因素的歸類方法與此類似。因素分析結(jié)果表明,各類目

11、中出現(xiàn)頻次超過八次(即2/3以上的有科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)技能、科學(xué)本質(zhì)和STS,說明人們對科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的理解有驚人的相似性,因此,完全可以把這五個(gè)因素看作是科學(xué)素養(yǎng)的基本因素?？茖W(xué)素養(yǎng)的三維模式上面的分析結(jié)果表明,科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)技能、科學(xué)本質(zhì)和STS 是科學(xué)素養(yǎng)的基本因素,而這些因素之間存在著關(guān)聯(lián)程度緊密與松散之別,比如,作為科學(xué)研究成果的科學(xué)知識屬于“結(jié)果性因素”,注重知識之間的邏輯關(guān)系,容不得知識“斷檔”,與其他四個(gè)因素的聯(lián)系比較松散;科學(xué)方法和科學(xué)技能以及與科學(xué)研究的過程有關(guān)的因素屬于“過程性因素”,兩者聯(lián)系較為緊密,僅知道如何做(有方法但不會做(沒有技能是無法進(jìn)行科學(xué)研究

12、的,而僅會做(有技能但不知道如何做(沒有方法也不行;STS和科學(xué)本質(zhì)則屬于“思想性因素”,兩者實(shí)際上都是對科學(xué)的理解:科學(xué)本質(zhì)是指從科學(xué)自身的角度對科學(xué)的理解,而STS是從與社會、技術(shù)相互作用的角度對科學(xué)的理解,所以兩者的聯(lián)系非常緊密。鑒于科學(xué)素養(yǎng)的五個(gè)基本要素之間關(guān)聯(lián)緊密程度的不同,可以把它們分為三個(gè)維度:一是科學(xué)知識維度;二是科學(xué)技能方法維度,包括科學(xué)方法和科學(xué)技能兩個(gè)因素;三是科學(xué)觀念維度,包括科學(xué)本質(zhì)和STS。因此,科學(xué)素養(yǎng)就是由科學(xué)知識、科學(xué)技能方法和科學(xué)觀念三個(gè)維度構(gòu)成,這就是本文提出的科學(xué)素養(yǎng)三維模式。參考文獻(xiàn):1 DeBoer G E. A History of Ideas i

13、n Science Education: Implication for Practi ce. New York: Teachers College Press, 19912 Miller J D. Daedalus, 1983, 112 (2: 293 Klopfer L E. Scientific Literacy. In: Husen T, Poatlethwaite T N, ed. The Int ernational Encyclopedia of Education: Research and Studies v8.Oxford: Pergamon Press, 1985. 44784 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會中國公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查課題組. 2001年中國公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查報(bào)告. 北京:科學(xué)普及出版社,2002. ; 5 美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會. 科學(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn). 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會譯. 北京：科學(xué)普及出版 社，2001.; ; 247 6 Hodson D. International