科學素養(yǎng)的基本內涵 - 三維模式-

1、科學素養(yǎng)的基本內涵三維模式現代社會是一個民主化社會,每個人的命運和整個人類社會、整個國家的命運聯系在一起,每個公民都有一定的社會責任和權利,不能被排除于社會事務之外。而現代社會更是一個科學技術高度發(fā)達的社會,無論是公民的個人生活還是社會生活,都離不開科學技術,這就要求公民必須具備基本的科學素養(yǎng),使個體能把握自己的命運,過上負責任的幸福生活,同時在涉及到人類社會和國家命運時,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定位于“提高全體學生科學素養(yǎng)”上?？茖W素養(yǎng)的定義本文選取了比較有代表性的關于科學素養(yǎng)的12種定義,在這些定義中,有國內外政府機構、民間組織及研究者給出的,

2、有經過梳理分析得來的,也有通過對報刊雜志的統(tǒng)計得來的,還有的是課程標準中的和用于測試調查的。米勒的科學素養(yǎng)三維模型美國國際科學素養(yǎng)促進中心主任米勒(J.Miller教授為了便于大規(guī)?？茖W素養(yǎng)調查,提出了科學素養(yǎng)概念的三維模型,它包括三個維度:對科學原理和方法(即科學本質的理解;對重要科學術語和概念(即科學知識的理解;對科技的社會影響的意識和理解。現在,許多國家公民科學素養(yǎng)的調查都按照米勒模型進行問卷設計。國際經濟合作與發(fā)展組織的理解國際經濟合作與發(fā)展組織(Organization f or Economic Co-operation and Development, OECD也提出了對科學素養(yǎng)

3、的理解,認為“科學素養(yǎng)是運用科學知識,確定問題和作出具有證據的結論,以便對自然世界和通過人類活動對自然世界的改變進行理解和作出決定的能力”,“包括運用科學的基本觀點理解自然世界并作出相應決定的能力”和“確認科學問題、使用證據、作出科學結論并就結論與他人進行交流的能力”。美國“2061計劃”對科學素養(yǎng)的定義。美國科學促進協(xié)會(American As sociation for the Advancement of Science, AAAS發(fā)起的“2061計劃”對科學素養(yǎng)的定義是:“熟悉自然界,尊重自然界的統(tǒng)一性;懂得科學、數學和技術相互依賴的一些重要方法;了解科學的一些重大概念和原理;有科學思

4、維的能力;認識到科學、數學和技術是人類共同的事業(yè),并認識到它們的長處和局限性。同時,還應該能夠運用科學知識和思維方法處理個人和社會問題”,“科學素養(yǎng)可以增加人們敏銳地觀察事件的能力、全面思考的能力、以及領會人們對事物所作出的各種解釋的能力。此外,這種內在的理解和思考可以構成人們決策和采取行動的基礎。”與其他的理解區(qū)別較大的是,“2061計劃”強調了數學在科學素養(yǎng)中的重要作用。國際學生科學素養(yǎng)測試大綱的科學素養(yǎng)測試模型國際學生科學素養(yǎng)測試大綱(Programmer for International Student Assessment, PISA提出的由三個方面組成的科學素養(yǎng)測試模型為:科學的

5、基本觀點,內容包括生命與保健科學,地球與環(huán)境科學,技術中的科學;科學實踐的過程,重點是獲取證據、解釋證據并在證據的基礎上進行科學活動的進程,包括確認科學問題、尋找證據、作出結論、與他人就結論進行交流、表明所了解的科學基本觀點;科學場景,主要選自人們日常生活中的科學問題,而不是學校教室、實驗室的科學實踐或專業(yè)科學家的工作?；舻律亩x美國學者霍德森(D.Hodson把科學素養(yǎng)分為三個維度:學習科學知識,即學習科學概念和科學理論;理解科學,即理解科學的本質和科學方法,意識到科學和社會之間相互作用的復雜性;做科學,即參與科學探究和問題解決,并培養(yǎng)相關的技能。美國國家科學教育標準的描述性定義1995年

6、美國公布了歷史上第一部國家科學教育標準,它雖沒有對科學素養(yǎng)給出概念性定義,但給出了描述性定義:所謂有科學素養(yǎng)是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和個人及文化事務、從事經濟生產所需的科學概念和科學過程。此外,還包括一些特定門類的能力有科學素養(yǎng)意味著一個人對日常所見所歷的各種事物能夠提出、發(fā)現和回答因好奇心而引發(fā)的一些問題,意味著一個人已有能力描述、解釋甚至預言一些自然現象,能讀懂通俗報刊刊載的科學文章,能參與就有關結論是否有充分根據的問題所作的社交談話,能識別國家和地方決定所賴以為基礎的科學問題并提出有科學技術根據的見解,能根據信息源和產生此信息所用的方法評估科學信息的可靠程度,能提出和評價

7、有依據的論點并恰如其分地運用從這些論點得出的結論。中國科技部等五部門的理解為了更好地推進21世紀青少年科學技術普及工作,2000年中國科學技術部連同教育部、中宣部、中國科協(xié)和共青團中央五個部門組織了有關專家,根據中國青少年科普活動實際狀況,制定了200120 05年中國青少年科學技術普及活動指導綱要和20012005年中國青少年科學技術普及活動內容與目標。兩份文件都將科學素養(yǎng)理解為:科學態(tài)度;科學知識、技能;科學方法、能力;科學行為、習慣。中國教育部制定的科學(79年級課程標準的定義在21世紀基礎教育課程改革中,科學(36年級、科學(79年級、生物、物理和化學等科學學科的課程標準對科學素養(yǎng)的理

8、解基本相似?？茖W(79年級課程標準認為,科學素養(yǎng)包括:科學探究(過程、方法與能力;科學知識與技能;科學態(tài)度、情感與價值觀;科學、技術與社會的關系(Science, Technology a nd Society, STS。梁樹森和谷秀娥的報刊統(tǒng)計梁樹森和谷秀娥采用報刊檢索法,分析了2001年中國兩份比較有影響的報紙教育文摘周報和大眾科技報,收集了與科學素養(yǎng)有關的信息并進行分類統(tǒng)計,他們發(fā)現,與科學素養(yǎng)有關的因素包括:科學能力(35.38%;科學態(tài)度(19.03%;思想道德(16.64%;科學精神(15.00%;科學知識(7.53%;身體健康(4.97%;美育(1.46%?？茖W素養(yǎng)基本因素的分析

9、為了確定科學素養(yǎng)的基本因素,首先采用因素分析法對上面12種定義進行因素分解,統(tǒng)計出各因素出現的頻次,并把出現頻次較高的因素(以出現頻次占總次數2/3以上為標準作為科學素養(yǎng)的基本因素。通過簡單分析,把各種科學素養(yǎng)定義中的因素分為八個類目:科學知識、科學方法、科學過程、科學技能、STS、科學態(tài)度、科學本質和其他。在歸類時,由于各個定義中的習慣用語有所不同,所以需作一些說明。例如,科學探究“指的是科學家們用以研究自然界,并對此研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同的途徑。亦指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念和領悟科學家們研究自然界所用方法而進行的各種活動?！币虼?它實際上包含科學方法、科學技能和

10、科學過程。如果各種科學素養(yǎng)的定義中出現科學探究,就可以認為這個定義中包括科學方法、科學技能和科學過程等因素。另外,中國教育界一直把科學技能和科學能力區(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,前者對應于技能,后者則對應于能力。此外,科學精神是中國特有的說法,國際上通用的科學本質一詞與科學精神的內涵基本相同,所以把科學精神歸于“科學本質”類目中。其他因素的歸類方法與此類似。因素分析結果表明,各類目

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

12、的,而僅會做(有技能但不知道如何做(沒有方法也不行;STS和科學本質則屬于“思想性因素”,兩者實際上都是對科學的理解:科學本質是指從科學自身的角度對科學的理解,而STS是從與社會、技術相互作用的角度對科學的理解,所以兩者的聯系非常緊密。鑒于科學素養(yǎng)的五個基本要素之間關聯緊密程度的不同,可以把它們分為三個維度:一是科學知識維度;二是科學技能方法維度,包括科學方法和科學技能兩個因素;三是科學觀念維度,包括科學本質和STS。因此,科學素養(yǎng)就是由科學知識、科學技能方法和科學觀念三個維度構成,這就是本文提出的科學素養(yǎng)三維模式。參考文獻: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 中國科學技術協(xié)會中國公眾科學素養(yǎng)調查課題組. 2001年中國公眾科學素養(yǎng)調查報告. 北京:科學普及出版社,2002. ; 5 美國科學促進協(xié)會. 科學素養(yǎng)的基準. 中國科學技術協(xié)會譯. 北京：科學普及出版 社，2001.; ; 247 6 Hodson D. International