摘要：科學素養的內涵與我國中學科學課程標準的教育目標是相對應的，這樣的科學教育目標取向，為提高學生的科學素養提供了基本的保證。科學教育提高學生科學素養的同時，也是提高學力的高標準教育。科學精神的養成既是科學教育的核心，也是科學素養的要旨。科學素養的培養與科學本質具有內在的一致性。STS教育是國際科學教育改革的新理念，也是全面提高科學素養的適切方略。

關鍵詞：基礎教育；課程標準；科學素養；學力；科學本質；STS教育

Abstract: The meaning of scientific quality is correspond to the education goals in the science curriculum standards of secondary schools in China. These goals of science education ensure the improvement of students’ scientific quality. Science education not only helps to improve students’ scientific quality but also high standard education . The cultivation of scientific spirit is the core of science education and the essentials of scientific quality as well. The cultivation of scientific quality has inner coherence with science essence. The education of STS is the new idea of international science education and a suitable strategy of the all round improvement of scientific quality.

Key words: basic education; curriculum standards; scientific quality; achievement; scientific essence; education of STS

歷史和時代的發展充分表明，公民的科學素養已經成為社會進步的基本因素，是國家昌盛興旺的根本。提高公民的科學素養是科學的使命和科學教育的宗旨。因此，提高學生的科學素養成為世界各國科學教育改革的核心議題。

“2061”計劃是美國面向21世紀人才培養、致力于中小學課程改革的跨世紀計劃，在此計劃的出版物之一《面向全體美國人的科學》一書中明確地提出：“在21世紀，無論社會還是個人要想成功地發展，全民及個人的科學素養至關重要。”我國當前正在推行基礎教育課程改革，在中學科學課程標準有關課程的基本理念中，首要的一條即是在課程目標上“全面提高每一個學生的科學素養”。

我國從1992年開始，運用國際通用的公民科學素養調查表，每隔兩年進行一次公民科學素養的調查。從公布的調查結果看，我國公民的科學素養與發達國家相比，存在著明顯的差距，并且在一段時間里處在徘徊的狀態。[1]造成這種現狀的原因是多方面的，是十分復雜的。從科學教育的角度反思，我們今天科學教育的內容還基本停留在實用的科學知識層面上，與人文教育基本上處于分離的狀態，科學教育研究基本上是學科教育研究。對科學的認識、對科學教育的認識、對科學本質的理解，還都缺乏深度。這些都深刻地影響了我國的科學教育。本文從這種反思出發，對科學素養與中學科學教育的各個相關維度進行論述，旨在尋求提高我國公民科學素養的有效途徑。

一、科學素養與科學教育目標

盡管各國對科學素養概念的內涵有不同的理解，科學素養由于各國情況的不同也帶來了差異，科學素養內涵隨著科學技術的發展也在不斷地變化，但科學素養的核心內容則是基本一致的。科學素養應包括科學知識、科學過程與方法、對科學本質的理解、科學態度情感與價值觀、科學技術與社會的關系等方面。這些因素之間相互作用，相互聯系，構成了科學教育的立體畫面。

考察各國對科學素養的理解，可以發現存在著一定的差異，由此各國的科學教育目標也有所不同，但從歐美主要國家這兩者關系的比較中，我們認為其科學教育目標具有共同的特點：強調課程的綜合化；注重對科學、技術、社會三者之間關系的理解；課程目標從科學知識擴大到科學態度、價值觀、判斷力和審美意識，對科學方法的運用，對社會問題正確判斷和解決的能力；對技術的重視；注重學生的發展與潛能的發揮，包括自主性的形成和個性的發展；等等。[2]

我國基礎教育課程改革中，對科學教育提出了提高科學素養的總體目標，并將科學素養的核心內涵具體化為科學教育的培養目標，引導我國的科學教育改革，指導科學課程的編制和開發、課程的實施、課程的評價。這樣系統的改革為科學素養的落實提供了教育的保障。因此，科學課程教育目標體現科學素養理念是我國當前基礎教育課程改革中的一個特點、亮點，是我國科學教育改革的一個轉折點。我們必須對此高度重視，并切實地落實到教學的具體環節中，體現在教育教學的全過程中。

在科學教育中實施科學素養的培養是長期的過程，在基礎教育的各個階段，由于兒童的生理、心理差異，知識、能力程度的區別，教育目標應有所不同。但是，培養科學素養的理念是一致的。

提高公民科學素養不能忽視的一個方面是“公眾理解科學”(public understanding of science，簡寫為PUS)。[3]在現代民主社會，要加強公眾與科學的對話，讓公眾參與是必要的。這從另一方面表明科學教育的范疇應該在空間上擴大、時間上延伸。

二、科學素養與基礎學力

科學教育在提高學生科學素養的同時，還要提高學生的學力水平，并使更多的學生對科學學習產生興趣。

學力(相當于achievement)是教育的內核，是學校課程設計的前提。學力的概念比較復雜，一般是指通過學習獲得的能力，尤其是指通過學校教育獲得的能力。作為教學成果的學力，有人界定為“兒童在教學過程中所習得的知識、能力”，亦即“學習者內化學科內容的成果”。鐘啟泉教授對學力觀曾這樣描述：任何一門學科教學的目標，大體有四個組成部分：①關心、動機、態度；②思考力、判斷力；③技能；④知識、理解。這四個視點作為一個整體反映了一種學力觀。[4]有一種“冰山模型”清楚地說明了這種學力觀的特色：假如有一座冰山，浮在水面上的只不過是“冰山的一角”，這個浮出水面的部分可以比做“知識、理解”及“技能”，而隱匿于水面下的不可見部分(占冰山總體的80~90%)才是支撐浮出部分的基礎，這就是“思考力、判斷力”和“關心、動機、態度”。正如冰山由浮出水面與未浮出水面兩部分組成一樣，“學力”也由顯性部分和隱性部分組成。“顯性學力”是依靠“隱性學力”的支撐才能存在與發展的。科學素養的提高與學力水平的提高是有內在聯系的，冰山模型生動地描繪了科學素養含義中各個因素之間的關系，也同樣形象地表達出科學教育各個目標之間的關系。因此，提高科學素養絕不是以降低學力水平為代價，更不是以犧牲科學教育目標為代價的，而是在提高科學素養的同時也提高了學力水平。

三、科學素養在科學教育中的實施

科學素養如何在科學教育中得到落實，這是關鍵。我國科學課程目標定位在四個方面：科學知識與技能，過程與方法，情感態度與價值觀，科學、技術與社會的關系。這種目標體系與科學素養內涵是完全一致的。因此，科學課程教育目標的落實也就是提高科學素養的實現。

(一)科學知識的轉型和中學科學的知識教育

知識是教育目的得以實現的基礎。知識是一個內涵十分豐富、外延相當廣泛的概念。對不同的知識界定，可以歸納為：1.知識是人類對于經驗中蘊含的法則賦予意義而結構化了的結果；2.知識是人的觀念的總和；3.知識是智慧和經驗的結晶；4.知識是人類積累起來的歷史經驗和現時達到的科學新成就的總和。知識與課程之間的關系也是十分復雜的，諸如知識性質、知識的真理性、知識分類、知識價值、知識生成和知識層次等。

后現代知識卻在根本上實現了轉變，從客觀性到文化性，從普遍性到境域性，從中立性到價值性。這樣，后現代教育對知識的追求也要作相應的轉變。1.在個人發展方面，著重于追求以知識的鑒賞力、判斷力與批判力為標志的“內在發展”。2.在社會或國家發展方面，后現代教育應該著重于樹立和傳播以“本土知識”或“地方性知識”為基礎的“本土發展”或“內在發展”的理念。3.在知識發展方面，后現代教育應該著重于知識的多樣性、異質性的發展。后現代課程建設追求的目標應當是：1.改革科學課程。要實事求是地在科學課程中反映人們對科學活動和科學知識的新認識。科學課程的目標也要超越對具體科學知識、方法和技術的掌握，達到對科學哲學、科學史、科學與社會和人類關系廣泛、全面和深刻的理解。2.開發本土課程。認識完整、系統、歷史悠久的本土知識體系，展現本土知識在本土社會歷史發展中的巨大貢獻，喚起本土人民對本土知識體系的價值意識，加強青少年學生的本土文化認同，消除源自西方中心課程中的消極內容。3.加強人文課程。重新審視人文課程的價值，提高人文課程的課程地位，改革人文課程的內容，重視學生對人文知識的學習，重視人文精神的宏揚。[5]當然，在我國中學科學教育中，如何看待和體現后現代知識觀需要慎重，但這種知識的轉型對科學教育的影響卻是無可否定的。

(二)科學學習的過程和方法

著名理論物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼(Richard P.Feynman)說過：“科學是一種方法，它教導人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現在了解到什么程度(因為沒有事情是絕對已知的)，如何對待疑問和不確定性，證據服從什么法則，如何去思考事物，作出判斷，如何區別真偽和表面現象。”科學教育中的“科學過程”主要是指在一般的科學研究中，那種普遍適用的系統化的操作方法和步驟。美國《國家科學教育標準》中把科學過程與方法看成一個系統，是指一系列的相互聯系的科學家普遍使用的研究方法和程序。

我國的基礎教育課程改革強調科學探究，強調讓學生親歷科學，在體驗中學習。這種新型學習方式的提倡，意在改變傳統單純接受式的被動學習方式。學生不是被動地記憶科學的結論，而是經歷這種結論得到的過程和懂得獲取的方法。

事物都有它的現象和本質，本質隱藏在現象背后，不能為人們直接感知。科學家認為對自然現象的認識不能停留在事實的層次上，需要進一步透過現象，深入內部，抽取有關事物的本質，并且舍棄一切非本質屬性的結論，即提煉出反映事物本質屬性的內在的客觀規律的各種“概念”和“定律”來。這個過程是通過探究來完成的。但科學家不管用何種探究模式，其基本的環節是共同的：科學問題的提出，科學事實和資料的收集，猜想和假設的建立，檢驗與評價，表達與交流。科學教育中的科學探究學習方式的主要環節也與此相類似，表明探究學習體現了科學教育與科學研究本質上的一致，反映了科學教育與科學研究內在的統一。科學探究強調知識獲取中的體驗，強調過程與方法，既是對我國傳統教育的糾偏，也反映了科學素養的核心要素。

(三)科學精神的培養

科學是近代文明之母，是文化的原動力。作為知識體系的科學的精神價值體現在以下方面：信念價值，科學給予人們一個永恒世界的相對穩定的、比較正確的信念；解釋價值，科學活動的目的之一就是尋求對人自身以及外部世界的科學的解釋；預見價值，科學預見顯示了人類理性的偉大，使人的精神從必然王國邁向自由王國；認知價值，科學是各種認知形式中最成熟、最系統、最高級、最典型的；增殖價值，作為知識體系的科學具有知識增殖的價值；審美價值，這種價值充分地體現在實驗美、理論美和數學美之中。科學的精神價值在作為研究活動的科學研究的目的和科學方法中體現出來，科學研究活動的目的是生產知識產品或追求科學真理，科學方法主要顯現在實證方法、理性方法和臻美方法的精神價值之中。作為社會建制的科學的精神價值集中滲透在精神氣質之中，這種精神氣質被羅伯特·默頓(Robert K·Merton)歸結為普遍性、公有性、無私利性和有條理的懷疑性。[6]

上述各種對于科學精神內涵的闡釋，大致可以勾畫出科學精神的輪廓來。科學教育要培養人的科學精神，就要從這些方面入手。科學精神的培養既是科學教育的核心，也是科學素養的要旨。若要提高公民的科學素養，了解科學的精神價值是至關重要的。

四、科學素養與科學本質

科學的本質是什么？從經典科學到現代科學的發展過程中對它的認識是不斷變化的，我們需要站在科學哲學和科學史的視角加以審視，才可能有比較深刻的理解。從基礎教育中的科學教育層面上認識，在目前主要國家的有關科學教育標準的文獻中，科學本質大致可以概括為：科學知識是多元的，具有暫時特征；科學知識在很大程度上依賴于觀察、實驗證據、理性的論據和懷疑，但又不完全依賴于這些東西；通向科學沒有唯一的道路，因為沒有一種普適的一步一步的科學方法；科學是一種解釋自然現象的嘗試；在科學中，規律和理論起著不同的作用，因此學生應明白，即使有額外的證據，理論也并不變成規律；來自一切文化背景的人都對科學作出貢獻；新的知識必須要清楚地、公開地得到報道；科學家需要保存準確的記錄，需要同行評議，其研究結果需要可復現性；觀察滲透理論；科學家要有創造性；科學史既揭示了科學的進化特征，也揭示了科學的革命特征；科學是社會和文化傳統的一部分；科學和技術彼此影響；科學思想受到其社會和歷史環境的影響。[7]

科學教師只有掌握了科學的本質才可能把科學知識講活；只有掌握了科學與其他學科知識的差異，才能教好科學課程；只有掌握了科學的精神，教學中才能得心應手、靈活主動、游刃有余。

有的教師認為“科學探究就是孩子們心中的童話世界”，應該放手讓學生自己探究，不必糾正學生的錯誤，學生們自己探究到下課鈴響，課程到此結束。為了強調“提出問題比解決問題更重要”，剛開始上課就讓學生們不著邊際地“提出問題”。把科學探究和科學學習當做一種浪漫和隨意的活動，這是值得引起警惕的。我們必須接受理論研究上不求甚解、實踐探索中淺嘗輒止的教訓。

不懂得科學本質的科學教育，很可能會把非科學甚至偽科學引入科學教育。

五、科學素養與STS教育

STS教育是當代科學技術迅猛發展、社會急劇變革和交叉學科蓬勃興起的應然產物，旨在提高公民的科學素養，激起學生學習科學技術的內在動機，正確理解和處理科學、技術和社會的相互關系，并以此作為科學教育價值取向的體現和追求，是科學教育發展的一種理想性范型。[8]

STS教育是STS研究領域的一個重要組成部分，是STS研究在教育中的實踐運用，是對當代科學教育危機進行理性反思后而采用的一種文化策略，是在當代社會與文化范式轉變過程中應運而生的。STS教育的產生和發展并不只是對某些具體的科學教育策略進行調整和改革，它追求的是科學教育范式的整體變革，而且這種變革的依據就在于整個人類文化的轉變。STS教育不僅將人類文化的總體戰略具體化到科學教育領域，而且用這種文化戰略的意圖和理念指導科學教育的具體改革行動。可以認為，即使是最專門的科學知識，也能夠把它恰當地理解為特定社會背景下的人類活動的特定產物，即可以理解為一種特定的文化形態。

STS教育強調科學素養和科學的公眾理解，強調科學、技術與社會的協調和諧，體現了文化范式的轉變。特別是STS教育突出了對科學的文化解讀，對科學的社會價值與人生意義的理解，在課程的綜合化中使學生獲得對世界的綜合與多維度的理解，以更真實地了解現實世界。STS教育在教學方式上注重探究與體驗，更體現了科學教育的本質特點。

STS教育以科學技術素養為出發點，以便學生更好更有效地理解科學、技術、社會之間的相互關系，而且將科學技術素養作為適應整個社會和文化戰略轉變而采用的一種策略。當我們思考以科學技術素養發展為核心的科學教育改革時，STS教育自然就凸顯出來了，STS教育是科學教育改革之路，是全面提高公民科學技術素養的有效方略。

綜上所述，要提高公民的科學素養，基礎教育是關鍵時期。這種培養，必須具體落實在科學教育的過程之中。科學素養的內涵與科學教育的目標是一致的，科學素養的提高與學力水平的提升是統一的。提高科學素養是科學教育目標的核心，是中學科學教育課程改革的宗旨，是指導中學科學教育改革的綱領。

［1］葛霆，劉薇，李大光.中國公眾的科學素養及國際對比［J］.科學，1995，47(3)：4—7.

［2］李大光.對“科學素養”理解的異同與促進方案，中國學者心中的科學·人文(科學卷)［C］.昆明：云南教育出版社，2002.

［3］John R.Durant et al.The Public Understanding of Science［J］.Nature，1989，340(6228):11—14.

［4］鐘啟泉.國外“科學素養”說與理科課程改革［J］.比較教育研究，1997，(1)：16—21.

［5］石中英.知識轉型與教育改革［M］.北京：教育科學出版社，2001.

［6］李醒民.科學的精神與價值［M］.石家莊：河北教育出版社，2001.

［7］張紅霞.科學究竟是什么［M］.北京：教育科學出版社，2003.

［8］蔡鐵權.STS教育：國際科學教育改革的新理念［J］.科學，2003，55(3)：32—35.