摘要：科学素养的内涵与我国中学科学课程标准的教育目标是相对应的，这样的科学教育目标取向，为提高学生的科学素养提供了基本的保证。科学教育提高学生科学素养的同时，也是提高学力的高标准教育。科学精神的养成既是科学教育的核心，也是科学素养的要旨。科学素养的培养与科学本质具有内在的一致性。STS教育是国际科学教育改革的新理念，也是全面提高科学素养的适切方略。

关键词：基础教育；课程标准；科学素养；学力；科学本质；STS教育

历史和时代的发展充分表明，公民的科学素养已经成为社会进步的基本因素，是国家昌盛兴旺的根本。提高公民的科学素养是科学的使命和科学教育的宗旨。因此，提高学生的科学素养成为世界各国科学教育改革的核心议题。

“2061”计划是美国面向21世纪人才培养、致力于中小学课程改革的跨世纪计划，在此计划的出版物之一《面向全体美国人的科学》一书中明确地提出：“在21世纪，无论社会还是个人要想成功地发展，全民及个人的科学素养至关重要。”我国当前正在推行基础教育课程改革，在中学科学课程标准有关课程的基本理念中，首要的一条即是在课程目标上“全面提高每一个学生的科学素养”。

我国从1992年开始，运用国际通用的公民科学素养调查表，每隔两年进行一次公民科学素养的调查。从公布的调查结果看，我国公民的科学素养与发达国家相比，存在着明显的差距，并且在一段时间里处在徘徊的状态。^[1]造成这种现状的原因是多方面的，是十分复杂的。从科学教育的角度反思，我们今天科学教育的内容还基本停留在实用的科学知识层面上，与人文教育基本上处于分离的状态，科学教育研究基本上是学科教育研究。对科学的认识、对科学教育的认识、对科学本质的理解，还都缺乏深度。这些都深刻地影响了我国的科学教育。本文从这种反思出发，对科学素养与中学科学教育的各个相关维度进行论述，旨在寻求提高我国公民科学素养的有效途径。

一、科学素养与科学教育目标

尽管各国对科学素养概念的内涵有不同的理解，科学素养由于各国情况的不同也带来了差异，科学素养内涵随着科学技术的发展也在不断地变化，但科学素养的核心内容则是基本一致的。科学素养应包括科学知识、科学过程与方法、对科学本质的理解、科学态度情感与价值观、科学技术与社会的关系等方面。这些因素之间相互作用，相互联系，构成了科学教育的立体画面。

考察各国对科学素养的理解，可以发现存在着一定的差异，由此各国的科学教育目标也有所不同，但从欧美主要国家这两者关系的比较中，我们认为其科学教育目标具有共同的特点：强调课程的综合化；注重对科学、技术、社会三者之间关系的理解；课程目标从科学知识扩大到科学态度、价值观、判断力和审美意识，对科学方法的运用，对社会问题正确判断和解决的能力；对技术的重视；注重学生的发展与潜能的发挥，包括自主性的形成和个性的发展；等等。^[2]

我国基础教育课程改革中，对科学教育提出了提高科学素养的总体目标，并将科学素养的核心内涵具体化为科学教育的培养目标，引导我国的科学教育改革，指导科学课程的编制和开发、课程的实施、课程的评价。这样系统的改革为科学素养的落实提供了教育的保障。因此，科学课程教育目标体现科学素养理念是我国当前基础教育课程改革中的一个特点、亮点，是我国科学教育改革的一个转折点。我们必须对此高度重视，并切实地落实到教学的具体环节中，体现在教育教学的全过程中。

在科学教育中实施科学素养的培养是长期的过程，在基础教育的各个阶段，由于儿童的生理、心理差异，知识、能力程度的区别，教育目标应有所不同。但是，培养科学素养的理念是一致的。

提高公民科学素养不能忽视的一个方面是“公众理解科学”(public understanding of science,简写为PUS)。^[3]在现代民主社会，要加强公众与科学的对话，让公众参与是必要的。这从另一方面表明科学教育的范畴应该在空间上扩大、时间上延伸。

二、科学素养与基础学力

科学教育在提高学生科学素养的同时，还要提高学生的学力水平，并使更多的学生对科学学习产生兴趣。

学力(相当于achievement)是教育的内核，是学校课程设计的前提。学力的概念比较复杂，一般是指通过学习获得的能力，尤其是指通过学校教育获得的能力。作为教学成果的学力，有人界定为“儿童在教学过程中所习得的知识、能力”，亦即“学习者内化学科内容的成果”。钟启泉教授对学力观曾这样描述：任何一门学科教学的目标，大体有四个组成部分：①关心、动机、态度；②思考力、判断力；③技能；④知识、理解。这四个视点作为一个整体反映了一种学力观。^[4]有一种“冰山模型”清楚地说明了这种学力观的特色：假如有一座冰山，浮在水面上的只不过是“冰山的一角”，这个浮出水面的部分可以比做“知识、理解”及“技能”，而隐匿于水面下的不可见部分(占冰山总体的80~90%)才是支撑浮出部分的基础，这就是“思考力、判断力”和“关心、动机、态度”。正如冰山由浮出水面与未浮出水面两部分组成一样，“学力”也由显性部分和隐性部分组成。“显性学力”是依靠“隐性学力”的支撑才能存在与发展的。科学素养的提高与学力水平的提高是有内在联系的，冰山模型生动地描绘了科学素养含义中各个因素之间的关系，也同样形象地表达出科学教育各个目标之间的关系。因此，提高科学素养绝不是以降低学力水平为代价，更不是以牺牲科学教育目标为代价的，而是在提高科学素养的同时也提高了学力水平。

三、科学素养在科学教育中的实施

科学素养如何在科学教育中得到落实，这是关键。我国科学课程目标定位在四个方面：科学知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观，科学、技术与社会的关系。这种目标体系与科学素养内涵是完全一致的。因此，科学课程教育目标的落实也就是提高科学素养的实现。

(一)科学知识的转型和中学科学的知识教育

知识是教育目的得以实现的基础。知识是一个内涵十分丰富、外延相当广泛的概念。对不同的知识界定，可以归纳为：1.知识是人类对于经验中蕴含的法则赋予意义而结构化了的结果；2.知识是人的观念的总和；3.知识是智慧和经验的结晶；4.知识是人类积累起来的历史经验和现时达到的科学新成就的总和。知识与课程之间的关系也是十分复杂的，诸如知识性质、知识的真理性、知识分类、知识价值、知识生成和知识层次等。

后现代知识却在根本上实现了转变，从客观性到文化性，从普遍性到境域性，从中立性到价值性。这样，后现代教育对知识的追求也要作相应的转变。1.在个人发展方面，着重于追求以知识的鉴赏力、判断力与批判力为标志的“内在发展”。2.在社会或国家发展方面，后现代教育应该着重于树立和传播以“本土知识”或“地方性知识”为基础的“本土发展”或“内在发展”的理念。3.在知识发展方面，后现代教育应该着重于知识的多样性、异质性的发展。后现代课程建设追求的目标应当是：1.改革科学课程。要实事求是地在科学课程中反映人们对科学活动和科学知识的新认识。科学课程的目标也要超越对具体科学知识、方法和技术的掌握，达到对科学哲学、科学史、科学与社会和人类关系广泛、全面和深刻的理解。2.开发本土课程。认识完整、系统、历史悠久的本土知识体系，展现本土知识在本土社会历史发展中的巨大贡献，唤起本土人民对本土知识体系的价值意识，加强青少年学生的本土文化认同，消除源自西方中心课程中的消极内容。3.加强人文课程。重新审视人文课程的价值，提高人文课程的课程地位，改革人文课程的内容，重视学生对人文知识的学习，重视人文精神的宏扬。^[5]当然，在我国中学科学教育中，如何看待和体现后现代知识观需要慎重，但这种知识的转型对科学教育的影响却是无可否定的。

(二)科学学习的过程和方法

著名理论物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(Richard P.Feynman)说过：“科学是一种方法，它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到什么程度(因为没有事情是绝对已知的)，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则，如何去思考事物，作出判断，如何区别真伪和表面现象。”科学教育中的“科学过程”主要是指在一般的科学研究中，那种普遍适用的系统化的操作方法和步骤。美国《国家科学教育标准》中把科学过程与方法看成一个系统，是指一系列的相互联系的科学家普遍使用的研究方法和程序。

我国的基础教育课程改革强调科学探究，强调让学生亲历科学，在体验中学习。这种新型学习方式的提倡，意在改变传统单纯接受式的被动学习方式。学生不是被动地记忆科学的结论，而是经历这种结论得到的过程和懂得获取的方法。

事物都有它的现象和本质，本质隐藏在现象背后，不能为人们直接感知。科学家认为对自然现象的认识不能停留在事实的层次上，需要进一步透过现象，深入内部，抽取有关事物的本质，并且舍弃一切非本质属性的结论，即提炼出反映事物本质属性的内在的客观规律的各种“概念”和“定律”来。这个过程是通过探究来完成的。但科学家不管用何种探究模式，其基本的环节是共同的：科学问题的提出，科学事实和资料的收集，猜想和假设的建立，检验与评价，表达与交流。科学教育中的科学探究学习方式的主要环节也与此相类似，表明探究学习体现了科学教育与科学研究本质上的一致，反映了科学教育与科学研究内在的统一。科学探究强调知识获取中的体验，强调过程与方法，既是对我国传统教育的纠偏，也反映了科学素养的核心要素。

(三)科学精神的培养

科学是近代文明之母，是文化的原动力。作为知识体系的科学的精神价值体现在以下方面：信念价值，科学给予人们一个永恒世界的相对稳定的、比较正确的信念；解释价值，科学活动的目的之一就是寻求对人自身以及外部世界的科学的解释；预见价值，科学预见显示了人类理性的伟大，使人的精神从必然王国迈向自由王国；认知价值，科学是各种认知形式中最成熟、最系统、最高级、最典型的；增殖价值，作为知识体系的科学具有知识增殖的价值；审美价值，这种价值充分地体现在实验美、理论美和数学美之中。科学的精神价值在作为研究活动的科学研究的目的和科学方法中体现出来，科学研究活动的目的是生产知识产品或追求科学真理，科学方法主要显现在实证方法、理性方法和臻美方法的精神价值之中。作为社会建制的科学的精神价值集中渗透在精神气质之中，这种精神气质被罗伯特·默顿(Robert K·Merton)归结为普遍性、公有性、无私利性和有条理的怀疑性。^[6]

上述各种对于科学精神内涵的阐释，大致可以勾画出科学精神的轮廓来。科学教育要培养人的科学精神，就要从这些方面入手。科学精神的培养既是科学教育的核心，也是科学素养的要旨。若要提高公民的科学素养，了解科学的精神价值是至关重要的。

四、科学素养与科学本质

科学的本质是什么？从经典科学到现代科学的发展过程中对它的认识是不断变化的，我们需要站在科学哲学和科学史的视角加以审视，才可能有比较深刻的理解。从基础教育中的科学教育层面上认识，在目前主要国家的有关科学教育标准的文献中，科学本质大致可以概括为：科学知识是多元的，具有暂时特征；科学知识在很大程度上依赖于观察、实验证据、理性的论据和怀疑，但又不完全依赖于这些东西；通向科学没有唯一的道路，因为没有一种普适的一步一步的科学方法；科学是一种解释自然现象的尝试；在科学中，规律和理论起着不同的作用，因此学生应明白，即使有额外的证据，理论也并不变成规律；来自一切文化背景的人都对科学作出贡献；新的知识必须要清楚地、公开地得到报道；科学家需要保存准确的记录，需要同行评议，其研究结果需要可复现性；观察渗透理论；科学家要有创造性；科学史既揭示了科学的进化特征，也揭示了科学的革命特征；科学是社会和文化传统的一部分；科学和技术彼此影响；科学思想受到其社会和历史环境的影响。^[7]

科学教师只有掌握了科学的本质才可能把科学知识讲活；只有掌握了科学与其他学科知识的差异，才能教好科学课程；只有掌握了科学的精神，教学中才能得心应手、灵活主动、游刃有余。

有的教师认为“科学探究就是孩子们心中的童话世界”，应该放手让学生自己探究，不必纠正学生的错误，学生们自己探究到下课铃响，课程到此结束。为了强调“提出问题比解决问题更重要”，刚开始上课就让学生们不着边际地“提出问题”。把科学探究和科学学习当做一种浪漫和随意的活动，这是值得引起警惕的。我们必须接受理论研究上不求甚解、实践探索中浅尝辄止的教训。

不懂得科学本质的科学教育，很可能会把非科学甚至伪科学引入科学教育。

五、科学素养与STS教育

STS教育是当代科学技术迅猛发展、社会急剧变革和交叉学科蓬勃兴起的应然产物，旨在提高公民的科学素养，激起学生学习科学技术的内在动机，正确理解和处理科学、技术和社会的相互关系，并以此作为科学教育价值取向的体现和追求，是科学教育发展的一种理想性范型。^[8]

STS教育是STS研究领域的一个重要组成部分，是STS研究在教育中的实践运用，是对当代科学教育危机进行理性反思后而采用的一种文化策略，是在当代社会与文化范式转变过程中应运而生的。STS教育的产生和发展并不只是对某些具体的科学教育策略进行调整和改革，它追求的是科学教育范式的整体变革，而且这种变革的依据就在于整个人类文化的转变。STS教育不仅将人类文化的总体战略具体化到科学教育领域，而且用这种文化战略的意图和理念指导科学教育的具体改革行动。可以认为，即使是最专门的科学知识，也能够把它恰当地理解为特定社会背景下的人类活动的特定产物，即可以理解为一种特定的文化形态。

STS教育强调科学素养和科学的公众理解，强调科学、技术与社会的协调和谐，体现了文化范式的转变。特别是STS教育突出了对科学的文化解读，对科学的社会价值与人生意义的理解，在课程的综合化中使学生获得对世界的综合与多维度的理解，以更真实地了解现实世界。STS教育在教学方式上注重探究与体验，更体现了科学教育的本质特点。

STS教育以科学技术素养为出发点，以便学生更好更有效地理解科学、技术、社会之间的相互关系，而且将科学技术素养作为适应整个社会和文化战略转变而采用的一种策略。当我们思考以科学技术素养发展为核心的科学教育改革时，STS教育自然就凸显出来了，STS教育是科学教育改革之路，是全面提高公民科学技术素养的有效方略。

综上所述，要提高公民的科学素养，基础教育是关键时期。这种培养，必须具体落实在科学教育的过程之中。科学素养的内涵与科学教育的目标是一致的，科学素养的提高与学力水平的提升是统一的。提高科学素养是科学教育目标的核心，是中学科学教育课程改革的宗旨，是指导中学科学教育改革的纲领。

参考文献：

［1］葛霆，刘薇，李大光.中国公众的科学素养及国际对比［J］.科学，1995，47(3)：4—7.

［2］李大光.对“科学素养”理解的异同与促进方案，中国学者心中的科学·人文(科学卷)［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］钟启泉.国外“科学素养”说与理科课程改革［J］.比较教育研究，1997，(1)：16—21.

［5］石中英.知识转型与教育改革［M］.北京：教育科学出版社，2001.

［6］李醒民.科学的精神与价值［M］.石家庄：河北教育出版社，2001.

［7］张红霞.科学究竟是什么［M］.北京：教育科学出版社，2003.

［8］蔡铁权.STS教育：国际科学教育改革的新理念［J］.科学，2003，55(3)：32—35.