论美国理科教育中科学素养理念的发展

出现了三次浪潮，每 次 浪 潮 的 出 现 都 伴 随 着 相 应 的科学素养教育目的。
１．三 次 科 学 课 程 改 革 中 的 科 学 素 养 ２０世纪５０ 年 代 末 至 ６０ 年 代 为 第 一 次 改 革 浪潮，目标是开发以 科 学 基 础 知 识 为 结 构 的 理 科 课程，因 此，物 理、化 学、生 物 等 学 科 是 从 其 学 科 自身的自立性 这 一 观 点 加 以 把 握 的。［７］理 科 教 学 所要实现 的 科 学 素 养 是 注 重 “概 念 性 知 识 ”、“科 学的本质”、“科学 的 伦 理”，但“科 学 与 人 文”的 理 念并未充分体现在课程编制中。２０ 世 纪 ７０ 年 代 和８０ 年 代 为 第 二 次 改 革 浪 潮 ，学 校 的 科 学 被 理 解 成“相关的知识”，其 含 义 在 于 科 学 不 是 独 立 存 在 的，它与社会、经 济、政 治 等 紧 密 相 关。 课 程 改 革 的焦点是理解科学 与 社 会 之 间 的 关 系，科 学 素 养 的内涵新加了“科 学 与 人 文”及 “科 学 与 社 会”，尤 其强调了前者。在 ２０ 世 纪 ８０ 年 代 末 和 ９０ 年 代 的第三次 浪 潮 中，人 们 开 始 认 为 科 学 是 “不 完 美 的知识”，课程改革 的 中 心 是 个 人、社 会 和 文 化 对 科学知识形 成 产 生 的 影 响，重 视 科 学 与 文 化、社 会之关联（ＳＴＳ）的科学素养理念得以普及。 随着 早期科学 课 程 改 革 运 动 占 主 流 地 位 的 科 学 概 念 问题的衰 退，ＳＴＳ 课 程 运 动 不 断 兴 起 和 发 展，国 际科学教 育 界 开 始 对 科 学 课 程 的 理 论 和 实 践 进 行反思，针对反科学 的 浪 潮 以 及 师 生 对 科 学 的 认 识低下等问题，美国 逐 渐 重 视 科 学 课 程 中 的 科 学 本质教育。 ２．美 国 《国 家 科 学 教 育 标 准 》中 的 阐 释 科学素养是科 学 教 育 的 理 想 目 标，美 国 科 学 教育标准 中 的 科 学 素 养 全 面 反 映 了 科 学 教 育 的 目标，既重 视 科 学 知 识 的 学 习，又 重 视 技 能 和 能 力的训练，同时强调 科 学 观 点 和 科 学 价 值 观 的 养 成。在具体 的 目 标 中 着 重 体 现 了 学 科 知 识 与 过 程知识并重、认知能 力 与 操 作 技 能 并 重 以 及 重 视 科学的社会性和人 文 性 等，这 些 理 念 都 表 明 了 当 代科学教育关于综 合 处 理 内 容、过 程 和 背 景 的 相 互关系 的 基 本 思 想。［８］也 正 是 在 这 个 意 义 上，毕 比等人认 为 科 学 素 养 和 传 统 的 科 学 教 育 目 标 没 有本质的区别，只是 科 学 素 养 强 调 各 种 教 育 目 标 之间应该建立 一 种 平 衡。［９］科 学 素 养 的 主 题 包 括 六个方面，作 为 探 究 的 科 学 成 为 第 一 个 方 面，探 究是科学发展的 精 髓，也 是 科 学 素 养 的 基 础。 标 准中的“作 为 探 究 的 科 学 ”在 内 涵 上 超 越 了 一 般 意义的“科学过程”或“科 学 方 法”，即 观 察、推 断、
［基 金 项 目 ］全 国 教 育 科 学 规 划 ２０１０ 年 度 科 学 教 育 研 究 专 项 课 题 （ＧＱＡ１０６００４）。 ［作者简介］尹璐（１９８６－），女，黑龙江齐齐哈尔 人，硕 士 研 究 生；臧 敏 （１９８４－ ），女，黑 龙 江 佳 木 斯 人，硕 士 研 究 生；张 跃 （１９８９－ ），
二 、科 学 素 养 的 两 个 核 心 命 题 与科学素养相 关 的 概 念，都 是 在 教 与 学 的 情 境中检验的，科学本 质 与 科 学 探 究 作 为 科 学 素 养 的两个核心命题，对 科 学 素 养 的 理 解 和 发 展 起 着 至关重要的作用。 １．科 学 本 质 良好科 学 素 养 的 重 要 方 面，是 对 科 学 主 题 （同物质 科 学、生 命 科 学 和 地 球 科 学 特 别 相 关 的
女 ，北 京 人 ；王 晶 莹 （１９８０－ ），女 ，辽 宁 营 口 人 ，博 士 ，讲 师 。
７５
知识）知晓得比较 多，认 识 得 比 较 深；还 包 括 认 清 科学的性质、科学 事 业 以 及 科 学 在 社 会 和 个 人 生 活中所起的作用。 因 此，对 科 学 本 质 的 认 识 被 认 为是科学素养的重 要 组 成 部 分，也 可 以 回 答 科 学 素养是什 么 的 问 题［３］；众 多 学 者 亦 认 为 “对 科 学 本质的认 识 ”是 具 有 科 学 素 养 公 民 的 重 要 特 征。 科学本质（Ｎａｔｕｒｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ）探 讨 的 是 科 学 的 本 体论问题，它 要 回 答 “科 学 是 什 么 ”，是 所 有 科 学 研究者以 及 科 学 教 育 者 和 学 习 者 在 接 触 科 学 时 首先要面 对 的 问 题。 科 学 本 质 关 注 的 是 科 学 家 在从事科学 活 动 时，科 学 知 识 是 如 何 发 展 的，其 研究的问题包括科 学 知 识 和 方 法，科 学 事 业 和 科 学家，科学观察、理 论 和 定 律 等 的 本 质、意 义 以 及 关系，是科学 素 养 的 核 心 命 题 。 ［４］ 科 学 的 本 质 是 科学认识论，科 学 是 一 种 获 得 知 识 的 途 径，或 与 科学知识的发展相 一 致 的 价 值 观 和 信 念；它 还 指 科学家进 行 科 学 探 究 过 程 中 产 生 的 科 学 知 识 的 特 征 。 ［５］
论美国理科教育中科学素养理念的发展
尹 璐 臧 敏 张 跃 王晶莹
（首都师范大学物理系，北京 １０００４８）
［摘 要 ］“培 养 具 有 科 学 素 养 的 公 民 ”一 直 是 国 际 科 学 教 育 的 主 要 目 标 ，关 系 到 国 家 的 综 合 竞 争 力 。 美 国 理 科
教育注重人的科学素养的培养，并把它作为人终生追 求 的 目 标，在 三 次 科 学 教 育 改 革 浪 潮 中 都 对 科 学 素 养 进 行 不
“培 养 具 有 科 学 素 养 的 公 民 ”一 直 是 理 科 教 育的主要目标，科 技 发 达 的 国 家 都 十 分 注 重 国 民 的科学素养，因为 它 关 系 到 人 才 的 综 合 素 质 和 创 造力，关系到一 个 国 家 的 综 合 竞 争 力。 美 国 科 学 教 育 改 革 的 ２０６１ 计 划 就 是 明 显 的 体 现 ，科 学 素 养 作为国际基础理科 教 育 的 核 心 目 标，越 来 越 受 到 人们的重视，对于 科 学 素 养 理 论 研 究 的 理 解 有 利 于更深入地认识科学探究的内涵。
一 、科 学 素 养 内 涵 的 发 展 科学素 养 教 育 的 意 义 在 于 培 养 未 来 普 通 公 民的基本科学技能 和 能 力，它 是 针 对 普 通 教 育 而 不是专业教育，是 指 向 所 有 或 大 多 数 学 生 而 不 是 少数学生。美国著 名 教 育 家、哈 佛 大 学 校 长 科 南 特（Ｃｏｎａｎｔ）于１９５２年 首 次 使 用 了 科 学 素 养 这 一 名词，美国 著 名 科 学 教 育 家、斯 坦 福 大 学 教 授 赫 德在５０年代后期从 基 础 教 育 层 面 对 它 进 行 了 说 明和解释。米勒（Ｍｉｌｌｅｒ）提 出 了 科 学 素 养 的 三 维 模式：对科学本质 的 认 识；理 解 科 学 的 基 本 知 识； 理解科学与社会、技 术 的 关 系。 他 主 要 做 了 两 方 面的实证研究，第 一 个 方 面 是 以 前 理 论 研 究 和 相 关测量与评价的总 结；第 二 个 方 面 是 关 于 科 学 政 策制定 过 程 中 公 民 科 学 素 养 问 题 的 研 究 。 ［１］ 这 一实证研究成果在 学 术 界 得 到 普 遍 的 认 同，目 前 被世界各国所采纳，以 此 作 为 测 定 和 比 较 国 民 科 学素养的基本参照标准。
赫德（Ｈｕｒｄ）将 科 学 素 养 （Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｌｉｔｅｒａｃｙ ｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｌｉｔｅｒａｃｙ）描述为有关科学及其在日 常 生活中应用的理解，为 达 到 这 一 目 标 需 要 发 展 学 生“做探究”和“认 识 探 究”的 能 力，这 些 能 力 的 应 用可以帮助公 民 进 行 合 理 的 个 人 和 社 会 决 策 。 ［２］ 美国科 学 教 育 标 准 实 际 基 于 这 一 理 念，明 确 指 出：所谓有科学素养 指 的 是 了 解 和 深 谙 进 行 个 人 决策、参与 公 民 事 务 和 文 化 事 务、从 事 经 济 生 产 所需的科学 概 念 和 科 学 过 程；简 而 言 之，有 科 学 素养的人 可 以 对 生 活 中 所 遇 到 的 问 题 运 用 科 学 知识和科 学 的 思 维 方 式 做 出 明 智 的 决 策。 不 同 的人会以不同的方 式 表 现 自 己 的 科 学 素 养，在 不 同的领域也会有所 不 同；有 科 学 素 养 的 程 度 和 形 式并非一成 不 变 的，其 程 度 由 低 到 高、修 养 面 由 窄到宽地发生在人 的 一 生 中，人 在 早 期 确 立 的 科 学态度和 价 值 观 决 定 成 年 时 在 科 学 素 养 方 面 达 到的境界。
２．科 学 探 究 为了界定基础 教 育 领 域 的 科 学 探 究，很 多 学 者将其分为两大类：一 是 把 科 学 探 究 描 述 为 科 学 家所做的工作，二 是 把 它 看 做 教 与 学 的 过 程。 美 国《国家 科 学 教 育 标 准 》对 探 究 的 定 义 认 可 了 这 种划分，它 明 确 指 出：科 学 探 究 指 的 是 科 学 家 们 用以研究 自 然 界 并 基 于 此 种 研 究 获 得 的 证 据 提 出种种解释的多种 不 同 途 径；科 学 探 究 也 指 的 是 学生们用以 获 取 知 识、领 悟 科 学 的 思 想 观 念、领 悟科学家 们 研 究 自 然 界 所 用 的 方 法 而 进 行 的 各 种活动。在科学教 育 研 究 中，开 始 的 科 学 探 究 与 美国科学教育标准 非 常 接 近，后 来 转 为 探 究 教 学 如何整合 “认 识 探 究 ”与 “做 探 究 ”两 个 方 面。 因 此，在涉及 “认 识 探 究 ”的 时 候，研 究 者 强 调 科 学 探究的本质，将其 看 做 与 科 学 本 质 相 关 的 科 学 认 识论的组 成 部 分；于 是，“科 学 探 究 ”用 来 指 科 学 知识发展过 程 的 特 征，涉 及 发 展、接 受 和 使 用 科 学知识的若干惯例；它 是 人 们 认 识 科 学 本 质 和 科 学素 养 的 中 介，是 作 为 知 识 建 构 和 确 认 的 方 法［６］。在讨论探 究 教 学 的 时 候，研 究 者 将 科 学 探 究与教学 相 联 系，看 做 是 “做 探 究 ”的 过 程，即 课 堂中的探究活动。 三 、科 学 教 育 改 革 与 科 学 素 养 现代学校科学课程的发展起 源 于 ２０ 世 纪 ５０ 年代末期，从 这 一 时 期 至 今，美 国 科 学 课 程 改 革