曾 碧,頡 靜
(隴南師范高等專科學(xué)校,甘肅成縣 742500)
科技創(chuàng)新是提高我國(guó)綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐,培養(yǎng)創(chuàng)新型科技人才的重要基礎(chǔ)是培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生。中小學(xué)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)要適應(yīng)未來(lái)社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的要求,其指標(biāo)的遴選就顯得至關(guān)重要。本文通過(guò)文獻(xiàn)梳理,參考國(guó)際大型測(cè)試中科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)評(píng)框架,結(jié)合我國(guó)的基本國(guó)情,從學(xué)生發(fā)展和社會(huì)需求的視角出發(fā)遴選了我國(guó)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵指標(biāo),并提出了這些指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的具體路徑,為發(fā)展中小學(xué)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提出相關(guān)建議。
《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》指出“堅(jiān)持以人為本、全面實(shí)施素質(zhì)教育是教育改革發(fā)展的戰(zhàn)略主題,是貫徹黨的教育方針的時(shí)代要求,其核心是解決好培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人的重大問(wèn)題”[1]。學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)模型構(gòu)建是核心素養(yǎng)模型構(gòu)建的重要一環(huán),不僅關(guān)系到我國(guó)學(xué)生“科學(xué)精神”與“實(shí)踐創(chuàng)新”兩大核心素養(yǎng)的培養(yǎng),而且是推動(dòng)學(xué)??茖W(xué)課程改革和學(xué)生培養(yǎng)模式改革的重要指引。因此,開(kāi)展中小學(xué)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)框架研究,對(duì)于回答綱要中“培養(yǎng)什么人,怎樣培養(yǎng)人”具有重要意義。自上世紀(jì)90年代以來(lái),“素養(yǎng)”問(wèn)題就成為全球范圍內(nèi)教育政策、教育實(shí)踐、教育研究領(lǐng)域的重要議題[2],包括國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織和歐盟在內(nèi)的國(guó)際組織與美國(guó)、新加坡等眾多國(guó)家也紛紛提出“21世紀(jì)素養(yǎng)”框架,旨在培養(yǎng)學(xué)生各方面素養(yǎng)。在我國(guó)歷次課程與教學(xué)改革中,科學(xué)素養(yǎng)也是科學(xué)課程教育的重要目標(biāo),但對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的研究具體落實(shí)到科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)評(píng)上,目前還缺乏具體的測(cè)評(píng)指標(biāo)框架。因此本研究立足于我國(guó)實(shí)際的教育情況,通過(guò)對(duì)教育領(lǐng)域諸多專家、教師等的調(diào)查,結(jié)合國(guó)際大型科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn),嘗試歸納適合我國(guó)的科學(xué)素養(yǎng)的指標(biāo),為建構(gòu)科學(xué)素養(yǎng)框架提供依據(jù)。
國(guó)際上公認(rèn)的是米勒(Jon Miller)教授的研究成果。他認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)由三部分組成:對(duì)科學(xué)術(shù)語(yǔ)和概念的了解(科學(xué)知識(shí)),對(duì)科學(xué)研究過(guò)程和方法的了解(科學(xué)本質(zhì)),對(duì)科學(xué)對(duì)社會(huì)的影響的基本了解(態(tài)度與情感)[3]。這三者是一個(gè)相互作用、相互聯(lián)系的有機(jī)整體。歐美大多數(shù)國(guó)家均以米勒三維度素養(yǎng)模型為依據(jù)對(duì)公眾科學(xué)素養(yǎng)開(kāi)展測(cè)量。但在過(guò)去的幾十年中,科學(xué)素養(yǎng)的涵義不斷地變化和豐富。Cross和Price等學(xué)者強(qiáng)調(diào)科學(xué)素養(yǎng)在社會(huì)文化中展示出的積極性[4];Hodson等則強(qiáng)調(diào)科學(xué)素養(yǎng)與社會(huì)政治生活的關(guān)系[5];Shamos等回歸到科學(xué)知識(shí)本身,認(rèn)為傳統(tǒng)的學(xué)科知識(shí)提供的信息性指導(dǎo)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成是至關(guān)重要的[6]。此外,還有學(xué)者(Hazen & Trefil)強(qiáng)調(diào)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)理解新聞事件的能力[7]。Helenrose Five等決定采取較為穩(wěn)妥的折中的立場(chǎng),將科學(xué)素養(yǎng)看做在生活中可以處理具體事務(wù)的實(shí)際的有意義的運(yùn)用,并且在前人理論的基礎(chǔ)上將科學(xué)素養(yǎng)劃分為六大要素:科學(xué)角色;科學(xué)思想與實(shí)施;科學(xué)與社會(huì);科學(xué)媒體素養(yǎng);科學(xué)中數(shù)學(xué)的運(yùn)用;科學(xué)動(dòng)機(jī)與信念。[8]
國(guó)內(nèi)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)模型的研究主要有三維模型、四維模型和多維模型。徐州師范大學(xué)物理系提出科學(xué)素養(yǎng)的三維模式:科學(xué)知識(shí)維度、科學(xué)技能方法維度和科學(xué)觀念維度,其中科學(xué)觀念包括科學(xué)本質(zhì)和STS(Science ,Technology and Society)[9];顧志躍認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)的基本結(jié)構(gòu)是同心圓結(jié)構(gòu),這個(gè)綜合結(jié)構(gòu)的核心部分是科學(xué)精神、態(tài)度和價(jià)值觀(科學(xué)觀),中間部分涵蓋科學(xué)知識(shí)、技能、方法、能力(科學(xué)知能)四個(gè)方面,外圍是科學(xué)行為和習(xí)慣(科學(xué)行為),其中以科學(xué)觀為核心,以科學(xué)知能為基礎(chǔ),以科學(xué)行為的養(yǎng)成為標(biāo)志,三者是一個(gè)不可分割的有機(jī)整體[10]??茖W(xué)素養(yǎng)的四維度結(jié)構(gòu)模型主要體現(xiàn)在我國(guó)的課程目標(biāo)和一些學(xué)者的研究中。我國(guó)科學(xué)(7—9年級(jí))課程目標(biāo)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的界定從科學(xué)探究、科學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀和科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境四個(gè)維度來(lái)進(jìn)行[11];王素把科學(xué)素養(yǎng)歸納為四個(gè)核心要素: 對(duì)科學(xué)技術(shù)的理解,對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者關(guān)系的理解,科學(xué)的精神和態(tài)度,運(yùn)用科學(xué)技術(shù)解決日常生活及社會(huì)問(wèn)題的能力[12]。主張多維模型的葉禹卿認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)由五大要素組成,分別是科學(xué)知識(shí)、科學(xué)能力、科學(xué)方法、科學(xué)意識(shí)和科學(xué)品質(zhì),這五大要素構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體,其中科學(xué)知識(shí)是基礎(chǔ),是培養(yǎng)其他要素的載體;科學(xué)能力是核心,包括各種科學(xué)思維能力和科學(xué)實(shí)踐能力等內(nèi)容;科學(xué)方法是科學(xué)素質(zhì)的重要組成要素,是科學(xué)的認(rèn)識(shí)方法;科學(xué)意識(shí)和科學(xué)品質(zhì)是科學(xué)素養(yǎng)的重要表現(xiàn)形式;科學(xué)品質(zhì)指科學(xué)態(tài)度、精神以及對(duì)科學(xué)的興趣、情感、動(dòng)機(jī)等內(nèi)容。[13]梁英豪認(rèn)為,科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容包括以下十個(gè)方面:科學(xué)知識(shí),技能,科學(xué)方法和思維方法,價(jià)值觀,解決社會(huì)及日常問(wèn)題的決策,創(chuàng)新精神,科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)及其相互聯(lián)系,科學(xué)精神,科學(xué)態(tài)度和科學(xué)倫理和情感。[14]不管是三維、四維還是多維模型,雖然理解的角度有所差異,但各種維度所涉及的內(nèi)容幾乎都包含了科學(xué)知識(shí)、科學(xué)情感與態(tài)度、科學(xué)能力、科學(xué)實(shí)踐與科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互關(guān)系五個(gè)方面。
除了學(xué)術(shù)討論以外,科學(xué)素養(yǎng)的實(shí)際測(cè)評(píng)系統(tǒng)主要有以下三大項(xiàng)目:PISA,TIMSS和NAEP,但這三者對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容也有不同的劃分。PISA2015將科學(xué)素養(yǎng)(Scientific Literacy)定義為:作為一名具有反思力的城市市民能夠運(yùn)用科學(xué)思維參與相關(guān)科學(xué)議題的能力。[15]認(rèn)為一個(gè)具有良好科學(xué)素養(yǎng)的個(gè)人要能夠理性地評(píng)論科學(xué)技術(shù)應(yīng)該具有以下能力:科學(xué)地解釋現(xiàn)象;設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)科學(xué)探究;科學(xué)地闡釋數(shù)據(jù)和證據(jù)。[16]TIMSS2015指出科學(xué)素養(yǎng)包括三個(gè)方面的內(nèi)容:科學(xué)內(nèi)容(Science Content)、科學(xué)認(rèn)知(Science Cognitive)和科學(xué)實(shí)踐(Science Practices)。[17]NAEP中科學(xué)素養(yǎng)的界定根據(jù)美國(guó)科學(xué)素養(yǎng)基準(zhǔn)(Benchmarks for science literacy)而來(lái),基準(zhǔn)從科學(xué)世界觀(The Scientific Worldview)、科學(xué)探究(Scientific Inquiry)和科學(xué)事業(yè)(The Scientific Enterprise)三個(gè)方面去理解科學(xué)素養(yǎng),并從這三個(gè)方面對(duì)學(xué)校的課程目標(biāo)給予了逐年級(jí)確定,NAEP的測(cè)評(píng)框架也反映了科學(xué)素養(yǎng)基準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的基本要求。綜合三大項(xiàng)目對(duì)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的界定來(lái)看,各個(gè)項(xiàng)目雖側(cè)重點(diǎn)不同,但卻集中反映了科學(xué)學(xué)科本身、社會(huì)環(huán)境變化對(duì)個(gè)人能力發(fā)展的要求:不僅要求學(xué)生理解一般的科學(xué)概念、理論,體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程,掌握科學(xué)探究方法,形成科學(xué)探究能力,而且能夠運(yùn)用習(xí)得的科學(xué)原理去解釋和評(píng)價(jià)自然世界,理解科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系,為個(gè)體、科學(xué)和人類發(fā)展做出努力和貢獻(xiàn)。
科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)包含科學(xué)知識(shí)長(zhǎng)期以來(lái)自發(fā)形成的物理、化學(xué)、生命科學(xué)、地理天文四大學(xué)科板塊。學(xué)生心理發(fā)展規(guī)律表明,科學(xué)能力應(yīng)該包括科學(xué)觀察能力、科學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)解釋與評(píng)價(jià)能力三個(gè)基本方面;另外,學(xué)生的科學(xué)情感與態(tài)度不僅是科學(xué)學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力,而且某種程度上反映了社會(huì)對(duì)學(xué)生非認(rèn)知領(lǐng)域的要求,主要包括學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣、求真態(tài)度、環(huán)境意識(shí)等;科學(xué)實(shí)踐是是獲取科學(xué)知識(shí)的基本方式,也是學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決日常生活及社會(huì)問(wèn)題的主要途徑,主要包括應(yīng)用科學(xué)原理、應(yīng)用科學(xué)探究和科學(xué)解決社會(huì)問(wèn)題、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新三個(gè)方面;社會(huì)對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的要求需要學(xué)生了解科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系,主要包括科學(xué)對(duì)社會(huì)的作用,科學(xué)的社會(huì)制約性,科學(xué)倫理,科學(xué)人員的角色與責(zé)任和科學(xué)決策等五個(gè)方面(見(jiàn)表1)。
實(shí)踐與創(chuàng)新素養(yǎng)受到社會(huì)的高度重視,具體體現(xiàn)為創(chuàng)新與創(chuàng)造力、批判與創(chuàng)造、問(wèn)題解決與實(shí)踐等方面。[18]而相比國(guó)外學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),這一塊仍然是中國(guó)學(xué)生的短板。所以,在構(gòu)建學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)評(píng)測(cè)模型時(shí),應(yīng)充分考慮到科學(xué)實(shí)踐的重要性,構(gòu)建多維的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)[19],通過(guò)教師的教學(xué)行為[20]和“做中學(xué)”科學(xué)教育項(xiàng)目[21]等千方百計(jì)調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手積極性,鼓勵(lì)他們實(shí)踐創(chuàng)新,能夠切實(shí)解決問(wèn)題、具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí),并保持積極的學(xué)習(xí)態(tài)度和動(dòng)機(jī),將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,成為勤于實(shí)踐、敢于創(chuàng)新、樂(lè)于實(shí)踐、善于實(shí)驗(yàn)的科技新人。
科學(xué)素養(yǎng)包括形成決策和選擇運(yùn)用決策兩個(gè)方面,這兩方面都需要非理性的情感態(tài)度的參與。選擇何種科學(xué)決策與行為,更是人們價(jià)值觀的直接體現(xiàn)。人們?cè)谛纬蓻Q策,進(jìn)行科技創(chuàng)新時(shí)總是在一些情感的催生下進(jìn)行的的。很多重要的創(chuàng)造發(fā)明是科學(xué)家在有深厚情感體驗(yàn)中不自覺(jué)的下意識(shí)完成的。著名科學(xué)家彭加萊說(shuō):邏輯用于證明,直覺(jué)用于發(fā)明??茖W(xué)技術(shù)的創(chuàng)新思維不僅僅是一個(gè)冷冰冰的機(jī)械的邏輯推理的過(guò)程,也需要特定情感的伴隨。在對(duì)科學(xué)決策的選擇和運(yùn)用方面,更是需要一定的科技倫理的基礎(chǔ),需要人文底蘊(yùn)的涵養(yǎng)。所以科學(xué)素養(yǎng)絕不是機(jī)械地囿于科學(xué)板塊內(nèi)的,對(duì)于科學(xué)情景的分析與建模,都需要較強(qiáng)的情感應(yīng)對(duì)與價(jià)值判斷能力。人文素養(yǎng)有助于科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng),并非此消彼長(zhǎng)關(guān)系。
表1 科學(xué)素養(yǎng)指標(biāo)框架
續(xù)表1
科學(xué)素養(yǎng)的培育要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,把學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體,讓他們成為科學(xué)技術(shù)百花園中的探險(xiǎn)家。但現(xiàn)行的教育機(jī)制下,科學(xué)課程的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中仍然是單一的“主——客”模式,仍然以教師為中心的課堂講授為主體,出現(xiàn)了許多不正常的現(xiàn)象,比如,填鴨式教學(xué)模式、教育脫離社會(huì)生活、學(xué)生厭學(xué)情緒無(wú)法緩解、素養(yǎng)教育形同虛設(shè)等等。[22]這種教育主體的經(jīng)驗(yàn)教育嚴(yán)重忽視了教育者和受教育者的互動(dòng)活動(dòng)。雖然經(jīng)過(guò)歷次教學(xué)改革,但現(xiàn)有的科學(xué)教育體系仍然沒(méi)有給予學(xué)生充分的主體地位,學(xué)生的主觀能動(dòng)性不夠強(qiáng)。死板的應(yīng)試考核模式,也傷害了學(xué)生投入精力動(dòng)手探究的積極性。為此,科學(xué)素養(yǎng)的培育,必須打破單一的“主—客”教學(xué)模式,有效構(gòu)建“師生學(xué)習(xí)共同體”。
認(rèn)真落實(shí)《山東省水功能區(qū)劃》,科學(xué)核定水功能區(qū)納污能力,提出水功能區(qū)限制納污意見(jiàn)。按照國(guó)家有關(guān)要求,制定水功能區(qū)分階段達(dá)標(biāo)控制方案,確保水功能區(qū)分階段達(dá)標(biāo)任務(wù)的落實(shí)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)國(guó)家下達(dá)山東省的 2015、2020、2030 年水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率控制目標(biāo),制定了全省17市重點(diǎn)水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率控制目標(biāo)分解方案,并按年度分解下達(dá)。
科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系尤為緊密,其應(yīng)用性的特征,彰顯了科學(xué)素養(yǎng)的實(shí)踐性是很強(qiáng)的,社會(huì)影響力是立竿見(jiàn)影的。個(gè)體科學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn),也大都是在社會(huì)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的,科學(xué)知識(shí)與技能的有效性的價(jià)值基礎(chǔ)來(lái)自于社會(huì)實(shí)踐。學(xué)生最基本的生活是日常的社會(huì)生活,而在日常社會(huì)生活中隨時(shí)隨地得都用得到科學(xué),今天高技術(shù)化的社會(huì)生活領(lǐng)域的每一件事物都建造在科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)之上。為此,應(yīng)圍繞眼下的科技熱點(diǎn),貼近具體的生活情景,對(duì)需要教授和應(yīng)用的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不斷的重組改造,大力開(kāi)發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的科學(xué)素養(yǎng)教育體系。
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陜西學(xué)前師范學(xué)院學(xué)報(bào)2018年4期