科学素养之我见观点综述与体系架构

科学素养之我见——观点综述与体系架构圆正在中国的历史传统中，通常把识字、知识和文化、道德作为衡量一个人素养高低的标准，把科学素养作为综合素养的重要组成内容并进行调查研究，是20世纪80年代以后的事。近来，科学素养已成为使用频率较高的词汇之一。那么，什么是科学素养？它有哪些要素构成？科学素养对于一个人、一个社会、一个国家为什么很重要？等等，这些问题一直是人们所关注的，本文仅就学术界的相关研究介绍给大家，并提出作者的一管之见，不妥之处，敬请指正。一、科学素养概念的由来和发展如果有人告诉你生病可以不去医院、不用打针吃药，只要烧香拜佛、求得神灵保佑就可以痊愈，而你也相信，并在生病的时候这样去做，那么，就不能认为你的科学素养很高；如果你仍然认为太阳绕着地球转，而不是地球绕着太阳转；认为人是上帝创造的，人的一生由天注定；那么，你的科学素养就是有缺陷的。等等，这只不过是衡量科学素养的少数指标，科学素养正是由这么一系列的指标所代表的内容构成的。（一）科学素养概念的产生、发展和相关研究在我国，科学素养一词是由英文ScienceLiteracy翻译而来的。英语中，literacy有两层不同的意思：一是指有学识，有文化，跟学者有关；另一个是指能够阅读、书写，针对一般公众。到目前为止，人们在讨论科学素养的定义时，并没有把literacy的两个差异极大的意思加以区分[1]。无论是国内还是国外，无论是理论界还是社会公众、政府官员，在谈到科学素养时，都是泛指。在理解上，不同的人有不同的内涵。研究者在不同的课题中，所指称的内容也有较大的差别，至今还未形成一个可以被科学家和科学教育工作者共同认可的定义。原因可能是多方面的，但我认为重要的原因可能是，科学技术正处于高速发展的时代，科学素养的概念本身也具有动态发展性。20世纪50年代以后，科学技术的发展加速，知识、信息容量极度膨胀，人类社会进入“知识爆炸”、“信息爆炸”的年代，有专家认为“最近30年的科学技术的发展比以前所有年代的总和还要多，还要快”[2]。在这种情况下，科学素养作为人的综合素质重要组成内容，对于一个国家、民族的发展后劲和前途就显得至关重要。于是许多国家把提高国民科学素养作为提高国民素质的重要途径，并对国民的科学素养进行调查、跟踪，以便对症施治。最早对科学素养作出定义并进行度量的是美国，其代表人物是J.D.米勒。1972年，国家科学理事会开始两年一度的《科工指标》（Science&EngineeringIndicator）社会调查，以检查对科学教育投入的效果，结果发现，自1952年来，公众科学知识水平并无大的改进，由此引发了学术界对公众科学素养的讨论。[3]1980年代开始，在美国科学基金会的资助下，开始了每两年一次的公众科学素养调查和研究。进入90年代，美国的公众科学素养调查和研究转向公众理解科学方面。1989年开始，欧共体国家在英国学者杜兰特博士的带领下，开展了欧洲15个国家的公众科学素养调查，取得了重要的数据和研究结果[4]。目前，世界各国主要进行一些针对不同人群、更大规模的合作调查和研究，如“国际成人素养调查”、“劳动力素养调查”、“中小学生科技素养调查”、“信息时代的素养”等。对素养的定义也有很大的变化。比如，主要由OECD国家参加的国际成人素养调查（theInternationalAdultLiteracySurvey）简称（IALS）认为：“先前的许多研究总把素养当作成人或有或无的一种状态。IALS不再把素养用一种单一的标准，比如读的行为，来把那些完全不能通过测试的（不识字）人与那些在欧洲（OECD）国家成长的具有最小识字水平的人区别开来。而是把素养作为一个连续统（continuum），表示成人利用信息在社会和经济中发挥作用的程度。”因此，素养被定义为一种特殊的能力和行为模式。他们把素养定义为：[5]素养指人们在日常活动、家庭、工作和社区中，为了达到一定目标，理解和运用印刷信息开发自己的知识和潜能的能力。为了说明广义的信息处理的能力，这个定义的概念更倾向于发达的工业化国家构成素养的复杂技能。素养技能的三个重要方面是：1、写作素养——理解和应用信息的知识和技能，这些信息来自包括社论、新闻故事、讲稿和小册子；2、文献素养——搜索和运用各种不同形式的信息的知识和技能，包括工作申请表、支付单、运输单、地图、表格和线图；3、数量素养——数学运算所需要的知识和技能，这些运算数字或者是孤立的，或者是相关的（印刷）材料中的数字，如：平衡支票簿、算出税率或费率、填写定单或计算贷款利息等方面的素养。从发展趋势来看，西方国家研究的重点开始向现代科学技术对人类的影响和公众对这些现代技术的认识方面转化。比如，信息技术和生物技术对人类的生活和工作产生了重大的影响。转基因食品的出现和克隆动物的技术的出现，对人的伦理和对科学技术的看法产生了重大的影响。公众的这些认识影响了对科学技术研究的支持程度，同时也影响了社会的发展进步。及时了解和调查公众对现代技术的看法是公众科学素养调查的重要内容。美国和欧共体国家于1998年先后做了公众对遗传技术对人类的影响的调查。亚洲和其他发展中国家也越来越重视本国公众的科学素养的研究。日本采用了米勒思想体系和指标体系不定期地进行调查并参与了国际比较。印度针对本国的特点和文化特点进行了不定期的适合本国国情的科学素养调查。在我国，中国科普研究所于1992年开始，利用米勒体系对全国的科学素养进行了连续的调查，在前三次调查中（1992—1996年），结果显示中国公众的科学素养为0.2%或0.3%。自1996年该项调查曾经停止，直到2000年才又恢复了对公众科学素养的调查。但这次调查对原来的指标进行了修改，虽然结果有了显著变化，但可比性值得研究。目前，中国科普研究所会同国内外专家，仍在继续修改和完善科学素养指标体系。该研究所于2000年建立了公众科学素养观测网，使得对公众科学素养的测度和研究进入系统管理的程序。（二）科学素养的内涵1、学术界的观点对于科学素养的内涵，世界各国学者一直存在较大的争议，因此，也一直没有形成一个统一的认识。这主要是因为，讨论科学素养不能离开各国社会经济和科技发展的实际情况，在一个大多数人为饥饿所困扰的国度，把认识DNA和克隆以及转基因技术作为科学素养的指标又有多大意义？而对于用占世界7%的耕地养活占世界22%的人口这样一个农业大国，非说“广大农民的科学素养可以忽略不计”显然也是很牵强的。此外，在软科学、软技术的作用日益增加，国民经济、社会发展呈现软化趋势的今天，把社会科学的素养排斥在科学素养的指标之外，也与发展的现实极度不合。因此，我们不能硬搬别人的理论和经验来套我们的研究，我们研究的目的也不是为了要与别国进行比较，而是要促进科学素养的提高和寻找解决问题的途径。因为差距的存在是不争的事实，用不着定量的准确解释和说明。更重要的是如何提高科学素养，结合自己的国情进行各方面的努力。根据中国科普研究所的有关研究，目前国际上对科学素养的理解具有以下几种代表性的观点：国际成人素养方法研究所（InternationalInstituteforAdultLiteracyMethods）的学者认为，科学素养的主要内容包括探索精神、对科学术语和概念的基本了解；国际学生科学素养测试大纲（ProgramforInternationalStudentsAssessment,PISA）中提出，科学素养的测试应该有三个方面组成：科学基本观念、科学实践过程、科学场景；在测试范围上由科学知识、科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成；而美国学者米勒认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成，即：科学知识、科学方法和科学对社会的作用；具体说就是，具有足够的可以阅读报刊上各种不同科学观点的词汇量和理解科学技术术语的能力，理解科学探究过程的能力，关于科学技术对人类生活和工作所产生的影响的认识能力；欧盟国家科学素养调查的领导人J·杜兰特认为，科学素养由三部分组成：理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。在我国，中国科普研究所的学者认为，科学素养由三部分组成：科学知识（概念和术语）、科学方法、科学技术与社会。总的看来，世界各国学者在科学素养的讨论中都涉及四个部分：科学术语和科学基本观点、科学探究的过程、科学对个人和社会的影响、科学学术研究的组织功能。这些观点用于解释科学素养都有一定的理论见的，但如果用于实践，比如提高公众的科学素养水平，则未免有些抽象。2、科学素养是一个动态概念进入21世纪后，科技对社会生活的影响将愈来愈大，人们对科学素养的要求也越来越迫切。从科学认识论的角度看，对于科学素养内涵的理解也会有新的变化和发展。从科学素养内涵发展的基本过程来看，科学素养具有动态发展的特性。比如，1996年，美国一批学者根据1946～1964年间的文献调查，论述了“科学扫盲”的内容，揭示了科学素养的六个方面：①概念性知识：构成科学的主要概念、概念体系或观念；②科学方法：科学研究的方法论；③科学精神：科学所具有的价值标准，亦即科学研究中科学家们的行为规范，也称为科学态度或科学精神；④科学与人文：科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系；⑤科学与社会：科学与政治、经济、产业等社会诸侧面的关系；⑥科学与技术：科学与技术之间的关系及差异。从20世纪60年代开始，“科学与社会”、“科学与技术”、“科学与人文”、“技术与社会”已扩充为科学素养的内涵，与50年代相比较，有着很明显的变化，这主要是科学技术对社会的影响愈来愈大。在理论界，西方兴起了一门新的学科，科学技术与社会，即STS，是英文(ScienceTechnologyandSociety)第一个字母的组合。进入80年代，从美国国家科学教师协会（NSTA）发表的“科学、技术、社会新尝试”可以看出，科学素养对于一个人是否可以在社区里发挥功能是很重要的。进入90年代，在科学技术与其它领域相互关系方面，在原来的“科学、技术与社会”的基础上，内容进一步扩展到“科学、技术、社会与生态”、科学技术与生物圈等等。这是公众理解科学的重要方面，是现代公民科学素养的重要组成部分。我国专家对科学素养的内涵也进行过探讨，有专家认为，可把科学素养分成四个方面来阐述：一是科学知识、技能和科学方法，二是科学能力，三是科学观，四是科学品质。还有专家把科学素养的结构划分为知识结构、智力结构和非智力结构来论述。《科学课程标准》（征求意见稿，教育部基础教育课程教材发展中心，2001）中，科学教育包括四个方面：科学探究（过程、方法与能力），科学知识与技能，科学态度、情感与价值观，科学、技术与社会的关系。由上述论述可见，科学素养概念的内涵是不断发展变化的，具有动态性、发展性特点。但无论科学素养的概念如何变化，科学素养教育已成为提高国民综合素养不可或缺的重要方面和途径，它不仅关系到个人对科学技术与社会关系的理解，而且关系到科学技术对人类、对地球未来的影响。因此，科学技术的发展不仅要求广大公众的理解，更要求广大公众的参与，包括决定科学技术的发展方向，使它向着有利于人类可持续发展的方向进行研究和发展。（三）科学素养的度量1、对科学素养的定义和度量要适合我国的国情综合考察我国学者对科学素养的研究，对照国际上的研究情况，我认为研究和测度科学素养的目的是为了找到历史坐标和差距，为制订科技政策服务，为提高科学素养水平服务，因此，应该考虑到本国的国情，这样才能是科学素养的研究，既能起到寻找差距的作用，又能起到鼓舞人心的作用。就我国的具体情况来看，我国有广大的农业人口，广袤的农村地区，悠久的农业耕作技术，是一个农业大国。在这么一个农业大国里，是否有必要设计适量的农业科学方面的指标，在科学素养的调查研究方面，除了进行国际比较的目的以外，是否可以考虑国内地区间的比较，或者进行一些不同历史时期的比较。虽然，从度量或评估理论来看，只有运用统一的尺度，也就是相同的指标，才有可比性。但是，从促进科学素养提高的实际需要来看，同一环境下的不同地区、单位、时期的同尺度比较，更加能够激发相互之间的竞争，有利于找出差距，加快