科学素养


一、美国科学─活动过程教学的科学素养

一九六一年 美国科学促进会( American Association  for  the Advancement  of Science ) 所提小学 「 科学 ─ 活动过程教学 」(Science ─ a  Process  Approach,简称 SAPA ),强调科学素养为科学概念、科学过程及科学态度的平均发展。经过有兴趣的学习活动中陶冶出具有科学素养的孩童,长大成人时,仍与科学保持密切的关系,把科学视为生活的重要部分,在日常生活中继续使用在学校所习的科学概念、科学方法及科学态度来处理及解决他们所遭遇的问题。

二、2061计划的科学素养

2061计划为美国科学促进会从一九八五年开始所主导,跨世纪到廿一世纪中叶为止的科学教育革新计划。整个计划都以培养美国中小学生的科学素养,并依照年级的增加,提升科学素养来始终。

根据美国2061计划所提出的科学素养,包括数学、技学、自然科学与社会科学,均具有许多面。这些面包含通晓于自然界并尊重自然界的和谐;认识数学、技学及科学相互依赖的一些重要方式;了解一些科学关键性概念及原理;具有科学思考能力;知道科学、数学、与技学为人类的企业并了解其强度与限制;为个人及社会目标能够使用科学知识及思考的方法。

2061计划的第二部出版物《科学素养的里程碑》(Benchmarks for Science Literacy)依照各学科主题,各年级学生应达成的科学素养很明确而详细的列出。

三、科学素养之涵义

郭鸿铭、沈青嵩在科学教育月刊创刊号,叙述科学素养之涵义(The Dimensions of Scientific Literacy),提出具有科学素养者应具备的条件。

(一)具有科学素养的人,了解科学知识的本质。科学知识具有永恒性的唯一特征,可能是在于科学知识的本质,而不是科学知识的内容。因为科学知识是不断在改爱的。科学知识的本质是:

  1. 暂时性的-科学知识具可变性,不必符合绝对和终极的真理要旨。这种特性在具有科学素养的人眼里,不会降低知识的价值。

  2. 公众性的-知识是其它人面对相同事件时,具有相同结论所得的。

  3. 复制性的-在相同情况下,无论是时、空、人的改变,至少在理论上,可得相同结果的。

  4. 机率性的-应用在实际情形时,科学的预测与解释应不是绝对而具有机率的。

  5. 人文性的-如识本身是由文化产生的概念而形成的。

  6. 历史性的-过去的科学知识是今日知识的基础,站在历史上承先启后的地位而不是今日知识的累赘。

  7. 唯一性的-科学知识是数种意义领域中之一种,或是人类已发展成功的理解方法中之一种。

  8. 合一性的-由科学知识归纳出的概念体系,对各专门科学来讲都能适用的。各专门科学只是有程度上的差异,而没有基本上的不同。

  9. 实验性的-科学知识是以观察、实验为基础而获得的。

(二)具有科学素养的人,能确实应用适当的科学概念、原理、原则及理论于他所处的环境中。

科学概念是人类观察自然事物的经验所做象征性的描述,科学概念没有真或假、对或错,只有适宜或不适宜自己。因此,具有科学素养的人,能确实选择适宜的科学概念、原理、原则及理论应用于他所处的任何环境之中。

(三)具有科学素养的人,能运用科学过程,以解决问题,作正确抉择及拓展自己对环境的了解。

美国的「科学-活动过程教学」将科学过程分为八个基本过程即观察、应用时空关系、分类、应用数字、测量、传达、预测、推理;五个统整过程即控制变因、解释数据、形成假设、操作型定义及实验。具有科学素养的人,能够运用这些科学过程于日常生活中以解决问题、下正确而最好的决定,并拓展对环境的视野与了解。

(四)具有科学素养的人,对自己所处环境中各方面的交互作用,能符合科学的价值标准。

在教育与科学精神一书中所列,做为科学基础的价值标准为:

  1. 对认知与理解的热望。

  2. 对所有事情的好问心。

  3. 对资料及其意义的研究。

  4. 求证的需求心。评估既有的发现与主张的有效性具强烈需求心。

  5. 对逻辑的尊重。坚持末符合逻辑程序的结论或行为之怀疑性。

  6. 对前提的考虑。对内在与外在的基本假设,经常评判与回顾。

  7. 考虑影响:对一系列的探讨或行动所产生直接及间接的影响。

(五)具有科学素养的人,了解并鉴赏科学与技术的领域,它们两者之间,互为影飨的关系及其与社会各方面的紧密关系。

(六)具有科学素养的人,由于他的科学教育涵养,对环境培养出一种更宽宏、更满足与更兴奋的观点,并在他有生之年继绩培养此种涵养。

(七)具有科学素养的人,对科学与技术方面,继绩不断地发展出无数的操作技巧。

以上就科学的本质、科学概念、科学过程、价值标准、科学与社会、兴趣、技巧等七方面叙述具有科学素养的人,应必备的条件。正如前面所提,这些科学素养不一定,一进学校就要他完全必备,而从较简单的部分在学校科学教育中逐渐培养,并依照其年龄的增加,由小学、中学、大学顺序提升其科学素养,终身学习以达到理想的地步。

 

 

摘自科学与艺术的对话网站

作者魏明通

魏明通教授 著“科學教育”五南圖書