科学教育与科学素养的三个层面

随着科技的发展,特别是上世纪五六十年代以来,科学技术越来越深入到人类社会生活的各个方面,科学也不再仅仅是与科学家相关的事情,它与公众的关系也越来越密切。因此,对于每一位公民来说,为了适应现代生活,具备基本的科学素养也越来越重要。

不同的人对科学素养会有不同的理解,国际公众科学素养促进中心主任米勒认为,科学知识仅仅是科学素养的一部分,完整的公众科学素养应包括三个层面的内容:(1)对科学术语和基本概念的基本了解程度;(2)对科学研究方法和过程的基本了解程度;(3)对于科学技术对社会和个人所产生的影响的基本了解程度。他的这一观点目前在国际上基本得到普遍认同,并成为一些国家公众科学素养调查的理论依据。

与此相应,近来逐渐发展起来的一门新兴学科——科学传播学,也强调科学传播应包括两方面的内容,即一阶科学传播和二阶科学传播。其中一阶科学传播是指对科学事实、科学进展状况、科学技术中的具体知识的传播;二阶科学传播是指对与科学相关的更高一层的观念性的东西如科学方法、科学研究的过程、科学精神、科学观念、科技对社会的影响等方面的传播。这也大致涵盖了米勒所说的科学素养的三个层面。

教育部推行的新近一轮的课程改革中,与科学相关的课程也都突显了全面提高学生科学素养的指导思想。

教育部颁布的小学《科学课程标准》指出,小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程,小学科学课程的总目标是:通过科学课程的学习,知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识,并能应用于日常生活,逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯;了解科学探究的过程和方法,尝试应用于科学探究活动,逐步学会科学地看问题、想问题;保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲,形成大胆想像、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感;亲近自然、欣赏自然、珍爱生命,积极参与资源和环境的保护,关心科技的新发展。

初中《科学课程标准》和高中《物理课程标准》的规定也与此类似。可以看出,新课程的目标已不仅仅局限于科学知识,而是还涵盖了科学方法、科学研究的过程、科学精神、科学观念、科技对社会的影响等多个方面。

近两年已有多种基于这些课程标准编写的新教材陆续推出,并先后经过教育部的初审后进入试验区进行试验。其中较有特色的是河南教育报刊社编写、大象出版社出版的一套小学《科学》教材。

为了使科学教育更加贴近科学研究的实际过程,从而更好地让学生认识科学过程,掌握科学方法,这套教材组建了一支科学工作者和教育工作者相结合的编写班子。除了聘请十余位国内著名的科学家担任顾问外,主编张泽院士和副主编王红旗教授、伍新春教授本身就是从事物理学、环境科学、心理学研究的科学工作者。编写组成员还有来自全国各地的十余位教研员、教师和科普作家等。

和其他新科学教材一样,这套教材在强调科学知识的同时,致力于培养学生的科学探究能力,并使学生树立正确的情感态度价值观。和其他教材不同的是,为了更加突显学生科学探究能力的培养,这套教材大胆地以科学探究能力的培养作为教材的主线,这是以前的教材所没有尝试过的。

根据对科学家的实际科研过程的分析,以及对每个具体过程中所需要的各种能力的总结,教材将这些能力根据探究过程依次分为“观察与提问”、“猜想与假设”、“计划与组织”、“事实与证据”、“分析与结论”、“表达与交流”等六组,称为“探究过程能力”,分别作为第1~6册教材的主培养能力,即一级目标。而每册又通过几个不同的由一个个“做中学”活动贯穿起来的综合探究能力训练单元,用一个个以学生为主体的探究活动,在探究过程中着力培养学生该册的主培养能力的某一层次或某一侧面,即探究能力培养的二级目标。第7、8册再对以上六组能力和方法的综合运用进行培养,起到提高和升华的作用。每个单元的编排均突显各自的二级目标,每册教材的编排均突显各自的一级目标,而八册教材的一级目标层层递进,从而形成一个完整的探究能力培养体系。

这套教材在强调培养能力的同时,也加强了对学生情感态度价值观的培养:在探究活动的选择上,注意活动的趣味性,促使学生动手动脑、亲身实践;强调科学知识在实际生活中的应用,让学生逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯,如学完饮食中的科学之后,让学生开出一份适合自己的食谱;在内容的选取上,注意渗透高新科技方面的内容,如磁悬浮列车、网络技术、通讯技术、纳米材料与纳米技术、基因工程技术等,使学生养成关注新科技发展的习惯;开设“问题银行”,使学生保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲;鼓励学生大胆猜想,培养学生大胆想像的科学品质;配有“小科学家记录本”,培养学生尊重证据的科学态度;在表现形式上,充分考虑小学生认识事物的特点和规律,利用游戏、卡通、故事、童话、谜语、诗歌、连环画、科幻作品等小学生喜闻乐见的形式,激发学生主动参与科学探究的热情。特别是重视渗透环境教育的思想,使学生从小亲近自然、欣赏自然、珍爱生命,善待周围环境中的自然事物,追求人与自然的和谐相处。

当然,科学知识毕竟是科学素养的重要内容之一,任何科学教材都不可能忽视学生科学知识的获得,小学《科学课程标准》中也有明确的关于科学知识的内容标准。因此,这套教材的难点之一就是如何以有限的“做中学”活动涵盖课程标准所要求的内容标准,这或许是没有出现以能力培养为主线的科学教材的主要原因之一吧。更为难得的是,经过精心地设计和布设一个个探究活动,全套教材中的探究活动所涉及的科学知识不仅基本涵盖了课程标准所要求的内容标准,而且基本做到了培养不同的能力,都有最适合的知识内容来支撑,同时又保证了知识的渐进性、教学过程的逻辑性和教材逻辑结构的完整性。

总之,这套教材是一套注重全面提高学生科学素养的科学教材。在审查这套教材时,教育部中小学教材审定委员会的专家曾这样评价:“本套教材无论是在总体设计方面,还是在具体内容方面,都做到了科学性和适用性俱强。本套教材是一套不可多得的、高质量的、适宜于小学三、四年级使用的《科学》教材。希望本套《科学》教材尽快面世,以益于学生和社会。”

目前,这套教材已在河南、北京、江苏、广东、云南、宁夏、山东、辽宁、安徽等省、市、自治区的部分试验区进行试验,并收到了一些试验学校返回的积极评价,但它能否适应全国各地不同地区的需要,还有待于在更大范围内进行试验。

2001年中国公众科学素养调查的有关数据显示,全国具有基本科学素养的公众比例只有1.4%。而不同职业群体的科学素养水平参差不齐,其中学生具备基本科学素养的比例最高,达11.42%,竟然远远高于居第二位的专业技术人员(6.29%)。由此可见教育在提高公众科学素养中的地位和作用。我们有理由相信,这一轮课程改革,必将对提高我国的公众科学素养起到巨大的推动作用。

                                   宋金榜