少年智則國智。德國元帥毛奇曾說：我們普魯士的勝利早就在國小課堂里就決定了。一個人素質的養成，很大程度上決定於他幼時接受過什麼樣的教育。如何培養青少年科技素養和解決問題的思維方式？課堂教育固然重要，課外科技活動在中國現實環境下也發揮著相當重要的作用。
基本介紹
- 中文名：科技素養
- 外文名："Scientific and Technological Literacy
- 內涵1：科技是人類發展的引導者
- 內涵2：對科技工作者高標準要求
科技素養內涵目錄:
1 科技是人類發展的引導者；2科技素養內涵是對科技工作者高標準要求：
1.科技是人類發展的引導者：科技帶給我們人類好處實在是太多了，當今世界上人們的衣食住行都離不開科技的產物。古代的神話：天空自由的飛行，千里眼，順風耳現在都是人們普通生活離不開的。科技素養是對科技工作者的基本要求！
2. 科技素養內涵是對科技工作者高標準要求：一個科技工作者首先本著先做人，後做事的態度，嚴謹，認真負責的工作態度，才能成就科技成就！
現代社會是一個民主化社會，每個人的命運和整個人類社會、整個國家的命運聯繫在一起，每個公民都有一定的社會責任和權利，不能被排除於社會事務之外。而現代社會更是一個科學技術高度發達的社會，無論是公民的個人生活還是社會生活，都離不開科學技術，這就要求公民必須具備基本的科學素養，使個體能把握自己的命運，過上負責任的幸福生活，同時在涉及到人類社會和國家命運時，能發表自己的看法，並採取合乎理性的行動。因此，中國新一輪課程改革把目標定位於“提高全體學生科學素養”上。
定義一：科學素養最早是由美國學者赫德（P.D.Hurd）在1958年提出的，表示個人所具備的對科學的基本理解。早在1960年代，佩拉(M.O.Pella)和他的同事仔細而系統地挑選了1946年到1964年之間的100種報刊文章。他們在這些文章中檢索了各種與科學素養有關的主題的出現頻率，作為社會公民應該具備科學素養的“參照物”，並歸結出科學素養的內容：科學和社會的相互關係；知道科學家工作的倫理原則；科學的本質；科學和技術之間的差異；基本的科學概念；科學和人類的關係。
定義二： 肖瓦爾特的描述性定義肖瓦爾特（V.M.Showalter）在總結1950年代末到1970年代初有關科學素養的文獻後，對具有科學素養的人提出了一個描述性定義：明白科學知識的本質；在和環境交流時，能準確運用合適的科學概念、原理、定律和理論；採用科學的方法解決問題，作出決策，增進對世界的了解；和世界打交道的方式與科學原則一致；明白並接受科學、技術和社會之間的相關性；對世界有更豐富、生動和正面的看法；具有許多和科學技術密切相關的實用技能。
定義三：米勒的科學素養三維模型美國國際科學素養促進中心主任米勒（J.Miller）教授為了便於大規模科學素養調查，提出了科學素養概念的三維模型，它包括三個維度：對科學原理和方法（即科學本質）的理解；對重要科學術語和概念（即科學知識）的理解；對科技的社會影響的意識和理解。現在，許多國家公民科學素養的調查都按照米勒模型進行問卷設計。
定義四： 克洛普弗的定義美國學者克洛普弗（L.E.Klopfer）定義的科學素養包括五個方面：了解重要的科學事實、概念、原則和理論；有關科學知識套用於日常生活情境中的能力；具有利用科學探究過程的能力；理解科學性質的一般原理和關於科學、技術與社會的相互作用；具有明智的對待科學的態度以及對與科學有關的事物的興趣。
定義五：國際經濟合作與發展組織的理解國際經濟合作與發展組織（OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment,OECD）也提出了對科學素養的理解，認為“科學素養是運用科學知識，確定問題和作出具有證據的結論，以便對自然世界和通過人類活動對自然世界的改變進行理解和作出決定的能力”，“包括運用科學的基本觀點理解自然世界並作出相應決定的能力”和“確認科學問題、使用證據、作出科學結論並就結論與他人進行交流的能力”。
定義六：美國“2061計畫”對科學素養的定義美國科學促進協會（AmericanAssociationfortheAdvancementofScience,AAAS）發起的“2061計畫”對科學素養的定義是：“熟悉自然界，尊重自然界的統一性；懂得科學、數學和技術相互依賴的一些重要方法；了解科學的一些重大概念和原理；有科學思維的能力；認識到科學、數學和技術是人類共同的事業，並認識到它們的長處和局限性。同時，還應該能夠運用科學知識和思維方法處理個人和社會問題”，“科學素養可以增加人們敏銳地觀察事件的能力、全面思考的能力、以及領會人們對事物所作出的各種解釋的能力。此外，這種內在的理解和思考可以構成人們決策和採取行動的基礎。”
定義七：與其他的理解區別較大的是，“2061計畫”強調了數學在科學素養中的重要作用。國際學生科學素養測試大綱的科學素養測試模型國際學生科學素養測試大綱（ProgrammerforInternationalStudentAssessment,PISA）提出的由三個方面組成的科學素養測試模型為：科學的基本觀點，內容包括生命與保健科學，地球與環境科學，技術中的科學；科學實踐的過程，重點是獲取證據、解釋證據並在證據的基礎上進行科學活動的進程，包括確認科學問題、尋找證據、作出結論、與他人就結論進行交流、表明所了解的科學基本觀點；科學場景，主要選自人們日常生活中的科學問題，而不是學校教室、實驗室的科學實踐或專業科學家的工作。
定義八：霍德森的定義美國學者霍德森（D.Hodson）把科學素養分為三個維度：學習科學知識，即學習科學概念和科學理論；理解科學，即理解科學的本質和科學方法，意識到科學和社會之間相互作用的複雜性；做科學，即參與科學探究和問題解決，並培養相關的技能。
定義九： 《美國國家科學教育標準》的描述性定義1995年美國公布了歷史上第一部《國家科學教育標準》，它雖沒有對科學素養給出概念性定義，但給出了描述性定義：所謂有科學素養是指了解和深諳進行個人決策、參與公民事務和個人及文化事務、從事經濟生產所需的科學概念和科學過程。此外，還包括一些特定門類的能力……有科學素養意味著一個人對日常所見所歷的各種事物能夠提出、發現和回答因好奇心而引發的一些問題，意味著一個人已有能力描述、解釋甚至預言一些自然現象，能讀懂通俗報刊刊載的科學文章，能參與就有關結論是否有充分根據的問題所作的社交談話，能識別國家和地方決定所賴以為基礎的科學問題並提出有科學技術根據的見解，能根據信息源和產生此信息所用的方法評估科學信息的可靠程度，能提出和評價有依據的論點並恰如其分地運用從這些論點得出的結論。
定義十：中國科技部等五部門的理解為了更好地推進21世紀青少年科學技術普及工作，2000年中國科學技術部連同教育部、中宣部、中國科協和共青團中央五個部門組織了有關專家，根據中國青少年科普活動實際狀況，制定了《2001～2005年中國青少年科學技術普及活動指導綱要》和《2001～2005年中國青少年科學技術普及活動內容與目標》。兩份檔案都將科學素養理解為：科學態度；科學知識、技能；科學方法、能力；科學行為、習慣。 中國教育部制定的《科學（7～9年級）課程標準》的定義在21世紀基礎教育課程改革中，科學（3～6年級）、科學（7～9年級）、生物、物理和化學等科學學科的課程標準對科學素養的理解基本相似。《科學（7～9年級）課程標準》認為，科學素養包括：科學探究（過程、方法與能力）；科學知識與技能；科學態度、情感與價值觀；科學、技術與社會的關係（Science,TechnologyandSociety,意法半導體(STS)集團）。
定義十一：梁樹森和谷秀娥的報刊統計梁樹森和谷秀娥採用報刊檢索法，分析了2001年中國兩份比較有影響的報紙《教育文摘周報》和《大眾科技報》，收集了與科學素養有關的信息並進行分類統計，他們發現，與科學素養有關的因素包括：科學能力（35.38%）；科學態度（19.03%）；思想道德（16.64%）；科學精神（15.00%）；科學知識（7.53%）；身體健康（4.97%）；美育（1.46%）。 科學素養基本因素的分析 為了確定科學素養的基本因素，首先採用因素分析法對上面12種定義進行因素分解，統計出各因素出現的頻次，並把出現頻次較高的因素（以出現頻次占總次數2/3以上為標準）作為科學素養的基本因素。 通過簡單分析，把各種科學素養定義中的因素分為八個類目：科學知識、科學方法、科學過程、科學技能、意法半導體(STS)集團、科學態度、科學本質和其他。在歸類時，由於各個定義中的習慣用語有所不同，所以需作一些說明。例如，科學探究“指的是科學家們用以研究自然界，並對此研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同的途徑。亦指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念和領悟科學家們研究自然界所用方法而進行的各種活動。”因此，它實際上包含科學方法、科學技能和科學過程。如果各種科學素養的定義中出現科學探究，就可以認為這個定義中包括科學方法、科學技能和科學過程等因素。
另外，中國教育界一直把科學技能和科學能力區分開來，把技能看作是簡單的能力，往往是操作性的；而把能力看作是對各種技能的綜合運用，往往是思維性的。西方國家往往統一用技能（skill）來表示，只是區分出低端技能（low-orderskills）和高端技能（high-orderskills），前者對應於技能，後者則對應於能力。此外，科學精神是中國特有的說法，國際上通用的科學本質一詞與科學精神的內涵基本相同，所以把科學精神歸於“科學本質”類目中。其他因素的歸類方法與此類似。 因素分析結果表明，各類目中出現頻次超過八次（即2/3以上）的有科學知識、科學方法、科學技能、科學本質和STS，說明人們對科學素養內涵的理解有驚人的相似性，因此，完全可以把這五個因素看作是科學素養的基本因素。
科學素養的三維模式：
上面的分析結果表明，科學知識、科學方法、科學技能、科學本質和STS是科學素養的基本因素，而這些因素之間存在著關聯程度緊密與鬆散之別，比如，作為科學研究成果的科學知識屬於“結果性因素”，注重知識之間的邏輯關係，容不得知識“斷檔”，與其他四個因素的聯繫比較鬆散；科學方法和科學技能以及與科學研究的過程有關的因素屬於“過程性因素”，兩者聯繫較為緊密，僅知道如何做（有方法）但不會做（沒有技能）是無法進行科學研究的，而僅會做（有技能）但不知道如何做（沒有方法）也不行；STS和科學本質則屬於“思想性因素”，兩者實際上都是對科學的理解：科學本質是指從科學自身的角度對科學的理解，而STS是從與社會、技術相互作用的角度對科學的理解，所以兩者的聯繫非常緊密。 鑒於科學素養的五個基本要素之間關聯緊密程度的不同，可以把它們分為三個維度：一是科學知識維度；二是科學技能方法維度，包括科學方法和科學技能兩個因素；三是科學觀念維度，包括科學本質和STS。因此，科學素養就是由科學知識、科學技能方法和科學觀念三個維度構成，這就是本文提出的科學素養三維模式。
