1、科学素养的含义和培养,3.1 国内科学素养（素质）理论的发展,3.1.1 素质和科学素质（1）素质的词典解释：一是指“白色质地”二是指“本质” （2）素质的心理学定义：一般指有机体天生具有的某些解剖和生理的特性。主要是神经系统、脑的特性，以及感官和运动器官的特性。是能力发展的前提和基础 。,对素质的有关认识,强调素质是先天的,倾向于将素质的基本特性改变为后天性,坚持素质先天性与后天性的统一,3.1.2 关于科学素养（素质）的含义,（1）科学素养就是借助普通教育的重要组成部分包括物理学、化学、生 物学在内的理科教育所应当培育的公民素质。（钟启泉,1997）（2）科学素质主要指人们认识自然和应用科
2、学知识的过程中表现出来的内禀 心理特质，包括人所掌握的科学知识、技能和方法，在此基础上形成的科学能力、科学观、以及科学品质等 。（高凌飚,1996）（3）科学文化素质指人们在科学文化方面所具有的较为稳定的、内在的基本 品质，其中在自然科学方面主要体现在物理、化学、天文、地理、生物学等知识教育之中，表明人们在这些知识及与之相适应的能力行为、情感等综合发展的质量、水平和个性特点。（北师大监测课题组 ）,高凌飚：科学素质教育的含义和中国科学教育改革的路向；世界教育发展趋势与中国教育改革论文集；人民教育出版社，北京，1998,科学素质的结构图,科学素养涵义的阐述特点,1. 通过突出科学素养与理科教育的
3、关系来规定科学素养， 即从科学素养的形成、发展的主要渠道、途径来界定。2. 强调科学素养是较为稳定的、内在的心理特质。3. 强调科学素养是对自然世界的认识，对自然科学知识的掌握。认为科学素养的核心是“人的科学观” 。,素养（literacy）的含义：一是指有学识、有教养二是指能够阅读、书写，有文化。,3.2 国外科学素养理论的发展,起源：赫胥黎将科学素养作为普通或人文教育的基础部分，提出：个体要成为有教养的社会的一员，必须拥有什么样的科学知识？ 杜威在20世纪30年代从科学素养作为功能性定义的角度提出的：为了个体能够对于科学相关的素材进行阅读、理解、表达观念以及参与与科学相关的日常活动，需要哪
4、种科学知识？,两种视角,一个角度是将科学素养作为普通教育的基础部分，显然，这是基于素养的“有学识、有教养”的认识；另一角度是从功能性定义的角度界定科学素养。把素养理解为“具有阅读、写作的能力”。,3.2.1 “科学素养”一词的出现,最早正式使用“科学素养”一词的是美国著名教育家、哈佛大学校长科南特（Conant）。在1952年出版科学中的普通教育，将科学素养定位于普通教育的层面1958年美国科学教育家赫德（Hurd）在科学素养：对美国学校的意义，将科学素养解释为“理解科学及其在社会中的应用”。,3.2.2 科学素养的定义不断增生,60年代中期，美国威斯康星大学的Pella等人对已有文献的共同性
5、主题进行综合概括:（1）科学和社会的相互关系；（2）科学的伦理（3）科学的本质（4）科学知识（5）科学和技术（6）人文中的科学,70年代中期，美国俄亥俄州立大学的Showalter等人对科学素养的概念进行了又一次总结概括：（1）科学的本质 （2）科学概念 （3）科学过程 （4）科学的价值 （5）科学和社会 （6）对科学的兴趣 （7）与科学有关的技能,1983年，国际科学素养发展中心主任Miller总结已有的理论和实证研究，在科学素养：概念和经验的回顾一文界定内涵：（1）关于科学概念的理解（2）关于科学过程和科学方法的认识（3）关于科学、技术和社会的相互关系的认识,3.2.3 科学素养作为课程目
6、标,在英国和美国，两个享誉盛名的权威科学家组织：皇家社会（Royal Society）和美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science）分别发表了两个报告，表达了对公众理解科学水平的关注。每个人都需要对科学有所理解，包括它的成就和限度，不管他是不是科学家或工程师。提高这种理解并不是一种奢侈：它是一种对我们未来社会健康发展的非常重要的投资。（Royal Society， 1985）美国科学促进会则采取一种更为紧迫的语调：只有公众理解了科学、数学和技术，形成科学的思维习惯，科学和技术提高人类生活的潜能才能实现。没有具备科学素养
7、的大众，奔赴美好世界的前景就是渺茫的。（AAAS， 1989）,Thomas & Durant（1987）:,从经济角度考虑：我们需要一批科学家维持和发展工业，这是国家繁荣昌盛的基础。从功利角度考虑：每个人都需要对科学有一定的理解，以处理日常生活中遇到的科技产品及其操作过程。从民主的角度考虑：在一个民主国家，越来越多的人能够参与决策是我们希望的结果；很多重要的议题都涉及科学和技术；每一个人都应该理解科学以便能够参与讨论，并作出决策从文化角度考虑：科学是一种重要的文化成就；每一个人都应该能够意识到它的重要性。从道德角度考虑：科学实践体现了规范准则和致力奉献（norms and commitmen
8、t）的精神，具有广泛的价值。,2061计划: Science for All Americans (AAAS,1989),（1）熟悉自然世界并认识它的多样性和统一性 （2）理解科学概念和原理 （3）懂得科学、数学和技术的一些相互依赖方式 （4）认识到科学、数学和技术是人类的事业及其局限性 （5）形成科学的思维方式 （6）运用科学知识和科学思维方法解决个人和社会问题,Beyond 2000:Science Education for the Future（Millar & Osborne,1998）,理解重要的科学思想和解释框架 理解科学探究过程认识科学对物质环境和人类文化的重要影响,OECD/
9、PISA (Programme for International Student Assessment, 2003 ),理解科学知识 （与日常生活相关；与未来发展相关；与科学过程相结合）理解科学过程 （描述、解释和预测科学现象；理解科学探究；解释科学证据和结论）理解不同背景下的科学,3.3 科学素养的定义,（1）普遍：一元的科学素养（2）少数：多元的科学素养Shen（1975）认为不同的环境中会有不同科学素养的需要，提出三种功能性科学素养:实践科学素养（practical scientific literacy）：使个人可以处理基本的日常生活问题；公民科学素养（civic scientifi
10、c literacy）：使公民在一个特定的社会背景下能够参与科学相关的问题讨论；文化科学素养（cultural scientific literacy）：使公民认识到科学作为一种重要的文化成就。,The capacity to use scientific knowledge, to identify questions and to draw evidence-based conclusions in order to understand and help make decisions about the natural world and the changes made to it t
11、hrough human activity,科学素养（OECD,1999）：,能够运用科学知识，识别问题并根据证据得出结论，从而理解自然界和人类活动对自然界的改变，以及作出相应的决策的内禀特质和能力。,capacity: 1.Innate potential for growth, development, or accomplishment 2. The power to learn or retain knowledge,3.3.1 科学素养的主要内涵,1. 对部分科学内容（science content）的理解，包括事实、定律、概念和理论，这是公认的关于自然界的科学知识。 2. 对科学探
12、究方式的理解（scientific approach to enquiry）。例如，理解科学方法及其限度和威力3. 对科学作为一项社会事业的理解（science as a social enterprise）。简短地说，就是理解“社会中的科学”（science in society）和“作为社群的科学”（science as society）,3.3.2 科学素养的层次水平,Bybee （1997）把科学素养分为五个水平：（1）科学文盲（science illiteracy） （2）语词科学素养（nominal scientific literacy ） （3）功能性科学素养（function
13、al scientific literacy ） （4）概念和程序性科学素养（conceptual and procedural scientific literacy ） （5）多维的科学素养（multidimensional scientific literacy),3.4 提高科学素养的途径,1. 重新定位科学教育目标 一是要面全体学生，使他们在中小学能接受基本的科学素养教育；二是坚持全面的科学教育，使学生在科学知识、科学精神、科学方法等方面得到全面的教育,2. 调整课程结构：由单一到多元,要有效的提高学生的科学素养，必须打破单一的课程结构，突破课程内容只重知识的倾向，构建以必修课为主，
14、选修课、活动课为辅的课程结构。,3. 改革课程内容：由学科知识向综合知识,第一，科学的全面性和广泛性。科学知识的普及既要注意稳定的知识，又 要注重新兴的知识，要反映当代科学技术发展的性质、水平和最新动向， 也要寻求不同领域的科学知识融会贯通和完美结合。第二，从强调科学知识本身转向科学知识的产生和发展过程，让学生掌握 科学思维和科学研究的方法以及蕴含与科学知识中更深层次的科学精华。第三，从纯粹的书本理论知识转向实用性强的，与市场需求、祖国需要和 人类未来息息相关的科学知识。,平衡的科学课程模型图,4. 改革教学方式,（1）改变过去以讲授知识细节为主的教学方式，重视儿童的思维能力和创造能力的培养，
15、实施多样化的教学。实验教学法 探究研讨法 研究性学习 问题解决法（2）运用科学教育研究成果指导课堂教学,建构主义的科学教学方式 （Driver,1986 ）,1）意向阶段（orientation）：设置情景激发儿童的学习兴趣；2）启发阶段（elicitation）：引出儿童的原有想法；3）重建阶段（restructure）：使用各种教学策略让儿童建构新的概念理解（如设计探究实验扩大儿童的经验范围）；4）审视概念变化阶段（review ）：让儿童比较原有概念与新的或修正后的概念的不同。,“互动发生式”教学（高凌飚 &梁爽，2003）,理念设想 针对学生的原有知识和先入观念进行教学 以学生的多种形
16、式的活动为教学的主要形式 注意在学生原有的思维结构与新知识之间架搭桥梁 及时反馈矫正，形成知识网络 让学生有机会发挥自己的创造力 十个关键 目标、设疑、思考、活动、归并、应用、评价、矫正、联网、扩展,将HPS融入科学教学模式（Monk & Osborne,1997）,5. 改革教学评价,评价目的：改变过去过分强调评价的甄别功能的状况，强化评价在促进学生的发展方面的功能。评价内容：改变过去只关注学生对知识的接受或认知能力的评价的做法，全面评价学生多元智力和能力的发展，包括学生在情感态度价值观方面的进步。评价方法：改变过去过多地倚重定量评价方法，甚至以书面笔试为唯一方式的做法，采用包括定性评价方法
17、在内的多样化的评价形式。评价主体：改变过去将被评价者放在消极的被动地位的做法，提倡尊重被评价者的人格，发挥被评价对象的主动性。,6. 充分利用大众传播媒体,国民科学素养的孕育、提升，除了靠系统的学校教育外，还有赖大众传播媒介提供科学信息。国内外的相关研究（谢瀛春,民77年；Schramm,1961；Cohn,1965；Logan,1977 及 Hively,1988）都指出，一般大众的科学信息主要是靠报纸、电视、广播和杂志获得，其中以书报杂志为科学素养高的人的主要管道。,思考与讨论,“科学大众化”（Science fo All）运动对科学课程有什么影响？普及科学教育和提高科学教育质量是否矛盾？为什么？什么是科学素养？当前我国的科学教育改革为什么要以科学素养为目标？我国新一轮的科学课程改革还面临着什么样的挑战？,
