1 国内外对科学素养的研究
自 1952 年柯南特（ Conant） 首次在《科学中的普 通教育》中正式 使 用“科 学 素 养 ”一 词 至 今，科 学 素 养这个概念经历了从“口号”到“目标 ”的转变，内涵 也不断丰富. 笔者将近 60 年间的研究成果大致分为 三 类 ：最普遍 的一 种 是 以 米 勒 为 代 表 的 科 学 素 养 三 维模型，三个维度为（1） 科 学 术 语 与 概 念 的 词 汇 量； （2） 对科学过程的理解；（3） 了解科学技术对个人和 社会影响. 佩勒 （ Pella） 、索 尔 特 （ Showalter） 、美 国 科 学促进会（ AAAS） 、美国国家研究院 （ NRC） 、美 国 国 家科学教 师 协 会 （ NSTA ） 、世 界 经 合 组 织 开 发 的 国 际学生测评 项 目 （ OECD / PISA） 等 归 纳 出 的 科 学 素
图 1 科学素养的三维坐标模型
在科学素养理 论 不 断 发 展 的 过 程 中，也 给 三 维 目标的研究带来了启示. 科学素养的内涵会因时代、 社会文化背景等差异而各 有 侧 重，也 会 因“科 学 ”的
发 展 而 不 断 扩 充 ，但 其 核 心 内 容 是 基 本 一 致 的 ，否 则 概念的内涵 过 于 宽 泛 模 糊，使 人 无 从 把 握. 罗 伯 兹 （ Roberts） 认为 科 学 素 养 包 含 传 统 的 科 学 内 容 和 与 学科相关的个人、社 会 及 文 化 意 义，并 且 后 者 是“伴 随 ” 前 者 的，称 为 “ 伴 随 含 义 ” （ companion meanings） . 根据拉 卡 托 斯 的 科 学 哲 学 观 点 分 析，科 学素养的三个维度如同科 学 的“硬 核 ”部 分，而 不 同 国家、主体，不同时期 对 科 学 素 养 的 各 种 理 解 或“伴 随含义”即为“保护 带 ”部 分，“保 护 带 ”的 可 变 性 并 不影响“内核”，也就是说 并 不 会 影 响 科 学 素 养 的 核 心内容，科学 素 养 的 三 个 维 度 即 是“内 核 ”部 分，这 也正是研究者和教师需要把握住的.
维度的系统性概念，所 以 每 个 维 度 之 间 不 是 简 单 的 加和，而是有机的 组 合，每 个 维 度 之 间 的 数 量、逻 辑 关系应如何设置至 今 也 没 有 明 确 的 说 法，并 且 某 个 单一维度的测量并不能代表科学素养的水平.
科学素养作为我国科学教育目标的核心词汇， 作为三维目标的概 括 体 现 和 教 学 的 依 据 与 追 求，在 理论研究和学校教 育 的 教 学、测 评 中 同 样 存 在 上 述 问题. 故对科学素养的研究成果及产生的问题进行 深入的思考和研究有益于我国科学教育三维目标的 落实.
定义概念的主体
米勒 OECD / PISA
NSTA AAAS 美国国家科学教育标准 中国科学课程标准 《全 民 科 学 素 质 行 动 计 划 纲 要 》
表 1 科学素养概念维度比较
概念内涵
第一个维度
科学知识 科学概念和内容
科技知识 科学概念和原理
科学知识 科学知识 科学知识
第二个维度
科学方法 科学方法或技能 科技养的维度一直是国内外学术界争论和研究 的 问 题，也 与 科 学 教 育 的 三 维 目 标 有 着 紧 密 的 联 系 . 本 文 通 过对国内外科学素养维度问题研究成果的梳理和分析，并 辅 以 模 型 说 明，为 我 国 科 学 教 育 目 标 三 个 维 度 之 间 的 关 系研究带来启示.
我国自 1990 年引进米勒的公众科学素养测评 指标与方法至 2005 年，共进行了 6 次正规测评并与 国 际 数 据 进 行 比 较 ，引 起 了 相 关 部 门 的 重 视 和 思 考 . 诸多学者也针对科学素养理论的发展进行了细致的 梳理工作，并尝试对 科 学 素 养 的 内 容 进 行 详 尽 的 介 绍. 但目前的调研工作处于参考、引用国外资料的阶 段 ，尚 未 深 入 研 究 ，相 关 测 试 题 目 的 本 土 化 改 进 也 值 得 商 榷 ，没 有 真 正 做 到 适 合 国 情 ，使 得 我 国 科 学 素 养
三个维度共同 构 成 一 个 系 统 和 整 体，具 有 系 统 的 复 杂 性 ，并 不 是 简 单 的 罗 列 ，而 是 存 在 一 定 的 逻 辑 关系. 从心理学角度出发也给我们提供了很多理论 和实证的支撑. 笔者用模型辅助说明三个维度之间 的关系. 3. 2 从心理学的角度研究
布鲁姆认为，完整的“教 育 目 标 分 类 学 ”应 包 括 “认知领域”、“情 感 领 域”、“动 作 技 能 领 域 ”，并 将 认知领 域 的 目 标 分 为 六 个 层 次： 知 识—理 解—应 用—分析—综合—评价，又 把 从 理 解 到 评 价 的 五 个 层次归为一类，称 为 理 智 的 能 力 和 技 能. 他 认 为，理 智是借助知识而解 决 问 题 的 能 力，人 的 知 识 也 只 有 上升到人格的一部 分，成 为 发 现 问 题 和 解 决 问 题 的 工具时才有意义.“理智的能力和技能 ”以“知识 ”为 基础，因为“问 题 解 决 或 思 维 必 须 以 一 些‘现 实 ’的 知识为基础”. 而“知识”也只有上升到“理智的能力 和技能”才 能 真 正 成 为 人 格 发 展 的 有 机 组 成 部 分. 所 以 科 学 知 识 是 基 础 ，科 学 探 究 处 于 中 间 位 置 ，情 感 态度价值观是最高层次的目标. 如图 2.
第1期
王学男等：科学素养的维度研究对我国科学教育三维目标的启示
的 测 评 存 在 一 些 困 难 ，数 据 也 难 以 令 人 信 服 .
2 科学素养研究存在的问题
随着科学素养 研 究 的 深 入，其 测 评 结 果 不 断 受 到国内外学者的质 疑. 首 先，科 学 素 养 的 内 涵、维 度 不断增加，研 究 角 度 不 断 丰 富，使 得 此 概 念 随 之 泛 化、模糊，甚 至 出 现 了“内 容 盲 目 扩 充 ”的 态 势. 其 次 ，科 学 过 程 技 能 、情 感 态 度 价 值 观 测 量 的 信 度 和 效 度没有充分保证，使结果令人质疑. 在不同国家采用 米 勒 模 型 时 ，均 对 维 度 进 行 了 适 当 的 修 改 或 删 减 ，有 的国家甚至仅用二维模型. 再者，科学素养是一个多
收稿日期：2010 -06 -06
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养的多个维度均有 共 同 点，比 较 分 析 后 也 可 概 括 为 三个维度（见表 1）. 另两大类的研究主要是从不同 侧面、不同角度切 入. 第 二 种 是 以 谢 姆 斯 （ Shamos） 、 拜 比 （ Bybee ） 、辛 普 森 （ Simpson ） 和 安 德 森 （ Anderson） 等为代 表 的 科 学 素 养 的 连 续 性 问 题，即 纵 向 研 究 ，是 将 科 学 素 养 视 为 由 低 级 到 高 级 的 、由 不 成熟到成熟逐步发 展 的，而 且 这 种 连 续 性 不 仅 体 现 在科学素养的整体上，还体现在每一个维度上. 第三 种是以申 （ Shen ） 、布 兰 斯 科 姆 （ Branscomb ） 等 为 代 表 的 科 学 素 养 的 功 能 和 背 景 问 题 ，即 横 向 研 究 ，此 种 观点认为人们在不同的环境中会有不同的科学素养 的需求、功用. 申提 出 了 实 际 的、市 民 的 和 文 化 的 科 学素养. 而布兰斯科姆把科学素养分成 8 种类别：方 法论 科学 素 养 ；专 业 科 学 素 养 ； 普 遍 科 学 素 养 ； 技 术 科学素养；科学爱好者或业余爱好者的科学素养；新 闻工作者的科学素养；科学政策素养；公共科学政策 素养. 这种划分有利于对不同社会角色的个人和团 体应具备怎样的科学素养提供判断和培养的标准.
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首都师范大学学报（自然科学版）
2011 年
盲目的将情感态度价值观目标搬到每节课的教学目 标中. 出现这些情况的原因，根源在于三维目标认识 的模糊性及其之间关系的不确定性.
从系统论的角 度 出 发，三 个 维 度 的 教 学 目 标 共 同构成了科学素养 的 内 涵，科 学 素 养 不 仅 是 一 个 概 念，同时也是一个 体 系. 根 据 系 统 论 的 观 点 可 知，系 统论强调整体性，则 三 个 维 度 是 科 学 素 养 的 有 机 组 成部分，构成一个 有 机 的 整 体，而 不 是 简 单 的 加 和、 分 解 关系 ；另 外系 统 的 整 体 功 能 大 于 部 分 功 能 或 部 分功能的机械加和. 系统论强调整体与局部、局部与 局 部 、系 统 本 身 与 外 部 环 境 之 间 互 为 依 存 、相 互 影 响 和制约的关系，保持动态稳定的状态. 在科学教育目 标 中 ，某 一 个 维 度 的 目 标 都 不 能 代 表 科 学 素 养 ，过 分 强调某个维度的目标都会使三维目标的内涵有所偏 颇 ，而 以 往 只 强 调 科 学 知 识 的 记 忆 、目 前 过 分 忽 略 科 学知识的习得都只以突出一个维度来代表科学素 养，需要矫枉过正. 无 论 在 教 学 还 是 测 试 中，只 针 对 知识维度或某一维 度 的 设 计，都 不 能 全 面 的 反 应 科 学素养的内涵和水平，也未能真正达到教学目标. 只 有当三个维度的目 标 共 同 达 到 时，才 是 真 正 的 实 现 总目标. 在进行科学教育目标的研究及实施过程中， 需 要 以 一 种 科 学 的 、平 衡 的 态 度 去 对 待 .
关 键 词 ：科 学 素 养 ，维 度 ，三 维 目 标 ，启 示 . 中图分类号：G 40
随着国际科学 教 育 三 次 改 革 浪 潮 的 推 进，科 学 素养已是当前科学教育改革中“普及科学”（ Science for All） 和提 高 科 学 教 育 质 量 的 基 石. 在 我 国，也 把 培养和提高科学素养作为科学教育的主要目标. 国 内外学者关于科学 素 养 的 研 究 工 作 不 断 深 入，使 得 相关研究取得了较大进展. 其中，米勒的三维模型被 广 泛 认 可 ，在 实 证 及 比 较 研 究 的 过 程 中 既 有 收 获 ，也 不断发现问题. 这些研究结果及测量过程和方法为 我国科学教育的“三维”目 标 带 来 了 巨 大 的 启 发，尤 其对于三维目标之间相互关系的研究提供了有益的 参 考 ，也 为 更 深 入 地 研 究 奠 定 了 坚 实 的 基 础 .