科学素养概念发展进程探究

自上世纪中叶起，「科学素养」这一概念逐渐成为公众科学教育和文化教育的重要组成部分。此概念的形成以及公众对此的理解并非一蹴而就，而是经历了一个漫长的演变过程。本文试图通过对这一概念的梳理，勾勒出「科学素养」内涵的发展过程，以此从比较的、动态的、发展的角度来全面理解这一概念。

「科学素养」概念的正名阶段

关于科学素养的思想在20世纪初已有萌芽，但其作为一个词汇出现在学术交流中，是20世纪50年代后期的事情（Laugsksch，2000）。最早使用它的很有可能是Paul Hurd的《科学素养：它对美国学校的意义》（Science Literacy: Its Meaning for American Schools）一文（转引自金兼斌，2003）。

上世纪五六十年代，科学素养理念作为新事物带来了科学教育和课程观念上的革新，但科学课程结构化运动并未引起人们足够的重视，它更多存在于教育家门的观念和讨论中，因此这一阶段（1957-1963年）被学者称为科学素养概念的「正名阶段」（period of legitimation）（Roberts,1983,cf:Laugsksch,2000）。

「科学素养」概念的认真解释阶段

最初倡导科学素养概念的学者们并未给这个概念以确切的定义，因而20世纪七十年代，「科学素养」概念进入了「认真解释阶段」（period of serious interpretation）。在这一阶段，「科学素养」被学者们广泛接受，并以不同视角和立场得到深入挖掘。

威斯康星大学科学素养研究中心的Pella及其同事对1946-1964年出版的100种报刊文章进行检查并统计与科学素养相关的主题出现的频率。他们明确指出，此阶段，「科学素养」意指公众对科学有广泛而有用的理解，而不仅仅是针对培养应用科学家和工程师的特定技术知识的发展。一个具有科学素养的人应该了解以下6个内容：第一，科学和社会的关系；第二，科学家工作的伦理；第三，科学的本质；第四，科学和技术之间的差异；第五，基本的科学概念；第六，科学和人类的关系（Pella et al.，1966）。

1974年，Showalter在Pella的基础上对科学素养的内容进行细化，将科学素养分为7个维度。他认为，具有科学素养的人应当具备以下特征：第一，理解科学的本质；第二，在探索宇宙的过程中，可以准确运用恰当的科学概念、定律、原理和理论；第三，在解决问题或进行决策时，能运用科学的方法，以进一步了解世界；第四，遵循科学原则以探索世界；第五，能够理解并接受科学、技术和社会之间的相关性；第六，对世界有更丰富、生动和正面的理解；第七，具备与科技相关的实用技能。（Showalter,1974）

Pella与Showalter对科学素养的定义有两点相同之处：第一，他们都将科学素养视为一个多维度的概念；第二，他们是通过一个具备科学素养的人应该具备哪些素养或品质这一角度，即经验视角来定义科学素养。

这一阶段「科学素养」概念得到了深入广泛地挖掘，这为后来学者们对其进行分层、分类研究打下基础。但这一阶段，「科学素养」概念含义庞杂，甚至可以包含任何与科学教育相关的事，各种定义之间又无法形成共识性的理解，以至于一度丧失了其使用价值。（Gabel,1976,cf:Roberts,1983）

「科学素养」概念的分类探究阶段

区别于从多维度和经验说的角度理解科学素养，后来的学者更多采用了分类或分层次的方式来定义这一概念。

1975年，Shen在前人的基础上，从实用、社会生活、文化三个层面界定科学素养。实用科学素养（practical scientific literacy）指将科学知识和技能运用于生活中遇到的实际问题的能力，它指那些满足人类基本生活需要的知识。社会生活中的科学素养（civic scientific literacy）是指提高公民对科学以及与科学相关议题的关注和了解，以便让公众参与到社会的公共决策中，诸如「健康、能源、自然资源、食品、环境等议题」，从而形成共识。文化层面的科学素养（cultural scientific literacy），基于「科学是人类文明的主要成就」提出，指把科学作为一种人类文化活动的理解和认同。具备了文化科学素养的人会经历从「前亚里士多德的自认世界图景」到「后达尔文、后爱因斯坦」的跨越。具备文化层面科学素养的人相对较少，集中在知识分子团体中，他们的素质会优先影响到决策者和领导者。

1981年，Branscomb根据科学素养的不同功能，将其分为8种类别：第一，方法论科学素养（methodological science literacy）；第二，专业科学素养（professional science literacy）；第三，普遍科学素养（universal science literacy）；第四，技术科学素养（technological science literacy）；第五，科学爱好者科学素养（amateur science literacy）；第六，新闻工作者的科学素养（journalistic science literacy）；第七，科学政策素养（science policy literacy）；第八，公共科学政策素养（public science policy literacy）。

1983年，美国艺术和科学学院会刊《代达罗》（Daedalus）发表了一期有关科学素养的研究专刊，其中影响最为深远的是Miller的论文。他提出了科学素养的多维度定义（three constitutive dimensions model）：第一，对科学原理和方法（即科学本质）的理解；第二，对重要科学术语和概念（即科学知识）的理解；第三，对科技的社会影响的意识和理解（Miller,1983）。在此基础上，Miller采用社会学方法建立了一套实际可行的测量方法和评估体系。在旧金山美国科学促进会年会上的发言中，Miller将科学素养定义为「在某个社会中为满足一些角色功能所需要的基本可以接受的知识和技能水平」转引自李大光，2006）。Miller对「科学素养」这一概念的总结与概括，提炼精准，包容性强，得到了普遍的接受和认可，成为美国、欧洲等国家进行科学素养调查的标准。

1989、1995年，Shamos也分别对科学素养进行了类似的区分，认为科学素养是有文化性的、功能性的和真正的科学素养。（转引自金兼斌，2003）

「科学素养」概念的近期发展

米勒模型虽在一定程度上已成为共识，但随着科学水平的突飞猛进以及时代发展的日新月异，对「科学素养」概念的理解也在不断发生着变化。

艾兰斯整合米勒模型，将其发展为公民属性研究，认为具备科学素养的公民属性是：能有效运用科学知识来解决工作生活中遇到的问题；科学素养的内涵不止于理解，也包括具备运用科学知识和方法解决实际问题的能力。（Arons，1983）

美国科学促进委员会（the American Association for the Advancement of Science，简称AAAS）联合美国科学院、联邦教育部等12个机构，于1985年启动了面向21世纪人才培养、致力于中小学课程改革的「2061计划」。此计划的核心著作《面向全体美国人的科学》（Science for All American）导论部分写到：「科学素养包括数学、技术、自然科学和社会科学等许多方面，这些方面包括：熟悉自然界、尊重自然界的统一性；懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了解重要科学概念和原理；具备科学思维能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，也认识到它们的长处与局限。同时，还应该运动科学知识和思维方法处理个人和社会问题。」

1997年，Bybee给出了科学素养宽泛的现代界定和层次学说，他建议科学素养应包含知识、技能和价值，因此它必须是普通教育的目标，是所有学生都应当了解的。其科学素养框架又被经济合作发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development,简称OECD）的国际学生评估计划（PISA）进行了整合。

目前对科学素养概念的理解，已经脱离了对「一个具备科学素养的人是什么样的」经验性描述和总结，也脱离了以人为中心、以科学为客体的逻辑，更强调科学的发展性、科学的规律性、科学的普及性以及人与科学的主体间性。

从上述对科学素养概念发展的历史回顾可以看到，这一概念的内涵是不断发展、完善、丰富的。它起源于对科学环境变化的回应，其定义以经验性的总结和概括为起点，其后又在不同层面和不同功能上做出了区分，最后基本统一于Miller的三维度模型。

作为一个多元的概念，对科学素养的理解，一方面与人们各自迥异的教育背景、文化背景以及所处的社会政治环境息息相关，另一方面更与科学自身研究领域的不断拓展密不可分。作为一个内涵丰富的概念，对其的理解随着人们对科学素养主体与内容的理解而不断拓展：科学主体从科学家、专业人士拓展为公众；科学内容也不仅仅指科学本身，不仅仅指物理、化学、生物等自然科学本身，更包含了科学与社会的相互关系、科学伦理、人文社会科学等。作为一个具有行动化特征的概念，科学素养日渐体现出「知」与「行」的合一：通过人们科学素养的提高，公众得到「赋权」（empowerment），从而增强个人的诸如交流能力、思维能力、认识与探索宇宙的能力，以此拓展行动的空间，并做出更具价值和意义的公共决策，从而获得实现自我公民价值的途径，在一定程度推进社会的民主进程。

1992年，我国科协和国家科委首次联合对中国国民的科学素养情况进行抽样调查。其后，又于1994、1996、2001、2003、2005、2007、2010、2015年，分别进行了调查。到目前为止，共进行了9次。历年数据显示，我国各地区公民的科学素养水平、不同群体公民的科学素养均有大幅度提升；随着通讯技术的发展，电视、互联网、移动互联网已成为公民获取科技信息的主要途径，公民获得科学知识和科技信息的机会逐渐增多；公民对科学技术、科技新闻、科学事业比较关注；但是，我国公民科学素养水平发展不均衡，想要使得公民的科学素养得到普遍提升仍是任重而道远。

进入21世纪以来，人类认识世界、改造世界的能力又向前迈了一大步。科学愈发专业化、精密化、尖端化，然而它同公众日常生活的距离却在不断缩短：食用转基因食品是否对身体有害，双方一直争论不休，其后又涉及政治、经济等因素，此议题愈发复杂；厦门、宁波、茂名、昆明等地对引进PX项目是否有损健康多有担忧，从而引发一次次抗议事件；为抵制日本王子造纸厂将有毒废水排放到启东附近海域，启东百姓发起「保卫家园」行动；阿尔法狗战胜李世石时，人们又担忧人工智能技术会不会真的对人类智慧形成挑战，甚至有一天战胜人类。现阶段的科学素养概念体现出与公民生活、公民社会极大程度的紧密结合，一个人是否具备科学素养可以他或她是否能够正确认识生活中与科学有关的部分、在与科学有关的事务中做出正确的决策为标准。这正如同乔治·梅森大学物理系的吉姆斯教授所言：「如果一个人有足够的科学背景，以应付其日常生活，那么此人就具备了科学素养」。

科学的发展没有止境，「科学素养」概念的内涵也会随之不断变化，它对人们的要求也会逐渐提高。21世纪里，新兴科技发展势如破竹，具备科学素养、尊重科学、以科学的理论和知识指导实践、解决问题应该引起我们每一个公民的重视。

参考文献

1. 魏冰：《「科学素养」的探析》，载《比较教育研究》，2000（增刊）。

2. 美国科学促进协会著，中国科学技术协会译：《面向全体美国人的科学》，北京：科学普及出版社，2001。

3. 金兼斌：《科学素养的概念及其测量》，载中国科技新闻学会第七次学术年会文集《科技传播与社会发展》，2002。

4. 郭元婕：《科学素养之概念辨析》，载《比较教育研究》，2004（11）。

5. 李大光：《提高公民科学素养目的到底是什么》，载《科学博议》，2006（6）。

6. Arons, A. (1983). Achieving wider scientific literacy. Daedalus, 112,91-122.

7. Branscomb, A. W. (1981). Knowing how to know. Science Technology & Human Values. 6(36), 5-9.

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11. Miller, J. D. (1983). The scientific literacy: A conceptual and empirical review. Daedalus, 112(2), 29-48.

12. Trefil J. (1996). Scientific literacy, annals of the New York academy of sciences in flight from science and reason. Fairfax: PG, 543-550.

13. Pella, M. O., O’ Hearn, G. T., & Gale, C. G. (1966). Referents to scientific literacy. Journal of Research in Science Teaching, 199-208.

14. Roberts, D. A. (1983). Scientific Literacy. Towards a balance for setting goals for school science programs. Ottawa, ON, Canada: Minister of Supply and Services.

15. Showalter, V. M. (1974). What is united science education? Part5. Program objectives and scientific literacy.

16. Shen, B. S. P. (1975). Scientific literacy and the public understanding of science. In S. B. Day (Eds.), Communication of scientific information. Basel:Karger.

本文作者

清华大学新闻与传播学院博士生 江苏佳

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