時(shí)間:2023-02-28 15:28:11
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇科學(xué)素養(yǎng)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
再次,它是提高國(guó)民整體素質(zhì)的重要方面。一個(gè)國(guó)家和民族的強(qiáng)大固然可以通過(guò)強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力表現(xiàn)出來(lái),但這只是一個(gè)方面,而且不是最主要的一個(gè)方面。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)主導(dǎo)的世紀(jì),其最寶貴的是人的素質(zhì),整個(gè)國(guó)民素質(zhì)的強(qiáng)大,才能確保國(guó)家和民族的強(qiáng)大。如果一個(gè)國(guó)家和民族具備較高的國(guó)民素質(zhì),這個(gè)國(guó)家和民族就會(huì)真正地強(qiáng)大起來(lái),并且會(huì)持續(xù)強(qiáng)大,即使遇到挫折,也會(huì)很快復(fù)興起來(lái)。20世紀(jì)的德國(guó)就是一個(gè)很好的例子,它是兩次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)敗國(guó),兩次戰(zhàn)后甚至都被別的國(guó)家“分割占有”,但它每次都能很快再次強(qiáng)大起來(lái),成為少數(shù)最強(qiáng)大的國(guó)家之一。歷史學(xué)家在分析這一現(xiàn)象時(shí)就找到了國(guó)民素質(zhì)這一項(xiàng),德國(guó)被譽(yù)為義務(wù)教育最偉大的國(guó)家。早在1619年,當(dāng)時(shí)的德意志魏瑪公國(guó)就明確做出義務(wù)教育的規(guī)定,1885年的普魯士政府就開始實(shí)施了免費(fèi)義務(wù)教育。可以說(shuō),提升國(guó)民素質(zhì)一直都是這個(gè)國(guó)家和民族最看重的事情。在國(guó)民素質(zhì)中,科學(xué)素養(yǎng)是其重要的方面,也是整個(gè)國(guó)民素質(zhì)的基礎(chǔ)。最后,它是國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。一個(gè)國(guó)家和民族只有在整體上提高科學(xué)素養(yǎng),其國(guó)民基本上都擁有了基本的科學(xué)知識(shí),掌握了一定的科學(xué)理論和思想,具有了一定的科學(xué)思維,這個(gè)國(guó)家才能培養(yǎng)出更多科學(xué)技術(shù)方面的人才,也才能更有效地把科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,從而為新的科學(xué)技術(shù)開發(fā)提供各種資金、技術(shù)、空間等支持。這個(gè)國(guó)家和民族才能不斷地“沖擊”科學(xué)技術(shù)的高峰。
二、形式邏輯的科學(xué)精神:求真
形式邏輯作為一種“科學(xué)的邏輯”,一種探索“物的世界”的思維工具,它具有科學(xué)的精神,那就是對(duì)真理的追求。可以說(shuō)形式邏輯和真理具有密切的關(guān)系,真理就是形式邏輯的根本追求。形式邏輯和真理的關(guān)系,基本上是無(wú)人質(zhì)疑的。其實(shí),形式邏輯追求真理的理論訴求,在亞里士多德創(chuàng)制形式邏輯時(shí)就已經(jīng)明確進(jìn)行了論述。在亞里士多德看來(lái),形式邏輯是一種獲得科學(xué)知識(shí)的有效工具,形式邏輯的存在本身就是為了獲得知識(shí)。在他那里,知識(shí)就是真理,就是關(guān)于事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。“我們無(wú)論如何都是通過(guò)證明獲得知識(shí)的。我所謂的證明就是指產(chǎn)生科學(xué)知識(shí)的三段論。所謂科學(xué)知識(shí),是指只要我們把握了它,我們就能據(jù)此知道事物的東西”。從真理觀上看,亞里士多德所提出的符合論真理觀目前依然是最被廣泛認(rèn)可的真理觀。這種真理觀認(rèn)為,“一事物之真理與各事物之實(shí)是必相符合的”。而這和他在三段論中關(guān)于真理的認(rèn)識(shí)是一致的。亞里士多德在形式邏輯上也堅(jiān)持一種符合論的真理觀,在《工具論》中,他明確指出:“真實(shí)就在于符合事實(shí)。”形式邏輯所獲得的真理就是關(guān)于事物的真實(shí)認(rèn)識(shí),即如實(shí)反映出事物的本真面貌,正確把握事物的各種特性規(guī)律。亞里士多德主張?jiān)诳茖W(xué)三段論推理時(shí),其前提必須是真實(shí)的、可靠的,并且推理應(yīng)該按照形式推理的格式要求進(jìn)行,這些都是為了獲得真理性的結(jié)論。除了符合論的真理觀之外,目前比較流行的其它幾種真理觀也主要是依據(jù)形式邏輯來(lái)進(jìn)行界定的。比如融貫論的真理觀。真理的融貫論認(rèn)為:“一個(gè)命題的真不在于它與事實(shí)、實(shí)在的符合、一致或?qū)?yīng),而在于它與它所從屬的命題系統(tǒng)中其他成員是否融貫。融貫者為真,不融貫者為假。”[3]另外,真理的冗余論也是如此界定的,這種真理觀認(rèn)為我們給句子加上“真的”或“假的”是多余的,說(shuō)“P是真的”就等于“P”,“真的”這一謂語(yǔ)只不過(guò)是意味著我們接受P、肯定P等,它沒有給出什么新的描述。這一界定是依據(jù)邏輯句法結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的。形式邏輯把真理作為自己的理論追求,一種最高的價(jià)值,這也和形式邏輯要求成為一種“客觀性”的邏輯是密不可分的。形式邏輯要求在相同的前提下,依據(jù)形式邏輯的推理程序,要得到同樣的結(jié)果。為此,形式邏輯還在自己的運(yùn)作過(guò)程中,做出了自己嚴(yán)格的程序設(shè)計(jì):其一,形式邏輯要求進(jìn)行形式化的思考,使形式邏輯可以做到同一性標(biāo)準(zhǔn)的要求;其二,與其一相關(guān),形式邏輯是一種外延邏輯,它的外延化思考使這種邏輯在思考事物時(shí)可以進(jìn)行量化和計(jì)算;其三,形式邏輯為推理規(guī)定了嚴(yán)格的形式程序,三段論的格和式就是形式推理的一種程序規(guī)定;其四,形式邏輯建立起公理化系統(tǒng),要求推理在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行,每個(gè)系統(tǒng)都是完備和自足的。當(dāng)然,形式邏輯把真作為自己的理論追求,形式邏輯貴在求真,并不代表形式邏輯就沒有價(jià)值取向,就放棄了善的要求。邏輯本身并不外在于人,即使是形式邏輯,它也有著人文關(guān)懷。只是,與善比較起來(lái),形式邏輯更偏向于真,真是形式邏輯的最高指向。
三、形式邏輯對(duì)提升科學(xué)素養(yǎng)的意義
形式邏輯是一種“物的邏輯”,它的首要功能就是理解和解釋人類自然界的奧秘,從而獲得關(guān)于外界的知識(shí),它是科學(xué)探索的“拐杖”,是進(jìn)行科學(xué)研究的工具。形式邏輯有時(shí)又被稱作知性邏輯,這和它的知識(shí)本性有關(guān)系,亞里士多德就把獲取知識(shí)看做形式邏輯的德性。可以說(shuō),形式邏輯對(duì)于科學(xué)知識(shí)和科學(xué)思維都有重要的意義,它本身就是一種科學(xué)方法。最重要的是,形式邏輯的精神就是科學(xué)的求真精神,形式邏輯天生和科學(xué)素養(yǎng)有著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)。因此研習(xí)和掌握形式邏輯有助于自身提升科學(xué)素養(yǎng)。第一,具備形式邏輯思維能力是進(jìn)行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。從科學(xué)理論的角度來(lái)看,從事任何科學(xué)研究,都無(wú)法離開形式邏輯思維,都必然要求從事者進(jìn)行符合邏輯的思考。整個(gè)科學(xué)的研究過(guò)程,從收集整理材料,到提出一定的科學(xué)假說(shuō),再到對(duì)假說(shuō)和理論進(jìn)行驗(yàn)證,都需要形式邏輯思維,都需要推理和證明,沒有推理和證明的幫助,這一切都將寸步難行。
可以說(shuō),形式邏輯思維能力是一個(gè)人從事科學(xué)研究的基本素養(yǎng)。正是在這一意義上,愛因斯坦才說(shuō):“作為一個(gè)科學(xué)家,他必須是一位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评碚摺?茖W(xué)家的目的是要得到關(guān)于自然界的一個(gè)邏輯上前后一貫的摹寫。邏輯之對(duì)于他,有如比例和透視規(guī)律之對(duì)于畫家一樣。”[4]第二,形式邏輯是獲取新知識(shí)的工具。形式邏輯的一項(xiàng)根本功能就是從已知推出未知,也即新知。在前提給定的情況下,我們通過(guò)有效的形式邏輯推理,來(lái)發(fā)現(xiàn)前提中隱藏不明的新知識(shí),形式邏輯被視為獲得新知識(shí)的工具,也主要是從這個(gè)意義上而言的。恩格斯也曾指出:“形式邏輯也首先是探尋新結(jié)果的方法,由已知進(jìn)到未知的方法。”[5]迄今為止的很多重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),都首先是通過(guò)形式邏輯推理得出的,然后通過(guò)一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和觀察來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。門捷列夫提出的化學(xué)元素周期律,天文學(xué)家通過(guò)測(cè)量推理得出的海王星的存在,都是如此。
第三,形式邏輯是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)。在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中,假說(shuō)演繹法是一種重要的方法,它有著十分重要的意義。很多事實(shí)和現(xiàn)象的發(fā)生,依據(jù)當(dāng)時(shí)現(xiàn)有的科學(xué)事實(shí)和理論,不足以對(duì)其做出滿意的解釋和說(shuō)明。在這種情況下,科學(xué)只好借助一定的假說(shuō)來(lái)進(jìn)行解釋,然后在某些條件具備時(shí)來(lái)驗(yàn)證依據(jù)假說(shuō)所推出的事實(shí),如果依據(jù)假說(shuō)所得到的事實(shí)被驗(yàn)證,假說(shuō)就變成了科學(xué)理論。比如魏格納的大陸漂移學(xué)說(shuō)就是一個(gè)著名的假說(shuō),目前的宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)也是一個(gè)重要的科學(xué)假說(shuō)。
2韓國(guó)21世紀(jì)的全新科學(xué)素養(yǎng)框架
2.1內(nèi)容知識(shí)內(nèi)容知識(shí)指的是科學(xué)素養(yǎng)總體的原則和這些概念之間的關(guān)系,以此來(lái)描述和解釋生活中的現(xiàn)象。目前的內(nèi)容知識(shí)主要限制在于沒有分清楚概念內(nèi)容與思想之間的關(guān)系,在科學(xué)學(xué)科缺乏統(tǒng)一的核心指導(dǎo)思想組織構(gòu)建未來(lái)。學(xué)習(xí)者在21世紀(jì)將應(yīng)對(duì)氣候變化的相關(guān)問(wèn)題,基因工程的影響,能源缺乏,環(huán)境污染。為解決這樣的問(wèn)題,就需要學(xué)習(xí)者有綜合了解科學(xué)的思考。這種思考允許個(gè)人解釋和預(yù)測(cè)各種在日常生活經(jīng)驗(yàn)的解釋,為將來(lái)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.2思維習(xí)慣思維習(xí)慣是要求21世紀(jì)的公民需要有解決復(fù)雜問(wèn)題,并協(xié)助他人、溝通并交流彼此的想法。因此,強(qiáng)調(diào)審查和解決個(gè)人、社會(huì)、全球性問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)和使用課程資源,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)意思維,兼顧多種觀點(diǎn),以事實(shí)和證據(jù)反駁不同立場(chǎng)。以此,定義了與21世紀(jì)思維能力發(fā)展相關(guān)聯(lián)的四個(gè)關(guān)鍵元素:溝通和協(xié)作的能力技巧,系統(tǒng)性思維,證據(jù)支撐觀點(diǎn),并具備建立參數(shù)和信息管理的能力。第一,“溝通”包括自我解讀他人的語(yǔ)言和非語(yǔ)言信息能力,“協(xié)作”包括知道如何和不同文化背景的人在工作與交流中建立共識(shí)。第二,系統(tǒng)性思維要求每個(gè)人注意到個(gè)體與整體之間的關(guān)聯(lián),運(yùn)用邏輯性思維分析并思考復(fù)雜的概念解決問(wèn)題。第三,科學(xué)的一個(gè)重要特點(diǎn)即是以證據(jù)支撐觀點(diǎn)。21世紀(jì)的公民需要知道如何用證據(jù)參數(shù)按照要求支撐觀點(diǎn)。第四,建立參數(shù)和信息管理是學(xué)習(xí)者所必備的能力,管理和評(píng)估信息是以一個(gè)或者多個(gè)可理解的方式傳遞給其他人。
2.3情感態(tài)度與價(jià)值觀21世紀(jì)需要個(gè)性化發(fā)展,同時(shí)要有高度負(fù)責(zé)的態(tài)度關(guān)注身邊的生命和賴以生存的環(huán)境。因此,個(gè)體需要開發(fā)建立一個(gè)價(jià)值體系,可以作為一般性的指導(dǎo)內(nèi)容支撐全球化社會(huì)科學(xué)問(wèn)題,并以此內(nèi)化為個(gè)體的態(tài)度和價(jià)值觀在指導(dǎo)行動(dòng)中作為評(píng)判自我和他人的準(zhǔn)則。符合21世紀(jì)發(fā)展的價(jià)值觀念包括:生態(tài)世界觀,科學(xué)中社會(huì)化責(zé)任,社會(huì)道德情感。生態(tài)世界觀是指?jìng)€(gè)人發(fā)展與其他人生命的延續(xù)都有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,將個(gè)體賦予在整體環(huán)境當(dāng)中,意識(shí)到自己是其中一部分并影響著整個(gè)體系的運(yùn)行。科學(xué)中社會(huì)化責(zé)任要求個(gè)體理解社會(huì)與科學(xué)的關(guān)系,以及社會(huì)與科學(xué)二者的關(guān)系。社會(huì)道德情感要求理解他人的行為,這樣就需要理解和尊重世界各地的人們,并充分理解自己的文化背景以及價(jià)值觀念,但也要認(rèn)同文化的多樣性。
2.4科學(xué)是人文性的事業(yè)科學(xué)是人文性的事業(yè)是指?jìng)€(gè)人理解科學(xué)的本質(zhì)。21世紀(jì)的科學(xué)素養(yǎng)要求處理個(gè)人和科學(xué)之間的關(guān)系,社會(huì)、科學(xué)技術(shù)和科學(xué)三者的關(guān)系。因此把握科學(xué)是人文性的事業(yè)有助于學(xué)生用科學(xué)知識(shí)做出決策,解決問(wèn)題,尊重科學(xué),了解能做什么和不能做什么。這樣就要求具備三個(gè)重要的要素:科學(xué)知識(shí)的特點(diǎn),科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系,科學(xué)精神。科學(xué)知識(shí)源于人類活動(dòng)的基本特征,基于人類理論構(gòu)建。科學(xué)家的知識(shí)產(chǎn)生是實(shí)驗(yàn)性、主觀性、實(shí)用性。科學(xué)技術(shù)是社會(huì)企業(yè)和社會(huì)產(chǎn)品必不可少的一部分,但如何使用這些科學(xué)知識(shí)是由個(gè)人決定的,科學(xué)技術(shù)只顯示會(huì)發(fā)生什么,而不是應(yīng)該發(fā)生什么,這是科學(xué)和社會(huì)兩者之間的重要方面,指導(dǎo)著人們?nèi)绾巫龀隹萍籍a(chǎn)品。公民應(yīng)該欣賞科學(xué),合理地貢獻(xiàn)社會(huì)。因此,我們不僅強(qiáng)調(diào)理解科學(xué)知識(shí)的性質(zhì)及其與社會(huì)的關(guān)系,也應(yīng)該注意到好奇心、創(chuàng)造力、誠(chéng)懇、寬容,是作為公民了解社會(huì)性科學(xué)問(wèn)題的重要因素。
2.5自主性元認(rèn)知元認(rèn)知和自主性是個(gè)人能力,積極使用認(rèn)知資源來(lái)調(diào)節(jié)自己的思維和認(rèn)知過(guò)程,如計(jì)劃、監(jiān)控、評(píng)價(jià),以此來(lái)提高自己。元認(rèn)知是一個(gè)角色整合其他四個(gè)維度,這也是最為重要的能力。做決定或選擇關(guān)鍵社會(huì)問(wèn)題或解決復(fù)雜的日常問(wèn)題時(shí)將面對(duì)大量的新的信息,這就需要計(jì)劃、監(jiān)控和評(píng)估更多的信息內(nèi)容。為此,綜合整理了三個(gè)關(guān)鍵元素:自主規(guī)劃、自主監(jiān)視和自主評(píng)估。此外,元認(rèn)知和自主性讓一個(gè)人知道意識(shí)到問(wèn)題時(shí),如何負(fù)責(zé)任地行動(dòng)或采取行動(dòng)。這也是理解性質(zhì)和應(yīng)用的關(guān)鍵。最后,它允許每個(gè)人懷疑新的要求和推動(dòng)個(gè)體尋求其他可能的解決各種問(wèn)題的方法。
二、實(shí)驗(yàn)“意外”利用的策略
著名教育家布魯姆曾經(jīng)提出,“我們的教學(xué)存在‘意外’,而且可能因?yàn)椤馔狻蔀橐婚T藝術(shù)”。因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,一旦出現(xiàn)“意外”,我們應(yīng)該以坦然的心態(tài)去面對(duì),積極思考對(duì)策,合理解決,只有這樣,課堂才是活的,教學(xué)才是美的,教學(xué)活動(dòng)才是有價(jià)值的。
1.分析實(shí)驗(yàn)“意外”的原因,培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的探索精神。教師要科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)“意外”,把“意外”作為提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的良好機(jī)會(huì),積極引導(dǎo)學(xué)生努力去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并找到解決問(wèn)題的方法,通過(guò)探究培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的探索精神。例如,在教學(xué)“氫氣還原氧化銅”實(shí)驗(yàn)時(shí),操作稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)各種意外,比如試管爆裂、還原成的紅色的銅又重新變?yōu)楹谏取C鎸?duì)這些“意外”,教師要積極引導(dǎo)學(xué)生找尋問(wèn)題的原因,通過(guò)不斷改正,讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程的規(guī)范與嚴(yán)謹(jǐn),從而體會(huì)科學(xué)探究的不易,培養(yǎng)他們實(shí)事求是、一絲不茍的探索精神。
2.借助實(shí)驗(yàn)“意外”的素材,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)態(tài)度。蘇霍姆林斯基曾說(shuō)過(guò):“教育的技巧并不在于我能預(yù)見到的所有細(xì)節(jié),在于根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況,巧妙地在學(xué)生不知不覺中做出相應(yīng)的變動(dòng)。”課堂教學(xué)具有很強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)性,面對(duì)富有價(jià)值的生成資源,教師不應(yīng)拘泥于預(yù)設(shè)的教學(xué)流程,而應(yīng)為學(xué)生搭建寬廣的發(fā)揮的舞臺(tái),讓學(xué)生有創(chuàng)新的苗頭、探究的火花,也讓教師有自己自由揮灑的空間。在指導(dǎo)學(xué)生做“木炭在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)有的小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不明顯,學(xué)生找不到出現(xiàn)“意外”的原因。于是,我鼓勵(lì)學(xué)生展開自主探究,查找出現(xiàn)“意外”的原因。在筆者引導(dǎo)下,學(xué)生也積極參與到科學(xué)探究中,通過(guò)與成功小組的對(duì)比,通過(guò)分析,他們很快找到了失敗的原因———原來(lái)是他們?cè)谑占鯕獾臅r(shí)候未把集氣瓶中的水排盡,造成瓶?jī)?nèi)氧氣不純,最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗。通過(guò)此次教學(xué),筆者認(rèn)為,教師要善于借助“意外”實(shí)驗(yàn)的素材,幫助學(xué)生更好地理解和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的分析能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和探究欲望,培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科學(xué)態(tài)度。
其次,積極倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,這是達(dá)到化學(xué)教育目的的策略.讓學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)在依據(jù)化學(xué)科學(xué)探究活動(dòng)的基本原理:提出問(wèn)題———猜想與假設(shè)———制訂計(jì)劃———進(jìn)行實(shí)驗(yàn)———收集證據(jù)———解釋與結(jié)論———反思與評(píng)價(jià)———表達(dá)與交流的全程中,發(fā)展自己的能力,健全自己的人格,使化學(xué)教育真正體現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的核心目標(biāo),完成化學(xué)學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的任務(wù).教師在實(shí)施探究教學(xué)中要成為探究教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者重要在以下三個(gè)方面著力完善.其一,激發(fā)學(xué)生的探究興趣,要通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境,介紹背景、資料等一系列教學(xué)前提條件.其二,培養(yǎng)良好的探究態(tài)度和習(xí)慣.其三,在探究教學(xué)中,教師應(yīng)努力幫助學(xué)生“找到自己”,有了獨(dú)特的見解,才能展開探究.人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第七單元課題一《燃燒和滅火》一節(jié)的課堂教學(xué)流程是情景激趣導(dǎo)入新課———合作交流實(shí)驗(yàn)探究———群策群力探尋奧秘———實(shí)踐應(yīng)用火場(chǎng)逃生———趣味練習(xí)鞏固新知———課堂小結(jié)認(rèn)識(shí)升華———布置作業(yè)課外延伸.其中設(shè)計(jì)燃燒的探究實(shí)驗(yàn),用蠟燭、火柴、燒杯等實(shí)驗(yàn)室較常見的物品引導(dǎo)學(xué)生參與探究,讓學(xué)生親身感受“燃燒”,通過(guò)科學(xué)探究得出可燃物與空氣或氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的劇烈的氧化反應(yīng)叫做燃燒的定義描述.而在探究燃燒的條件實(shí)驗(yàn)時(shí),白磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量白煙五氧化二磷,對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,考慮該實(shí)驗(yàn)在班級(jí)進(jìn)行,如何盡量做到實(shí)驗(yàn)“綠色化”,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),合作探究在紙上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行小組匯報(bào)交流,進(jìn)行論證分析,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將教材中用紅磷、白磷的進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的加以改進(jìn),收效很好.
二、及時(shí)溝通,爭(zhēng)取學(xué)生理解和支持,促進(jìn)探究活動(dòng)順利開展
課外探究的場(chǎng)所一般是在家里,所以有的家長(zhǎng)可能會(huì)認(rèn)為孩子貪玩,不專心學(xué)習(xí)。比如“油菜花開了”這節(jié)課,我選擇白菜根作為實(shí)驗(yàn)材料———種白菜花。對(duì)于“白菜根也能種出花來(lái)”學(xué)生表現(xiàn)出了懷疑,都有想要嘗試的欲望,但真正實(shí)驗(yàn)的并不多。后來(lái)我與家長(zhǎng)交流,了解到孩子做事前并沒有和家長(zhǎng)溝通,家長(zhǎng)在不經(jīng)意間就把孩子種的白菜根給處理掉了。通過(guò)這件事,也讓我明白了課外延伸實(shí)驗(yàn)要開展起來(lái),不光是要學(xué)生明白、理解,同時(shí)也要有家長(zhǎng)的理解、支持才行。溝通是必不可少的。每次活動(dòng)前,我都請(qǐng)班主任在與家長(zhǎng)進(jìn)行校訊通聯(lián)系時(shí)幫忙說(shuō)明原因,這很大程度地避免一些學(xué)生因表達(dá)不清楚而導(dǎo)致家長(zhǎng)不明白、不重視的事情發(fā)生。今年開學(xué),學(xué)生高興地捧來(lái)了開滿小黃花的白菜根。當(dāng)我們用小片段記錄這一過(guò)程時(shí),有的學(xué)生就寫道“白菜花很漂亮”,“搖曳的白菜花像穿著花裙子跳舞的姑娘”等語(yǔ)句,從中我們看到學(xué)生有了超越課本知識(shí)的收獲———發(fā)現(xiàn)了美、欣賞了美;還有的學(xué)生寫道:“種白菜花培養(yǎng)了我的觀察力”,“一次失敗,我沒有放棄,我終于種植成功了”等話語(yǔ),學(xué)生在參與的過(guò)程中,能力得到了培養(yǎng)、提高,他們的耐心、毅力……也在探究活動(dòng)中得到了鞏固、升華,這讓我覺得為此所付出的努力和辛苦沒有白費(fèi)。
三、積極評(píng)價(jià)學(xué)生的活動(dòng),肯定實(shí)驗(yàn)無(wú)論失敗與成功
科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究還都要經(jīng)歷成千上萬(wàn)次的失敗后才能取得成功。對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō),能堅(jiān)持,能有所收獲就已經(jīng)很了不起了。我們平時(shí)要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生閃光點(diǎn),不斷鼓勵(lì)、表?yè)P(yáng)他們。比如養(yǎng)蠶時(shí),學(xué)生采摘了有殘余農(nóng)藥的桑葉,結(jié)果導(dǎo)致蠶全部中毒死亡,孩子當(dāng)時(shí)非常地難過(guò),我們不能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的停止而責(zé)備學(xué)生的無(wú)心之失,他們此時(shí)更需要安慰和鼓勵(lì),告訴他們飼養(yǎng)的過(guò)程比結(jié)果更重要,只要盡心照顧了,即使沒有看到最終結(jié)果,我們也可以吸取教訓(xùn),重新再來(lái)。大家都知道小學(xué)生的恒心是有限的,為了讓學(xué)生能持之以恒地進(jìn)行課外探究,我們必須充分地重視學(xué)生的課外探究成果。在制作天氣日歷的過(guò)程中,我為學(xué)生準(zhǔn)備了各種圖案的卡片,發(fā)揮色彩想象的空間,繪畫填色并記錄下一天的天氣情況。每次上課時(shí),我都會(huì)收集學(xué)生的作品,同時(shí)利用幾分鐘時(shí)間對(duì)于他們的記錄進(jìn)行及時(shí)表?yè)P(yáng)與鼓勵(lì);對(duì)于那些記錄內(nèi)容欠缺的孩子,給予有針對(duì)性的指導(dǎo),讓他們學(xué)會(huì)如何去記錄,在肯定參與熱情的同時(shí)調(diào)整以后實(shí)驗(yàn)的記錄,沒有了批評(píng),孩子們的壓力就會(huì)減少很多,能堅(jiān)持多天連續(xù)記錄天氣變化的學(xué)生人數(shù)也越來(lái)越多了。學(xué)生的耐心和毅力在不知不覺中得到了鍛煉和培養(yǎng)。
2科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵
Science曾經(jīng)被稱作賽先生,在中風(fēng)靡一時(shí)。但是,隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,它并沒有被時(shí)代的浪潮所吞沒。科學(xué)素養(yǎng)這一概念也是由文化素養(yǎng)引申而來(lái)。科學(xué)素養(yǎng)一詞譯自英文scientificliteracy。素養(yǎng)和素質(zhì)含義接近,但素養(yǎng)與素質(zhì)相比更強(qiáng)調(diào)后天修習(xí)涵養(yǎng)的作用,即學(xué)習(xí)提高的重要性。判別一個(gè)人是否具備科學(xué)素養(yǎng),這個(gè)問(wèn)題與如何給科學(xué)素養(yǎng)下定義、如何界定科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵密切相關(guān)。然而,迄今為止,學(xué)者們對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的理解仍然是不統(tǒng)一的。世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織認(rèn)為,科學(xué)素養(yǎng)包括能夠確認(rèn)科學(xué)問(wèn)題,使用證據(jù),做出科學(xué)結(jié)論,并且能夠就著結(jié)論與他人進(jìn)行交流的能力。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是,科學(xué)素養(yǎng)與他們受教育程度,學(xué)歷高低并沒有直接的關(guān)系。但是,由于人們受教育程度不同,社會(huì)信息流動(dòng)的速度也有所不同,經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的不同,獲得科學(xué)技術(shù)信息的渠道和手段的不同,因而對(duì)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的看法也存在很大差異。許多發(fā)達(dá)國(guó)家將研究重點(diǎn)放在了解本國(guó)公眾是否具有參與各種公共政策討論的能力,是否保持決策的民主化和公開化,是否了解科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展給個(gè)人和社會(huì)帶來(lái)的影響。發(fā)展中國(guó)家更關(guān)心的是本國(guó)綜合國(guó)力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,并且認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)是國(guó)家綜合國(guó)力和勞動(dòng)力素質(zhì)的重要組成部分。雖然世界各國(guó)學(xué)者對(duì)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵的見解各異,但又不乏相互共同之處。綜合學(xué)者們的觀點(diǎn),科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵主要涉及以下幾個(gè)部分:①提高國(guó)家社會(huì)生產(chǎn)力,增強(qiáng)綜合國(guó)力,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和科技的繁榮。②有利于人民切實(shí)維護(hù)好國(guó)家安全。③走可持續(xù)發(fā)展的道路。④發(fā)展有需求的高科技產(chǎn)品。⑤舉國(guó)上下能夠形成一種科學(xué)、文明、健康、環(huán)保的生活方式。
3科學(xué)素養(yǎng)在高中化學(xué)教學(xué)中的培養(yǎng)
就學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)而言,怎樣培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng),就是要在學(xué)習(xí)中逐漸培養(yǎng)自己的觀察能力,科學(xué)思維,實(shí)驗(yàn)精神,社會(huì)責(zé)任等。
3.1觀察能力的培養(yǎng)
有個(gè)成語(yǔ)叫格物致知,在化學(xué)的學(xué)習(xí)中,需要的恰恰就是這種格物致知的觀察能力,好奇心的驅(qū)使,讓更多的學(xué)生在化學(xué)課上善于利用觀察和發(fā)現(xiàn)的眼睛,例如,堿金屬那一章中,Na與水反應(yīng),生成什么,怎樣鑒別。雖然看似簡(jiǎn)單,但是學(xué)生通過(guò)指示劑酚酞變紅色,Na球在水中飄動(dòng),發(fā)出吱吱響聲等一系列特點(diǎn),就可以知道,產(chǎn)物中有氣體,有堿性物質(zhì),并且還知道了Na的密度要小于水。如果沒有細(xì)心的觀察又怎會(huì)發(fā)現(xiàn)呢?所以說(shuō),觀察能力的培養(yǎng),是學(xué)習(xí)的前提,是科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的前提,是為學(xué)習(xí)打根基的能力。觀察能力的缺乏,會(huì)導(dǎo)致一系列的學(xué)習(xí)障礙,造成學(xué)習(xí)能力的停滯不前。這也是在學(xué)校的實(shí)際化學(xué)教學(xué)中得到驗(yàn)證的。觀察能力強(qiáng)的學(xué)生,往往能夠在實(shí)驗(yàn)課中學(xué)習(xí)到更多的知識(shí),把書本知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合起來(lái),這都是觀察能力強(qiáng)的表現(xiàn)。而觀察能力弱的學(xué)生則獲取知識(shí)的能力就弱了很多,即使一些學(xué)生能夠憑著自身的努力在考試中取得不錯(cuò)的成績(jī),也大多是死記硬背的結(jié)果,這種沒有通過(guò)觀察能力形成形象的記憶的學(xué)習(xí)方法,往往不能將知識(shí)理解透徹,也不能將知識(shí)記憶深刻。
3.2科學(xué)思維的培養(yǎng)“授之魚不如授之以漁”,因此,老師要想培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和能力,讓學(xué)生充分全面的認(rèn)識(shí)化學(xué),就要理論結(jié)合實(shí)踐。例如,學(xué)氧化碳的時(shí)候,就要結(jié)合溫室效應(yīng),干冰的人工降雨,二氧化碳滅火器等實(shí)際中的應(yīng)用。這樣方面記憶,也能讓學(xué)生懂得學(xué)以致用,學(xué)會(huì)把知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。讓知識(shí)創(chuàng)造更大的價(jià)值。科學(xué)思維的培養(yǎng),說(shuō)白了就是要讓學(xué)生在思維的過(guò)程中能夠有先后、主次的順序,明白一件事情一種現(xiàn)象發(fā)生的前因后果,而不是胡亂思考。科學(xué)思維的培養(yǎng),往往可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生延伸學(xué)習(xí)的能力,舉一反三地學(xué)習(xí)知識(shí)。一旦將科學(xué)思維培養(yǎng)起來(lái),教師在高中化學(xué)教學(xué)中的工作將會(huì)事半功倍。
3.3實(shí)驗(yàn)精神的培養(yǎng)
除了有觀察能力和科學(xué)的思維,更應(yīng)該擁有一種科學(xué)的探險(xiǎn)精神,就像當(dāng)年的諾貝爾,為了科學(xué)不惜獻(xiàn)出自己寶貴的生命。這里并不是說(shuō)讓大家都為科學(xué)獻(xiàn)出生命,而是對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種態(tài)度。有些實(shí)驗(yàn)研究,也許不會(huì)一下子就出現(xiàn)理想的結(jié)果,可能需要一遍又一遍的重復(fù)相同的動(dòng)作,因此,一定要甘于寂寞,對(duì)失敗保持一定的冷靜和沉著。
3.4社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)
化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,帶給社會(huì)便利的同時(shí),也造成了環(huán)境在不同地方不同程度的污染。因此,更應(yīng)該使學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué),享受化學(xué)帶給我們奇妙和便利的同時(shí),注重大自然的環(huán)境,引導(dǎo)綠色化學(xué),利用化學(xué),避免環(huán)境污染,從而在教學(xué)過(guò)程中提高學(xué)生的自身道德修養(yǎng),增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。
Abstract:ThegeneralthreedimensionalconceptsofcivicscientificliteracyandrelatedtestitemsfromJonMillerandOECD’sPISAarereviewed.Itispointedoutthattherearestillalotoftheoreticalandpracticalproblemstobeconsidered,thatthebasicframeworkinvolvedshouldcomefromsciencestudies,andthatChinashouldsetupitsownmeasurementandexplanationsystemtocopewiththeseriousasymmetryofitslocalsocialandeducationaldevelopment.Theproblemsfoundinthetestpartlyrevealthelimitsof“deficientmodel”inthepublicunderstandingofscience.
KeyWords:civicscientificliteracy,thepublicunderstandingofscience,sciencecommunication
公民科學(xué)素養(yǎng)(civicscientificliteracy)是公民文化素養(yǎng)(culturalliteracy)的子集,是指一個(gè)社會(huì)中成年公民對(duì)科學(xué)技術(shù)的理解和運(yùn)用能力,通常指最低要求。它有4方面的問(wèn)題:①它指的是什么?即如何定義它?②它是干什么的?即用這個(gè)術(shù)語(yǔ)要做什么事情?③我們?nèi)绾螠y(cè)度它?即如何設(shè)計(jì)指標(biāo)體系實(shí)際測(cè)量它?④如何解釋調(diào)查得到的數(shù)據(jù)?據(jù)了解,我國(guó)只有中國(guó)科普研究所、中科院科技政策與管理研究所、中國(guó)科技信息研究所、北京大學(xué)等單位的少數(shù)研究人員在一定程度上研究過(guò)科學(xué)素養(yǎng)及其測(cè)試問(wèn)題,其中李大光等人做了大量先驅(qū)性的工作[1-4]。現(xiàn)在看來(lái),國(guó)內(nèi)在這方面的理論研究相當(dāng)不足(國(guó)際上研究得也不充分,只是近些年研究的人員才多起來(lái)),無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。討論科學(xué)素養(yǎng)問(wèn)題,廣義的科技傳播是一個(gè)良好的框架,《讓科技跨越時(shí)空:科技傳播與科技傳播學(xué)》一書提供了這樣的一種合適的語(yǔ)境[5]。無(wú)疑,科學(xué)素養(yǎng)問(wèn)題只涉及科技傳播學(xué)中極小的一部分。
一、公民科學(xué)素養(yǎng)的含義
喬治??梅森大學(xué)物理系的JamesTrefil教授給出的定義為:“如果一個(gè)人有足夠的科學(xué)背景,以應(yīng)付其日常生活中所涉事物的科學(xué)成份,則他或她就具備科學(xué)素養(yǎng)。”[6]由于我國(guó)城鄉(xiāng)差別極大,人們的受教育程度、生產(chǎn)和生活方式差別很大,人們的“日常生活”很不相同,其中關(guān)注的自然科學(xué)問(wèn)題也有相當(dāng)?shù)牟顒e。科學(xué)素養(yǎng)是文化素養(yǎng)的一個(gè)部分,而后者可以形象地比作一個(gè)龐大的知識(shí)母體(alargematrixofknowledge)。此知識(shí)母體具有馬太效應(yīng),基礎(chǔ)越好就越容易增添新內(nèi)容,基礎(chǔ)越不好就越不容易補(bǔ)充新內(nèi)容。這里“知識(shí)”一詞要做廣義的理解,包括事實(shí)、術(shù)語(yǔ)、方法、技能、觀念、哲學(xué)、歷史等等,并且它們彼此緊密交叉、處于動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程之中。于是,“科學(xué)素養(yǎng)由一系列事實(shí)、概念、歷史、哲學(xué)和觀念組成,它們彼此通過(guò)邏輯紐帶聯(lián)系在一起。有科學(xué)素養(yǎng)的人關(guān)于宇宙運(yùn)行的方式知道一些基本的事實(shí),也在一定程度上了解科學(xué)家是如何得到那些知識(shí)的。有科學(xué)素養(yǎng)的人能夠處理進(jìn)入他或她視野中的科學(xué)和技術(shù)事務(wù),就如同他或她應(yīng)付經(jīng)濟(jì)、法律或政府事務(wù)一樣熟練。注意,在此科學(xué)素養(yǎng)定義中,我沒有包括做科學(xué)(doscience)的能力。當(dāng)我去聽一場(chǎng)音樂會(huì),我不希望在前廳中被攔住并被要求展示對(duì)小提琴具有精湛技巧,方能進(jìn)入音樂大廳。同樣我認(rèn)為不應(yīng)當(dāng)要求人們會(huì)做科學(xué),方能算作具備科學(xué)素養(yǎng)。”[6]
科學(xué)素養(yǎng)與科普、科學(xué)傳播(SC)及科學(xué)教育關(guān)系甚密,近些年國(guó)內(nèi)許多部門都不斷地談起這個(gè)概念。我國(guó)從20世紀(jì)90年代從美國(guó)引入并開展公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查,到目前為止已于1992,1994,1996,2001,2003共5次開展公眾(18~69歲)科學(xué)素養(yǎng)的全國(guó)性調(diào)查。5次調(diào)查均由中國(guó)科普研究所等單位組織實(shí)施,功勞巨大。
1992年米勒在《公眾理解科學(xué)》雜志第1卷第1期上著文《通向?qū)Α肮娎斫饪茖W(xué)技術(shù)”的一種科學(xué)理解》,較全面地總結(jié)了此前10多年的研究進(jìn)展[7,8],當(dāng)時(shí)他為國(guó)際科學(xué)素養(yǎng)促進(jìn)中心的主任,此中心隸屬于芝加哥科學(xué)院。米勒指出,對(duì)公眾理解科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)研究始于1957年由美國(guó)科學(xué)作家協(xié)會(huì)(NASW)和洛克菲勒基金會(huì)資助的一次全美成人調(diào)查。此調(diào)查的目的是想了解科學(xué)寫作的讀者規(guī)模及需求,樣本為1900個(gè)美國(guó)成人,問(wèn)卷中只有一小部分內(nèi)容涉及科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。1972年,美國(guó)科學(xué)委員會(huì)(NationalScienceBoard)決定出版雙年度《科學(xué)指標(biāo)》(ScienceIndicators,后來(lái)名稱略有改變,加上了“工程”,成了科學(xué)與工程指標(biāo)),以反映美國(guó)的科技狀況,其中有一章是關(guān)于公眾對(duì)科技的態(tài)度的,并在全國(guó)實(shí)施了問(wèn)卷調(diào)查。1972,1974,1976年的《科學(xué)指標(biāo)》所開展的研究屬于第一階段。米勒講,這一階段被認(rèn)為沒有很好地利用社會(huì)科學(xué)方面的資源。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)開始征集新方案,米勒與普萊維特(KennethPrewitt)擬定的一項(xiàng)建議被選中,于是開啟了《科學(xué)指標(biāo)》系列出版物的第二階段的研究工作。1979年的《科學(xué)指標(biāo)》具體反映了新階段的調(diào)查設(shè)計(jì)。正是在1979年的研究中米勒第一次實(shí)施了他所擬定的科學(xué)素養(yǎng)問(wèn)卷調(diào)查,他把科學(xué)素養(yǎng)定義為一種三維建構(gòu)物,具體包括:(1)科學(xué)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)概念的基本詞匯;(2)對(duì)科學(xué)過(guò)程的理解;(3)知道科學(xué)和技術(shù)對(duì)個(gè)體和對(duì)社會(huì)的影響。[6]實(shí)際上這一指標(biāo)骨架依據(jù)的是米勒于1983年發(fā)表在《代達(dá)羅斯》(Daedalus)雜志上的文章《科學(xué)素養(yǎng):概念評(píng)論與經(jīng)驗(yàn)評(píng)論》。
1985,1988,1990,2000年上述三維測(cè)度方案又有所修訂。1988年英國(guó)的調(diào)查研究采用了米勒的體系,1989年加拿大的研究、1989年歐盟的研究及1990年新西蘭的研究,均采用米勒的三維體系。
20世紀(jì)90年代后,米勒的體系進(jìn)一步流傳,同時(shí)多國(guó)的比較研究方興未艾,針對(duì)特殊群體的科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查研究也紛紛開展起來(lái),如針對(duì)在校某一年齡段學(xué)生的調(diào)查研究。
到了2000年,聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)啟動(dòng)了著名的PISA項(xiàng)目(三個(gè)一輪:2000年,2003年,2006年。現(xiàn)在2003年的報(bào)告已經(jīng)出版),32個(gè)國(guó)家(其中28個(gè)是OECD成員國(guó))共有25萬(wàn)學(xué)生參與了科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查(另有13個(gè)國(guó)家準(zhǔn)備加入,我們不知道為什么如此重視科教的中國(guó)反而不加入),有趣的是年齡一律限定在15歲。為什么選在15歲呢?因?yàn)閷?duì)于多數(shù)OECD成員國(guó),15歲的學(xué)生馬上就要結(jié)束義務(wù)教育了,選擇這個(gè)時(shí)期進(jìn)行測(cè)試能夠?qū)αx務(wù)教育的效果進(jìn)行有效評(píng)估。PISA測(cè)試范圍較廣,包括3大類:閱讀素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和自然科學(xué)素養(yǎng)。其中只有后者與米勒的測(cè)試有直接關(guān)系。
PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試仍然采用了與米勒類似的三維結(jié)構(gòu)體系,但闡述得更為清楚。PISA報(bào)告指出:科學(xué)素養(yǎng)是指,在科學(xué)技術(shù)極大地影響著人們的生活的條件下,科學(xué)地思考問(wèn)題的能力。這種素養(yǎng)包括理解科學(xué)概念并運(yùn)用科學(xué)觀念的能力[7]。
第一維:科學(xué)概念(scientificconcepts)。指為了理解自然界及其由于人類的活動(dòng)所導(dǎo)致的變化,學(xué)生們需要掌握一系列基本的科學(xué)概念,這些概念涉及物理、化學(xué)、生物科學(xué)、地球與空間科學(xué)等學(xué)科。
第二維:科學(xué)過(guò)程(scientificprocesses)。PISA考察學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)及對(duì)科學(xué)過(guò)程的了解。要求學(xué)生有獲取證據(jù)、解釋證據(jù)和運(yùn)用證據(jù)的能力。具體講,考察5個(gè)方面的過(guò)程:①辨識(shí)科學(xué)問(wèn)題;②識(shí)別證據(jù);③得出結(jié)論;④交流或傳播這些結(jié)論;⑤用演示表明自己對(duì)科學(xué)概念的理解。除了最后一條,其余幾條并不直接要求具體的科學(xué)知識(shí)。當(dāng)然,其他過(guò)程嚴(yán)格說(shuō)也不是與“科學(xué)”內(nèi)容無(wú)關(guān)的。
第三維:科學(xué)境況(scientificsituations)。科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試想了解的主要是日常生活中涉及的科技問(wèn)題或科技事務(wù)與人們的關(guān)系。2000年的測(cè)試主要涉及3個(gè)方面:生活與健康中的科學(xué);地球與環(huán)境中的科學(xué);技術(shù)中的科學(xué)[7]。
二、公民科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)試
以一種方便有效的辦法真正測(cè)試這三維,是相當(dāng)困難的,問(wèn)卷極難設(shè)計(jì),特別是針對(duì)后兩維。據(jù)我們考察,米勒在實(shí)際測(cè)試的問(wèn)卷上也沒有真正反映他的理論構(gòu)想,中國(guó)歷次的測(cè)試中針對(duì)后兩維的試題設(shè)計(jì)也有明顯不足。OECD的實(shí)際測(cè)試采用的主要是塞麥爾維斯(IgnazSemmelweis,1818~1865)日記中的段落,而采用這個(gè)例子大概受到了著名科學(xué)哲學(xué)家亨普爾的《自然科學(xué)的哲學(xué)》一書的影響,亨普爾講述那個(gè)例子主要根據(jù)的是辛克萊的《塞麥爾維斯:他的生活和學(xué)說(shuō)》(1909)一書。OECD1999年的一份研究報(bào)告《測(cè)度學(xué)生的知識(shí)和技能:一個(gè)新的評(píng)估框架》詳細(xì)闡述了PISA科學(xué)素養(yǎng)評(píng)估的潛在概念框架。
現(xiàn)有的測(cè)試方案對(duì)于科學(xué)的社會(huì)運(yùn)作(涉及后兩維),并沒有給出很好的測(cè)試題目。這方面的測(cè)試應(yīng)當(dāng)主要考察人們對(duì)“大科學(xué)”時(shí)代“同行評(píng)議”、“科學(xué)激勵(lì)機(jī)制”等制度安排的了解,這也是未來(lái)科學(xué)傳播的重點(diǎn)。基于此,我們可以提出自己的科學(xué)素養(yǎng)體系及相關(guān)的測(cè)試方案,重點(diǎn)加強(qiáng)科學(xué)社會(huì)學(xué)的內(nèi)容,更好地反映科學(xué)—社會(huì)—個(gè)人之間復(fù)雜的互動(dòng)關(guān)系。初步的設(shè)想仍然是三維:①科學(xué)概念維;②科學(xué)(內(nèi)在)過(guò)程維(對(duì)應(yīng)科學(xué)哲學(xué));③科學(xué)(外在)運(yùn)作維(對(duì)應(yīng)科學(xué)社會(huì)學(xué)、科學(xué)傳播學(xué)等)。這需要一系列經(jīng)過(guò)良好試測(cè)的試題作為支持。
人類社會(huì)發(fā)展到現(xiàn)在,積累了大量的科學(xué)知識(shí),涉及許多學(xué)科,其中的知識(shí)可以說(shuō)是海量的,終生也學(xué)不完。但是,這些知識(shí)中有一些是基本的、對(duì)每個(gè)人差不多都是重要的,或者說(shuō)應(yīng)當(dāng)知道的。
對(duì)第一維的測(cè)度,應(yīng)當(dāng)把握一個(gè)基本原則:不是多多益善。大量科學(xué)知識(shí)是相當(dāng)專門化的;大量知識(shí)更新速度很快,即現(xiàn)在看來(lái)很準(zhǔn)確,不久后就會(huì)過(guò)時(shí)甚至成為謬誤;擁有更多的知識(shí),在相當(dāng)程度上不說(shuō)明問(wèn)題,還要看這些知識(shí)的時(shí)空分布狀況等。對(duì)于測(cè)試而言,要求公眾掌握的是有一定時(shí)效性的、通用的、各學(xué)科均有分布的、難度適當(dāng)?shù)闹R(shí)(包括事實(shí)、原理)。
科學(xué)素養(yǎng)包括許多內(nèi)容,一般來(lái)說(shuō)不容易簡(jiǎn)單地概括為幾個(gè)方面。《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》中認(rèn)為,“科學(xué)素養(yǎng)包括數(shù)學(xué)、技術(shù)、自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等許多方面,這些方面包括:熟悉自然界,尊重自然界的統(tǒng)一性;懂得科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)互相依賴的一些重要方法;了解科學(xué)的一些重大概念和原理;有科學(xué)思維的能力;認(rèn)識(shí)到科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)是人類共同的事業(yè),認(rèn)識(shí)它們的長(zhǎng)處和局限性。同時(shí),還應(yīng)該能夠運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和思維方法處理個(gè)人和社會(huì)問(wèn)題。”[9]在這種理解中,采用了科學(xué)的廣義用法,科學(xué)一詞包含數(shù)學(xué)、自然科學(xué)(物理、化學(xué)、生物學(xué)等)、社會(huì)科學(xué)等,而狹義的用法中科學(xué)只指自然科學(xué)。在OECD的PISA項(xiàng)目中,科學(xué)也只指自然科學(xué),在那里分別考慮數(shù)學(xué)素養(yǎng)和自然科學(xué)素養(yǎng)。
無(wú)論按廣義的理解還是狹義的理解,科學(xué)都是十分復(fù)雜的,科學(xué)素養(yǎng)也都包含許多相互聯(lián)系的方面。自米勒始,為了測(cè)試方便,人們常常將科學(xué)素養(yǎng)簡(jiǎn)化為三個(gè)維度。但是這三個(gè)維數(shù)與數(shù)學(xué)上的三維是不同的。數(shù)學(xué)上講的三維,彼此是獨(dú)立的,而這里僅僅是借用“維度”的概念,是一種比喻的說(shuō)法。科學(xué)素養(yǎng)的三維之間有著內(nèi)在的復(fù)雜關(guān)聯(lián)。
在通常的認(rèn)識(shí)中,三維素養(yǎng)呈現(xiàn)正相關(guān)變化,即第一維測(cè)試的數(shù)值越高,則第二維第三維測(cè)試的數(shù)值也高,反之亦然。籠統(tǒng)講,這不算太錯(cuò),但不準(zhǔn)確。細(xì)致分析,其中會(huì)存在反相關(guān)的情況。假定測(cè)試結(jié)果大致反映了實(shí)際的情況,針對(duì)不同的人群或者個(gè)體,完全有可能對(duì)于第一維測(cè)試的數(shù)值高,而對(duì)于第二第三維反而很低,也可能存在另一種情況,即第二第三維數(shù)值高,而第一維相對(duì)較低。這種可能性特別值得指出來(lái)。它的含義是,對(duì)科學(xué)事實(shí)的了解,不等于對(duì)科學(xué)過(guò)程、科學(xué)本性、科學(xué)的社會(huì)與境的了解。
隨著科學(xué)本身的復(fù)雜化,科學(xué)傳播過(guò)程日益復(fù)雜化。三個(gè)維度的科學(xué)傳播之間可能還存在一種新情況:即相互沖突。英國(guó)科學(xué)技術(shù)辦公室(OST)與威爾康信托基金(WT)2001年報(bào)告指出,科學(xué)傳播系統(tǒng)中的不同主體(players)之間,關(guān)于向公眾傳播什么、為什么傳播和怎么傳播等,會(huì)存在一定的張力。試圖傳播關(guān)于科學(xué)的確定的“事實(shí)”的欲望,與試圖傳播科學(xué)之運(yùn)作過(guò)程的需求之間,可能相互沖突[10]。前者力圖提供相對(duì)簡(jiǎn)化而明確的科學(xué)信息,而后者試圖讓公眾明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的接連不斷地提問(wèn)題的過(guò)程,即關(guān)于科學(xué)本身也要不斷地問(wèn)為什么。前者強(qiáng)調(diào)信,后者強(qiáng)調(diào)知。“更好地理解科學(xué)的過(guò)程是重要的,如果非科學(xué)家試圖搞明白被接受的理解如何可能被過(guò)高估計(jì),以及新的解釋和結(jié)果是如何領(lǐng)先的。這樣,當(dāng)新發(fā)現(xiàn)被宣布時(shí),可以防止科學(xué)和科學(xué)家受到冷落,也會(huì)防止所謂的新發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生誤導(dǎo)作用[10]。
這就自然引出科學(xué)傳播的兩類不同模型。一類是傳統(tǒng)的欠缺模型(deficientmodel,也譯作缺失模型),它是自上而下向群眾教授科學(xué)的模型(這個(gè)模型相當(dāng)有效,但也有一些問(wèn)題);另一類是介入模型、與境模型、民主模型、對(duì)話模型(這個(gè)模型聽起來(lái)十分動(dòng)聽,但操作起來(lái)有相當(dāng)?shù)睦щy)等。
威爾康信托基金1998年的研究表明,非專家不需要了解一大堆科學(xué)的細(xì)節(jié)才能夠討論科學(xué)的社會(huì)與倫理問(wèn)題[10]。因?yàn)榭茖W(xué)是高度分科的,就某一學(xué)科或者專門問(wèn)題,確實(shí)存在專家與非專家之嚴(yán)格分界,但就整個(gè)科學(xué)而言,很難說(shuō)誰(shuí)是專家誰(shuí)是非專家。比如,院士是科學(xué)家,是在某一專門領(lǐng)域有很高成就的科學(xué)家。通常人們以為他們對(duì)于科學(xué)的任何事物都是專家,即不僅僅是在他擅長(zhǎng)的那個(gè)領(lǐng)域是專家而且也是其他領(lǐng)域的專家。這當(dāng)然是沒有根據(jù)的,雖然一些院士知識(shí)面很廣,但仍然得不出院士比普通人對(duì)其他學(xué)科了解得更多。比如陳景潤(rùn)是數(shù)學(xué)中數(shù)論領(lǐng)域的專家,他對(duì)物理學(xué)、對(duì)社會(huì)科學(xué)可能就比較外行,甚至不如普通的文科大學(xué)生及普通市民。這也非常正常。
在科學(xué)的社會(huì)與境一維,更多涉及情感和價(jià)值觀。公眾與科學(xué)家更站在幾乎相近的平臺(tái)上。科學(xué)家群體可能更傾向于維護(hù)科學(xué)共同體的利益,而公眾可能更關(guān)心自身的利益,他們對(duì)同一個(gè)問(wèn)題的看法可能相差很遠(yuǎn),也不能簡(jiǎn)單地稱科學(xué)家的判斷更客觀、更合理。這時(shí)需要對(duì)“合理性”制定標(biāo)準(zhǔn),而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)的,隨著時(shí)代的不同也會(huì)有變化。
三、現(xiàn)有測(cè)試方案關(guān)于第二和第三維的處理及其問(wèn)題
科學(xué)素養(yǎng)定義中包括了非常廣泛的內(nèi)容,也因而給進(jìn)一步的界定和實(shí)際的測(cè)度帶來(lái)了一系列復(fù)雜問(wèn)題,其中包括若干理論問(wèn)題沒有解決。米勒的三維體系談?wù)撈饋?lái)非常合理,但極難測(cè)試,實(shí)際上各國(guó)在測(cè)試中也都做了靈活處理,包括米勒本人所做的測(cè)試。第一維涉及的主要是科學(xué)事實(shí)和原理,基本沒有問(wèn)題,但第二第三維問(wèn)題很多。
宏觀上講,第一維涉及的各門自然科學(xué)中的基本知識(shí)和原理;第二維涉及的是科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué);第三維涉及的是科學(xué)社會(huì)學(xué)和STS等。對(duì)于普通公眾,對(duì)于第一維可能還算容易掌握,但對(duì)于第二和第三維就顯得相當(dāng)困難了。即使對(duì)于專門學(xué)習(xí)科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)的學(xué)生,對(duì)相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也有很大差別,一方面屬于較難掌握,另一方面這些學(xué)科、問(wèn)題仍然處于廣泛討論、爭(zhēng)論之中,很難給出唯一能讓大家認(rèn)可的選擇。
米勒對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的理論和實(shí)踐貢獻(xiàn)很大,但是因?yàn)樗皇菍iT從事科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)工作的,他一定程度上低估了后兩維測(cè)試的困難。由此導(dǎo)致的直接后果是:
(1)對(duì)第二維的出題,顯得過(guò)于簡(jiǎn)單,甚至文不對(duì)題,即所出題目并不能實(shí)際反映對(duì)所聲稱的科學(xué)過(guò)程和科學(xué)方法的測(cè)試。
(2)第三維干脆不以客觀題的形式出現(xiàn),不直接計(jì)入科學(xué)素養(yǎng)綜合指標(biāo)的計(jì)算。這相當(dāng)于說(shuō)由原來(lái)的三維簡(jiǎn)化為二維,而兩維也不夠全面,實(shí)際上目前世界各國(guó)所做的測(cè)試只做了一個(gè)半維,即第一維加上第二維的一半。
RichardCarrier坦率地道出了公眾擁有科學(xué)素養(yǎng)的困難性,他于2001年指出:“你可能很吃驚,科學(xué)素養(yǎng)很難獲取也頗難傳播。畢竟,科學(xué)是一種極為復(fù)雜而且精致的事物,只有博聞察驗(yàn)、深思熟慮才能真正理解科學(xué)。人類文明用了數(shù)千年才算明白了它的道理,也許要花更多的時(shí)間才能掌握它。最近的一些著作已經(jīng)揭示了科學(xué)的非同尋常、反直覺和極其麻煩的本性,拒斥了天真的啟蒙觀點(diǎn),啟蒙觀點(diǎn)認(rèn)為科學(xué)不過(guò)是學(xué)科化了(disciplined)的常識(shí)。”[11]
RichardCarrier指出:“在我的研究和隨后的測(cè)試中,‘科學(xué)素養(yǎng)’(scientificliteracy)不是指科學(xué)的內(nèi)容(content),而是指科學(xué)的本性(nature)。科學(xué)內(nèi)容會(huì)鋪天蓋地地涌向公眾。許多科學(xué)事實(shí)是常識(shí):現(xiàn)在大街上的普通人也比古代最有學(xué)識(shí)的人知道更多的科學(xué)事實(shí)。”[11]
的確,這能說(shuō)明什么呢?能說(shuō)明現(xiàn)在的普通人,也比古時(shí)的學(xué)者更理性、更懂得思考、探索?絕對(duì)不是這么回事。另外,如今電視上播出的所謂科學(xué)知識(shí)“闖關(guān)答題競(jìng)賽”,測(cè)試的只是記憶力和條件反射速度。如果讓一位實(shí)驗(yàn)室里成熟的科學(xué)家與一位初中生同臺(tái)對(duì)陣,按現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn),很可能那個(gè)初中生獲勝,這能說(shuō)明他更懂科學(xué)、更懂科學(xué)方法,更具有科學(xué)素養(yǎng)嗎?一些電視臺(tái)以科學(xué)的名義所做的東西,一定程度上有令觀眾弱智化的傾向,對(duì)一個(gè)問(wèn)題所提供的標(biāo)準(zhǔn)答案,實(shí)際上是對(duì)科學(xué)問(wèn)題做了極端的簡(jiǎn)化,在不列出前提條件的情況下魯莽地下結(jié)論。以那種方式傳播科學(xué),實(shí)際上等于歪曲科學(xué),是提高真正的科學(xué)素養(yǎng)的一種反向作用,即它甚至能夠降低人們本來(lái)可能具有的一點(diǎn)點(diǎn)本能的懷疑精神、探索求證精神,即降低原有的科學(xué)素養(yǎng),對(duì)科學(xué)產(chǎn)生更大的誤解。
科學(xué)的本性,是科學(xué)哲學(xué)專門探討的問(wèn)題,也很難理解的。根據(jù)Carrier,自然科學(xué)的本性有許多方面,但至少包括如下7個(gè)方面:①科學(xué)的結(jié)論是暫時(shí)性的;②科學(xué)是一種以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的信念(ScienceisanEmpirical“Faith”);③科學(xué)不是指某種單一的方法;④實(shí)驗(yàn)是一種目標(biāo)導(dǎo)向的科學(xué)觀察形式;⑤科學(xué)理論是對(duì)科學(xué)事實(shí)的說(shuō)明;⑥科學(xué)定律是對(duì)自然行為的描述;⑦科學(xué)是一種創(chuàng)造性事業(yè)。[11]
現(xiàn)在許多國(guó)家采用的測(cè)試中,有兩道測(cè)試科學(xué)方法的試題,實(shí)際上它們是推理題。
“208.科學(xué)家想知道一種治療高血壓的新藥是否有療效。在以下的方法中,您認(rèn)為哪一種方法最正確?1.給1000個(gè)高血壓病人服用這種藥,然后觀察有多少人血壓有所下降。2.給500個(gè)高血壓病人服用這種藥,另外500個(gè)高血壓病人不服用這種藥,然后觀察兩組病人中各有多少人的血壓有所下降。3.給500個(gè)高血壓病人服用這種藥,另外500個(gè)高血壓病人服用無(wú)效無(wú)害、外形相同的安慰劑,然后觀察兩組病人中各有多少人的血壓有所下降。4.不清楚。”[3]
這是一個(gè)改進(jìn)后的試題。原來(lái)的試題選項(xiàng)中意欲的答案是2,當(dāng)時(shí)沒有選項(xiàng)3,也沒有選項(xiàng)4。應(yīng)當(dāng)說(shuō),這一改進(jìn)是必要的。但是,這類醫(yī)藥檢驗(yàn)方面的試題仍然可以找到許多不嚴(yán)格的地方。這類題從正面補(bǔ)充,總是很難自圓其說(shuō)。但是,公眾科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試并非要求只從正面測(cè)試人們對(duì)科學(xué)的理解。正如,邏輯經(jīng)驗(yàn)論者從正面證明科學(xué)的合理性、尋求科學(xué)劃界問(wèn)題的解答通常不成功,但也可以反過(guò)來(lái)思考,如波普爾不是從證實(shí)而是從證偽的角度考慮,模棱兩可的情況就好辦一些。
“H02某藥廠欲測(cè)試兩種感冒藥的療效,3個(gè)患感冒者自愿測(cè)試。第1個(gè)人只吃A藥,第2個(gè)人只吃B藥,第3個(gè)人只吃一種安慰劑C。經(jīng)過(guò)3天的吃藥測(cè)試,第2個(gè)人痊愈,另兩個(gè)則仍然處于感冒狀態(tài)。請(qǐng)問(wèn)下面的陳述哪個(gè)結(jié)論是較合理的?1.第2個(gè)人身體素質(zhì)好。(1分)2.A療效好。(0分)3.B療效好。(3分)4.無(wú)法判斷。(10分)5.不知道。(0分)”
這里,選項(xiàng)4是意欲中的答案,因?yàn)闃颖緮?shù)太少,如此簡(jiǎn)單的測(cè)試不能說(shuō)明關(guān)于醫(yī)藥療效方面如此復(fù)雜的問(wèn)題,實(shí)際的情況可能是:A可能比B好,B也可能比A好,兩者也可能都無(wú)效,甚至兩者都可能有反作用。這道題當(dāng)然設(shè)置了陷阱,3選項(xiàng)好像是正確的,在日常生活中人們也通常是這樣判斷的,比如比較兩種感冒藥的好壞。某次家人吃A,很快就好了,某次吃B,好久也沒好。于是得出A比B好。其實(shí)很難說(shuō),情況可能非常復(fù)雜。特別是感冒病毒幾乎每次都不同,人們患病程度也可能不同。百姓日常生活中的對(duì)待藥物的態(tài)度,可能不夠科學(xué),此題恰好可以測(cè)試出其間的差別。此題給分也可以模糊處理,比如選擇1給1分,選擇2和5給0分,選擇3給3分,選擇4給10分。注意,試題中用語(yǔ)是“哪個(gè)結(jié)論是較合理的”,沒有問(wèn)“哪個(gè)結(jié)論是科學(xué)的”。回答1或3是不科學(xué)的,但現(xiàn)實(shí)中有一定的合理性,因此可以給一定的分?jǐn)?shù)。選項(xiàng)1雖然無(wú)法直接推出,但有相當(dāng)?shù)暮侠硇裕o1分。選項(xiàng)2雖然在科學(xué)意義上有成立的可能性,但現(xiàn)實(shí)中這種回答是荒唐的,無(wú)法從題目中直接推出,因此給0分。選項(xiàng)3,似乎直接可從題目中推出、現(xiàn)實(shí)中多數(shù)人也會(huì)如此推斷,但不夠科學(xué),給3分。
之所以給錯(cuò)誤的“回答3”以還算高的分?jǐn)?shù)3,有這樣的考慮:①它與題目中的條件相符,有一定的現(xiàn)實(shí)合理性,雖然是科學(xué)上錯(cuò)誤的;②它比其它回答畢竟有相當(dāng)大的差別;③這是一個(gè)陷阱題,有的人細(xì)心考慮可能會(huì)選擇4,但由于不小心或者不了解命題者的動(dòng)機(jī),可能誤選了3,為避免與選擇4所得分?jǐn)?shù)相差太多,故給3一定的分值;④減少因?yàn)橛眉冞壿嬐茢嗍址ǘx擇4所造成的不真實(shí)所帶來(lái)的分值差。有的人可能善于分析命題者的動(dòng)機(jī),從分析5個(gè)選項(xiàng)角度,有可能故意選擇4。
但是值得說(shuō)明一下的是,經(jīng)常采用的兩個(gè)測(cè)試題本身并不真正涉及“經(jīng)驗(yàn)科學(xué)”的內(nèi)容,即不直接屬于經(jīng)驗(yàn)科學(xué)。所謂的經(jīng)驗(yàn)科學(xué)就是指人們平時(shí)所講的狹義的自然科學(xué)。“經(jīng)驗(yàn)科學(xué)”與“形式科學(xué)”合起來(lái)共同構(gòu)成我們平時(shí)講的廣義的“科學(xué)”。如果要測(cè)試科學(xué)方法的話,更重要的是測(cè)試經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的方法。現(xiàn)有的測(cè)試中的不足之處也在這個(gè)地方。OECD的測(cè)試采用了塞麥爾維斯的案例,同時(shí)設(shè)計(jì)了一組問(wèn)題[12]。這樣做確實(shí)反映了實(shí)際的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程、對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)的理解等。應(yīng)當(dāng)說(shuō)OECD關(guān)于科學(xué)方法的測(cè)試要明顯優(yōu)于米勒的做法。OECD此測(cè)試題的缺點(diǎn)是,敘述較復(fù)雜,答題者需要耐心和判斷力。OECD測(cè)試的對(duì)象是在校的即將完成義務(wù)教育的15歲的學(xué)生,他們的素質(zhì)平均起來(lái)應(yīng)當(dāng)是較好的。這也提出一個(gè)問(wèn)題:對(duì)于文化素質(zhì)不高的人,如何測(cè)試其對(duì)科學(xué)方法的理解程度?
第三維測(cè)試的是人們對(duì)科學(xué)技術(shù)的態(tài)度和看法。這方面的內(nèi)容顯得越來(lái)越重要,是未來(lái)此類調(diào)查中最核心的部分,因?yàn)榇祟愓{(diào)查一方面想了解公眾對(duì)科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法掌握的程度,另一方面想知道公眾對(duì)當(dāng)前的科技有什么樣的看法。后者更顯得關(guān)鍵,這些看法對(duì)于制定公共政策有重要參考意義,也是從事科普、科學(xué)傳播必須關(guān)注的問(wèn)題。
關(guān)于第三維,中國(guó)科協(xié)的測(cè)試中設(shè)計(jì)了一個(gè)大題,大題下面包括許多有趣的小題,題目尚好。但據(jù)說(shuō),在中國(guó)的實(shí)際計(jì)算中,這道題的得分并不計(jì)入實(shí)際的平均科學(xué)素養(yǎng)值的計(jì)算。因?yàn)闅v次調(diào)查均沒有詳細(xì)說(shuō)明平均值是如何計(jì)算出來(lái)的,與每道小題的關(guān)系如何,人們也就無(wú)法作進(jìn)一步的評(píng)論。其實(shí),具體的算法應(yīng)當(dāng)是透明的,也只有這樣,人們才能核對(duì)其計(jì)算的準(zhǔn)確性,其他人才能夠也做類似的調(diào)查并作對(duì)比研究。特別是由國(guó)家公共資金資助的調(diào)研項(xiàng)目,應(yīng)當(dāng)以某種形式公開、部分公開或者通過(guò)內(nèi)部報(bào)告發(fā)表其調(diào)研的具體方法、計(jì)算方法和程序。
此道題的優(yōu)點(diǎn)是多方面的,不必再專門講述。不足之處在于,沒有在宏觀層面上大致反映出當(dāng)代大科學(xué)的社會(huì)運(yùn)行。公民理解科學(xué)的一個(gè)重要方面是,在現(xiàn)代條件下,科學(xué)是如何組織起來(lái)的,它們?nèi)粘J侨绾芜\(yùn)作的,科學(xué)成果是如何發(fā)表和確認(rèn)的,科學(xué)家是如何申請(qǐng)和運(yùn)用研究基金的。在此一系列過(guò)程中,“同行評(píng)議”是十分關(guān)鍵的。中國(guó)大量的“民間科學(xué)愛好者”的出現(xiàn),就與此有關(guān)。據(jù)我們了解,社會(huì)公眾普遍不了解科學(xué)是如何運(yùn)作的。對(duì)此方面的不了解程度要甚于對(duì)科學(xué)知識(shí)的了解程度,甚至也不如對(duì)科學(xué)方法的了解。
四、細(xì)致分析大科學(xué)時(shí)代科學(xué)的本性是做好公民科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試的前提
科學(xué)早已不是二戰(zhàn)前或19世紀(jì)以前的那種小科學(xué)。當(dāng)代科學(xué)是一項(xiàng)重要的社會(huì)建制,是與國(guó)家行為、國(guó)計(jì)民生息息相關(guān)的龐大事業(yè),與政治、經(jīng)濟(jì)、文化密切相關(guān),其中滲透了社會(huì)的各個(gè)因素。在當(dāng)前時(shí)代,僅僅從認(rèn)知的角度理解科學(xué),是顯然不夠的。對(duì)國(guó)家、對(duì)每一個(gè)人,科學(xué)不僅僅是一種認(rèn)知活動(dòng)。但是依據(jù)傳統(tǒng)的科學(xué)觀,人們習(xí)慣于只從認(rèn)知的角度理解科學(xué),這種想法也在公民科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試過(guò)程中有所表現(xiàn)。一項(xiàng)反映時(shí)代狀況的有水準(zhǔn)的測(cè)試,應(yīng)當(dāng)反映學(xué)術(shù)研究在半個(gè)多世紀(jì)內(nèi)的重大進(jìn)展,把其中的一部分吸收過(guò)來(lái),因此科學(xué)史的一些新結(jié)果和新理論、科學(xué)哲學(xué)在20世紀(jì)后半葉的進(jìn)展(關(guān)于觀察與理論、科學(xué)事實(shí)的建構(gòu)性,科學(xué)說(shuō)明、科學(xué)還原與統(tǒng)合等)、科學(xué)社會(huì)學(xué)(經(jīng)典學(xué)派與SSK)的新探索等,都應(yīng)當(dāng)有一定程度的體現(xiàn)。即使不直接體現(xiàn)出來(lái),也要對(duì)此有所關(guān)注,正視這些學(xué)術(shù)的進(jìn)展。但可惜的,無(wú)論我國(guó)的工作還是米勒的工作,都顯得對(duì)這些進(jìn)展比較麻木,這也許與當(dāng)事人的背景有關(guān)。作為初始嘗試,這些都沒有太大關(guān)系,事情總得啟動(dòng)起來(lái),再一步一步改進(jìn)。問(wèn)題是,多年過(guò)去了,研究工作沒有跟上去。
公民科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試題要反映當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會(huì)學(xué)的進(jìn)展,充分利用它們的成果,通過(guò)專項(xiàng)研究,提供一套或多套合格的測(cè)試題。此工作是相當(dāng)復(fù)雜的,其復(fù)雜性在于:①摘取知識(shí)中的核心知識(shí)涉及一定的價(jià)值判斷和隨意性;②學(xué)術(shù)界關(guān)于許多重要論題長(zhǎng)期以來(lái)就在爭(zhēng)論,如何從爭(zhēng)論中提取大家共同認(rèn)可的觀念?③如何把學(xué)術(shù)性的內(nèi)容通俗化,變成可用于測(cè)試的具體題目,同時(shí)還保持了敘述的準(zhǔn)確性?這三個(gè)環(huán)節(jié)在目前的測(cè)試實(shí)踐中均沒有認(rèn)真考慮,國(guó)際上也如此。
中國(guó)的科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試要堅(jiān)定地吸收米勒開創(chuàng)的三維模型,在此基礎(chǔ)上發(fā)展出一套適合中國(guó)國(guó)情的簡(jiǎn)化的測(cè)試方案。具體講有如下基本設(shè)想:
(1)公民科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試是想通過(guò)一系列試題,了解中國(guó)公眾對(duì)科學(xué)的了解程度。(2)這種了解包括3個(gè)大的方面:科學(xué)知識(shí);科學(xué)方法和過(guò)程;科學(xué)的社會(huì)運(yùn)作及影響。上述3個(gè)方面同等重要,在測(cè)試題的分值安排上基本上做到1﹕1﹕1。(3)測(cè)試題總量不宜過(guò)大或者過(guò)小,而且要方便被測(cè)者答題。題目應(yīng)當(dāng)均為正誤判斷題,共計(jì)60小題,每題基本上是一句話的篇幅。(4)此難度需要反復(fù)試驗(yàn),要與中國(guó)國(guó)情聯(lián)系在一起,在各地做一些試驗(yàn)性測(cè)試。試題要有一定的穩(wěn)定性,要與當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)科學(xué)的整體趨勢(shì)相一致。至少10年不要做根本性的改變。試題應(yīng)當(dāng)有良好的區(qū)分度,能夠反映中國(guó)公眾各個(gè)層次之間有差異。
有幾點(diǎn)附帶的說(shuō)明:①測(cè)試的難點(diǎn)在于,對(duì)于后兩維,很難出題。②試題的形式要整齊,不必與國(guó)際的做法完全一樣。國(guó)際對(duì)比是一方面,更重要的是國(guó)內(nèi)自身對(duì)比。解決這個(gè)矛盾的辦法是,不妨同時(shí)做兩套調(diào)查,一套嚴(yán)格按國(guó)際規(guī)范,一套按中國(guó)國(guó)情做,兩者可以不直接相關(guān)(總的趨勢(shì)相關(guān),但側(cè)重點(diǎn)、區(qū)分度肯定不同)。③為便于統(tǒng)計(jì),為使算法簡(jiǎn)明,各地方各部門可自行進(jìn)行局部調(diào)查,試題形式統(tǒng)一,分值統(tǒng)一。④試題需要反復(fù)做試驗(yàn)性的測(cè)試,這需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。
公民科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)是科學(xué)傳播第二階段“公眾理解科學(xué)”框架下的“缺失模型”,許多測(cè)試?yán)щy也與此模型的局限有關(guān)[13-16]。從廣義的科學(xué)傳播角度看以及從當(dāng)代科學(xué)日益分化的局勢(shì)看,不但存在公眾理解科學(xué)的問(wèn)題,也廣泛存在科學(xué)家理解科學(xué)甚至院士理解科學(xué)的問(wèn)題。著名學(xué)者哈丁甚至提出第二種“科盲”(scientificilliteracy)的概念[17]。許多科學(xué)家固然不是第一意義上的科盲,卻是第二種意義上的科盲。于是,誰(shuí)最了解科學(xué)成了一個(gè)大問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題沒有簡(jiǎn)明的答案。專家通常只對(duì)科學(xué)的某一個(gè)局部細(xì)節(jié)非常了解,而對(duì)橫向上的其他學(xué)科非常陌生,對(duì)科學(xué)的歷史進(jìn)程及社會(huì)運(yùn)作也可能不甚了解。這也透露了科學(xué)傳播的一種發(fā)展思路,通向“對(duì)話模型”可能是不可避免的,這不僅是民主的要求,也是客觀現(xiàn)實(shí)的要求。
參考文獻(xiàn):
[1]李大光.科學(xué)素養(yǎng)的不同觀點(diǎn)和研究方法,見“無(wú)用”的科學(xué)[C].福州:福建教育出版社,2002:129-144.
[2]張曉芳.PUS研究的兩種思路[J].自然辯證法研究,2004,20(7):55-60,93.
[3]中國(guó)科普研究所.中國(guó)公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查培訓(xùn)資料[Z].中國(guó)科普研究所,2003.
[4]中國(guó)科普研究所.中國(guó)科普?qǐng)?bào)告[M].北京:科學(xué)普及出版社,2002.
[5]翟杰全.讓科技跨越時(shí)空:科技傳播與科技傳播學(xué).北京:北京理工大學(xué)出版社,2002.
[6]TrefilJ.Scientificliteracy,annalsoftheNewYorkacademyofsciences,inflightfromscienceandreason[C],editedbyPaulR.Gross,N.Levitt&M.W.Lewis,1996(775):543-550.
[7]MillerJD.Towardascientificunderstandingofthepublicunderstandingofscienceandtechnology[J].PublicUnderstandingofScience,1992(1):22-26.
[8]MillerJD.ThemeasurementofcivicscientificLiteracy[J].PublicUnderstandingofScience,1998,7:203-223.
[9]美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì).面向全體美國(guó)人的科學(xué)[M].北京:科學(xué)普及出版社,2001.
[10]OfficeofScienceandTechnologyandtheWellcomeTrust.Scienceandthepublic:areviewofsciencecommunicationandpublicattitudestowardscienceinBritain[J].PublicUnderstandingofScience,2001,10:315-330.
[11]CarrierR.Testyourscientificliteracy[EB/OL].(2001)[2005-11]./library/modern/richard_carrier/SciLit.html.
[12]OECD.Knowledgeandskillsforlife:firstresultsformtheOECDprogrammeforinternationalstudentassessment(PISA)2000[R].PrintedinFrance,2001.
[13]BodmerW,WilkinsJ.Researchtoimprovepublicunderstandingprogrammes[J].PublicUnderstandingofScience,1992,1:07-10.
[14]LewensteinBV.Editorial:adecadeofpublicunderstanding[J].PublicUnderstandingofScience,2002,11:1-4.
二、如何在初三復(fù)習(xí)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)
1注重“雙基”,為提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)夯實(shí)基礎(chǔ)
近幾年來(lái)各地的新課改都在以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨。在許多的中考試題都在圍繞提高敘事的科學(xué)素養(yǎng),注重了以“雙基”為載體,通過(guò)態(tài)度、觀點(diǎn)、方法、情感及現(xiàn)實(shí)生活中重大化學(xué)問(wèn)題進(jìn)行“包裝”,重點(diǎn)考查能力,特別是對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑿畔⒌牟杉吞幚砟芰Α⒅R(shí)的遷移能力、自學(xué)能力的考查。因此在復(fù)習(xí)過(guò)程中通過(guò)搞好“雙基”來(lái)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是一種可行的途徑。通過(guò)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)能力的培養(yǎng),可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在化學(xué)復(fù)習(xí)中要讓學(xué)生牢牢撐握“雙基”,特別要注重前后知識(shí)的聯(lián)系并重視化學(xué)實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究和理解書中的理論。
2利用好試題,在知識(shí)的應(yīng)用過(guò)程中養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度和方法
2.重視異常現(xiàn)象或數(shù)據(jù),培養(yǎng)科學(xué)探究精神。
讓“異常”現(xiàn)象合理、恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮應(yīng)有的教育作用[5]。把化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“意外”變成教學(xué)資源,是提高學(xué)生思維分析能力的捷徑。在實(shí)驗(yàn)中由于受各種因素的影響,會(huì)出現(xiàn)與學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知相矛盾的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。案例:學(xué)生們已經(jīng)掌握“酸遇酚酞不變色,堿遇酚酞變紅色”,但是,在一次實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液遇酚酞先變紅后褪成無(wú)色了。這種“異常”情況的出現(xiàn),正是教師為學(xué)生的思維留有一定空間,培養(yǎng)學(xué)生求知欲和進(jìn)行科學(xué)探索的良好時(shí)機(jī)。是書本知識(shí)有問(wèn)題嗎?是哪種試劑出了問(wèn)題嗎?還是……?此時(shí)教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極分析和思考,查找資料尋找原因,幫助他們認(rèn)真分析。學(xué)生提出種種假設(shè),再一一驗(yàn)證假設(shè),最終發(fā)現(xiàn)堿的濃度與顏色變化的關(guān)系,同樣用定量概念也可以很容易地解釋這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)理論與事實(shí)發(fā)生矛盾時(shí)正是實(shí)現(xiàn)理論創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新的良好契機(jī),科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“異常”往往是重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的源泉,這種“異常”是學(xué)生創(chuàng)新和發(fā)展的源泉和動(dòng)力。
3.故意犯錯(cuò),巧設(shè)陷阱。
老師是權(quán)威的化身,是真理的代言人,學(xué)生對(duì)老師是懷著無(wú)比崇拜的心情的。那么老師是不是不能犯錯(cuò)呢?犯錯(cuò)是否就有損于老師的光輝形象呢?案例:人教版九年級(jí)化學(xué)2012年6月第1版92頁(yè)用紅磷燃燒驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律這個(gè)實(shí)驗(yàn),先用連接橡膠塞的玻璃管取黃豆粒大的紅磷,安裝回錐形瓶后調(diào)節(jié)天平平衡;然后取下玻璃管,將紅磷燃著后迅速插回錐形瓶,紅磷燃燒結(jié)束后,天平仍保持平衡。這時(shí)細(xì)心的同學(xué)就有問(wèn)題了:“這個(gè)實(shí)驗(yàn)有問(wèn)題!這個(gè)反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒!”師問(wèn):“怎么會(huì)呢?天平仍然保持平衡啊!”細(xì)心的同學(xué):“紅磷在錐形瓶外被點(diǎn)燃,雖然迅速被放回了錐形瓶,但是肯定會(huì)有少量的損失,而且開始還與瓶外的氧氣發(fā)生了反應(yīng),所以早已破壞了反應(yīng)前后的反應(yīng)體系,而天平仍保持平衡可能是誤差太小,天平不能分辨。”接下來(lái)的一番討論大家又分析了天平仍然平衡可能的原因。老師這樣的小失誤換來(lái)同學(xué)們積極的思考與精彩的辯論值不值得呢?長(zhǎng)此以往,精心地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)可以激發(fā)學(xué)生思考的小環(huán)節(jié),那么我們的學(xué)生一定會(huì)被造就成有思想、有見地、不人云亦云的智者。
實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)如圖1。具體操作如下:進(jìn)行氣密性檢查后在燒瓶1的底部加入一些固體氫氧化鈉,在針頭處換上裝有濃氨水的針筒,在燒杯1處放PH試紙(紅色石蕊試紙)后,慢慢的把濃氨水注入燒瓶1中,通過(guò)向下排空氣法收集氨氣,若PH試紙變(紅色石蕊試紙)藍(lán)色了(實(shí)驗(yàn)2),說(shuō)明氨氣已經(jīng)收集滿了。然后在燒杯2中滴入酚酞,關(guān)閉止水夾2和止水夾3,把針筒內(nèi)的水打入燒瓶2內(nèi),同時(shí)打開止水夾1,燒杯2中的水迅速上升,在燒瓶2中的尖嘴導(dǎo)管上出現(xiàn)紅色的噴泉現(xiàn)象(實(shí)驗(yàn)1)。最后等噴泉結(jié)束后,在燒瓶1上口的針頭處換上裝有濃鹽酸的針筒,把濃鹽酸打入燒瓶1內(nèi),出現(xiàn)大量白煙(實(shí)驗(yàn)3)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)首先實(shí)現(xiàn)了氨氣的制備、收集和物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的一體化處理,使實(shí)驗(yàn)成功率,可信度更高,讓學(xué)生更真實(shí)地去體驗(yàn)理解氨氣的性質(zhì);同時(shí)操作輕松快捷,現(xiàn)象明顯,課堂耗時(shí)短,非常適合做演示實(shí)驗(yàn);而且兩個(gè)燒瓶一紅一白,有很強(qiáng)的視覺效果,很好地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。最重要的避免了氨氣進(jìn)入空氣中,環(huán)保無(wú)污染,體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想。高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
”在本案例中,首先通過(guò)操作復(fù)雜實(shí)驗(yàn),來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考如何簡(jiǎn)化,通過(guò)合作討論,互通信息,解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)理解上的“信息溝”差距,達(dá)到共同思考共同提高的目的;其次根據(jù)學(xué)生討論結(jié)果和教師引導(dǎo)的方向進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改裝,讓學(xué)生更直觀地把思考和動(dòng)手結(jié)合起來(lái),有效強(qiáng)化學(xué)生的探究意識(shí),促進(jìn)思考方式改變,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的自覺轉(zhuǎn)變,更重要的是通過(guò)改裝,讓學(xué)生明白技能創(chuàng)新和實(shí)踐方法的真正意義所在;同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和個(gè)性特長(zhǎng),良好的實(shí)驗(yàn)興趣是形成良好的科學(xué)品質(zhì)的前提。有了良好的科學(xué)品質(zhì),科學(xué)素養(yǎng)的提高是指日可待的事情了。
2利用化學(xué)史,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)上的人文素養(yǎng)
化學(xué)學(xué)科在發(fā)展過(guò)程中,無(wú)數(shù)研究人員為之付出了艱辛努力,他們的介紹化學(xué)家們的科學(xué)態(tài)度、研究方法、成功或失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),勇于探索、大膽創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度,堅(jiān)持實(shí)踐、百折不擾的科學(xué)精神,既能向?qū)W生展示化學(xué)知識(shí)的“來(lái)龍去脈”,加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解,又可讓他們明白化學(xué)并不枯燥呆板,而是一門不斷發(fā)展的生動(dòng)有趣的學(xué)科。因此,傅鷹教授認(rèn)為化學(xué)史教育是很有必要的,他認(rèn)為“化學(xué)史給人以智慧。”如在學(xué)習(xí)元素周期表知識(shí)時(shí),可介紹元素周期律的發(fā)現(xiàn)史:1862年尚古多的“螺旋圖”1864年邁爾的“六元素表”1869年門捷列夫化學(xué)元素周期律的確立,把化學(xué)元素納入了一個(gè)完整的體系,使化學(xué)進(jìn)入了系統(tǒng)化的階段。從以上的故事中我們可以讓學(xué)生領(lǐng)悟到:科學(xué)和真理是人們?cè)诓粩嘧非蠛吞剿髦兄饾u呈現(xiàn)的,許多科學(xué)家始終堅(jiān)持實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)、鍥而不舍的鉆研精神,獲得了一個(gè)又一個(gè)的重大發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)這些史實(shí)的感受,使學(xué)生體會(huì)人類在追求真理的道路之曲折艱辛,但只要孜孜不倦的不懈努力終會(huì)結(jié)出累累碩果。