提高中学理科教师科学素质的思考

黄金海

摘 要 人的科学素质包括:知识与结构,科学精神,科学方法和解决问题的能力,及相应的创造创新的能力。我国目前科学教育现状不容乐观,中学生的科学素质亟待提高,而肩负提高中学生科学素质的教师的科学素质也亟待提高。本文主张对教师应从10个方面去做相应的培训,以达到最终实现学生科学素质提高的目的。

关键词 科学素质 教师科学素质中学生科学素质 教师培训

一、科学素质

已有的研究表明，对青少年而言，知识固然重要，但更重要的则是某些从小就形成并终身起作用的东西，如对科学敢于探索和创新的勇气，初步的观察和动手能力，正确的思维方式以及实事求是的学风等等。正如物理学家劳厄所说：“重要的不是获得知识，而是发展思维能力，教育无非是一切学过的东西都遗忘掉的时候，所剩下来的东西。”在理科教学中“所剩下来的东西”就是我们平常所说的科学素质。对科学学习和研究所需要的好奇心、科学兴趣、创造意识及相应的观察能力、实践能力、思维能力、动手能力等都需教师在教学中有意识地去加以开发和培养，而这又需要教师对科学素质意义、概念有一定的认识和对科学教育的知识、方法的相应掌握，其中最应明确的就是科学素质概念及意义的认识，那么什么是科学素质呢？其实，人们对科学素质的认识是随着社会的发展而发展，其含义也是不断被丰富拓展和逐步加深的。

1966年，美国的一大批学者根据二战后的二十年间大量的文献调研，较系统和全面的提出了科学素质的六个范畴：

概念性知识：构成科学的主要概念、概念体系或观念。

科学的理智：科学研究的方法论。

科学的伦理：科学所具有的价值标准，即科学研究中科学家的行为规范，又称态度和精神。

科学与社会：科学与政治、经济、产业等社会诸侧面的关系。

科学与人文：科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系。

科学与技术：科学与技术之间的关系及差异。[1]

在国内从上世纪80年代末起，许多研究人员就针对不同的方面提出了科学素质的相应概念，从国内研究者对科学素质的看法中，我们可以寻求得较为统一或一致的看法，那就是科学素质包括：科学知识及结构；科学精神；科学方法；用科学知识解决问题的能力和科学创新、创造能力。

在科学素质中包含有科学知识及结构，这是不言而喻的，因为这是科学素质的基础和可能。更多的科学家和教育理论的研究者也都同意其科学方法应是科学素质的核心之一。更有许多诺贝尔奖获得者把他们跟导师一起学习和创造的时期称为学徒期,“获奖的人大多同意一个论点是,他们学徒期间最不重要的一个方面是从他们的师傅那儿获得实际知识”[2]而是“看他们怎样活动，怎样思考，怎样看待事物……这是学习一种思考方式”[3]。作为科学素质中的核心之一的科学精神，在确定上虽有很多看法，但人们一般认为它应包括：科学态度，科学探索精神，科学道德的认识和行为，科学观及表现等，这是人们对科学价值的认识，也是对追求科学时一种综合的价值标准，而这种科学精神的具备是形成完整科学素质的必备条件。

科学能力应是科学素质的最终体现。除用一般的科学知识解决实际问题以外，最重要的一个方面就是科学能力应体现在能提出问题，这不光是面对繁纷复杂的自然现象应如此，而是面对一切现象都应保持有这种能力，这样科学能力就得到了升华。如果还能在提出问题的基础上不断增强其创新意识，逐渐提高自己的创造能力则科学素质就会有一质的飞跃。

二、我国科技教育现状

（一）公民科学素质现状

从1992年至2007年期间所进行过的数次的中国国民科学素养调查，据2007年调查结果显示：我国公民具备基本科学素质的比例为2.25%，比2003年的1.98%提高了0.27个百分点。调查结果亦显示，2007年了解科学术语的公民比例为18.4%；了解科学观点的比例为33.5%；理解科学方法的比例为6.9%；理解科学与社会之间关系的比例为59.4%。虽然调查结果表明国民的科学素养在逐年提高，但仍存在有不少问题，主要为：一是科学知识素养仍然很低，二是科学方法素质不高，三是科学精神欠缺，此外我国公众在科学思维、科学兴趣等方面也存在不少问题[4]。

（二）中学生科学素质现状

华南师大《中学生科学素质发展研究》课题组所做的调查显示：虽然我国中学生做为一广泛接受科学教育的群体，但在科学知识测试、技能测试以及相应的自然科学知识的学习过程中态度、方式、学习的认真程度，深刻程度等方面均都存在许多问题，中学生对生活中的科学知识缺乏应有的了解，如象早上看日出、人眼看到的太阳位置比实际位置高还是低，夫妻的血型对子女的影响等的问题上得分率均低于0.3。另如技能测试中测量书的厚度的实验，尽管学生都知道测量的方法，但最后没有一个学生能得到正确的结果，再如高中物理测试中要求学生判断一个电表的好坏，在所有学生都懂得使用电流表的情况下，却没有一个人能拿出解决问题的办法。[5]

（三）中小学科学教育现状

有的学者在上世纪80年代中期就指出，大多数中小学的科学教育存在着严重的问题，主要表现为缺乏科学实验，轻视科学方法教育；忽视科学精神教育；科学知识教育效果也不理想。造成这些问题的原因主要有：我国没有经历现代的科学运动，缺乏教育的基础；传统教育思想的影响，重研学轻修行；教育经费少，教育条件差。[6]虽然近年来，人们开始重视科学知识的有效传递，并已开始重视和加强科学方法的教育，但人们又看到科学精神在科学教育中常白白流失掉，许多学生接受了几年科学教育却领悟不到基本的科学精神[7]。

再由于各级各类的考试及考试分数的绝对化，使学生的科学好奇心、科学兴趣、创造意识均被这些片面的评价所涤尽。

三、中学理科教师科学素质对学生的影响

从已有的经验总结和理论分析可知：中学理科教师所具有的科学素质将从下面几个方面对学生科学素质形成产生影响。

（一）广博的科学知识

作为中学理科教师在学生面前首先应是一个掌握较多科学知识的学者，无论在教学中还是在日常生活中，均能以科学的语言解释其现象和原因，由此学生才会效仿，并试着在一切可能的地方用自己所学的科学知识去解释自然和探索自然。教师所具有的知识的广博性还不应限于某一学科，而应以更广阔的眼界将学科知识与大量现象相联系，如象“能量”的知识，就可完全用于化学反应中的分析也可用生物学领域中有关内容的解释，如果教师本人对这方面的知识有所了解，并在教学中有意识去联系，那么这既能对学生的学习知识起一个引导的作用，还符合现在日渐发展的综合课程对教师的要求，因此作为教师应向此方向努力，从一点一滴的相互联系达到更深更广范围的相融。

（二）教师本人的实践能力、实验技能

教师较强的实践能力如：解决实际问题的能力，对生活中一些现象的科学的解释；对一些与物理、化学、生物紧密相关的生产工艺的了解；进行科研的能力及小制作、小发明的能力等都会对学生产生很深的印象，并以教师为榜样进行模仿。另一个和教学实践联系非常紧密的就是学科实验，教师的实验技能水平和在实验中所体现的品质也能对学生产生影响。

“亲其师，信其道”学生只有对教师产生钦佩之情，才能真正愿意去做一些教师让做的事，教师突出的实践能力和娴熟的实验技能易使学生对教师产生钦佩，进而影响他们的兴趣、志向等。因此教师不应放松这方面能力的提高，而应不断加强，使其真正产生效应。

（三）教师对科学的明确态度和对科学精神的弘扬

作为科学的传播者，理科教师也必须对科学有一个态度，也就是说在传播科学知识的过程中对科学本性所要求的价值观念，思想观念，行为准则及道德和思想品质也应有相当了解，并对这些内容有正确的看法和态度。因为教师的看法和态度会对学生产生潜在的影响。但大多数教师并未领悟到这些，在教学中也没有对此给予足够的重视。在理科教学中最容易培养起学生的科学创造精神，求实精神、实践精神及科学的人道主义精神。在许多概念的引入和规律的传授中也要将科学伦理知识贯穿其中，让学生既学到科学知识，又知道科学既可造福人类，但同时也会引发灾难和伦理问题。只有这样科学知识的传授才达到了它的目的，否则只传授科学知识而不让学生体会其科学精神和科学伦理，则只会培养出所谓的“物理人”“化学人”等。他们可能能促进科学的发展，但却不顾其发展有可能带来的恶果，甚至对产生的恶果也会漠然视之。

（四）教师对科学研究过程的了解，相关学科史的了解

教师如能具备相应的科研能力或对科学研究的过程有所了解，同时对自己所任学科的学科发展史有一个大致的了解，这样在进行教学时，就会自觉不自觉地，潜移默化地对学生施加有关这方面的影响，现代课程改革中也强调“学生不仅要学到物理知识的结论，而且应该了解知识产生和发展的过程，了解人类对于自然界的认识是怎样一步一步地深入的，在展开教学内容时，要介绍一些历史背景和物理思想的演化”[8]。这样的提法也正好符合培养学生科学素质的要求。在科学研究的过程中，从提出问题形成假说，设计实验，设计和制作实验仪器到读取数据，巧妙地利用数据得到结论，检验结论等的步骤和方法，如教师在学习概念、规律的过程中有意识地渗透，使学生真正掌握，那对学生来说将获益颇丰，且享受终身。同时也会从科学家的工作中得到启示，增强其创造的信心和进行创造的努力。因此教师积极参与科研和掌握必要的学科发展史知识对学生科学素质的形成具有促进作用。

四、中学理科教师科学素质培训方案

从前所述可知，中学生的科学素质亟待提高，提高的关键并不是传授更多的科学知识，而是要让影响学生科学素质关系最大的教师提高自己的认识和在教学中树立全新的理念，并在教学中有意去为之。美国对多年调查公众科学素质结果的统计分析表明：决定公众科学素质的关键是中学的理科教学。中学是基础教育阶段，文化课包括文科和理科，而上大学后文科学生很少涉及理科内容，所以中学阶段是公众获得较好科学素养的时期[9]。因此重视中学理科教师科学素质的培养也就显得更为重要了。而这种培养完全可纳入正常的教师培训的工作中，只是在进行中学理科教师在职培训课程中再增加或突出其相应内容即可。为此我们提出理科教师科学素质培养方案如下：

（一）培训目的

让中学理科教师清楚地了解理科教师应具有的科学素质的内容，较系统地学习理科教学中涉及到的科学方法，强化和优化理科教师科学素质的结构。明确理科教学中学生应形成的科学素质内容，掌握其促进学生科学素质形成的方法。

（二）培训内容

1、学科系统知识结构：基本原理、基本概念和理论，此部分内容在于让教师居高临下地了解本学科的知识系统和结构。

2、基本知识：自然科学（除本学科以外）、社会科学、人文科学、技术哲学等的简介，此部分内容在于让教师对科学知识的了解具有广博性。

3、方法论：自然科学方法简论，学科中涉及的方法（与科学知识进修统一）。

4、科学道德、品质和科学观（自然观、社会观、辩证唯物主义观）爱国思想、科学精神、科学态度等内容的了解。

5、教学中形成科学观及科学精神的方法和途径（主要通过STS教育；概念和规律教学中的渗透，科学史的介绍等）。

6、科学能力及培养方法树立问题意识，掌握科学研究中的一般方法和过程。明确发现法，研究性学习和探究学习的内容和具体实施的原则。

7、技能（在一般的理科教师培训中均有此内容）

8、获取信息的途径和技能（书籍、报刊电视广播、网络等等）

9、创新（创新意识的树立和创新精神的了解，创新的途径和方法，创新案例的分析及创新、创造、发明间的关系和区别）

10、实践

（1）撰写论文；（2）创造发明；（3）改进制作；（4）叙述原理（新情景下规律的描述）。

我们说现在中学生科学素质的状况将会在很长的时期内影响我国公众的科学素质的水平，以及科学技术的发展和进步，因此不容我们漠视和等待。美国的“2061计划”就是为了使美国当今的儿童——下世纪的主人，能适应2061年哈雷彗星再次临近地球的那个时期科学技术和社会生活的急剧变化而制订和实施的。其根本就是提高国民的科学素质。正如已有人指出的那样：“国民的科学素质将是一切资源中最为重要的资源，也是知识经济时代国民素质中的核心素质。良好的国民素质已成为现代社会健康，高效运行的基本前提。”[10]中学生的科学素质培养既包括科学理论知识的掌握，又包括科学精神、科学方法、科学能力的培养，而处于学生科学素质核心地位的科学精神、方法和能力的形成又是学生去进一步学习、研究和探索发展的保证，要实现这一目的就要让我们的教师既具有较高的科学素质，又具有促进学生科学素质提高的能力和方法才可以，所以理科教师科学素质的培养应及早纳入培训计划。

参考资料

[1]常生龙.科学素质教育与物理课程改革[J]上海教育 2000 (2).

[2][美]哈里特·朱克曼著 周叶谦 冯则世译. 科学界的精英[M] 北京:商务印书馆1979.

[3]同[2]

[4]杨兴林.论公众的科学素质[J]青海社会科学1998(5).

[5]中学生科学素质发展研究课题组.关于科学素质教育的调查和思考[J]华南师范大学学报（社会科学版）1994(1).

[6]涂国艳.我国中小学科技教育的反思[J]教育评论1987(5).

[7]梁树森.论科学精神的培养[J]教育研究 2000(6) .

[8]中华人民共和国教育部制订.全日制普通高级中学物理教学大纲（试验修订版）[M]北京：人民教育出版社 2000 2.

[9]姚昆仑，李家益，强仲梁.我国公众科学素养的抽样调查[J]科技导报1995 (8).

[10]朱效民.国民科学素质——现代国家兴盛的根基[J]自然辩证法 1999(1).