培养学生科学素养 提升学生科学能力

杨学军 刘云芝

【摘 要】 科学素养的形成是长期的、甚至是终身的。早期的科学教育对一个人的科学素养形成具有十分重要的作用。培养小学生科学素养是小学科学课程的主要任务，通过本课程的学习，能够使学生体验科学探究的过程，初步了解与小学生认知水平相适应的一些基本的科学知识和科学方法；培养学生初步的科学探究能力、思维能力、创新能力、运用科学解决实际问题以及进行表达和交流的能力；使学生初步形成实事求是的科学态度和对科学与探究的好奇心，具有创新意识、保护环境意识和社会责任感，学会与他人合作，从而为他们今后的学习和终身发展奠定良好的基础。

【关 键 词】 科学；素养；能力；培养

“素养”，指平日的修养；“科学”，指反映自然、社会、思维等客观规律的知识体系（《现代汉语词典》释义，本文中的“科学”是相对于科学课而言的）。“科学素养”是指了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响，知道基本的科学方法、认识科学本质、树立科学思想、崇尚科学精神，并具备一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。”（《小学科学（1～6年级）课程标准》2014年2月修订稿）。

西方发达国家对于“科学”教育理论与实践的发展过程，经历了“科学作为知识、科学作为过程、科学作为探究”三个发展阶段。“科学作为过程、科学作为探究”的“科学”教育理论的意义，在于强调科学教育不仅仅是学知识，而是整个探究过程的参与和体验。

在《面向明日世界的科学能力-国际学生评估项目（PISA）报告》中，PISA2006年研究聚集科学能力。独创了“素养”的概念：即有关学生在主要学科领域应用知识和技术的能力，在不同情境解决和解释问题时，有效分析、推理和交流的能力。PISA2006从“学生需要掌握的知识或知识结构、学生需要掌握的应用能力、学生解决科学问题和应用相关知识技能时遭遇的情境、学生对科学的态度和倾向”等4个维度定义了“科学素养”，是指：人们的科学知识，及运用科学知识识别问题、掌握新知识、解释科学现象，并对科学相关问题得出以证据为基础的结论；理解科学作为一种人类知识和探究的典型特点；意识到科学和技术如何塑造我们所在的物质环境、智力环境和文化环境；作为一名反思性公民，乐于参与与科学相关的议题并运用科学观念。

我国的科学课程教育目标中的“科学素养”，囊括了科学知识与技能、过程与方法，以及学生在科学方面的情感态度与价值观。科学知识与技能，是学生形成科学知识经验、进行科学探究、解决科学问题的基础，包含三个方面：一是科学的基本概念和理论，涉及物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程学四大领域的内容；二是实验操作技能，即实验操作的规范和实验操作的熟练程度；三是其他的关于科学的知识、及其他关于科学的技能。科学的过程与方法，有三个层面的意思：一是科学研究的基本程序和步骤，项目课题—提出问题（假说）—收集数据资料（观察实验）—得出结论（证明或修正假说）—提出新的假说等；二是具体的探究方法，有观察、实验、游戏、分类等；三是科学方面的思想方法，对数据的分析处理、归纳发现、演绎推理等。学生在科学方面的情感态度与价值观，是指学生对科学的兴趣、对科学学习的自我信念、对科学探究的支持、对资源和环境的责任感。科学学习对于学生科学方面的情感态度有着四点特有的价值：一是客观精神的培养，以观察为手段、以事实为依据，尤其是对数据的态度，就可以反映一个人的科学素养；二是科学规范、规则意识的教育；三是合作精神与团队意识的培养；四是培养学生勇于承认错误、改正错误、实事求是的态度。让学生学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正。

从学生科学素养的形成与发展的不同时期来看，学生的科学素养包括学生在科学方面已有的知识经验、学生现阶段即时生成的知识经验和能力、以及学生未来可能表现的潜在科学能力。那么，如何在培养学生科学素养的过程中，提升学生科学能力呢？

1. 尊重学生在科学方面已有的知识经验。学生在科学方面已有的知识经验，包括学生对科学方面的浅显的认知和意识、初步的实践以及通过初步实践所形成的技能、方法等。学生在正式接触科学课以前，已经有了一定的科学方面的知识经验，这些在科学课以前的知识经验主要是通过以下方式获得的：一是学生从一出生就与大自然亲密接触、密不可分，时时处处都在感受大自然，用自己的方式接触大自然，从这一点上说，学生是通过“自己实践”获得的对大自然的认识，这是学生在这一时期获得知识经验的最主要方式；二是通过与大自然有关的语言获得的，如与成人的对话、与小朋友之间的交流、从别人谈话时的旁听等；三是通过相关科学方面的媒体获得，如图片、图书、电视等。学生在接触科学课以后，课堂就成了学生接触科学的最主要的方式之一。

不同学生在科学方面已有的知识经验是各不相同的。要尊重学生已有的知识经验，尊重儿童在科学学习中所表现出来的个别差异，引导学生实现在科学方面的个性化发展。

2. 着手学生现阶段即时生成的知识经验和能力。学生即时生成的知识经验和能力是学生现阶段正在获取的科学知识、正在生成的科学经验、正在不断提升的科学能力。包括“个人以下方面的发展程度”（《面向明日世界的科学能力—国际学生评估项目（PISA）报告》）：掌握学科知识并运用科学知识来识别科学问题，获得新知识，解释科学现象，对与科学有关的问题得出基于证据的结论；了解科学作为知识和探究的一种形式的特点；意识到科技是怎样影响我们的物质、精神、和文化生活；作为关于思考的公民，参与科学相关议题，并具备科学观念。

要求学生能够理解科学概念，应用科学观念，并对证据进行科学思考。学生对基本科学概念和科学理论的理解，在多大程度上能够根据从科学中所学的知识和技能进行判断，并将他们的知识用于解决实际问题。

3. 着眼学生未来可能表现的潜在科学能力。在学生已有的知识经验的基础上，通过教学等学习实践活动，学生即时生成新的知识经验，从而为培养学生未来的潜在科学能力奠定基础。学生在科学方面的态度直接影响着学生科学能力的发展程度，科学方面的态度在这里是指学生对科学的热爱程度、对发现的科学问题进行自主探究的意志力和钻研精神。

科学能力的核心内容是：识别科学议题，识别出可用科学方法调查的议题、搜索科学信息的关键词、科学调查的关键特征；科学地解释现象，在既定情境中运用科学知识、科学地描述或解释现象并预测变化；运用科学证据，对科学证据作出解释、得出结论进行交流，指出结论背后的假设、证据和推理，反思科学发展的社会意义。这些能力涉及学生未来从工作的成功到积极的公民权利等生活的各个方面。同时，也反映了全球化和计算机化正在改变社会和劳动力市场。

科学素养的形成是长期的、甚至是终身的。早期的科学教育对一个人科学素养的形成具有十分重要的作用。培养小学生科学素养是小学科学课程的主要任务，通过本课程的学习，能够使学生体验科学探究的过程，初步了解与小学生认知水平相适应的一些基本的科学知识和科学方法；培养学生初步的科学探究能力、思维能力、创新能力、运用科学解决实际问题以及进行表达和交流的能力；使学生初步形成实事求是的科学态度和对科学与探究的好奇心，具有创新意识、保护环境意识和社会责任感，学会与他人合作，从而为他们今后的学习和终身发展奠定良好的基础。

【参考文献】

[1] 赖小琴. 广西少数民族地区高中学生科学素养研究[M]. 南宁：广西民族出版社，2008.

[2] 胡卫平，韩琴，严文法. 科学课程与教学论研究[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[3] 杨金娟. 在探究中培养学生的科学素养[J]. 宁夏教育，2015（1）.