科学素养的界定与培育问题

沈章明

公开发布的欧盟（EU）官方文件坦承，成员国在发展学生“核心素养”的具体实践中，特别注重母语沟通、外语沟通、数学素养和基础科技素养等方面的培育与发展，具有跨学科特性的“核心素养”却难以培育和发展，既无法有效落实于课程与教学，也无法得到有效的监控与测评。如此说来，欧盟将基础科技素养限定在具体学科之中，而不太承认它的跨学科特性。事实上，科学素养具有跨学科乃至多学科融合的特征，而抓住这些特征就不难找到培育科学素养的有效路径。

一、当代科学素养的界定与情境化育

当下，作为“核心素养”的科学素养与信息技术密切相关。为了未来生活和职业生涯的幸福美满，学习者被要求掌握信息技术，能够使用高科技设备。

澳大利亚的梅尔报告（1992）最早遴选出“核心素养”指标，七大“核心素养”中，至少有四项涉及科学素养。它们分别是：（1）收集、分析与组织信息的能力；（2）交流信息（communicating ideas and information）的能力；（3）解决问题的能力；（4）运用技术（using technology）的能力。这其中，第一项和第四项与科学素养的关系最密切。

第一项重点关注对信息进行定位、筛选和排序的能力。具备该能力的学习者能够选择所需信息，并以有效的方式将其呈现出来；能对信息本身、来源以及获取方法进行评估；还要具备信息检索和获取技术，在获取信息时了解自身本性和期望，了解自身受信息和信息安置目标影响的性质和期望。第四项要求学习者对技术运用有很强的理解力，不仅要具备使用技术系统、过程和设备方面的能力，而且要对技术掌握和运用充满信心。概括地说，就是能够应对周围环境和个人体能的变化，能够解释和运用技术使用的目标，可以应用科技理论与经验，在技术使用过程中担当社会和伦理责任。

就中小学生而言，培育和发展科学素养，关键在于前者而非后者。掌握一般的信息检索和获取技术并不难，困难的是如何拓展检索资源和技术。常规课堂教学无法解决这个问题，学习者可以在活动课和兴趣班中进行合作探究；家庭教育和日常生活中也可以进行这方面的学习和实践。当然，这种学习探究离不开自觉意识的激发和保持，也离不开常规教学的点拨和训练。日常教学中，教师应该注重情境教学，将学习内容、方法、过程和目标情境化；学习者应该保持对情境的敏感性，在情境中学习，习得相应的知识和能力。能够做到情境化育，科学素养的培育便相对简易，跨学科培养也不再是难事。举例而言，数学学科的学习不能将三角形等同于教材或黑板上的图形，而应该是生活中具体存在的物体形状和痕迹；作文训练不只是课堂上的阅读和冥想，而应该将学习目标明确到生活片断的撷取和剪裁之中；修身课程也不应泛泛讨论安全知识、技能和案例，而应该让学习者置身情境之中，寻找解决问题的有效工具和方法，发展解決问题的能力。

在情境中学习，能够逐步养成观察事物的习惯，可以提升观察力，习得抓取数据（data）的能力，数据的抓取又可以让观察训练变得切实而有趣味。获得数据之后，学习者可以锻炼排列、分析以及结构化数据的能力。根据托宾·哈特的知识金字塔理论，结构化的数据就是信息（structured data），再用这些信息指导行动，就习得了知识（actionable information）。具备相应的知识，虽然尚未达成相应的“理解（understanding）”，没有形成独特的观看模式（seeing pattern），但是在这个过程中，学习者通过对自身观察角度、方法、观察力训练方法、观察力强弱等要素的随时反思，能够提升元认知能力，增强自主学习能力。

社会和伦理责任感也可从中得以体现。网上流传的“电梯吃人”的视频惨不忍睹，但可以让学习者认识到科学素养的重要性，提升不可或缺的责任感。如果最先发现电梯跳板故障的那位营业员具备观察力，知道扶梯上有紧急制动按钮可以关停电梯，她就不会先去请示领导，从而看着悲剧发生无能为力。如果她能够想起来找一块板子搭在电梯踏板上，绞杀人的悲剧同样不会发生。

“电梯吃人”悲剧与现代教育的缺陷不无关系，科学素养的缺失酿成了这出悲剧。“核心素养”框架的提出与落实，或将减少这样的悲剧。自梅尔报告以来，今人对科学素养的认识日渐清晰。经济合作与发展组织（OECD）为了“互动地使用工具”，将科技素养与数字化素养相区隔，要求学习者“在平时生活与学习中注意使用技术手段，运用信息与通信技术获得信息”。联合国教科文组织（UNESCO）将科学素养定义为“掌握包括物理规律和一般真理在内的具体科学知识或知识体系。技术素养则是要求开发或运用技术来解决问题”。这两种界定有失笼统，不如欧盟的全面。欧盟从知识、技能和态度三方面描述科学素养：“了解自然界、技术界及技术产品与技术过程的基本原理；理解科学理论、应用和技术的进步、限制和风险，及其与决策、价值观、道德问题或文化等的关系”；“能使用和操作技术工具、仪器，能用科学数据实现目标或达成基于证据的决定或结论；能把握科学研究的必要特征；能交流结论及推导过程”；“尊重事实，寻求原因并评价其效度。对科学技术保持批判性的理解和好奇心，对科技伦理问题感兴趣，重视安全和可持续性；关心科技进步与自身、家庭、社会和全球的关系问题。”

然而，诚如本文开篇所言，欧盟成员国在教育实践中并没有完全落实这一指标体系，只是在具体学科学习中培养学生的基础科技素养。在具体学科的学习中习得科学技术知识和技能，尚不难理解；将科学态度的培养也局限于具体学科的教与学，则令人费解。这样培养不出科学态度，也不利于科学知识和技能的习得。

二、科学素养培育的历史困境与根由

国际上如此，国内更是如此。自近代提倡科学与民主以来，中国知识精英纷纷呼吁学校教育要“养成健全的人格”，事实上难以尽如人意，学校教育越来越专门化，人才培养只限于传授专门知识和专门技能。

有鉴于此，1918年12月10日，北京大学校长蔡元培在为即将创刊的《北京大学月刊》撰写发刊词时，特别强调科学的方法论意义和实证功能，呼吁文学诸科重视科学态度、方法与实验；主张以哲学统领科学，提醒素来讲求科学的“治自然科学者”不要“局守一门，而不肯稍涉哲学，而不知哲学即科学之归宿，其中如自然哲学一部，尤为科学家所需要”。为了培养学习者的健全人格，他要求北京大学做纯粹的学问。他明确地告诉读者，如果不想求得人格健全与共和精神，就不必来北大读书，而应该去专门学校，接受职业教育，即“入法科者尽可肄业法律学堂，入商科者亦可投考商业学校，又何必来此大学？”endprint

蔡元培自然是有感而发，当时的北京大学被求学者当作升官发财的跳板，其他学校也都被视为求取功名利禄的工具。各级各类学校也不能有所振作，引导学习者作纯粹的学问。1924年，梁漱溟带着失望的心情离开了北京大学。在他看来，“当时的学校教育，至多是讲习一些知识技能而已，并没有顾及到学生的全部人生道路。”此前一年的5月13日，张君劢在《晨报》副刊上撰文，批评现代教育以社会分工为目标，完全忽略了“全人格之活动”和“全人格之发展”。十几年后，情况依然如此。1941年3月，钱穆在重庆《大公报》发表《改革大学制度议》，指出现代教育“仅仅注重智识之传授，无当于人格之锻炼，品性之陶冶，识者讥之，谓此乃一种智识之裨贩”，大学如百货商店，教师售卖各自的知识技能，求学者只能各得一偏，“各筑垣墙，自为疆境”，“治历史者可以不知哲学。治哲学者可以不问政治。如此以往，在彼目以为专门之绝业，而在世则实增一不通之愚人。”

张君劢、梁漱溟、钱穆等人看到了现代学校教育对全面人格养成的忽视，希望学校教育能够更定制度，重整学风。然而，制度更定容易，学风整顿却异常艰难。蔡元培作为北大校长，可以从容更定制度，却无法遽然改变人们对科学的误解和偏见。时至今日，“局守一门”还是学校中的常见“景观”。大学如此，中小学的情况也并不理想。学校教育最擅长的还是基础知识和基本技能的传授，如何培育和发展跨学科素养，依旧是个难题。

现代教育的问题究竟出在哪里？为什么不能养成健全的人格？分科教学难道真是健全人格养成或“核心素养”培育的天敌吗？蔡元培的科学观念为何难以深入人心？

分析蔡元培的科学观有利于解答这些问题。蔡元培的科学观念来自德国。以洪堡为代表的德国贤哲对“科学”的理解与今天不同，他们在新人文主义意义上使用“科学”这个概念。洪堡认为，科学是“有等解答的问题”，“未被穷尽、而且永远无法穷尽”的事物，“惟出乎其心、入乎其内的科学，能改变人的品质”。有学者因此认为，在18世纪末期的德国，“科学不是一种客观的、经验的存在，而是真理、道德乃至神性的统一，是一种价值的存在，所以从事科学不仅是致知，同时也意味着体验，让科学‘出乎其心、入乎其内。正是在这种意义上，科学才具有修养身心、变化行为甚至示范生活方式的作用。”反观现实，无论是主要国家和国际组织的“核心素养”框架，还是他们的中小学科学教育，普遍强调客观和经验，追求格物致知、把握真理，都没有明确强调体验，忽视了基于现实情境的体验。有学者认为，蔡元培没有完全接受洪堡的科学观念，他在把“科学”概念引入北京大学的时候，“剥离了‘科學概念中的哲学涵义，纯然从实证和经验的角度去理解‘科学。”此言未必正确，不过，拿过来描述近现代科学教育的特点比较恰当。

近代以来，人们对科学的狭隘理解剥离了它的哲学涵义，这正是蔡元培的科学观难以深入人心的根本原因。无论是中国，还是世界其他主要国家，普遍从实证和经验的角度来理解科学，学习科学，并不强调“科学”中的哲学涵义。欧盟从知识、技能和态度这三个维度来界定科学技术素养，描述相对全面，但是仍然没有体现“哲学涵义”，不太强调“体验”，不能提纲挈领。如此以来，科学素养指标也就无法落实到学校层面，教师找不到培育和发展科学素养的抓手。

当下，亟须重视体验，讲求情境化育。在情境中学习，在体验中学习，本质上是一种创造或再创造的过程，而不是学习和接受知识的过程。在这个过程中，可以开展跨学科学习，实现多学科融合；也可以体会到科学的精微玄妙，接触到科学的“哲学涵义”。反之，只重视客观和经验，一味追求格物致知，追求真理与公式，也就容易陷入分科学习的狭隘境地，只能得科学之一偏，而不能养成健全人格。由此也可推知，分科教学本没有错，健全人格的养成需要分科教学。问题在于，学校教育不能在分科教学的基础上更进一步，追求跨学科学习和多学科融合。强调体验，追求情境化育，是跨学科学习和多学科整合的有效抓手，也是科学素养培育和发展的有效路径。

三、科学素养的局限性以及应对策略

1919年4月24日，蔡元培在北京高等师范学校修养会发表演说，以该校校训“诚勤勇爱”为例，谈“科学之修养”：“诚”显示科学的态度，“真是真非，丝毫不能移易”，突出了科学的实验价值；“勤”显示科学实验的功夫，“反复推寻，不惮周详”；“勇”显示科学素养中的责任感，“能排万难而达其目的”，又“敢于持论，不惧世俗之非笑”；“爱”显示科学强大的衍生功能，“由实验及推理所得唯一真理，不容以私见变易一切。是故嫉妒之技无所施，而爱心容易养成焉。”蔡元培对“诚”“勤”“勇”的解说基本符合科学或科学素养的特征，唯独对“爱”与“科学”关系的描述有些牵强。

启蒙运动以后，科学理性高涨，西方主流科学观并没有坚持德国贤哲特别是洪堡的立场，而是采取了道德中立原则。如马克斯·韦伯所言，“自然科学，如物理、化学或天文学预设：在学术研究所能达到的范围以内，把握宇宙现象的最高法则，是一件值得花心力去做的事。”这一原则推动了科学的进步，现代科学因此取得巨大成功。中国为了迎头赶上，自近代以来大力提倡科学，也信奉道德中立原则。这一原则对科学本身或许没有大问题，但对人的素养培育与发展极为不利。西方政教分离，科学层面讲道德中立，宗教则可以滋育灵魂，安顿人心，“净化、调整和节制人们在平等时代过于热烈地和过于排他地喜爱安乐的情感”。中国接受了这种科学精神，却没有西方那样的宗教，人格养成难免受到不良影响。蔡元培注意到这一点，一方面建构“科学”与“爱”的关系，一方面提出“美育代宗教”策略，试图以此养成健全人格。

有学者认为，“仅仅靠美育来补充，如何可能去实现人格的塑造，这的确是一个相当棘手、在蔡元培这里没有得到解决的问题。”未来，在继续奉行美育代宗教策略的同时，我们或许还可以从学科整合和融合中找寻新的解决之道。诚如上述，体验式学习、情境化育则是学科整合和融合的切入点。

（作者单位：华东师范大学国际与比较教育研究所）endprint