全球视角下的科学素养框架要素和培养策略

摘 要：新时代下的卓越人才需要同时具备科学素养和全球素养。科学素养的框架要素随着时代而发展，全球视角下的当代科学素养强调信息流的逻辑，通过科学的方式获取信息、评估信息和交流信息，而这恰是学生在学习科学时应历经的思维探索过程。科学·英语整合学习作为一种有效的培养策略，既是跨语言的学习，也是跨文化的学习；既是跨学科的学习，也是跨思维的学习；既是对教师教学方式的引领，也是对学生学习方式的重塑。

关键词：全球视角；科学素养；科学·英语整合学习

21世纪迎来了科学和技术的重大变革，人们的社会生产与生活实践方式也随之发生转变，全球视野下的合作更加密切，竞争更加频繁，全球治理人才在当代世界格局下发挥的作用极为关键。习近平总书记多次强调，随着我国在全球治理中的地位越来越重要，急需要“一大批熟悉党和国家方针政策、了解我国国情、具有全球视野、熟练运用外语、通晓国际规则、精通国际谈判的专业人才”。新时代下的卓越人才需要同时具备科学素养和全球素养，显然这对新时代下的教育培养提出了更高的要求和更大的挑戰。

科学素养的发展历史

科学素养（scientific literacy）最早是在1952年由美国哈佛大学校长柯南特（James Bryant Conant）提出的。最开始柯南特提出 “科学素养”这个术语是针对大学通识教育的，即他认为每一个学生，无论哪个专业，无论文理，都应该学习科学，从而对科学知识和科学思维方法形成一些基本的了解。1958年，斯坦福大学科学教育专业的赫德教授，首次把“科学素养”这个词引入基础教育，认为基础教育阶段科学教育的目标应该有所转换，不是去培养科学家的接班人，而是去培养具有科学素养的社会公民，他们应该具有科学基础知识和思维方法，并且能用这些知识和思维方法指导社会生产实践，做出合理有效的决策。

人们真正对科学素养有一个清晰的探讨，是在美国1983年开始的“标准化运动”之后。著名的“2061计划”开始实行，其中阐述了面向21世纪的人所应具备的科学素养，以及学生在学校里完成12年学习后，应该知道什么，能做什么，诸如：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；了解科学的一些重大概念和原理；有科学思维的能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，并认识到它们的长处和局限性；能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题（美国科学促进协会，2001）。在此基础上，《美国国家科学教育标准》于1996年正式出台。这是美国历史上第一份国家科学教育标准（武夷山，1995），它明确以科学素养为愿景，规定了学生在各年级段应该达成的学习要求。由此，引发了新一轮的全球教育改革浪潮，科学素养成为全球科学课程的重要理念和愿景。在中国的科学、物理、化学、生物等课程标准中，也都明确提出了科学素养的理念。

全球视角下的当代科学素养框架要素

随着时代的变迁和社会的发展，科学素养的含义也需要进一步发展，对具有科学素养的人的陈述也会随着社会的发展有新的需求。2007年，美国国家研究理事会发布了一个重要的文件报告，对科学教育要培养什么样的人做了更加精准的阐述，包括：能懂得自然界的科学解释，并会运用和阐释这些解释；能收集和评估科学证据和解释；能理解科学知识的本质和发展；能有成效地参与科学实践和讨论（National Research Council，2007）。其中，还提出了科学与工程实践的八个方面，包括了提出科学问题/界定技术难题；计划和实施研究；发展和使用模型；使用数学、信息、计算机技术和计算思维；分析和阐释数据；构建解释/设计解决方案；参与基于证据的争论；获取、评估和交流信息（National Research Council，2011）。

深度实践的完成有赖于信息流的逻辑，通过科学的方式获取信息、评估信息和交流信息，这恰是学生在学习科学时所历经的思维探索过程。因此，真正高质量的实践绝不能简单等同于动手活动，更不是生搬硬套科学探究或研究性学习的某种八股模式和套路，而是引导学生在思维上达成信息流的逻辑，并且能让学生把思维用语言表现出来。

培养策略：科学·英语整合学习

科学·英语整合学习是指以英语语言为交际工具，以科学内容为载体的整合学习模式。通过整合科学学习和英语学习，学生从小就可以接触对接国际标准的科学内容，有助于培养学生的科学素养，提升他们跨文化交流的能力，为全球治理人才的培养奠定基础。

首先，科学·英语整合学习，既是跨语言的学习，也是跨文化的学习。以外语教学与研究出版社出版的Light Up Science课程为例，该课程由中外方专家合作编写。首先，编写团队在参考我国小学科学课程标准基础上，进一步对接了国际上主流的科学课程标准；然后，基于中外的科学课程标准，搭建单元结构表，确定目标主题以及句型词汇；之后，由外方团队基于单元结构表，完成活动素材的编写；最后，由中外双方团队共同研讨确定内容和语言。这样的教材编写模式使得Light Up Science既立足本土，又兼具全球视野，很好地实现了中外科学教育文化的融合。

其次，科学·英语整合学习，既是跨学科的学习，也是跨思维的学习。用英语语言来学习和交流科学内容，有助于学生了解和掌握科学专业的术语词汇，更因吸纳了英美等国家在科学教育中的先进理念，从而承载了科学思维的培养。在Light Up Science课程中，尤为强调科学本质和探究理念的引领，概念陈述清晰明确，动手实践内容丰富，让学生在掌握科学关键词和关键句型的同时，领悟科学研究方法，构建科学知识体系，培养科学思维能力。比如Light Up Science 6B Unit 2“ Living Together”这个单元，包括三课：动物依赖植物；植物依赖动物；生活在一起。其中涵盖的科学概念包括：动物依赖植物作为食物、遮蔽处等；植物依赖动物为其传粉和传播种子；生产者、消费者和分解者相互依赖。学生在建构这些科学概念的过程中，要使用观察、分类等科学技能，同时形成对自然界的尊重和爱护心理。

再次， 科学·英语整合学习，既是对教师教学方式的引领，也是对学生学习方式的重塑。基于英语语境下的科学学习，以增进交流、表达看法、动手实践为着重点。有一位学生说道：“我非常喜欢双语科学课，它让我既学习了科学知识，又达到了英语学习的目的。比如最近我们学习了光和影子，在课堂上我们进行了有趣的实验，证明了光是沿直线传播的。通过这个活动，我们还学习了light，shadow，move等单词。在我们自己动手的实践活动中，不知不觉地我们的英语能力就提高了。” 科学·英语整合学习不仅能转变教师教和学生学的方式，而且还能提升学生对科学和英语的学习兴趣，有助于培养学生的科学素养，为我国培养卓越人才奠定基础。

参考文献

武夷山.1995.美国制订历史上第一个国家科学教育标准[J].中国科技论坛，（2）： 64

美国科学促进协会.2001.面向全体美国人的科学[M].北京： 科学普及出版社.

National Research Council. 2007. Taking Science to School： Learning and Teaching Science in Grade K-8[M]. Washington， DC： The National Academies Press.

National Research Council. 2011. A Framework for K-12 Science Education： Practices， Crosscutting Concepts， and Core Ideas[M]. Washington， DC： The National Academies Press.

张颖之，首都师范大学教师教育学院副教授，硕士生导师。