高校科学创新素养理论体系构建新探

李磊 张立峰

党的十九届五中全会提出了社会主义现代化远景目标，首要目标即进入创新型国家前列。基于21篇核心期刊文章的Nvivo12 Plus编码统计分析软件，研究发现，科学创新素养理论体系可由内涵解读、现状评价、构成要素及培养路向四个层面进行建设，以此为立足点，实现科学创新型人才培养。

党的十九届五中全会提出了到2035年基本实现社会主义现代化远景目标，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，完善国家创新体系，加快建设科技强国，要强化国家战略科技力量，提升企业技术创新能力，完善科技创新体制机制，坚持把创新作为引领发展的第一动力。高校教育是培养创新型人才、提高创新能力的主要舞台，高校科学创新素养的理论体系构建成为当务之急。

研究知识增长是教育的目标之一，研究知识增长的最好办法是研究科学知识的增长。科学是无止境的前沿，世界没有终极的真理，创新精神是科学精神的应有之义。科学创新于高校人才培养、科研蕃昌、文化转型等方面的发展可起到一定推助作用。教育部提出组织研究各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，并将科学精神与实践创新列入六大核心素养。高校创新意识有待加强，由此，科学创新素养需在内容构建上达成共识，本研究借助Nvivo12 Plus编码统计分析软件，通过关注科学创新素养的内涵解读、现状评价、构成要素及培养路向等层面，构建科学创新素养理论体系，以期助推高校核心素养体系构建。

1 研究方法与数据来源

文献法是教育研究的经典方法之一，通过检索与整理1997年～2020年科学创新素养的有关文献，对前人研究成果进行分析，可初步获取相关量化材料。通过比较研究法，对南京师范大学、东北师范大学、华东师范大学、吉林师范大学、吉林师范大学博达学院地理科学专业培养方案对比分析，旨在归纳各高校地理科学专业培养人才的指向性要求中科学创新素养所占比重。

为保证研究结果的科学性及实效性，本研究在文献法、比较研究法的基础上，结合Nvivo12 Plus软件，对已筛选的21篇核心期刊（其中19篇为CSSCI来源期刊）文章进行编码，通过节点梳理、聚类分析、可视化呈现等研究环节，对所选文本进行多维分析，以期构建合理科学创新素养内容体系。

2 研究结果与讨论

通过借助Nvivo12 Plus质性分析软件对文献和材料的梳理，基本实现了从材料中提升理论体系的研究思路（扎根理论）。将21篇核心期刊文章导入Nvivo12 Plus软件，以设想理论体系为依据，逐句逐字进行初级编码，假想理论体系为传统的内涵解读、形成过程、组成部分、价值意蕴、培养路向研究及若干二级指标，在编码过程中，研究主题相关文字的数量和质量决定本研究的信效度，据编码的子节点数量及质量，对理论体系的主题节点进行删除及整改，借助软件聚类分析功能，创建子节点与父节点编码相似性聚类的项，据各级指标类属关系，回归文献材料支撑理论体系的构建，再次对科学创新素养理论体系内容进行删除及整改，最终构建科学创新素养合理理论体系，开放式编码数据具体结果为：224个子节点，11个父节点（二级指标），4个主题节点（一级指标），自下而上选定材料浓缩为科学创新素养的内涵解读、现状评价、构成要素、培养路向4个一级指标的理论框架，依据编码数据，本部分将以宏观到微观的研究数据展示方式进行循序渐进的阐述，以期探索高校科学创新素养理论体系构建路向。

2.1 科学创新素养的内涵解读

对某一概念进行内涵解读，实质上是以演绎作为前提，运用一条或多条具有全称陈述性质的普遍法则以及某些单称陈述（又称初始条件）来描述这个概念。涉及科学创新素养内涵解读主题节点的编码共41个子节点、2个父节点，文献中通过对科学创新素养主要特点及内在逻辑两方面的阐述来体现其内涵，开放式编码结果如图1所示。

据开放式编码显示成果概括，在这一研究阶段科学创新素养被暂时定义为：学习者经过认知阶段、元认知阶段、突变阶段、检验阶段，具备系统化抑或公式化的有序存量知识体系后，在渐进与突变、循规与越轨、分离与重组、顺行与逆行的逻辑流动转化以及发现问题——创造性地解决问题这一实践过程中，凝练出有别于常规的新知识、新能力、新方法、新思维，并对事态发生发展具有积极指向作用的稳健品格、关键能力、价值观念。具有突创性、新颖性、拓展性、实践性的主要特点。脑的运作代表逻辑关系的流动转化，问题在哲学逻辑动态转化中得到解决。其中，认知阶段是科学创新知识归纳、科学创新能力习得的主要阶段；元认知阶段是科学创新方法集成的主要阶段；突变阶段是科学创新思维演进的主要阶段；检验阶段是科学创新知识、科学创新能力、科学创新方法、科学创新思维再现与应用，起到验证与更正的作用，这一系列心理活动是深化科学创新素养的重要过程。

2.2 科学创新素养的现状评价

科学创新素养在高校地理科学专业培养方案中出现的比例较高，说明高校对人才培养中科学创新素养的重视。值得一提的是，高中课程改革，各学科纷纷提出学科核心素养，在高中阶段各学科共提出58个素养，依据上文对科学创新素养内涵解读的范畴，具有科学创新素养指向的核心素养共14个，这说明在基础教育阶段，各学科有意识培养科学创新素养，由于学龄段的限制，比例仅为24.13%。文献中也体现了学者们对高校学生科学创新素养的现状分析评价，现状评价主题节点中，25.71%的子节点显示，学者认为不论从各项指标还是数量上，我国科学创新能力有显著提高，这是科学创新素养提升的结果；21.43%的子节点显示，学者对当前高校学生科学创新素养现状持客观态度，认为科学创新素养的提升需要将科学人才因素、科技基础设施、政府财政资金、思想文化、經济、环境等因素共同作用于科学中心形成有机整体，并考虑指标量化的问题；52.86%的子节点显示，学者对当前高校学生科学创新素养现状持焦虑态度，以“钱学森之问”为代表，引发了一系列思考，对高校论文体系、奖惩制度、民主化、教育模式、常态科学、求同存异的文化背景等方面因素表现出担忧，侧面反映问题意识、批判的取向、客观真理对科学创新素养带来深刻影响。党和政府高度重视科学创新发展现状，2020年9月11日下午召开的科学家座谈会上强调，把巨大创新潜能有效释放出来，要坚决破除“唯论文、唯职称、唯学历、唯奖项”。对科学创新素养的现状评价分析，为后续研究提供了一定借鉴价值。

2.3 科学创新素养的构成要素

经验主义哲学家笛卡儿认为真理是被发现的。阿尔布雷希特·丢勒曾说：“把我所学的知识保留下来，以便让后人猜测真理，用他的研究辅证我的观点或指正我的错误。某种程度而言我也成为显示真理的工具，为此我将欣喜不已。”如何探索科学创新素养的“真理”，阿尔布雷希特·丢勒谦卑的学术风格为我们提供一个思路，即具备系统化抑或公式化的有序存量知识体系，是科学创新的基础和源泉。经过对子节点编码的分析，对于科学创新素养构成的要素中，在21篇核心期刊论文中，关于科学创新知识所占的文字覆盖率也是最高的，为3.22%，其次为科学创新方法，为2.17%，科学创新能力为0.89%，科学创新思维为0.34%，具体文字覆盖率如图2所示。

研究结果表明科学创新素养可由科学创新知识、科学创新能力、科学创新方法、科学创新思维组成。学者注重积累及实践，对基础的科学创新知识和科学创新方法十分重视。科学创新方法侧重于探讨在科学创新素养形成的过程中所采用的途径、方式及手段，能够有效促进科学创新逻辑思维转换的训练。对上层建筑层面的科学创新能力和科学创新思维探讨较少，科学创新能力与科学创新知识息息相关，科学创新能力形成的逻辑为科学创新知识的投入、运行、产出的过程，体现在依托单一维度科学创新知识，能够衍生多维度科学创新知识，并能够将其应用于实际生活中并成为必备能力。科学创新思维则是在知识、能力、方法习得的过程中人脑循序渐进地对科学创新素养形成的概括及间接反映。个别学者提出，科学创新素养的构成要素可按照培养层面进行划分，如个人科学创新：微观层面——学生的自我修养；团队科学创新：中观层面——团队的合作力量；国家科学创新：宏观层面——建设创新型国家。因支持编碼数据较少，本研究未采取此构成要素构成方法，然而此观点为本研究提供了一定借鉴价值，值得给予高度重视。依托Nvivo12 Plus分析结果，本研究对科学创新素养构成要素的内容指标有了更为深入的探索。

本研究提出科学创新素养各构成要素蕴含的内容指标，分别说明如下。

（1）科学创新知识的内容指标说明

智慧性知识。又称急智性知识，将已认知的概念、规律、模式在头脑中进行辨别、具体、再定义，并能够应用于给定情境，创造性地完成阶段性任务。

关联性知识。又称条件跳跃知识，强调知识与知识的互通贯连，在学习过程中，可由一个概念的范畴扩展至多个相关范畴，强化知识数量及质量，形成网络式的完整知识表象、非程序式的应答系统。

操作性知识。在头脑中体现概念自动化过程及结果的知识，是智慧性知识与关联性知识的内化体现。

（2）科学创新能力内容指标说明

温故知新的能力。是已知观念及关系重新缔结的能力，在新的情景中，缔结因素间相关性越低，创造能力越强。

实际运用的能力。个体顺利达成创造性活动目标的序列动作及步骤。按照科学创新活动的逻辑形成过程，可分为心理操作活动与实际操作活动。

自我检验的能力。反思科学创新活动序列是否正确、符合事物发展客观规律的能力。

（3）科学创新方法内容指标说明

科学创新方法是形成科学创新素养的主要手段，很大程度上推动了科学创新的研究。科学创新素养方法包括观察、实验、调查及头脑风暴，这些方法与培养科学创新素养的路向有重合交集。因此，本部分在科学创新素养培养路向中做了进一步阐释。

（4）科学创新思维内容指标说明

好奇心。个体面对认知范畴外新鲜事物的注意，或对已认知事物重新探索过程中产生的疑问，好奇心是科学创新兴趣的引导和培养的指向性引导。

想象力。根据已有科学创新知识，在头脑中创造出新的图式、形象或解决问题的方法，是科学创新素养中最高阶的思维活动。

问题意识。好奇心的深层次探索思维，产生疑问对象具有一定研究价值。

批判精神。在进行科学创新的自我检验过程中，勇于推翻当前命题，勇于修改再创新命题的心理状态。

2.4 科学创新素养的培养路向

M. Schlick表示人类最终能够解决棘手问题，这暗示着一种担忧：哲学将永远不会走得如此远以至能提出一个真正的问题（1930年）。I. Kant则持完全相反意见，哲学争论的实质是一个关于事物的真正问题（1786年）。哲学与科学范畴为何如此关注问题？原因在于问题是研究的起点，也是科学创新的起点。问题意识的价值在于启发对普通事物作多层次、多角度和种种可能性的思考，它使你坐卧不安，辗转反侧。以此改造世界观，提供从事科学实践的方法论，将科学实践纳入创新发展的轨道，成为科学创新的出发点。本研究参考Nvivo12 Plus的自动编码功能的编码结果进行开放式编码，从文本支持数量及文本提及次数来看，问题意识是科学创新素养培养的指向性诉求。旨在基于高校教育教学层面上的科学创新素养培养路向探究，回归文献和资料，根据对子节点的归纳整理。科学创新素养的培养路向可分为显性路向与隐形路向，显性路向具有明确的指向性，隐形路向具有潜在的影响力。其中显性路向包括科学观察、实验、社会调查等；隐形路向包括教学渗透、研学旅行、环境渲染等。本研究依据文本检索编码指引，进行科学创新培养路向整合，与此同时，以地理科学专业视域为切入点，将哲学范畴的科学创新素养具体化，使科学创新素养培养于地理科学专业落地，具体内容指标如表1所示。

笔者认为高校学术活动同样是培养学生科学创新素养的有效路径，高校学术活动可提高科学创新精神、创新创业意识，促进科学创新成果转化，使教育更好地服务于社会，进而贯彻党的十九大和全国教育大会精神。然而对于高校学术活动的培养路径，在筛选文献及资料中并未有明显细致的体现，本研究认为高校学术活动应给予高度重视，为培养高校学生科学创新素养助力。

3 总结与反思

本研究借助Nvivo12 Plus编码统计分析，从科学创新素养的内涵解读、现状评价、构成要素、培养路向析出科学创新素养的理论体系的层次结构，该理论体系的构建为初步研究成果，鉴于科学创新素养对高校人才培养的重要性，为提升科学创新素养理论体系研究的科学性及合理性，本研究将继续以专家访谈问卷的形式展开意见调查，完善本研究的不足。与此同时，对本校学生进行科学创新素养培养与熏陶，根据培养科学创新素养的时间段不同，开展过程性考核，通过编制阶段性高校学生科学创新素养培养状况问卷开展咨询，进行目标学生跟踪调查，获取相应数据，进一步验证及修正科学创新素养理论体系。

本研究也存在些许不足，限于篇幅原因，仅展现了开放式编码数据结果及聚类分析结果，科学创新素养理论体系中更为细致的内容指标并未进行展开陈述，笔者将另撰文书写，以期进一步完善科学创新素养理论体系。

（作者单位：吉林师范大学旅游与地理科学学院）