培養學生科學素養 提升學生科學能力

楊學軍 劉云芝

【摘 要】 科學素養的形成是長期的、甚至是終身的。早期的科學教育對一個人的科學素養形成具有十分重要的作用。培養小學生科學素養是小學科學課程的主要任務，通過本課程的學習，能夠使學生體驗科學探究的過程，初步了解與小學生認知水平相適應的一些基本的科學知識和科學方法；培養學生初步的科學探究能力、思維能力、創新能力、運用科學解決實際問題以及進行表達和交流的能力；使學生初步形成實事求是的科學態度和對科學與探究的好奇心，具有創新意識、保護環境意識和社會責任感，學會與他人合作，從而為他們今后的學習和終身發展奠定良好的基礎。

【關 鍵 詞】 科學；素養；能力；培養

“素養”，指平日的修養；“科學”，指反映自然、社會、思維等客觀規律的知識體系（《現代漢語詞典》釋義，本文中的“科學”是相對于科學課而言的）。“科學素養”是指了解必要的科學技術知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學方法、認識科學本質、樹立科學思想、崇尚科學精神，并具備一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。”（《小學科學（1～6年級）課程標準》2014年2月修訂稿）。

西方發達國家對于“科學”教育理論與實踐的發展過程，經歷了“科學作為知識、科學作為過程、科學作為探究”三個發展階段。“科學作為過程、科學作為探究”的“科學”教育理論的意義，在于強調科學教育不僅僅是學知識，而是整個探究過程的參與和體驗。

在《面向明日世界的科學能力-國際學生評估項目（PISA）報告》中，PISA2006年研究聚集科學能力。獨創了“素養”的概念：即有關學生在主要學科領域應用知識和技術的能力，在不同情境解決和解釋問題時，有效分析、推理和交流的能力。PISA2006從“學生需要掌握的知識或知識結構、學生需要掌握的應用能力、學生解決科學問題和應用相關知識技能時遭遇的情境、學生對科學的態度和傾向”等4個維度定義了“科學素養”，是指：人們的科學知識，及運用科學知識識別問題、掌握新知識、解釋科學現象，并對科學相關問題得出以證據為基礎的結論；理解科學作為一種人類知識和探究的典型特點；意識到科學和技術如何塑造我們所在的物質環境、智力環境和文化環境；作為一名反思性公民，樂于參與與科學相關的議題并運用科學觀念。

我國的科學課程教育目標中的“科學素養”，囊括了科學知識與技能、過程與方法，以及學生在科學方面的情感態度與價值觀。科學知識與技能，是學生形成科學知識經驗、進行科學探究、解決科學問題的基礎，包含三個方面：一是科學的基本概念和理論，涉及物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程學四大領域的內容；二是實驗操作技能，即實驗操作的規范和實驗操作的熟練程度；三是其他的關于科學的知識、及其他關于科學的技能。科學的過程與方法，有三個層面的意思：一是科學研究的基本程序和步驟，項目課題—提出問題（假說）—收集數據資料（觀察實驗）—得出結論（證明或修正假說）—提出新的假說等；二是具體的探究方法，有觀察、實驗、游戲、分類等；三是科學方面的思想方法，對數據的分析處理、歸納發現、演繹推理等。學生在科學方面的情感態度與價值觀，是指學生對科學的興趣、對科學學習的自我信念、對科學探究的支持、對資源和環境的責任感。科學學習對于學生科學方面的情感態度有著四點特有的價值：一是客觀精神的培養，以觀察為手段、以事實為依據，尤其是對數據的態度，就可以反映一個人的科學素養；二是科學規范、規則意識的教育；三是合作精神與團隊意識的培養；四是培養學生勇于承認錯誤、改正錯誤、實事求是的態度。讓學生學習科學對事實的尊重、科學對觀察的依賴、科學對結論的謹慎、科學對錯誤的勇于修正。

從學生科學素養的形成與發展的不同時期來看，學生的科學素養包括學生在科學方面已有的知識經驗、學生現階段即時生成的知識經驗和能力、以及學生未來可能表現的潛在科學能力。那么，如何在培養學生科學素養的過程中，提升學生科學能力呢？

1. 尊重學生在科學方面已有的知識經驗。學生在科學方面已有的知識經驗，包括學生對科學方面的淺顯的認知和意識、初步的實踐以及通過初步實踐所形成的技能、方法等。學生在正式接觸科學課以前，已經有了一定的科學方面的知識經驗，這些在科學課以前的知識經驗主要是通過以下方式獲得的：一是學生從一出生就與大自然親密接觸、密不可分，時時處處都在感受大自然，用自己的方式接觸大自然，從這一點上說，學生是通過“自己實踐”獲得的對大自然的認識，這是學生在這一時期獲得知識經驗的最主要方式；二是通過與大自然有關的語言獲得的，如與成人的對話、與小朋友之間的交流、從別人談話時的旁聽等；三是通過相關科學方面的媒體獲得，如圖片、圖書、電視等。學生在接觸科學課以后，課堂就成了學生接觸科學的最主要的方式之一。

不同學生在科學方面已有的知識經驗是各不相同的。要尊重學生已有的知識經驗，尊重兒童在科學學習中所表現出來的個別差異，引導學生實現在科學方面的個性化發展。

2. 著手學生現階段即時生成的知識經驗和能力。學生即時生成的知識經驗和能力是學生現階段正在獲取的科學知識、正在生成的科學經驗、正在不斷提升的科學能力。包括“個人以下方面的發展程度”（《面向明日世界的科學能力—國際學生評估項目（PISA）報告》）：掌握學科知識并運用科學知識來識別科學問題，獲得新知識，解釋科學現象，對與科學有關的問題得出基于證據的結論；了解科學作為知識和探究的一種形式的特點；意識到科技是怎樣影響我們的物質、精神、和文化生活；作為關于思考的公民，參與科學相關議題，并具備科學觀念。

要求學生能夠理解科學概念，應用科學觀念，并對證據進行科學思考。學生對基本科學概念和科學理論的理解，在多大程度上能夠根據從科學中所學的知識和技能進行判斷，并將他們的知識用于解決實際問題。

3. 著眼學生未來可能表現的潛在科學能力。在學生已有的知識經驗的基礎上，通過教學等學習實踐活動，學生即時生成新的知識經驗，從而為培養學生未來的潛在科學能力奠定基礎。學生在科學方面的態度直接影響著學生科學能力的發展程度，科學方面的態度在這里是指學生對科學的熱愛程度、對發現的科學問題進行自主探究的意志力和鉆研精神。

科學能力的核心內容是：識別科學議題，識別出可用科學方法調查的議題、搜索科學信息的關鍵詞、科學調查的關鍵特征；科學地解釋現象，在既定情境中運用科學知識、科學地描述或解釋現象并預測變化；運用科學證據，對科學證據作出解釋、得出結論進行交流，指出結論背后的假設、證據和推理，反思科學發展的社會意義。這些能力涉及學生未來從工作的成功到積極的公民權利等生活的各個方面。同時，也反映了全球化和計算機化正在改變社會和勞動力市場。

科學素養的形成是長期的、甚至是終身的。早期的科學教育對一個人科學素養的形成具有十分重要的作用。培養小學生科學素養是小學科學課程的主要任務，通過本課程的學習，能夠使學生體驗科學探究的過程，初步了解與小學生認知水平相適應的一些基本的科學知識和科學方法；培養學生初步的科學探究能力、思維能力、創新能力、運用科學解決實際問題以及進行表達和交流的能力；使學生初步形成實事求是的科學態度和對科學與探究的好奇心，具有創新意識、保護環境意識和社會責任感，學會與他人合作，從而為他們今后的學習和終身發展奠定良好的基礎。

【參考文獻】

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