科學素養對高職學生思想成長的影響研究

馮再勇 葉玲華 楊曉慧 謝小韋

摘 要：根據科學素養的“九要素模型”，分別從基礎科學素養、實用科學素養和文化科學素養三個方面探討了科學素養如何影響高職學生的思想成長。研究表明，科學素養對高職學生的思想成長有積極的引領，增強和保障作用。最后，針對我國高職學生科學素養水平有待提高的現狀，探討了提高高職學生科學素養的有效路徑。

關鍵詞：高職學生；思想成長；九要素模型；科學素養

基金項目：江蘇省高校哲學社會科學課題“以提升科學素養促進高職學生思想成長的路徑研究”（項目編號： 2015SJD280）

作者簡介：馮再勇，男，南京鐵道職業技術學院社科部副教授，博士研究生，主要研究方向為數學教育、科學素養教學。

中圖分類號：G711 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7747（2017）29-0075-03

高職學生作為我國未來生產、建設、服務和管理一線工作的主體，他們的科學素養總體水平在很大程度上直接影響著我國未來經濟的可持續發展以及國家的國際競爭力。一方面，提高高職學生科學素養的直觀效應是學生科學知識的拓展、專業技能的提升，從而為我國保持國際科技競爭力的優勢地位奠定基礎；另一方面，提高高職學生的科學素養，還能有效地影響高職學生的思想成長。總的來說，良好的科學素養可以從認識層面引領高職學生的科學思維，從運用層面增強學生的科技運用創新能力和人生自信，從文化和精神層面健全學生的人格品質和職業信念。因此，有必要結合科學素養的“九要素模型”，對科學素養如何影響高職學生的思想成長進行更為深入的探討。

一、科學素養的“九要素模型”

1958年，美國學者赫德最早提出“科學素養”，他認為科學素養是“理解科學及其在社會中的應用”。[1]而關于科學素養模型的研究，則以美國學者米勒（J.Miller） 教授的“科學素養三維模型”最具代表性[2]，他將科學素養分為三個維度：（1）科學知識維度——擁有科學術語和概念的詞匯量；（2）科學方法維度——理解科學家用以揭示科學與偽科學而使用和接受的科學方法；（3）科學意識維度——意識到科學技術對社會的廣泛影響及與個人生活的關系。

以米勒教授的理論為基礎，國內外研究者提出了多個各具特色的“科學素養模型”。這些研究工作大都從“科學”維度對“科學素養”進行元素劃分。注意到從單一視角羅列科學素養要素難以系統、準確地把握科學素養的內涵，李亦菲另辟蹊徑，從“素養”角度對“科學素養”進行解構，從而建構了科學素養的“六要素模型”。此后，周立軍等又對“六要素模型”做了擴充，進一步得到科學素養的“九要素模型”。[3]“九要素模型”從“科學”維度將科學素養劃分為“科學知識素養”、“科學方法素養”和“科技成果素養”。從“素養”維度將科學素養分為理解素養——對應基礎科學素養、表達運用素養——對應實用科學素養和情感態度素養——對應文化科學素養。

基礎科學素是對科學的理解，包括“理解科學知識”、“理解科學過程與方法”、“理解科技成果”等三個方面；實用科學素養是對科學的表達與應用，包括“表達科學知識”、“開展科學探究”、“解決實際問題”三部分；文化科學素養即對科學的感悟，包括“尊重科學知識”、“遵循科學規律”、“善待技術成果”三方面。

二、科學素養對高職學生思想成長的影響

目前，關于大學生科學素養的研究都是從科學知識、科學方法、科學意識和態度等“科學”維度進行討論。幾乎沒有見到從基礎科學素養，實用科學素養和文化科學素養等“素養”維度研究大學生科學素養的工作。因此，基于科學素養的“九要素模型”，從“素養”維度探究科學素養影響高職學生思想成長的內在效應，為保障高職學生思想的健康成長提供參考。

（一）基礎科學素養對學生思想成長的影響

基礎科學素養為高職學生形成辯證唯物主義的科學世界觀提供積淀。學生對自然科學的深刻理解有助于正確認識人和自然之間的關系，為形成唯物主義的科學世界觀提供積淀。比如，物理學關于客觀世界的認識特別是基本粒子的研究為辯證唯物主義中世界的物質性、物質形態的結構和層次奠定了基礎。運動學對客觀世界的存在形式——運動進行了深入的討論。相對論則讓人們對物質運動的基本屬性——時間和空間進行了深入迷人的思考。又如，數學中函數的觀點是對“世界普遍聯系”世界觀的數學演繹。“無窮小量積少成多”正是辯證唯物主義“量變引起質變”的精妙體現。“無窮大量和無窮小量的倒數關系”則生動地說明了矛盾的對立和統一。這些都潛移默化地影響著高職學生的世界觀、人生觀乃至價值觀等。

良好的基礎科學素養通過提升高職學生對科學過程的認識，培養學生辯證的思維習慣。由于接觸科學過程的機會比較少，高職學生對科學過程的認識常常局限于書本或媒體的報道。因此，往往會認為科學是嚴謹的，科學發現的過程則是枯燥無味的。但事實上，科學過程也可以是生動有趣，引人入迷的。比如，阿基米德發現浮力定律[4]、伽利略的比薩斜塔實驗[5]等科學發現的過程充滿趣味，富蘭克林用風箏揭示雷電的秘密[6]則步步驚心。對這些科學過程的了解能讓學生更加全面、深刻的看待科學，培養學生用全面、辯證的眼光來分析和理解現實問題。

基礎科學素養培養學生對科技成就的認同感，從而激發學生的愛國之情。學生如果不了解蛟龍號載人潛水器的科學價值，就不會理解蛟龍號接連取得1 000米級、3 000米級、5 000米級和7 000米級海試成功的意義所在。[7]相反，如果學生認識到可燃冰作為未來能源的戰略意義[8]，就會由衷地認同我國的科技實力，感受到作為一名中國人的自豪感，愛國之情也會油然而生。學生對“大飛機”、“探月工程”、“量子通信”等重大科技成果的認識和理解可以激發他們從內心深處樹立報國之志，實踐報國之行，給他們的思想成長帶來正面影響。

（二）實用科學素養對學生思想成長的影響

實用科學素養是培養高職學生理性看待問題、冷靜分析問題的思維基礎。實用科學素養包括表達科學知識、開展科學探究、解決實際問題三部分。善于表達科學知識說明學生思維的條理性，邏輯的嚴密性，語言文字的把握能力等得到了很好的鍛煉。而能夠用科學知識解決實際問題的前提是學生能夠正確的認識問題、冷靜理性的分析問題。因此，良好的實用科學素養，既包含了學生對待問題的態度，又提升了學生解決問題的思維方式，對學生的思想成長是一種科學促進。

良好的實用科學素養增強高職學生的自信心，健全學生人格。高職學生常常會由于高考挫折，學校層次等因素產生自卑心理。實用科學素養較好的學生往往能從運用科學知識解決實際問題中獲得自我滿足，成就感油然而生。事實說明，那些參加大學生科技競賽（比如全國大學生數學建模競賽、電子設計競賽等）并獲獎的高職學生具有更強的自信心面對自己未來的人生，學生的人格發展也更加健全。

（三）文化科學素養對學生思想成長的影響

文化科學素養促進高職學生的思想成熟，形成“不迷信、不盲從、不恐慌”的科學態度。具備科學態度的人會習慣于從科學角度思考問題，總希望對于問題給出科學的解釋乃至尋找問題的科學根源。從而形成有科學依據的判斷，行為上不盲從、不慌張，思想上不被各種 “奇怪現象”、“偽科學”迷惑，也不會輕易相信占卜、宿命等神秘理論和方法。然而，一個令人心痛的記憶是“汶川地震”后，某地區數所高校大學生竟同時出現恐慌情緒，一些學生甚至出現“哭叫、敲打、逃離”等慌亂行為[9]，顯然學生思想上的不成熟、不理智造成了嚴重后果。

文化科學素養孕育愛崗、敬業、忠誠、奉獻的職業信念。文化科學素養是科學素養的文化解讀和思想感悟。科學發展史、科學史上的數學家、數學家演繹的佳話軼事、故事折射出的科學家精神品質等構成了科學文化的主要內涵，也是促進高職學生思想成長的文化源泉。科研過程的艱辛、科學研究的嚴謹、科學家的偉大人格魅力等都會給學生“潤物無聲”的精神感染，都能為高職學生愛崗、敬業、忠誠、奉獻等職業信念的形成提供豐碩的“精神營養”。

三、提高高職學生科學素養的路徑

綜上所述，科學素養對高職學生的思想成長有積極的引領，增強和保障作用。調查研究表明，高職學生的科學素養總體水平不高，文科生藝術類學生的文化科學素養水平則更不理想。[10]基于以上研究，筆者認為，高職院校可以通過以下三條路徑重視和提升學生的科學素養，進而為學生的思想成長提供保障。

1.完善人才培養方案，優化課程設置體系，為學生創造“學科學”的機會，提升學生的基礎科學素養，引領高職學生的科學思維。高職院校在制訂人才培養方案時，應將傳授專業知識、培養職業技能和提升學生的綜合素質等進行綜合考量，在提高學生職業技能和人文素養的同時，也不能忽視學生科學素養的提升。比如，在設置必修類基礎課程時，要保證數學等必修課程的課時，并逐步恢復普通物理、普通化學、普通生物等科學理論課及實驗課，是提升高職學生基礎科學素養的切實做法和有效途徑。在選修課方面，可以鼓勵教師開設“數學文化”“現代科技進展”“科技哲學導論”等科學文化課程，這樣既能激發學生的興趣，不加重學生的學習負擔，又可以強化學生的科學認識。優化課程體系可以同時從廣度和深度兩方面拓展深化高職學生的科學知識和基礎科學素養，學生具備了更好的基礎科學素養，思維過程的科學元素便會自然涌現，科學的思維方式也會水到渠成。

2.鼓勵學生參與科技競賽，培養高職學生“用科學”的意識，提升學生的實用科學素養，增強學生的科技創新能力和人生自信。結合高職院校學生實際，筆者認為，提升高職學生的實用科學素養首先要在給學生機會學科學的基礎上，培養學生用科學的意識。事實上，高職學生科學素養總體水平不高的重要表現是學生缺乏用科學指導學習和生活的意識，因此，出現了諸如學生“相信網上算命”“對地震的情緒恐慌”等異常現象。大學生數學建模競賽、電子設計競賽、機器人大賽等科技競賽是培養和提升高職學生實用科學素養的有效途徑。一方面，學校通過課堂教學、校園環境等途徑宣傳科技競賽，可以讓大部分學生形成科技有用并可為我所用的共識，培養學生學科學用科學的意識；另一方面，對于那些有濃厚興趣參與競賽的學生而言，科技競賽能夠有效增強學生的科技創新能力和人生自信。學生在參與科技競賽時，需要理性的分析所遇到的實際問題，然后運用所掌握的科學知識和技能給出解決問題的方法方案，因此，競賽是對學生科技創新能力的考驗。而競賽中學生不斷的提出想法，不斷的自我否定、修正思路，不斷探索前進的科學探索過程，則是對學生意志品質和思維成熟的錘煉。學生在運用科技方法解決問題后，還能夠感受到成功的滿足和喜悅，個人自信明顯增強。

3.充分利用校內外資源，多管齊下為學生營造“悟科學”的氛圍，提升高職學生的文化科學素養和科學信念，健全學生人格。文化科學素養是學生對科學的態度和感悟，學生文化科學素養的培養和提升是一個長期浸潤的過程。針對上文提到的文科類以及藝術類高職學生科學素養薄弱的問題，高職院校可以在校內有針對性地開展大學生自然知識競賽，激發文科、藝術類大學生學習自然科學知識的興趣和熱情，探索和培養具有較高科學素養的文科人才。此外，高職院校不僅可以通過增加“科學史” “科學思想”“科學文化”等課程模塊，優化課程體系培養學生的文化科學素養。還可以通過開展科技講座、科技周、組建科技社團等方式，培養學生的科學態度，通過文化熏陶，加深學生對科學的認同和感悟，健全學生人格和科學信念。例如，科技文化中多姿多彩的“麥田圈”現象，既可以讓學生感受到“麥田圈”迷人的外形美，又能讓學生情不自禁地從科學角度思索感悟“麥田圈”產生的原因，學生對“麥田圈”的各種成因進行科學討論，其文化科學素養在潛移默化中得到了提高，其科學態度和感悟逐漸鞏固，學生人格更加健全。

參考文獻：

[1] Hurd P D.Science literacy： Its meaning for American schools [J]. Educational Leadership，1958.

[2] Miller J D.Scientific Literacy： A Conceptual and Empirical Review [J].Daedalus， 1983（2） ： 112.

[3] 周立軍，李亦菲，趙紅.基于“九要素模型”的青少年科學素養指標體系建構[J].中國軟科學，2013（3）：66-77.

[4] 王渝生.“尤里卡！”——浮力定律的發現[J].科技導報，2008（2）：98.

[5] 高炳坤.比薩斜塔實驗趣談[J].大學物理，2011（10）：20-21.

[6] 王洪鵬.用風箏捕捉雷電的富蘭克林[J].科技導報，2009（10）：106.

[7] 過國忠.“蛟龍號”出征 挑戰7 000米深潛[N].科技日報，2012-06-04（1）.

[8] 黃曉芳.中國領跑可燃冰開采[N].經濟日報，2017-06-12（5）.

[9] 閔翠翠.試論高校學生突發集合行為的危機應對策略——對汶川地震后高校學生發生恐慌事件的思考[J].中共貴州省委黨校學報，2008（4）：81-82.

[10] 邢金龍，張靜.重視與加強大學生科學素養教育[J].中國高教研究，2007（10）：86-87.

[責任編輯 秦 濤]