全球視角下的科學素養框架要素和培養策略

摘 要：新時代下的卓越人才需要同時具備科學素養和全球素養。科學素養的框架要素隨著時代而發展，全球視角下的當代科學素養強調信息流的邏輯，通過科學的方式獲取信息、評估信息和交流信息，而這恰是學生在學習科學時應歷經的思維探索過程。科學·英語整合學習作為一種有效的培養策略，既是跨語言的學習，也是跨文化的學習；既是跨學科的學習，也是跨思維的學習；既是對教師教學方式的引領，也是對學生學習方式的重塑。

關鍵詞：全球視角；科學素養；科學·英語整合學習

21世紀迎來了科學和技術的重大變革，人們的社會生產與生活實踐方式也隨之發生轉變，全球視野下的合作更加密切，競爭更加頻繁，全球治理人才在當代世界格局下發揮的作用極為關鍵。習近平總書記多次強調，隨著我國在全球治理中的地位越來越重要，急需要“一大批熟悉黨和國家方針政策、了解我國國情、具有全球視野、熟練運用外語、通曉國際規則、精通國際談判的專業人才”。新時代下的卓越人才需要同時具備科學素養和全球素養，顯然這對新時代下的教育培養提出了更高的要求和更大的挑戰。

科學素養的發展歷史

科學素養（scientific literacy）最早是在1952年由美國哈佛大學校長柯南特（James Bryant Conant）提出的。最開始柯南特提出 “科學素養”這個術語是針對大學通識教育的，即他認為每一個學生，無論哪個專業，無論文理，都應該學習科學，從而對科學知識和科學思維方法形成一些基本的了解。1958年，斯坦福大學科學教育專業的赫德教授，首次把“科學素養”這個詞引入基礎教育，認為基礎教育階段科學教育的目標應該有所轉換，不是去培養科學家的接班人，而是去培養具有科學素養的社會公民，他們應該具有科學基礎知識和思維方法，并且能用這些知識和思維方法指導社會生產實踐，做出合理有效的決策。

人們真正對科學素養有一個清晰的探討，是在美國1983年開始的“標準化運動”之后。著名的“2061計劃”開始實行，其中闡述了面向21世紀的人所應具備的科學素養，以及學生在學校里完成12年學習后，應該知道什么，能做什么，諸如：熟悉自然界，尊重自然界的統一性；懂得科學、數學和技術相互依賴的一些重要方法；了解科學的一些重大概念和原理；有科學思維的能力；認識到科學、數學和技術是人類共同的事業，并認識到它們的長處和局限性；能夠運用科學知識和思維方法處理個人和社會問題（美國科學促進協會，2001）。在此基礎上，《美國國家科學教育標準》于1996年正式出臺。這是美國歷史上第一份國家科學教育標準（武夷山，1995），它明確以科學素養為愿景，規定了學生在各年級段應該達成的學習要求。由此，引發了新一輪的全球教育改革浪潮，科學素養成為全球科學課程的重要理念和愿景。在中國的科學、物理、化學、生物等課程標準中，也都明確提出了科學素養的理念。

全球視角下的當代科學素養框架要素

隨著時代的變遷和社會的發展，科學素養的含義也需要進一步發展，對具有科學素養的人的陳述也會隨著社會的發展有新的需求。2007年，美國國家研究理事會發布了一個重要的文件報告，對科學教育要培養什么樣的人做了更加精準的闡述，包括：能懂得自然界的科學解釋，并會運用和闡釋這些解釋；能收集和評估科學證據和解釋；能理解科學知識的本質和發展；能有成效地參與科學實踐和討論（National Research Council，2007）。其中，還提出了科學與工程實踐的八個方面，包括了提出科學問題/界定技術難題；計劃和實施研究；發展和使用模型；使用數學、信息、計算機技術和計算思維；分析和闡釋數據；構建解釋/設計解決方案；參與基于證據的爭論；獲取、評估和交流信息（National Research Council，2011）。

深度實踐的完成有賴于信息流的邏輯，通過科學的方式獲取信息、評估信息和交流信息，這恰是學生在學習科學時所歷經的思維探索過程。因此，真正高質量的實踐絕不能簡單等同于動手活動，更不是生搬硬套科學探究或研究性學習的某種八股模式和套路，而是引導學生在思維上達成信息流的邏輯，并且能讓學生把思維用語言表現出來。

培養策略：科學·英語整合學習

科學·英語整合學習是指以英語語言為交際工具，以科學內容為載體的整合學習模式。通過整合科學學習和英語學習，學生從小就可以接觸對接國際標準的科學內容，有助于培養學生的科學素養，提升他們跨文化交流的能力，為全球治理人才的培養奠定基礎。

首先，科學·英語整合學習，既是跨語言的學習，也是跨文化的學習。以外語教學與研究出版社出版的Light Up Science課程為例，該課程由中外方專家合作編寫。首先，編寫團隊在參考我國小學科學課程標準基礎上，進一步對接了國際上主流的科學課程標準；然后，基于中外的科學課程標準，搭建單元結構表，確定目標主題以及句型詞匯；之后，由外方團隊基于單元結構表，完成活動素材的編寫；最后，由中外雙方團隊共同研討確定內容和語言。這樣的教材編寫模式使得Light Up Science既立足本土，又兼具全球視野，很好地實現了中外科學教育文化的融合。

其次，科學·英語整合學習，既是跨學科的學習，也是跨思維的學習。用英語語言來學習和交流科學內容，有助于學生了解和掌握科學專業的術語詞匯，更因吸納了英美等國家在科學教育中的先進理念，從而承載了科學思維的培養。在Light Up Science課程中，尤為強調科學本質和探究理念的引領，概念陳述清晰明確，動手實踐內容豐富，讓學生在掌握科學關鍵詞和關鍵句型的同時，領悟科學研究方法，構建科學知識體系，培養科學思維能力。比如Light Up Science 6B Unit 2“ Living Together”這個單元，包括三課：動物依賴植物；植物依賴動物；生活在一起。其中涵蓋的科學概念包括：動物依賴植物作為食物、遮蔽處等；植物依賴動物為其傳粉和傳播種子；生產者、消費者和分解者相互依賴。學生在建構這些科學概念的過程中，要使用觀察、分類等科學技能，同時形成對自然界的尊重和愛護心理。

再次， 科學·英語整合學習，既是對教師教學方式的引領，也是對學生學習方式的重塑。基于英語語境下的科學學習，以增進交流、表達看法、動手實踐為著重點。有一位學生說道：“我非常喜歡雙語科學課，它讓我既學習了科學知識，又達到了英語學習的目的。比如最近我們學習了光和影子，在課堂上我們進行了有趣的實驗，證明了光是沿直線傳播的。通過這個活動，我們還學習了light，shadow，move等單詞。在我們自己動手的實踐活動中，不知不覺地我們的英語能力就提高了。” 科學·英語整合學習不僅能轉變教師教和學生學的方式，而且還能提升學生對科學和英語的學習興趣，有助于培養學生的科學素養，為我國培養卓越人才奠定基礎。

參考文獻

武夷山.1995.美國制訂歷史上第一個國家科學教育標準[J].中國科技論壇，（2）： 64

美國科學促進協會.2001.面向全體美國人的科學[M].北京： 科學普及出版社.

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.

張穎之，首都師范大學教師教育學院副教授，碩士生導師。