數字時代科學素質提升的新路徑和測評新方法
——“數字時代的科學素質”專題論壇綜述

2023-02-24 09:15:36胡俊平李文碩

科普研究 2023年5期

王雪胡俊平李文碩張生

（北京師范大學，北京 100875）1

（中國科普研究所，北京 100081）2

2023 年9 月20 日，2023 世界公眾科學素質促進大會“數字時代的科學素質”專題論壇在北京成功舉辦。論壇由中國科協、中國科學院、北京市人民政府共同主辦，中國科普研究所、中國教育技術協會聯合承辦。論壇邀請澳門大學教授、澳門國際學生評估項目（Programme for International Student Assessment，PISA）負責人張國祥，以色列工程師、建筑師和技術科學畢業生協會董事會主席埃胡德·梅尼帕茲（Ehud Menipaz），印度尼西亞科學院前院長、萬隆理工學院機械工程系名譽教授薩特里奧·蘇曼特里·布羅喬內戈羅（Satryo Soemantri Brodjonegoro），教育部基礎教育質量監測中心主任、北京師范大學教授辛濤，中國科普研究所研究員胡俊平，清華大學日本研究中心主任助理龔超，一般財團法人中日創新中心首席研究員、清華大學日本研究中心研究員小池政就（Masanari Koike）等7 位專家學者作主題報告，并與參會者進行研討交流。議題圍繞數字時代公民科學素質提升的新路徑、素質測量評價新方法等關鍵問題，探討科學素質建設適應時代新需求的重要性、迫切性和實踐路徑，引發了廣泛關注。以下是對“數字時代的科學素質”專題論壇上各位專家主要觀點的整理與歸納，并展望了今后公眾科學素質發展的重點方向。

1 數字世界中的學習重新定義科學素質內涵

隨著數字技術的普及，傳統物理世界中科學的學習內容和方式需要適應數字時代而不斷演變。數字世界成為人們學習、工作和生活中不可或缺的組成部分，數字世界中學習內容的革新重新定義了科學素質的內涵。

張國祥指出，在過去的20 年間，技術已經改變了學生學習的方式，為學生提供了探索復雜現象并用數字工具表征、交流、分享創意的機會。同時，面對開放的、真實世界的問題，學生們需要保持主動、自主，而與此相關的必要技能和態度卻沒有得到足夠的重視。PISA 2025 科學素養測評框架中，新增了“數字世界中學習（Learning in the digital world，LDW）的能力”這一新領域。這種能力是指學生可以使用計算工具進行知識建構和解決問題，要求學生能夠應用計算和科學探究實踐，并進行有效的自我調節學習。其中，計算和科學探究實踐包括開展實驗并分析數據、構建和調試計算、解決問題并識別模式的能力；自我調節學習能力指學生能夠監控、適應學習過程，評價知識和表現，保持參與度，管理情緒狀態的能力。另一位專家梅尼帕茲也從一項學生問卷調查結果中發現，任務實踐能力是年輕一代所認為的最重要的要素，實踐和實習能給個人素質成長帶來很好的指引。此外，在科學素質的測評框架中，還新增了“評估和使用科學信息進行決策與行動”等與數字世界信息密切相關的測評領域。

PISA 對LDW 的重視表明，如何提高學生在數字世界中的自我調節學習能力，幫助學生使用計算工具開展科學探究實踐和解決現實科學問題，將成為科學素質教育的重點內容，這也為教育實踐指明了方向。

2 數字素養是科學素質在新時代的突出表現

“加強全民數字技能教育與培訓，普及提升公民數字素養”是我國“十四五”規劃的重要內容。在當前數字時代背景下，數字素養作為多元素養的復雜交織，是科學素質在新時代的突出表現。

關于數字素養的概念內涵及其與科學素質的關系，布羅喬內戈羅認為，21 世紀技能都可以稱之為數字素養的核心。尤其在當前的通信技術環境下，它涵蓋了查找、評估和創建交流信息的能力，這需要認知、技能等多方面的支持。胡俊平指出，數字素養和數字技能的內涵趨于融合統一，數字素養不再局限于狹義上的數字技術操作應用，而是包含知識、技能、態度等數字化綜合能力。從數字素養與科學素質之間的關系來看，數字素養是科學素質在數字時代的突出表現，數字技術是科技的重要組成部分，創新意識、批判思維、負責任態度以及解決復雜問題的能力等都是兩者應有的內涵。

在數字素養的評價框架和方法上，胡俊平提出了數字素養與技能評價的中國理念與方案。他的研究團隊將評價理念總結為“SPOON”，包括數字素養的評價范圍、導向、方法、網絡等方面的主張，是面向現代化需求的新理念。評價指標體系的構建主要考慮兩個方面：一是處理好當下與未來的關系，確保指標體系的穩定性、前瞻性；二是評價指標體系既要立足國情又要兼顧國際比較。評價框架最終包括數字認知、數字技能和數字思維3 個一級指標，大數據分析和問卷調查兩種方法均適宜開展評價實踐。該理念和方案為我們開展中國全民數字素養與技能發展水平評價提供了很好的參考。

3 數字環境為科學素質培養帶來機遇和挑戰

社交媒體是個體在數字環境中所應用的典型軟件類型之一。以社交媒體為代表的數字世界信息傳播媒介大大加快了信息傳播的速度，擴大了傳播范圍，使信息能夠迅速擴散到世界各個角落，為科學知識的傳播和科學素質的培養帶來了機遇和挑戰。

梅尼帕茲介紹了以色列數字化平臺的特點，闡釋了其在提升公民科學素質和促進終身學習方面發揮的獨特作用。龔超指出，人工智能與不同學科、不同行業深入融合，在各行各業中發揮著重要作用，如人工智能賦能考古、人工智能助力社會科學等典型成功案例，但同時也帶來了人工智能知識產權等道德倫理問題。小池政就指出，日本的數字技術發展迅速，但是社會的數字化轉型相對緩慢，這與人們擔心新技術應用可能帶來新風險相關。

布羅喬內戈羅指出，數字媒體與科學素質間存在密切關聯，數字媒體為人們提供了輕松獲取信息和節省時間的途徑，但數字媒體既可以傳播科學信息，也可以傳播虛假的、誤導性的、非科學的信息，給公眾科學素質的提升和培養帶來了機遇和挑戰。為此，他提出幾點建議：第一，科學家可以通過數據解釋來幫助公眾更好地理解科學知識，使用生活化語言進行科普；第二，在監測和評估全球性問題，如氣候變化，并進行科學決策時，科學家應該讓包括公眾和當地社區在內的所有利益相關者參與進來，并確保這一過程的透明度和獲取到的本地及全球數據的可用性；第三，學術界也應發布相關的政策簡報，以解釋基于證據的決策過程，從而幫助相應的政策制定者作出決策；第四，人們應當意識到數字媒體的威脅和負面影響，核查并確保信息來源的可靠性。

4 數字技術賦能科學素質的精準智能化測評

隨著人工智能、大數據、虛擬現實等智能技術的發展，基于計算機的交互式測評、游戲化測評等創新測評成為科學素質測評的重要形式。

辛濤指出，科學素質測評呈現出概念內涵深化、測評手段計算機化的趨勢。其中，基于智能技術的計算機化測評，包括增強現實、虛擬現實等測評手段和技術的應用是科學素質測評發展的重要趨勢。科學素質的測評形式經歷了從紙筆任務到表現任務，再到計算機交互式任務的發展過程。計算機交互式任務能夠通過用戶在數字環境中的選擇、點擊、拖拽等交互行為，模擬真實的科學探究任務，在完成任務的過程中收集學生的表現，并基于表現推斷學生的科學素質，是當前國內外共同關注的熱點話題。

隨著技術的發展，計算機交互任務還涌現出了不同的形式，比如基于課堂的嵌入式評價、基于情景的交互式測評、基于嚴肅游戲的測評等。如何基于智能技術，開發高效、可信的測評任務，將是數字時代科學素質測評的熱點。

5 結語

本次專題論壇中，專家學者圍繞“數字時代的科學素質”展開了主題豐富、內容多樣的學術交流，與會者對數字時代科學素質的內涵、測評與培養方式的革新有了更立體的認識，對數字世界給科學素質教育帶來的機遇和挑戰有了更為深入的思考。報告專家從各自國家或地區以及專業領域的視角出發，相互交流觀點、借鑒經驗，共同探討數字時代科學素質的研究方向和實踐道路，為提高人們的科學素質水平貢獻智慧。