高校科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系構(gòu)建新探

李磊 張立峰

黨的十九屆五中全會提出了社會主義現(xiàn)代化遠景目標，首要目標即進入創(chuàng)新型國家前列。基于21篇核心期刊文章的Nvivo12 Plus編碼統(tǒng)計分析軟件，研究發(fā)現(xiàn)，科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系可由內(nèi)涵解讀、現(xiàn)狀評價、構(gòu)成要素及培養(yǎng)路向四個層面進行建設(shè)，以此為立足點，實現(xiàn)科學創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

黨的十九屆五中全會提出了到2035年基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化遠景目標，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，完善國家創(chuàng)新體系，加快建設(shè)科技強國，要強化國家戰(zhàn)略科技力量，提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，完善科技創(chuàng)新體制機制，堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力。高校教育是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、提高創(chuàng)新能力的主要舞臺，高校科學創(chuàng)新素養(yǎng)的理論體系構(gòu)建成為當務(wù)之急。

研究知識增長是教育的目標之一，研究知識增長的最好辦法是研究科學知識的增長。科學是無止境的前沿，世界沒有終極的真理，創(chuàng)新精神是科學精神的應有之義。科學創(chuàng)新于高校人才培養(yǎng)、科研蕃昌、文化轉(zhuǎn)型等方面的發(fā)展可起到一定推助作用。教育部提出組織研究各學段學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系，明確學生應具備適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，并將科學精神與實踐創(chuàng)新列入六大核心素養(yǎng)。高校創(chuàng)新意識有待加強，由此，科學創(chuàng)新素養(yǎng)需在內(nèi)容構(gòu)建上達成共識，本研究借助Nvivo12 Plus編碼統(tǒng)計分析軟件，通過關(guān)注科學創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)涵解讀、現(xiàn)狀評價、構(gòu)成要素及培養(yǎng)路向等層面，構(gòu)建科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系，以期助推高校核心素養(yǎng)體系構(gòu)建。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

文獻法是教育研究的經(jīng)典方法之一，通過檢索與整理1997年～2020年科學創(chuàng)新素養(yǎng)的有關(guān)文獻，對前人研究成果進行分析，可初步獲取相關(guān)量化材料。通過比較研究法，對南京師范大學、東北師范大學、華東師范大學、吉林師范大學、吉林師范大學博達學院地理科學專業(yè)培養(yǎng)方案對比分析，旨在歸納各高校地理科學專業(yè)培養(yǎng)人才的指向性要求中科學創(chuàng)新素養(yǎng)所占比重。

為保證研究結(jié)果的科學性及實效性，本研究在文獻法、比較研究法的基礎(chǔ)上，結(jié)合Nvivo12 Plus軟件，對已篩選的21篇核心期刊（其中19篇為CSSCI來源期刊）文章進行編碼，通過節(jié)點梳理、聚類分析、可視化呈現(xiàn)等研究環(huán)節(jié)，對所選文本進行多維分析，以期構(gòu)建合理科學創(chuàng)新素養(yǎng)內(nèi)容體系。

2 研究結(jié)果與討論

通過借助Nvivo12 Plus質(zhì)性分析軟件對文獻和材料的梳理，基本實現(xiàn)了從材料中提升理論體系的研究思路（扎根理論）。將21篇核心期刊文章導入Nvivo12 Plus軟件，以設(shè)想理論體系為依據(jù)，逐句逐字進行初級編碼，假想理論體系為傳統(tǒng)的內(nèi)涵解讀、形成過程、組成部分、價值意蘊、培養(yǎng)路向研究及若干二級指標，在編碼過程中，研究主題相關(guān)文字的數(shù)量和質(zhì)量決定本研究的信效度，據(jù)編碼的子節(jié)點數(shù)量及質(zhì)量，對理論體系的主題節(jié)點進行刪除及整改，借助軟件聚類分析功能，創(chuàng)建子節(jié)點與父節(jié)點編碼相似性聚類的項，據(jù)各級指標類屬關(guān)系，回歸文獻材料支撐理論體系的構(gòu)建，再次對科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系內(nèi)容進行刪除及整改，最終構(gòu)建科學創(chuàng)新素養(yǎng)合理理論體系，開放式編碼數(shù)據(jù)具體結(jié)果為：224個子節(jié)點，11個父節(jié)點（二級指標），4個主題節(jié)點（一級指標），自下而上選定材料濃縮為科學創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)涵解讀、現(xiàn)狀評價、構(gòu)成要素、培養(yǎng)路向4個一級指標的理論框架，依據(jù)編碼數(shù)據(jù)，本部分將以宏觀到微觀的研究數(shù)據(jù)展示方式進行循序漸進的闡述，以期探索高校科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系構(gòu)建路向。

2.1 科學創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)涵解讀

對某一概念進行內(nèi)涵解讀，實質(zhì)上是以演繹作為前提，運用一條或多條具有全稱陳述性質(zhì)的普遍法則以及某些單稱陳述（又稱初始條件）來描述這個概念。涉及科學創(chuàng)新素養(yǎng)內(nèi)涵解讀主題節(jié)點的編碼共41個子節(jié)點、2個父節(jié)點，文獻中通過對科學創(chuàng)新素養(yǎng)主要特點及內(nèi)在邏輯兩方面的闡述來體現(xiàn)其內(nèi)涵，開放式編碼結(jié)果如圖1所示。

據(jù)開放式編碼顯示成果概括，在這一研究階段科學創(chuàng)新素養(yǎng)被暫時定義為：學習者經(jīng)過認知階段、元認知階段、突變階段、檢驗階段，具備系統(tǒng)化抑或公式化的有序存量知識體系后，在漸進與突變、循規(guī)與越軌、分離與重組、順行與逆行的邏輯流動轉(zhuǎn)化以及發(fā)現(xiàn)問題——創(chuàng)造性地解決問題這一實踐過程中，凝練出有別于常規(guī)的新知識、新能力、新方法、新思維，并對事態(tài)發(fā)生發(fā)展具有積極指向作用的穩(wěn)健品格、關(guān)鍵能力、價值觀念。具有突創(chuàng)性、新穎性、拓展性、實踐性的主要特點。腦的運作代表邏輯關(guān)系的流動轉(zhuǎn)化，問題在哲學邏輯動態(tài)轉(zhuǎn)化中得到解決。其中，認知階段是科學創(chuàng)新知識歸納、科學創(chuàng)新能力習得的主要階段；元認知階段是科學創(chuàng)新方法集成的主要階段；突變階段是科學創(chuàng)新思維演進的主要階段；檢驗階段是科學創(chuàng)新知識、科學創(chuàng)新能力、科學創(chuàng)新方法、科學創(chuàng)新思維再現(xiàn)與應用，起到驗證與更正的作用，這一系列心理活動是深化科學創(chuàng)新素養(yǎng)的重要過程。

2.2 科學創(chuàng)新素養(yǎng)的現(xiàn)狀評價

科學創(chuàng)新素養(yǎng)在高校地理科學專業(yè)培養(yǎng)方案中出現(xiàn)的比例較高，說明高校對人才培養(yǎng)中科學創(chuàng)新素養(yǎng)的重視。值得一提的是，高中課程改革，各學科紛紛提出學科核心素養(yǎng)，在高中階段各學科共提出58個素養(yǎng)，依據(jù)上文對科學創(chuàng)新素養(yǎng)內(nèi)涵解讀的范疇，具有科學創(chuàng)新素養(yǎng)指向的核心素養(yǎng)共14個，這說明在基礎(chǔ)教育階段，各學科有意識培養(yǎng)科學創(chuàng)新素養(yǎng)，由于學齡段的限制，比例僅為24.13%。文獻中也體現(xiàn)了學者們對高校學生科學創(chuàng)新素養(yǎng)的現(xiàn)狀分析評價，現(xiàn)狀評價主題節(jié)點中，25.71%的子節(jié)點顯示，學者認為不論從各項指標還是數(shù)量上，我國科學創(chuàng)新能力有顯著提高，這是科學創(chuàng)新素養(yǎng)提升的結(jié)果；21.43%的子節(jié)點顯示，學者對當前高校學生科學創(chuàng)新素養(yǎng)現(xiàn)狀持客觀態(tài)度，認為科學創(chuàng)新素養(yǎng)的提升需要將科學人才因素、科技基礎(chǔ)設(shè)施、政府財政資金、思想文化、經(jīng)濟、環(huán)境等因素共同作用于科學中心形成有機整體，并考慮指標量化的問題；52.86%的子節(jié)點顯示，學者對當前高校學生科學創(chuàng)新素養(yǎng)現(xiàn)狀持焦慮態(tài)度，以“錢學森之問”為代表，引發(fā)了一系列思考，對高校論文體系、獎懲制度、民主化、教育模式、常態(tài)科學、求同存異的文化背景等方面因素表現(xiàn)出擔憂，側(cè)面反映問題意識、批判的取向、客觀真理對科學創(chuàng)新素養(yǎng)帶來深刻影響。黨和政府高度重視科學創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀，2020年9月11日下午召開的科學家座談會上強調(diào)，把巨大創(chuàng)新潛能有效釋放出來，要堅決破除“唯論文、唯職稱、唯學歷、唯獎項”。對科學創(chuàng)新素養(yǎng)的現(xiàn)狀評價分析，為后續(xù)研究提供了一定借鑒價值。

2.3 科學創(chuàng)新素養(yǎng)的構(gòu)成要素

經(jīng)驗主義哲學家笛卡兒認為真理是被發(fā)現(xiàn)的。阿爾布雷希特·丟勒曾說：“把我所學的知識保留下來，以便讓后人猜測真理，用他的研究輔證我的觀點或指正我的錯誤。某種程度而言我也成為顯示真理的工具，為此我將欣喜不已。”如何探索科學創(chuàng)新素養(yǎng)的“真理”，阿爾布雷希特·丟勒謙卑的學術(shù)風格為我們提供一個思路，即具備系統(tǒng)化抑或公式化的有序存量知識體系，是科學創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。經(jīng)過對子節(jié)點編碼的分析，對于科學創(chuàng)新素養(yǎng)構(gòu)成的要素中，在21篇核心期刊論文中，關(guān)于科學創(chuàng)新知識所占的文字覆蓋率也是最高的，為3.22%，其次為科學創(chuàng)新方法，為2.17%，科學創(chuàng)新能力為0.89%，科學創(chuàng)新思維為0.34%，具體文字覆蓋率如圖2所示。

研究結(jié)果表明科學創(chuàng)新素養(yǎng)可由科學創(chuàng)新知識、科學創(chuàng)新能力、科學創(chuàng)新方法、科學創(chuàng)新思維組成。學者注重積累及實踐，對基礎(chǔ)的科學創(chuàng)新知識和科學創(chuàng)新方法十分重視。科學創(chuàng)新方法側(cè)重于探討在科學創(chuàng)新素養(yǎng)形成的過程中所采用的途徑、方式及手段，能夠有效促進科學創(chuàng)新邏輯思維轉(zhuǎn)換的訓練。對上層建筑層面的科學創(chuàng)新能力和科學創(chuàng)新思維探討較少，科學創(chuàng)新能力與科學創(chuàng)新知識息息相關(guān)，科學創(chuàng)新能力形成的邏輯為科學創(chuàng)新知識的投入、運行、產(chǎn)出的過程，體現(xiàn)在依托單一維度科學創(chuàng)新知識，能夠衍生多維度科學創(chuàng)新知識，并能夠?qū)⑵鋺糜趯嶋H生活中并成為必備能力。科學創(chuàng)新思維則是在知識、能力、方法習得的過程中人腦循序漸進地對科學創(chuàng)新素養(yǎng)形成的概括及間接反映。個別學者提出，科學創(chuàng)新素養(yǎng)的構(gòu)成要素可按照培養(yǎng)層面進行劃分，如個人科學創(chuàng)新：微觀層面——學生的自我修養(yǎng)；團隊科學創(chuàng)新：中觀層面——團隊的合作力量；國家科學創(chuàng)新：宏觀層面——建設(shè)創(chuàng)新型國家。因支持編碼數(shù)據(jù)較少，本研究未采取此構(gòu)成要素構(gòu)成方法，然而此觀點為本研究提供了一定借鑒價值，值得給予高度重視。依托Nvivo12 Plus分析結(jié)果，本研究對科學創(chuàng)新素養(yǎng)構(gòu)成要素的內(nèi)容指標有了更為深入的探索。

本研究提出科學創(chuàng)新素養(yǎng)各構(gòu)成要素蘊含的內(nèi)容指標，分別說明如下。

（1）科學創(chuàng)新知識的內(nèi)容指標說明

智慧性知識。又稱急智性知識，將已認知的概念、規(guī)律、模式在頭腦中進行辨別、具體、再定義，并能夠應用于給定情境，創(chuàng)造性地完成階段性任務(wù)。

關(guān)聯(lián)性知識。又稱條件跳躍知識，強調(diào)知識與知識的互通貫連，在學習過程中，可由一個概念的范疇擴展至多個相關(guān)范疇，強化知識數(shù)量及質(zhì)量，形成網(wǎng)絡(luò)式的完整知識表象、非程序式的應答系統(tǒng)。

操作性知識。在頭腦中體現(xiàn)概念自動化過程及結(jié)果的知識，是智慧性知識與關(guān)聯(lián)性知識的內(nèi)化體現(xiàn)。

（2）科學創(chuàng)新能力內(nèi)容指標說明

溫故知新的能力。是已知觀念及關(guān)系重新締結(jié)的能力，在新的情景中，締結(jié)因素間相關(guān)性越低，創(chuàng)造能力越強。

實際運用的能力。個體順利達成創(chuàng)造性活動目標的序列動作及步驟。按照科學創(chuàng)新活動的邏輯形成過程，可分為心理操作活動與實際操作活動。

自我檢驗的能力。反思科學創(chuàng)新活動序列是否正確、符合事物發(fā)展客觀規(guī)律的能力。

（3）科學創(chuàng)新方法內(nèi)容指標說明

科學創(chuàng)新方法是形成科學創(chuàng)新素養(yǎng)的主要手段，很大程度上推動了科學創(chuàng)新的研究。科學創(chuàng)新素養(yǎng)方法包括觀察、實驗、調(diào)查及頭腦風暴，這些方法與培養(yǎng)科學創(chuàng)新素養(yǎng)的路向有重合交集。因此，本部分在科學創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)路向中做了進一步闡釋。

（4）科學創(chuàng)新思維內(nèi)容指標說明

好奇心。個體面對認知范疇外新鮮事物的注意，或?qū)σ颜J知事物重新探索過程中產(chǎn)生的疑問，好奇心是科學創(chuàng)新興趣的引導和培養(yǎng)的指向性引導。

想象力。根據(jù)已有科學創(chuàng)新知識，在頭腦中創(chuàng)造出新的圖式、形象或解決問題的方法，是科學創(chuàng)新素養(yǎng)中最高階的思維活動。

問題意識。好奇心的深層次探索思維，產(chǎn)生疑問對象具有一定研究價值。

批判精神。在進行科學創(chuàng)新的自我檢驗過程中，勇于推翻當前命題，勇于修改再創(chuàng)新命題的心理狀態(tài)。

2.4 科學創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)路向

M. Schlick表示人類最終能夠解決棘手問題，這暗示著一種擔憂：哲學將永遠不會走得如此遠以至能提出一個真正的問題（1930年）。I. Kant則持完全相反意見，哲學爭論的實質(zhì)是一個關(guān)于事物的真正問題（1786年）。哲學與科學范疇為何如此關(guān)注問題？原因在于問題是研究的起點，也是科學創(chuàng)新的起點。問題意識的價值在于啟發(fā)對普通事物作多層次、多角度和種種可能性的思考，它使你坐臥不安，輾轉(zhuǎn)反側(cè)。以此改造世界觀，提供從事科學實踐的方法論，將科學實踐納入創(chuàng)新發(fā)展的軌道，成為科學創(chuàng)新的出發(fā)點。本研究參考Nvivo12 Plus的自動編碼功能的編碼結(jié)果進行開放式編碼，從文本支持數(shù)量及文本提及次數(shù)來看，問題意識是科學創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的指向性訴求。旨在基于高校教育教學層面上的科學創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)路向探究，回歸文獻和資料，根據(jù)對子節(jié)點的歸納整理。科學創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)路向可分為顯性路向與隱形路向，顯性路向具有明確的指向性，隱形路向具有潛在的影響力。其中顯性路向包括科學觀察、實驗、社會調(diào)查等；隱形路向包括教學滲透、研學旅行、環(huán)境渲染等。本研究依據(jù)文本檢索編碼指引，進行科學創(chuàng)新培養(yǎng)路向整合，與此同時，以地理科學專業(yè)視域為切入點，將哲學范疇的科學創(chuàng)新素養(yǎng)具體化，使科學創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)于地理科學專業(yè)落地，具體內(nèi)容指標如表1所示。

筆者認為高校學術(shù)活動同樣是培養(yǎng)學生科學創(chuàng)新素養(yǎng)的有效路徑，高校學術(shù)活動可提高科學創(chuàng)新精神、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，促進科學創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，使教育更好地服務(wù)于社會，進而貫徹黨的十九大和全國教育大會精神。然而對于高校學術(shù)活動的培養(yǎng)路徑，在篩選文獻及資料中并未有明顯細致的體現(xiàn)，本研究認為高校學術(shù)活動應給予高度重視，為培養(yǎng)高校學生科學創(chuàng)新素養(yǎng)助力。

3 總結(jié)與反思

本研究借助Nvivo12 Plus編碼統(tǒng)計分析，從科學創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)涵解讀、現(xiàn)狀評價、構(gòu)成要素、培養(yǎng)路向析出科學創(chuàng)新素養(yǎng)的理論體系的層次結(jié)構(gòu)，該理論體系的構(gòu)建為初步研究成果，鑒于科學創(chuàng)新素養(yǎng)對高校人才培養(yǎng)的重要性，為提升科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系研究的科學性及合理性，本研究將繼續(xù)以專家訪談問卷的形式展開意見調(diào)查，完善本研究的不足。與此同時，對本校學生進行科學創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)與熏陶，根據(jù)培養(yǎng)科學創(chuàng)新素養(yǎng)的時間段不同，開展過程性考核，通過編制階段性高校學生科學創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)狀況問卷開展咨詢，進行目標學生跟蹤調(diào)查，獲取相應數(shù)據(jù)，進一步驗證及修正科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系。

本研究也存在些許不足，限于篇幅原因，僅展現(xiàn)了開放式編碼數(shù)據(jù)結(jié)果及聚類分析結(jié)果，科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系中更為細致的內(nèi)容指標并未進行展開陳述，筆者將另撰文書寫，以期進一步完善科學創(chuàng)新素養(yǎng)理論體系。

（作者單位：吉林師范大學旅游與地理科學學院）