金順成　李貴安

[摘要]我國物理新課程將義務教育階段的培養(yǎng)目標定位為“提高全體學生的科學素養(yǎng)”，并從知識與技能、過程與方法以及情感態(tài)度與價值觀三個方面提出了具體的要求，高中教育也把進一步提高全體學生的科學素養(yǎng)作為總目標。如何培養(yǎng)和評價學生的科學素養(yǎng)，新課程標準中并沒有明確的規(guī)定和相應的措施。本文從踐行新課程標準出發(fā)，以物理學科為例，探尋培養(yǎng)和測評中學生科學素養(yǎng)水平的方法和措施。

[關鍵詞]中學物理教學 科學素養(yǎng) 培養(yǎng) 測評

目前，我國基礎教育課程推出了新的科學課程標準，將科學課程的目標定位于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，并在不同版本的科學教材和課堂教學中融入這一新的課程教學理念。然而，我國的科學教育界對于科學素養(yǎng)的操作性定義和評價測量標準尚沒有深入研究和統(tǒng)一表述，在評價方法上也基本沿用了傳統(tǒng)的學科知識測驗方法。在新課程背景下，上述情況常常使處于教育一線的教師和廣大教育工作者無法有效開展學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)工作。因而，在這方面進行相關研究是當務之急。

一、科學素養(yǎng)的界定與內(nèi)容

科學素養(yǎng)通常是指對在日常生活、個人決策以及社會事務中所需要的科學概念和過程的認識和理解，并在此基礎上形成的穩(wěn)定的具有科學態(tài)度和科學精神的心理品質(zhì)?？茖W素養(yǎng)是一個人綜合素質(zhì)的重要組成部分，在一個人成長的道路上直接影響其人生觀的形成和價值取向。具體來說，科學素養(yǎng)至少應包括以下五個方面的內(nèi)容：即一定的科學知識和技能；進行科學探究的能力；理解科學技術與社會發(fā)展的關系；科學的態(tài)度、情感與價值觀；科學精神等。其中，科學精神是整個科學素養(yǎng)的核心。關于科學素養(yǎng)的界定，國際學生學業(yè)成就評價（Program for International Student Assessment，簡稱PISA）認為：科學素養(yǎng)是一種能力，是指能夠運用科學知識去識別問題，經(jīng)論證得出結(jié)論，以助于理解人類對自然界的改造和所作的決策。其中，科學素養(yǎng)測評應包括三個維度：即科學知識或概念、 科學過程，以及科學知識和過程應用的情境。由此可看出，科學素養(yǎng)的提高是以科學知識、技能的掌握和積累為基礎，以使學生獲得科學思想、科學精神和科學方法的熏陶和培養(yǎng)為主導。

二、中學生物理科學素養(yǎng)的培養(yǎng)

物理學是一門以實驗為基礎的學科，結(jié)合科學素養(yǎng)應涵蓋的范疇和物理學科的特點以及中學生的認知特征來培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，是國內(nèi)外教育界一貫的主體思路。筆者認為，物理學有很強的理論性和實踐性，應該重點突出物理學科的特點。按照課標要求，將教學內(nèi)容進行分層，不同的層次采用不同的教學方法，不同的教學方法重點指向不同的能力培養(yǎng)，即科學素養(yǎng)的不同層面。具體來說，可從以下幾個方面入手：

1．重視基礎概念、基本原理的掌握，提高學生科學認知水平

科學素養(yǎng)最淺層的要求是對在日常生活、個人決策以及社會事務中所需要的科學概念和過程有一定的認識和理解，所以對物理教材中涉及的基本概念、物理名詞（或物理量）以及一般物理規(guī)律，學生要有清晰而又準確的認識和理解。那么，如何掌握這些內(nèi)容是提高學生科學素養(yǎng)首先要研究的問題。要了解概念提出的物理背景，明確其提出的意義和學習的必要性，在此基礎上就比較容易理解其陳述的含義。然后了解其共性和個性以及和其他相關概念或物理量的內(nèi)在邏輯關系，比較分析和歸納他們的異同點。同時，聯(lián)系生活常識、運用多媒體等手段將有些抽象的概念形象化、具體化地呈現(xiàn)。在這樣一個開放的空間中全面、系統(tǒng)地學習，才能做到認識深刻、理解到位。這樣的學習方法既可以使學生掌握所學概念的含義，又能提高學生分析問題、歸納總結(jié)的能力。

上述思路看起來比較程式化，但是可以避免學生在學習基本概念和物理量的時候只知其一，不知其二以及了解過于片面和表面化的弊端。同時，可以訓練學生的邏輯思維能力，將看起來零散的知識點用一條具有邏輯關系的主線有機地串聯(lián)起來，對于學生建構(gòu)完整的知識體系，并且活學活用有很好的效果，使學生在掌握知識的同時提高分析問題、總結(jié)和歸納問題的能力，從而進一步提高學生的科學素養(yǎng)。

2．重視科學探究，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神

探究活動的目的在于培養(yǎng)學生的探索能力，增強在探索過程中主動獲取科學知識、領悟科學研究方法和進行理性思維的能力和意識，加強團隊合作意識、培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學精神?；谖锢韺W科性質(zhì)，科學探究是物理教學的重要手段，應貫穿在物理教學的各個環(huán)節(jié)，尤其是重要的物理概念（物理量）、物理原理的學習。教師應指導學生掌握探究活動的步驟和方法，開展探究活動，解決問題。學生要參與整個教學活動，親身體驗每一個環(huán)節(jié)，最終達到掌握學習的流程，并從學習中收獲知識，提高自身的知識層次，完善自身的知識系統(tǒng)，并將學習的能力固化為穩(wěn)定的內(nèi)在品質(zhì)，只有這樣才會有后續(xù)學習的動力和能力，才能不斷提高自身的科學素養(yǎng)。同時，使學生在探究過程中體驗到成功的快樂，并尊重學生的這種情感體驗。教師要耐心指導、熱情鼓勵。使學生崇尚科學，尊重科學，在此過程中形成科學的態(tài)度和科學精神。

3．重視科學技術和社會發(fā)展的關系教育，培養(yǎng)學生科學的價值觀

科學技術和社會的發(fā)展相輔相成，科技的進步促進社會的發(fā)展，社會的發(fā)展為科技的進步提供良好的社會、人文環(huán)境。科技成果的應用改善了人類的生活品質(zhì)和思維習慣，也產(chǎn)生了很多負面的效應，如，各類污染、臭氧層的破壞、全球氣候變暖、赤潮、能源危機等。物理教材中提及的最新科技成果的應用，在使學生領略科技之美、感受科學家為科學奉獻的精神之余，也展現(xiàn)了觸目驚心的負面效應。重視這一部分知識的學習，指導學生廣泛搜集素材，提取有效信息，豐富知識，加深對科技與社會發(fā)展關系的認識，關心自然，關注與社會發(fā)展密切的熱點問題，增強社會責任感和愛國熱情，形成科學的價值觀。

4．注重人文關懷，培養(yǎng)學生的科學品質(zhì)

科學品質(zhì)是人文教育的核心，良好的科學品質(zhì)包括勤奮、自信、客觀、公正、團結(jié)上進等。人是主動的、上進的、好奇和充滿榮譽感的，只是有一些不健全的體制、不太良好的家庭和社會環(huán)境泯滅了人的這些天性，只要喚醒人的這些天性，教學就有了良好的開端。中學生正處在長知識長身體的關鍵時期，有很強的求知欲，很好的記憶力，很敏感，并且非常在乎別人對自己的看法，在潛意識中都有超越別人的愿望。所以，只要在教學中努力摒除外圍環(huán)境中的不良因素，營造健康、快樂的學習環(huán)境和積極向上的輿論導向，關心學生的身心健康，尊重學生的個性特點，尤其是關心后進生的成長，就不難調(diào)動大家的學習熱情。結(jié)合物理課中豐富的科學品質(zhì)教育內(nèi)容，將其滲透在教學的各個環(huán)節(jié)當中，使學生學會堅持，發(fā)奮向上，并且能做到誠實、包容、客觀、公正。

因此，在整個教學環(huán)節(jié)中，要始終秉承新課標的教學理念，實事求是，尊重學生個性特點和認知規(guī)律，挖掘?qū)W生潛能，努力滲透科學方法和科學精神，使學生無論是在基礎知識的掌握，科學方法的獲得，還是在科學精神的形成方面都有一個長足的進步，不斷提高自身的科學素養(yǎng)，為以后獲得很好的發(fā)展奠定基礎。

三、中學生物理科學素養(yǎng)水平的測試

在踐行新課程標準的同時，學生的科學素養(yǎng)是否提高，教學措施是否得力，必須要及時作出反饋。國際上多采用科學素養(yǎng)水平調(diào)查問卷的方式來衡量一個人的科學素養(yǎng)水平。對于中學生來說，同樣可以用這種辦法來評價其科學素養(yǎng)水平。那么，如何編著科學素養(yǎng)水平測試卷，才能真正反應學生的科學素養(yǎng)水平，這是首先要解決的問題。

國際上普遍承認的由美國著名科學素養(yǎng)專家米勒提出的科學素養(yǎng)有三個評價標準，即公眾只有同時在科學基本術語及概念、科學研究過程和方法、科學技術對社會的影響等三個方面達到了基本理解的程度，才可被認為具備了基本的科學素養(yǎng)水平。根據(jù)米勒的理論，科學素養(yǎng)基本達標，就意味著至少要達到以下三個方面的能力要求，即理解基礎概念、基本原理；掌握科學探究的方法、具有創(chuàng)新精神；具有良好的科學品質(zhì)和科學的價值觀。

筆者認為，一份科學素養(yǎng)水平測試卷，是否真正反應學生的科學素養(yǎng)水平，首先，其考察內(nèi)容要充分體現(xiàn)以上的三個要求；其次，要對學生進行分層界定，測試內(nèi)容不能超出學生的認知范圍和知識層次，也就是說科學素養(yǎng)水平高低的比較應該在同年齡或同年級學生之間展開。同一份試卷，高中學生由于得分比初中生高，就認為高中學生的科學素養(yǎng)比初中學生高，這樣的比較和界定是不科學的，也是沒有意義的。所以，基于學生年齡特征和知識層次的科學素養(yǎng)測試卷才能反應該年齡段學生掌握科學知識的程度，才能正確反應出教育的有效性和教學改革的正確性。另外，對于題型也應有相應的限制，出于方便被測試者答題，測試題一般應該以選擇和判斷的形式出現(xiàn)。為了避免由于該類題型的偶然性和投機性大，導致結(jié)果失去可信度，測試題的選擇和設計應該符合以下特點：

（1）表述要非常清楚，且答案明確；

（2）要符合學生的知識層次，不可超出認知能力范圍；

（3）避免似是而非，不出偏題、怪題、難題。

總之，要做到使學生看到題目時，如果對問題有一定了解就能百分之百給出正確答案。例如，如果一個學生對于基本術語及概念達到了基本理解的程度，那么測試題中該類題目的得分應該是滿分，除去偶然因素，將基本達標的分數(shù)設定為90分。那么在米勒提出的三個標準方面的試題得分均達到90分的學生，就意味著具備基本的科學素養(yǎng)水平。具體評價標準如表1所示：

表1中，考察內(nèi)容一欄的基本術語、概念，研究方法以及科學精神是測試題中考察學生不同層次的能力范疇，每一類題目的分值比例可按不同年級、不同地域作適當調(diào)整。以表1為例，全卷滿分為100分，其中三類題目所占分值分別為30分、40分和30分，那么張三同學的得分為：30×90%+40×85%+30×80=85分，因為低于90分，所以張三同學不具備基本的科學素養(yǎng)水平。同理，李四同學最終得分為93.5分，可以鑒定為具備基本的科學素養(yǎng)水平。

每一類知識的得分之所以用百分數(shù)來表示，是因為不僅可以得出學生的分數(shù)，而且也可以很直觀地看出該生的長處和劣勢，以便日后有針對性地加強薄弱環(huán)節(jié)的不足。

四、結(jié)論

科學素養(yǎng)是一個人綜合素養(yǎng)中很重要的部分，它包含多種能力要求，在教學中，教師要注重學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)?？茖W素養(yǎng)水平測試卷是測評中學生具備科學素養(yǎng)的手段之一，要知道測試結(jié)果并不能完全代表學生的科學素養(yǎng)水平。它主要考察學生掌握基本知識和原理、科學的學習方法等理論水平，為最大限度地體現(xiàn)測試卷的評價功能，應盡量細化知識點，擴大測試所涵蓋的范圍。另外，還可以采用諸如科技小發(fā)明，小創(chuàng)造比賽、實驗操作考核等多種輔助手段來綜合評價學生的科學素養(yǎng)水平。

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