趙青松 李川

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是當(dāng)前國內(nèi)外科學(xué)教育領(lǐng)域所關(guān)注的核心議題，其內(nèi)涵就是在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的世界里，作為未來合格的公民，要享受科學(xué)技術(shù)帶來的福祉，幸福地?fù)碛凶约旱纳?，能?duì)公眾、社會(huì)及與自己有關(guān)的事務(wù)做出合理決策，必須掌握基本的科學(xué)知識(shí)，了解科學(xué)研究的基本過程，理解科學(xué)技術(shù)與社會(huì)和自然之間的相互關(guān)系。

近年來，為了提升中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，北京市房山區(qū)教育委員會(huì)進(jìn)行了積極的探索，做了大量卓有成效的工作。2009年、2012年、2015年北京市房山區(qū)作為獨(dú)立區(qū)域參與教育部考試中心和經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織簽署合作協(xié)議開展的包括科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)的國際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目，并與北京師范大學(xué)劉克文教授研究團(tuán)隊(duì)合作，自2014年10月開始組成項(xiàng)目組，共同籌劃實(shí)施“北京市房山區(qū)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升行動(dòng)”，進(jìn)行房山區(qū)中學(xué)生科素養(yǎng)提升的實(shí)踐探索。

一、中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵

根據(jù)美國國家研究中心學(xué)者畢爾（Bybee

Rodger）考證[1]，“科學(xué)素養(yǎng)”一詞最早出現(xiàn)在1952年出版的由美國著名的科學(xué)家和教育家、哈佛大學(xué)前校長(zhǎng)柯南特（James Bryant Conant）作序的書《科學(xué)中的普通教育》中：“一個(gè)人的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)越廣泛，他的科學(xué)素養(yǎng)越高。”但是，此時(shí)，科南特只是把它作為一個(gè)普通詞匯使用，并沒有給出具體的解釋。此后，伴隨著“科學(xué)大眾化”的思潮，對(duì)“科學(xué)素養(yǎng)”的內(nèi)涵理解開始進(jìn)入一個(gè)“百家爭(zhēng)鳴”的時(shí)代，“科學(xué)素養(yǎng)”一詞開始風(fēng)靡全球，先后出現(xiàn)在多個(gè)國家或地區(qū)科學(xué)教育文件中，如《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》《科學(xué)素養(yǎng)基準(zhǔn)》《科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)航圖》《科學(xué)素養(yǎng)的設(shè)計(jì)》，以及我國在21世紀(jì)以來啟動(dòng)的跨越多個(gè)學(xué)段和學(xué)科的新一輪科學(xué)教育課程標(biāo)準(zhǔn)。

十年樹木，百年樹人，教育是在為未來培養(yǎng)人才。而PISA測(cè)試的一個(gè)基本理念就是衡量當(dāng)代中學(xué)生是否具備適應(yīng)未來生活的能力，非常符合教育服務(wù)未來的宗旨。所以，房山區(qū)教委多位領(lǐng)導(dǎo)和專家們都比較認(rèn)同PISA測(cè)試對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵理解，符合區(qū)教委提出的“站在未來發(fā)展的人才需求高度，評(píng)價(jià)現(xiàn)在教育成效”的理念，也符合房山區(qū)以PISA測(cè)試為契機(jī)開展中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升項(xiàng)目研究的出發(fā)點(diǎn)。

根據(jù)《PISA2015科學(xué)框架草案》，科學(xué)素養(yǎng)是指作為一個(gè)有反思意識(shí)的公民能夠參與討論與科學(xué)有關(guān)的問題，提出科學(xué)見解的能力[2]。具體而言，科學(xué)素養(yǎng)包括以下三種主要的科學(xué)能力。

（1）科學(xué)地解釋現(xiàn)象，即認(rèn)識(shí)、提供和評(píng)價(jià)對(duì)一系列自然現(xiàn)象和技術(shù)產(chǎn)品的

解釋;

（2）評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)探究，即科學(xué)地描述、評(píng)價(jià)科學(xué)研究，提供問題解決的

方法;

（3）科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)，即分析評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)和各種不同方式表示的參數(shù)，并能得出恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)結(jié)論。

為了使科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)試更加具有可操作性，PISA2015測(cè)試框架在2006年測(cè)試框架的基礎(chǔ)上，將科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵進(jìn)一步解讀為背景、知識(shí)、能力和態(tài)度四個(gè)相互關(guān)聯(lián)的方面，并構(gòu)建了能力標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)類型的認(rèn)知需求框架。要求學(xué)生在一定的個(gè)人、地區(qū)（國家）、全球等背景中，根據(jù)自己對(duì)科學(xué)的興趣、對(duì)科學(xué)探究方法的價(jià)值的認(rèn)識(shí)以及自我環(huán)境意識(shí)等，運(yùn)用內(nèi)容性、程序性和認(rèn)知性知識(shí)，解決生活中的科學(xué)問題，從而展現(xiàn)科學(xué)地解釋現(xiàn)象、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)探究以及科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)等科學(xué)素養(yǎng)能力。具體內(nèi)容如圖1

所示。

二、房山區(qū)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)教育教學(xué)現(xiàn)狀

根據(jù)近年來房山區(qū)參加PISA中國獨(dú)立測(cè)試情況，以及與多位房山區(qū)一線教師進(jìn)行交流和訪談的結(jié)果來看：雖然房山區(qū)中學(xué)生參加PISA的平均成績(jī)?cè)诓粩嗵嵘?，但是在某些具體的科學(xué)素養(yǎng)能力標(biāo)準(zhǔn)中還存在很大的發(fā)展空間;同時(shí)，部分房山區(qū)科學(xué)教師需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵理解。

具體而言，中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀存在的主要問題包括：

（1）缺乏從大量的科學(xué)技術(shù)背景資料中提取有用信息回答問題的能力;

（2）不能很好地理解圖表信息，并利用圖表信息正確推導(dǎo)出相應(yīng)結(jié)論;

（3）對(duì)于“科學(xué)源于生活，又作用于生活”缺乏理解，學(xué)習(xí)到的科學(xué)知識(shí)未能應(yīng)用到社會(huì)生活現(xiàn)象、問題的理解中;

（4）缺少對(duì)科學(xué)研究過程的體驗(yàn)，對(duì)科學(xué)研究方法的認(rèn)識(shí)也比較片面，在實(shí)際生活問題解決過程中不能恰當(dāng)、正確使用相應(yīng)的科學(xué)研究方法處理問題;

（5）伴隨著國際計(jì)算機(jī)測(cè)試的普及，而我國中學(xué)生使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行答題的機(jī)會(huì)較少，人機(jī)信息交互可能影響學(xué)生成績(jī)。

科學(xué)教師在中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)中存在的主要問題包括：

（1）對(duì)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵認(rèn)識(shí)不夠深入，尤其是在對(duì)科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)方法和科學(xué)精神等方面的理解還不夠深刻;

（2）在教學(xué)過程中，部分教師還停留在簡(jiǎn)單的科學(xué)知識(shí)傳授層面，不能很好地將科學(xué)研究過程和科學(xué)研究方法滲透到科學(xué)知識(shí)傳授中;

（3）缺乏“從生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究問題，豐富教學(xué)素材，利用科學(xué)認(rèn)識(shí)理解社會(huì)現(xiàn)象、解決生活問題”的意識(shí);

（4）對(duì)于新課程改革目標(biāo)中的“過程與方法”，PISA科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試?yán)砟畹葍?nèi)容的認(rèn)識(shí)有待進(jìn)一步提升。

三、房山區(qū)為提升中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)正在做的努力

針對(duì)房山區(qū)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)教育教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵，“北京市房山區(qū)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升行動(dòng)”項(xiàng)目組以PISA2015重點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試為契機(jī)，設(shè)定中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升目標(biāo)，完善房山區(qū)科學(xué)教師科學(xué)素養(yǎng)提升的措施，進(jìn)而深化科學(xué)課程體系和教育教學(xué)實(shí)踐改革，制定多方面的措施和教學(xué)策略，全方位構(gòu)建中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升和評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)房山區(qū)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)和提升的科學(xué)化、常態(tài)化。

根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，為了更加全面建設(shè)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升體系，該項(xiàng)目將中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升行動(dòng)的實(shí)施劃分成項(xiàng)目準(zhǔn)備、體系建設(shè)和常態(tài)化三個(gè)階段。第一階段的主要工作是設(shè)定并開發(fā)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升目標(biāo)和評(píng)價(jià)工具。第二階段主要從教師培訓(xùn)、教學(xué)實(shí)踐、實(shí)踐活動(dòng)和校園文化建設(shè)等多方面整體構(gòu)建全區(qū)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升體系。第三階段的主要工作是實(shí)現(xiàn)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升教育教學(xué)的常態(tài)化。

房山區(qū)教育委員會(huì)希望通過本項(xiàng)目的實(shí)施，借助PISA的先進(jìn)理念和專家團(tuán)隊(duì)的高端引領(lǐng)，能夠進(jìn)一步深化科學(xué)教育教學(xué)改革，整體提升房山區(qū)科學(xué)學(xué)科的教育教學(xué)質(zhì)量，全面提升全區(qū)中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平，改變?nèi)珔^(qū)科學(xué)教師的教學(xué)行為，促進(jìn)科學(xué)教師的專業(yè)發(fā)展，并逐步改善全區(qū)校園文化氛圍，建構(gòu)更加科學(xué)、更加積極向上的校園文化環(huán)境，為提高房山區(qū)公民的科學(xué)素養(yǎng)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2014年10月，該項(xiàng)目正式啟動(dòng)以來，

在房山區(qū)教育委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，經(jīng)過項(xiàng)目組專家團(tuán)隊(duì)和實(shí)踐團(tuán)隊(duì)的反復(fù)研討、協(xié)商，目前項(xiàng)目組已完成PISA2015科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)容及特點(diǎn)的解讀、歷年P(guān)ISA公開試題和相關(guān)模擬試題的收集與整理，以及中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)讀本的撰寫等多個(gè)項(xiàng)目實(shí)施的文獻(xiàn)資料準(zhǔn)備工作。2015年6月12日至14日又集中對(duì)轄區(qū)科學(xué)學(xué)科骨干教師進(jìn)行有關(guān)科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)過程、科學(xué)方法等科學(xué)內(nèi)涵與科學(xué)素養(yǎng)關(guān)系理解，以及如何進(jìn)行中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)集中培訓(xùn)，并由北京師范大學(xué)劉克文教授研究團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)，共同商討如何在各個(gè)學(xué)科中落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)提升目標(biāo)，明確接下來的各項(xiàng)教育教學(xué)實(shí)踐工作安排。

正如北京市房山區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校教師晉有奇所說的那樣，基于（打鐵需要自身硬）現(xiàn)實(shí)要求，加強(qiáng)師資及管理隊(duì)伍的培訓(xùn)和教育，認(rèn)真落實(shí)義務(wù)教育階段有關(guān)科學(xué)課程的國家課程計(jì)劃和目標(biāo)，尤其是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐等教學(xué)內(nèi)容，扎扎實(shí)實(shí)做好本職工作，而房山區(qū)基礎(chǔ)教育工作中的科學(xué)教育課程正落實(shí)在此途中。

通過半年多的項(xiàng)目實(shí)施與實(shí)踐探索，參與該項(xiàng)目的科學(xué)學(xué)科教師對(duì)科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)涵、PISA理念、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)研究方法和過程等都有了比較深刻的理解。同時(shí)，在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的支持以及項(xiàng)目組專家團(tuán)隊(duì)的幫助下，項(xiàng)目參與教師的教學(xué)理念及方式也正在向以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的方向轉(zhuǎn)變。

在接下來的項(xiàng)目實(shí)施與實(shí)踐探索過程中，項(xiàng)目組將繼續(xù)堅(jiān)持“專家引領(lǐng)、教師實(shí)踐、科學(xué)評(píng)價(jià)”的原則，不斷推進(jìn)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的教育教學(xué)實(shí)踐探索，逐步完善中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)及提升體系，進(jìn)行以培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為主題的校園文化建設(shè)，開發(fā)培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的資源共享信息平臺(tái)等。

參考文獻(xiàn)

[1]Fraser Barry J.， Tobin Kenneth G.. International Handbook of Science Education[M]. Dordrecht， Boston： Kluwer Academic Publishers， 1998：487-498.

[2] Organization for Economic Cooperation and Development.PISA2015 Draft Science Framework[EB/OL].http：//www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20PISA%202015%20Science%20Framework%20.pdf.2014-03-10.

（作者單位：1.北京市房山區(qū)教育委員會(huì) 2.北京師范大學(xué)）

（責(zé)任編輯：任媛媛）