第一章 科学素养和PISA科学素养测评

第一节 科学素养的内涵及培养

随着科学技术的迅猛发展，人类社会进入科技爆炸的时代，科学、工程学和技术几乎渗透现代生活的各个方面。人们的日常生活和工作已经离不开科学、工程学和技术产品，要想更好地生活在这个世界上，需要具备一定的科学素养（Scientific Literacy）。同时，未来国家的竞争力也将在很大程度上取决于国家的科技实力，社会的发展需要具备良好科学素养的专业人才。因此，科学素养是现代公民面向当今社会和未来发展的必备素养，培养学生的科学素养是科学教育的终极目标。基础教育阶段的科学教育不仅要培养具备基本科学素养的公民，还要为高等教育培养具备良好科学素养的专业人才打下基础。

一 科学素养的源起

“科学素养”一词最早出现于20世纪50年代末期，也是从这一时期开始，科学素养成为科学教育领域重点关注的议题，培养具备科学素养的人成为科学教育的终极目标。但是，在此之前的一个世纪，尽管没有“科学素养”这一术语，科学教育工作者已经对科学教育的意义及其应当培养什么样的人进行了深入且激烈的论证和探讨。

早在19世纪，伴随着第一次科技革命的加速发展及其对人们生产生活方式的冲击不断加强，在科学家的极力推动下，科学开始进入欧美国家的中小学，成为学校课程的一部分。之后，关于科学教育价值的争论又持续了很长时间。1880年，英国著名博物学家、教育家、达尔文进化论最重要且最有力的拥护者托马斯·H.赫胥黎（Thomas H.Huxley），在英国伯明翰梅森理学院[Mason Science College，后发展为现在的伯明翰大学（University of Birmingham）]的开院大典上，做了题为“科学与文化”（Science and Culture）的演讲。他讲道，教育除了像过去一样教人们识文断字外，还需要教人们科学知识；科学知识只有在运用科学方法探索世界的过程中才能获得。[1]这一演讲也开启了公众对传统的识字教育和融入科学课程的新型教育的争论与探讨。同一时代的英国哲学家、社会学家、社会达尔文主义之父赫伯特·斯宾塞（Herbert Spencer），英国地质学家、现代地质学奠基人查尔斯·莱尔（Charles Lyell），英国物理学家、化学家、交流电之父迈克尔·法拉第（Michael Faraday），英国物理学家、首次发现丁达尔效应的约翰·丁达尔（John Tyndall），以及美国教育家、哈佛大学校长兼数学和化学教授查尔斯·W.艾略特（Charles W.Eliot）等在科学、社会学和教育学领域具有极高声望的著名人士，也都曾发声呼吁将科学纳入学校课程，认为人们需要具有一定的科学知识且具备基本的阅读、理解和谈论科学事件的能力。[2]

进入20世纪早期，在这些著名人士的努力下，公众越来越认可、理解科学对当代生活和未来发展的重要性。以美国为代表的西方国家不断调整学校课程结构，加大科学课程比重，强调理解科学知识和接受科学训练对于国家和个人发展的关键作用。1918年，美国国家教育协会（National Education Association）发布报告《中等教育基本方针：中等教育改组委员会报告》（Cardinal Principles of Secondary Education：A Report of the Commission on the Reorganization of Secondary Education）。报告谈道，科学技术的发展使得科学相关的知识迅速增加，这些知识快速扩展应用到人们生活的各个方面，因此，中等教育需要开设科学课程，传播科学知识。[3]1920年，该协会又发布报告《改组中学科学：科学委员会报告》（Reorganization of Science in Secondary Schools：A Report of the Science Committee），明确指出，科学课程对于培养合格的公民来说至关重要，为了更有效地开展科学教育，学校科学课程应当更加系统化地划分为大众科学、生物科学、化学和物理课程。[4]1932年，为了矫正过去十多年实施科学教育过程中出现的误区，美国国家教育研究学会（National Society for the Study of Education）在当年的年鉴中发布了题为《科学教学计划》（A Program for Teaching Science）的报告，强调科学教育不能仅仅是泛泛地描述自然世界，而是应当教给学生科学的思考方式，帮助学生获得运用科学知识解决实际问题的能力和解释周遭自然现象的能力，以及在理解和应用的基础上形成认同科学的态度。[5]1947年，该学会在其年鉴中发布题为《美国学校的科学教育》（Science Education in American Schools）的报告，重申了1932年报告的观点，再一次强调科学进步对世界的影响，总结并肯定了过去十几年科学教育的发展，也为科学教师有效地开展教学提供了实践指导。[6]

20世纪50年代以前的科学教育领域，虽然没有“科学素养”这一术语，但是所讨论的科学教育的意义及其应当培养什么样的人，实际上都是现代“科学素养”概念的组成要素。早期科学教育领域认为的，人们应当具备理解和应用科学知识的能力以及科学地思考问题的能力，都与现代科学教育领域普遍认可的“科学素养”的内涵高度一致。

二 科学素养的发展

由于在20世纪三四十年代，第二次世界大战大量使用枪、炮、导弹等各式科技武器，给世界人民带来了沉痛的伤害，人们意识到科学技术不仅能够改善生活，同样也能够毁灭世界。因此，在战后很长一段时间内，公众对科学教育持有抵触情绪，社会上出现了较强烈的反科学的声音。这一时期，科学教育进入了止步不前的阶段。

直到1957年，苏联将第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”（Sputnik I）成功送入轨道，率先开启了人类的太空时代。这一划时代的事件给世界各国带来了强烈震动，尤其是与之对峙的另一超级大国——美国。在此之前，作为第二次世界大战的战胜国，美国的经济实力和军事力量都远超除苏联之外的其他所有国家和地区，全美上下具有极强的优越感，并对本国包括教育体系在内的各项机制都非常认可且满意。苏联人造卫星的成功发射对美国的科技领域和人才培养造成了严峻的压力及挑战，美国朝野受到极大冲击。强烈的危机感驱使美国将科学教育放置于决定未来国家竞争力的战略高度，开始探寻科学教育的人才培养目标以及提高科学教育质量的途径。

事实上，关于科学教育应当培养什么样的人，自19世纪将科学纳入学校课程起，一直到现在，整个领域对于这个问题的认识都是高度一致的，本质上都是致力于培养具备“科学素养”的人。1958年，“科学素养”一词第一次出现在公开发行的文献当中，文章总结了过去200年间科学技术给世界带来的变化，以及科学家和教育工作者在推行科学教育过程中做出的努力，并把科学教育的目标归结为培养具备“科学素养”的人。[7]“科学素养”一经提出就受到广泛关注，为描述科学教育的培养目标提供了共同的话语体系，很快成为科学教育领域的一个专业术语。但是，在这一时期，关于“科学素养”的内涵和组成要素，人们还没有形成较为清晰的认识和普遍认可的描述。直到1966年，《科学教学研究期刊》（Journal of Research in Science Teaching ，JRST）刊出一篇题为《科学素养的内涵》（Referents to Scientific Literacy）的文章，总结归纳了20世纪50年代末期以来相关文章的观点，清晰地描述了具备科学素养的人应当表现出哪些特征，这一界定得到了较为广泛的认可，同时也开启了清晰界定科学素养的新思路，后来关于科学素养的各式各样的界定实际上都与这篇文章的界定有着相同的描述逻辑，都是从科学素养的组成要素和具备科学素养的人应当有何表现的角度来界定。文章认为，具备科学素养的人应当能够理解：①基本的科学概念；②科学本质；③科学工作的伦理道德；④科学与社会的关系；⑤科学与人类的关系；⑥科学与技术的关系。[8]

1986年，在哈雷彗星靠近地球之际，美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science，AAAS）联合美国科学院（National Academy of Sciences）、联邦教育部（U.S.Department of Education）等12个机构，聘请400余位国内外著名科学家、教育家和教育管理人员，启动了致力于全面提升全体美国人科学素养的“2061计划”（Project 2061），以保障美国青少年的科学素养在下一次哈雷彗星靠近地球即2061年，仍然领先于其他国家的青少年。从1989年到2007年，“2061计划”团队先后出版了《面向全体美国人的科学》（Science for All Americans ，SFAA）、《科学素养的基准》（Benchmarks for Science Literacy）、《科学素养导航图·第1卷》（Atlas of Science Literacy，Volumes 1）和《科学素养导航图·第2卷》（Atlas of Science Literacy，Volumes 2）。这一系列出版物系统地陈述了“科学素养”的内涵以及学生在不同年级阶段应当达到的水平，是科学素养领域的经典著作和重要研究成果，也将科学素养再次推向了国际科学教育领域关注的热点议题。该计划认为，具备科学素养的人应当能够：①理解科学的关键概念和原理；②运用科学知识和科学的思维方式来解决个人和社会问题；③熟悉自然世界及其多样性和统一性；④知道科学、数学和技术是相互作用的人类事业，有优势也有局限性。[9]

自提出以来，“科学素养”就持续占据着科学教育人才培养目标的核心位置，不同研究者也对“科学素养”做出了不同的解释。1990年，联合国教科文组织（United Nations Educational，Scientific，and Cultural Organization，UNESCO）在“世界普及教育大会”（World Conference on Education for All）上曾提出过要促进形成“培养具备科学和技术素养的公民的世界共识”，随后启动了“2000+计划”（Project 2000+）来推动这一进程。该计划的其中一项工作就是收集、整理并分析已有的关于科学素养的文献，截至1994年统计结果发表，已经有270种关于科学素养内涵的描述。[10]2014年，有研究者分析了2000年以来的文献，共找到74种关于科学素养概念的界定。[11]虽然关于科学素养的概念界定和内涵描述多种多样，甚至在不同国家或地区对于“科学素养”这一术语的说法都不尽相同，但是，对于科学教育应当培养什么样的人以及受过良好科学教育的人应当表现出哪些特征的理解，本质上却是高度一致的。综合起来，“科学素养”的内涵可以概括为以下几个方面。[12]

（1）基本的读写能力（Foundational Literacies）。具备科学素养的人应当能够阅读、理解科学文本，能够表达关于科学事务的观点。

（2）科学内容知识（Content Knowledge）。具备科学素养的人应当能够理解一些基本的科学术语、概念和事实，以及科学相关的新闻议题。

（3）理解科学实践（Understanding of Scientific Practices）。理解科学家是如何开展科研工作的，包括设计和评价科学探究、收集和分析数据、解释科研成果，以及控制变量和减小误差的方法等。

（4）准确地识别和判断科学专家（Identifying and Judging Appropriate Scientific Expertise）。基于科学家在科学圈的声望及其出版物的分量，判断科学家的专长。

（5）关于科学知识的知识（Epistemic Knowledge）。理解科学发现的过程是如何获得证据来支撑其结论的。解释为什么科研结果是可信的，为什么科学研究伴随着一些不确定因素，同行评审过程如何保证客观性，如何看待科学和科学知识的局限性以及科学知识随着时间推移逐步积累的过程。

（6）理解科学对人类文明的影响（Cultural Understanding of Science）。理解科学与社会的关系，以及科学与人类的关系。知道科学是一项主要的人类文明发展的成果。

（7）思维倾向和习惯（Dispositions and Habits of Mind）。具备科学素养的人应当具有理性思维，具有基于证据做出判断的意识。

三 各国课程文件中对科学素养的关注

“科学素养”是一个纲领性概念[13]（Programmatic Concept），其内涵要素实际上反映了科学教育的价值取向和预期目标。随着相关理论和实证研究的不断充实，世界各国教育决策部门也在探索科学教育改革的道路上纷纷将发展和提升科学素养作为科学教育的根本目标，明确写入课程文件当中。而这些课程文件本身也是“科学素养”理论和实践发展的重要成果。

（一）美国科学教育标准中的科学素养

“二战”以后，世界各国迅速进入恢复和重建状态，并在科学、技术、经济等方面取得了飞跃式发展，世界格局逐步发生变化。20世纪80年代，美国联邦政府在这种发展和变化中再一次产生了强烈的危机感，认为美国在各个方面的领先地位正在被世界上的其他竞争者赶超，并且指出国民的科学、技术素养是未来国家竞争力的决定因素，通过教育改革来加强公民的数学和科学教育已经势在必行。[14]同一时期，美国的国民教育逐步从精英教育转向全民教育，学校的学生人数迅速增加，但是却缺乏有效的教育质量监测机制和学业水平评价标准，学生的学业成绩一度下滑，美国国内呼吁提高教育质量的声音不断高涨。在这种情况下，联邦政府成立“国家教育目标研讨小组”（National Education Goals Panel）来探讨国家教育目标并开发国家教育标准。这也是教育领域“标准化运动”（the Standards Movement）的开端。

随后，美国国家研究理事会（National Research Council，NRC）牵头，联合美国科学教师学会（National Science Teacher Association，NSTA）、美国科学促进会、美国化学学会（American Chemical Society，ACS）、美国国家科学资源中心（National Science Resources Center，NSRC）、美国物理教师学会（American Association of Physics Teachers）和美国科学监管委员会（Council of State Science Supervisors）等机构，共同成立了美国国家科学教育标准和评估委员会（National Committee on Science Education Standards and Association，NCSESA）。之后，大批的科学家和科学教育家投入科学教育标准的编撰工作当中，于1994年5月完成初稿。经过反复地征集意见和修订，最终于1996年正式发布《美国国家科学教育标准》（National Science Education Standards ，NSES）。这是美国历史上第一部全国性质的科学教育标准，也引发了全球科学教育领域的热切关注。“标准化运动”逐步蔓延到世界其他国家，各国在后续教育改革中也相继出台科学教育标准或分科课程标准。

NSES明确指出，科技产品影响着现代世界的各个方面，“科学素养”对于每个人来说都是必不可少的，科学教育的根本目标是面向21世纪培养具备科学素养的人。NSES在200多页的文稿中不仅频繁提及“科学素养”，还用专门的篇幅对科学素养进行了界定和描述。该标准认为，科学素养包含以下方面。[15]

（1）关于科学概念和科学过程的知识与理解。这些科学概念和过程是个人决策和参与公众、文化和经济事务所必需的。

（2）在日常生活中发现并提出科学问题的能力，找到并判断答案的能力。

（3）描述、解释和预测科学现象的能力。

（4）阅读并理解科学文章的能力，以及参与讨论其结论有效性的能力。

（5）识别国家和地方政策中的科学议题的能力，以及表达科学和技术立场的能力。

（6）基于科学信息的来源和方法来判断科学信息质量的能力。

（7）基于证据提出和评价论点的能力，以及恰当地运用这些结论的能力。

到2009年，在NSES投入使用的十余年间，全球科学技术取得了长足发展，科学教育领域也在教和学的研究当中取得了重大成果，同时，美国也在实施基于标准的教育过程中积累了宝贵的经验。在这个背景下，美国人民再次提出进一步加强科学教育的需求，第一部科学教育标准也显露出很大的改进空间。次年，纽约卡内基公司（Carnegie Corporation of New York）联合美国国家研究理事会和美国达成公司（Achieve，Inc.）制定了科学教育标准改进计划。随后，美国科学教师学会和美国科学促进会也加入了这一团队。经过反复地论证以及公开征集意见和修订，分别于2012年出版《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念、核心概念》（A Framework for K-12 Science Education：Practices，Crosscutting Concepts，and Core Ideas ；以下简称《框架》）[16]，于2013年发布《下一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards ，NGSS）[17]。《框架》和NGSS是目前美国最新版的全国性质的科学教育标准，不仅标志着美国新一轮科学教育改革正式拉开帷幕，而且又一次在世界科学教育领域掀起了关注热潮，引领了国际科学教育的发展方向。

虽然相较于上一部标准NSES，《框架》和NGSS的正文中直接提及“科学素养”这一术语的频次较低，但是，对于培养学生科学素养的追求依然没有变化，甚至更加明确地将标准内容与科学素养要素一一对应起来说明标准是如何落实科学素养各个要素的（见表1-1）。同时，关于科学教育的必要性，依然强调科学、工程学和技术几乎渗透了现代生活的方方面面，需要通过科学教育培养具备面向现代生活的基本科学素养的公民以及培养具备面向社会发展的良好科学素养的专业人才。

表1-1 美国最新版科学教育标准的维度与科学素养要素的对应关系

续表

（二）英国科学教育课程文件中的培养目标

20世纪70年代，英国青年人和城市人口的失业率激增，引发了国内对教育体系的热议，尤其是来自企业家和政治家两大群体的强烈抨击给教育体系带来了极大的压力。同时，社会普遍认为“教师在学校教育中占据主导地位，是教育事业的控制者”，这一观念加剧了联邦政府与地方政府在教育管理权限上的分歧，再加上教师收入过低招致极大的抗议和人员流失，英国联邦政府采取政治措施改革体制加强教育管理权限势在必行。[18]1988年，英国联邦政府颁布了《教育改革法案》（Education Reform Act 1988），除了通过联邦政府直接拨款给公立学校、考核学校业绩来促进学校发展，通过放权给父母选择孩子就读学校将学校推向市场化等举措外，还提出了建立贯穿基础教育的国家课程体系，将基础教育划分为几个关键阶段，规定了每个阶段学生应当达成的课程目标。[19]这部法案被认为是英国历史上最重要的法案之一，也孕育了英国的国家课程。

在《教育改革法案》的推动下，在国家课程研发的大背景中，英国于1989年出台了有史以来第一部《国家科学教育课程》（Science in the National Curriculum）。之后，又分别于1991年和1995年对该课程进行了修订。这套课程中，虽然没有明确提到“科学素养”这一术语，但是，关于科学教育目标的描述与“科学素养”的内涵要素是完全一致的。该课程明确指出，科学教育应当培养学生：①系统化的科学探究能力；②在日常生活中运用科学知识解决问题的能力；③理解科学概念的本质；④参与科学交流的能力；⑤健康与安全意识。[20]

此后，在1999年和2004年，英国国家科学教育课程又经历了两次修订。这两次修订集合了前面几版国家课程的精华和最新的科学教育研究成果，将科学教育的目标归结为“知识、技能和理解”。其中，知识涉及生命科学、物质科学、地球与空间科学三个领域；技能包括收集和解释数据的能力、实施科学探究的能力、交流能力、应用科学知识的能力四个方面；理解则涉及科学与社会、经济、文化等方面的关系。[21]这两版课程文件同样没有直接提及“科学素养”这一术语，但是，关于科学教育目标的描述仍然与“科学素养”的内涵要素是完全契合的。

2011年，在2007～2009年全球金融危机的冲击下，失业人口的攀升再次波及英国的教育系统，英国基础教育又一次面临改革的迫切需求。于是，联邦秘书处委托专家团队协助教育部审查已有的国家课程并总结国家课程的实施经验，结合当时的国内、国际形势，为新一轮的国家课程改革提供建议。这份报告再次强调了国家课程在英国基础教育中的核心地位，地方课程和校本课程都必须在完成国家课程的前提下开展；同时，科学课程毫无疑义地与英语课程、数学课程并列为国家的三大基础课程，在基础教育的各个阶段都必须开设。[22]在这份报告的基础上，英国教育部于2013年发布国家课程框架，详细陈述了基础教育阶段的课程体系、课程目标和课程内容。关于科学教育课程，虽然同样没有直接使用“科学素养”这一术语，但是，在课程目标陈述上，仍然延续了前面几版课程文件中与“科学素养”内涵要素的一致性，明确指出国家科学教育课程应当确保以下几点。[23]

（1）培养学生关于生物、化学和物理三门学科的科学知识和概念理解。

（2）通过不同类型的科学探究，培养学生对科学本质、科学过程和科学方法的理解，从而帮助学生回答生活中的科学问题。

（3）理解科学在当今世界和未来生活中的应用及其意义。

（三）加拿大科学教育课程文件中的科学素养

与美国和英国的教育管理体制类似，加拿大的地方政府在教育管理方面有极高的自主权，国家政府只会出台建议性文件，对总体的学习目标进行说明。20世纪90年代，由美国科学促进会发起的“2061计划”及其一系列出版物，再次将科学素养推向了全球科学教育领域的热点议题，纷纷将培养具备科学素养的人设立为科学教育根本目标。加拿大当局也在这个风潮中深入思考科学教育的重要性，以及科学素养对于公民面对当今社会和未来生活的重要性。1997年，加拿大教育部长委员会（Council of Ministers of Education）发布《K-12科学学习目标通用框架》（The Common Framework of Science Learning Outcomes K to 12），首次对本国基础教育阶段的科学教育课程提出统一要求，奠定了加拿大关注公民科学素养的基础。该框架明确指出，科学教育的根本目标是培养学生的科学素养，每个学生都应当拥有发展科学素养的机会；并强调，公民生活在这个社会上需要具备基本的科学素养，国家发展需要具备良好科学素养的专业人才。同时，还将科学素养界定为以下四个方面。[24]

（1）科学、技术、社会和环境。应当培养学生理解科学和技术的本质，理解科学和技术之间的关系，理解科学和技术所处的社会与环境背景。

（2）技能。应当培养学生科学和技术探究的技能，从而能够解决问题，参与科学观点和结果的交流，与他人合作，并做出成熟的决策。

（3）知识。培养学生构建起关于生命科学、物质科学和地球与空间科学概念的理解，以及应用这些理解来解释、整合和扩展他们的知识。

（4）态度。鼓励学生以负责任的态度来看待科学和技术的应用对于个人、社会和环境的益处。

之后，越来越多的加拿大省份在这份通用框架的基础上，研制本省的科学教育课程文件，都将科学素养设立为科学教育的核心目标。

（四）澳大利亚科学教育课程文件中的培养目标

20世纪90年代，与世界科学教育大潮流一致，澳大利亚政府也在科学技术飞速发展的背景下认识到建立统一的标准来规范基础教育，尤其是强化数学与科学教育对于国民素养乃至国家发展的重要性，因此，发布宣言采取一系列举措推动国家科学教育课程文件的开发，以规范科学教育的内容、概念和过程。[25]这一时期，澳大利亚的科学教育明确了培养学生科学素养这一根本目标，并逐渐从传统的、教师中心的课堂教学转向学生中心的、主动学习的课堂教学。

此后，澳大利亚政府一直致力于加强国家层面对学校教育的管理。为了出台和执行全国性的课程文件以及考核制度，澳大利亚政府于2008年颁布《澳大利亚课程、评价和报告管理法案2008》（Australian Curriculum，Assessment and Reporting Authority Act 2008），并按照该法案的指示，于同年成立澳大利亚课程、评价和报告管理委员会，专门负责全国的课程设置和评价工作。[26]次年，该委员会发布《澳大利亚课程蓝图：科学》（Shape of the Australian Curriculum：Science），之后在此蓝图的基础上，于2010年发布《F-10澳大利亚课程：科学》（F-10 Australian Curriculum：Science），这也是澳大利亚现行的科学课程文件。基于培养学生科学素养的根本目标，该文件将科学课程的目标设置为以下几个方面。[27]

（1）培养学生对科学的兴趣，激发学生对于探索周围世界的好奇心和愿望。

（2）理解科学揭示了宇宙万物和自然世界的运作规律与本质。

（3）理解科学探究的本质，培养学生运用科学探究方法的能力。

（4）培养学生传播科学知识、基于证据判断观点、评价科学论证和声明的能力。

（5）培养学生解决问题以及做出成熟的、基于证据的决策的能力，并考虑到决策的道德和社会影响。

（6）理解历史和文化对科学的影响，理解当代科学议题和科学活动，以及了解多样化的科学相关的职业。

（7）培养起学生在生物、化学、物理和地理方面的扎实的知识基础，包括能够选择并整合科学知识和科学方法来解释及预测现象，能够将科学理解运用于新的情境和事件当中，能够理解科学知识的动态本质。

（五）我国大陆地区科学教育课程标准中的培养目标

在我国，科学课程在小学阶段是综合科学课程，初中阶段既有综合科学课程也有分科课程，高中阶段是分科课程，分为物理、化学、生物和地理四个学科。相应的，课程标准也是按学科、分阶段来制定的。2017年1月，教育部印发的最新版《义务教育小学科学课程标准》明确指出，小学科学课程的宗旨是培养学生的科学素养，具体包含科学知识、科学探究、科学态度，以及科学、技术、社会与环境四个方面的目标，教学和评价都应当围绕科学素养的这四个要素来展开。[28]现行的2011版初中科学课程标准同样将提高学生的科学素养作为课程宗旨，并将科学素养的要素界定为科学技术知识、科学方法、科学思想、科学精神，以及应用这些方面处理实际问题、参与公共事务的能力。[29]同时，现行初中阶段分科课程的各学科课程标准也都强调以培养学生科学素养为宗旨，并从学科角度明确了各自在培养学生科学素养方面应当发挥的作用，都将课程目标设置为知识、能力、情感态度和价值观三个维度。

2014年12月，教育部全面启动了高中阶段的课程标准修订工作。在这一轮修订工作中，以落实“立德树人”根本任务为宗旨，以发展学生核心素养为教育目标，各学科课程标准都拟定了本学科的核心素养。其中，科学学科中的物理、化学、生物三门学科都明确指出，本学科的核心素养是科学素养的重要组成部分，是过去的三维目标的综合体现。从各学科拟定的核心素养（见表1-2）来看，我国高中阶段科学课程各门学科的培养目标各具特色、不尽相同，有较强的学科特点，但也有明显的共性，都涉及概念理解、思维能力、科学实践和社会责任等要素。这些要素实际上也是科学素养的组成要素。

表1-2 我国高中科学课程中的学科核心素养

四 培养科学素养是科学教育的一贯追求

从科学素养的起源来看，早在科学教育被列入学校教育之初，科学家和教育工作者就已经认识到科学素养对于未来公民和社会发展的重要性。早期各界人士呼吁将科学课程纳入学校教育的目的，就是更加系统、更加有效地培养具备良好科学素养的专业人才以及具备基本科学素养的未来公民。

经过200年的发展，科学教育的理论和实践已经取得了长足进步，这期间科学教育领域对科学素养的关注从未中断。随着科学教育理论和实践成果的不断积累，科学素养这一目标也变得更加外显、更加明确，还形成了系统的体系。无论是还没有出现“科学素养”这一术语的早期，还是科学教育领域不断发展成熟的现在，科学素养从来都是科学教育的终极目标。

如今，各国科学教育文件都将科学素养作为学生培养目标，相当于从官方层面确立了科学素养在科学教育领域的纲领性地位。从过去到现在，从东方到西方，虽然“科学素养”这一术语的使用并不统一，对于科学素养内涵的界定也不尽相同，但是，科学教育领域对科学素养的追求却是一以贯之的。