科学学科素养的分类

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科学素养(Scientific Literacy)是一个动态概念，其内涵是不断发展变化的，具有动态性、发展性特点。国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分：了解科学知识、了解科学的研究过程和方法、了解科学技术对社会和个人所产生的影响。我国专家对科学素养的内涵也进行过探讨，有专家认为，可把科学素养分成四个方面来阐述：一是科学知识、技能和科学方法，二是科学能力，三是科学观，四是科学品质。对科学素养涵义的理解和表述，随着社会和经济的发展不断变化而更新，而且有着鲜明的时代背景。至今，人们对科学素养的研究依然处于研究完善阶段，还没有形成统一、广泛认可的表述。

无论科学素养的概念如何变化，科学素养教育已成为提高国民综合素养不可或缺的重要方面和途径，它不仅关系到个人对科学技术与社会关系的理解，而且关系到科学技术对人类、对地球未来的影响。因此，科学技术的发展不仅要求广大公众的理解，更要求广大公众的参与，包括决定科学技术的发展方向，使它向着有利于人类可持续发展的方向进行研究和发展。对于一个人来说，科学素养是最基本又是终身起作用的科学素质和心理品质，是一个人的人生观、价值观和思想品质、道德修养的重要方面，是马克思主义世界观的核心。科学素养是可以通过学习、培训、科普教育等手段来培养、提高并不断发展的。

科学素养也称科学素质，是人的一种内在品质，其重点在于是对科学的态度、观察和思考问题的科学性以及批判精神，同时也包括知识技能的获得以及解决实际问题的具体知识和办法。科学素养是有结构的（如图1），其基本结构可以表达为三个层次：一是价值取向层面的科学精神、科学态度、价值观；二是知识能力层面的科学知识与技能、科学方法与能力；三是具体行为层面的科学行为与习惯、科学技术与社会。

教育是影响我国公民科学素养提升的主要因素。建立和完善适应我国经济、社会发展的全民终身教育体系，特别是大力发展社会教育，使学校教育、家庭教育和社会教育互相衔接，是持续提高我国公民科学素养的主要途径。

对中学生来说，科学素养是指学生在接受一定的科学知识过程中所形成的适应社会发展和人类自身完善所需要的基本品质和能力。学生科学素养的形成与发展，主要依赖于各级各类学校的学科教育教学活动。学科是科学知识体系的分类，不同的学科就是不同的科学知识体系。因此，加强对学生学科素养的培养，从而很好地把提升学生的科学素养落到实处，促进学生全面发展。

学科素养，是一个宽泛的学科涵养概念，是指学生在本学科领域通过系统的专业教育与自我研修而形成的专业品格和关键能力，包括从事专业活动的基础性能力（如专业表达能力、批判性思维能力、信息素养与反思能力等）和综合性学养（如学科思想与方法、专业知识与技能的掌握等）。对学科素养的理解和界定，需要考虑学科固有的本质特征和学力诉求。以数学为例，其学科素养不仅是掌握算术法则、计算技巧与基本的数理知识，更重要的是通过研究符号与数字的关系，理解数字背后的概念，掌握相关理论法则，形成演绎推理、归纳推理和类比推理等思维方式或数学思想，并用以理解和解释相关现象与关系、解决和处理现实生活中的具体问题。可见，学科素养超越了学科知识和能力的意蕴，包括掌握学科思想、学科基本理论和基础知识的理论素养，学会利用学科方法与思维方式的方法论素养，合理运用学科知识与原理解决实际问题的实践素养以及尊重客观规律、追求真理的严谨态度与科学精神的品格素养。

学科素养的培育，通常基于学科教育与养成教育实践。一方面，课程教学需要针对学科特点有目的地培养学生的知识、能力和综合素质；另一方面，学生需要具备深度学习的心向和学力，积极主动内化知识、习得能力，通过深度思考与研修，形成科学的思维方式和合理的素养结构。可以理解，学生深度学习能力的发展与其学科素养的培育密切相关，深度学习的发生离不开学科背景；而学科素养的培育在很大程度上需要通过深度学习来实现，即需要学生通过思考、探究、推理、反思等深度学习过程的直接和间接的学习体验与感悟，形成个体的知识结构、专业智慧和解决问题的实际能力以及稳定的学习品格。因此，在学科教学中，要努力帮助学生掌握学科基础知识、形成基本技能、积累基本经验、培养基本品质、反应生活态度，从而生成基本的学科素养。

早在2001颁布的国家义务教育化学、物理、生物和科学的课程标准的框架就是科学素养，到了2011年新修订颁布的义务教育课程标准，仍然也是这个框架（如图2）。在科学素养之下就是课程目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，也就是常说的“三维目标”。对学生进行科学素养的教育，必须通过学科教学与学生自身的需要结合起来协调一致才能真正达到目的。可以说，科学素养在化学、物理、生物学科里已经牢牢地站稳了地位，在中国基础教育课程园地中至少有20年的历史了。

化学课程是科学教育的重要组成部分，也是发展学生科学素养的重要途径。

在2011年修订的《义务教育化学课程标准》前言中这样描述：

——化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究物质和创造物质。化学不仅与公民的日常生活密切相关，也是材料科学、生命科学、信息科学、环境科学和能源科学等现代科学技术的重要基础，是推进现代社会文明和科学技术进步的重要力量。

——义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念；引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力；引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。

义务教育阶段化学课程的设计思路是“以提高学生的科学素养为主旨；重视科学、技术与社会的相互联系；倡导多样化的学习方式；强化评价的诊断、激励与发展功能”。课程标准提出，义务教育段对学生科学素养的要求通过“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个方面来体现。可见，义务教育阶段开设化学课程的核心目标就是发展学生的科学素养，而且是在科学素养的三层结构上全面发展，只不过在科学知识方面以化学知识的积累为主；在科学方法方面既有一般科学方法渗透和训练，也要重视化学学科独特的研究思路和方法；最终影响学生在社会生活活动中，增加化学视角，用科学的方式解决问题。

在小学生的心目中，教师是最有学问的人，能教给他们许多新鲜有趣又非常有用的知识；教师又是最有权威的人，他指挥和决定着班级里大大小小的事务。因此，他们认为听老师的话是绝对不会错的。学生们信赖、尊敬、热爱教师往往到了崇拜的地步。难怪有人说，小学生把老师的话视为“圣旨”，也就不足为奇了。学生在学习生活中的喜、怒、哀、乐情感变化，与教师的工作有着密切的关系。那么，作为一名小学数学教师，究竟应该具备哪些素养呢？（一）职业道德素养（1）热爱教育事业。热爱教育事业，教师就能够从素质教育的高度，研究、探索教育规律，奉行教书育人的宗旨，积极实现自己的教育理想。当前，面对市场经济的冲击，人们的人生观、世界观、价值观受到不同程度的检验，作为教师应义无反顾地献身于教育事业，将自己的全部心血倾注在培育学生身上，在实践中不断地认识世界，改造世界，改造自身的主观世界。（2）热爱学生。教师要面向全体学生，热爱、尊重、了解并严格要求学生。教师要以自己坚定的信仰去指导学生确立正确的人生方向；以自己的人格力量去感染学生求做真人，求做真事；以自己严谨的治学态度去影响学生热爱知识，热爱生活；以自己乐观的精神去培育学生健康的身心、良好的品质。无数实践证明，具有高尚品格的教师，才能培养出有道德的学生；具有强烈的爱国主义精神的教师，才能培养出热爱集体、关心他人的学生；具有渊博知识的教师，才能培养出有强烈求知欲的学生；具有开拓、创新精神的教师，才能培养出勇于探索、不断进取的学生。（3）热爱学校。教师要热爱自己的学校，关心学校的发展，教师之间要谦虚礼让，团结协作。在小学阶段，教师要通过自己的言行培养学生良好的学习、生活、劳动、卫生等习惯，为学生在思想品德、知识技能、劳动习惯、身体、心理素质等方面的发展打下良好的基础。教师工作的另一个特点是：个体劳动成果、人才培养依赖于教师群体的长期努力，教师个人的劳动常被隐没在群体的成功之中。这就要求教师应该具有博大的胸怀，不计较个人的得失，为学生的进步与成长而喜，为集体获得成功而乐。（4）热爱所教学科。教师要热爱所教的学科。小学数学教师一定要熟悉和精通小学数学教学中的各方面知识，如在追求新的教育观念、教学思想、教学手段与教学方法的现代化上，在探寻最科学、最有效的让学生获取知识、能力与受到思想教育的途径上，在处理好教学过程中的教与学，主导与主体，知识与能力，智力因素与非智力因素，面向全体与因材施教，统一要求与个性发展诸多矛盾上，都要作出不懈的努力。为了胜任所教学科，教师还要自觉地学习教育学、心理学、教学论、教育测量、教育评价等方面的理论知识，并在教学实践中刻苦钻研，勤于思考，虚心求教，博采众长，不断汲取新的知识和成果，不断充实并完善自己的知识结构，做到精益求精，永不满足。（二）文化科学素养 作为一名合格的教师，只具备良好的职业道德素质，有一个全心全意做好工作的愿望是远远不够的。向学生传授文化科学知识应该是教师的一项基本任务。教师的文化科学知识素养决定着教师对教学内容把握的准确度，决定着教师教学能力与教学质量的高低，也直接关系着学生知识结构的形成、智力的发展与能力的培养。那么，数学教师的文化科学知识包括哪些呢？（1）数学专业知识。这是数学教师的知识结构的核心部分，专业知识丰富的教师，才能正确地理解小学数学教材的内容与结构，熟知各年级教材的地位、作用及内在联系，较好地掌握小学数学中的概念、性质、定律、法则、公式及数量关系的确切含义。 要想当好小学数学教师，还必须具有扎实的初等数学知识、一定的高等数学知识以及一些数学史知识。只有掌握了这些知识，小学数学教师才能透彻地分析小学数学教材体系，准确地把握数学知识的结构体系，为数学教学工作奠定坚实的基础。（2）教育基本理论。这是教师专业科学知识的重要内容，是教师成功地进行教育、教学工作必须具备的理论知识。学校全面实施素质教育，要求教师必须树立正确的教育观、教学观、学生观、价值观。正确的观念源于正确的理论，它指导着教师的教育教学实践。教师应学习教育学、教育心理学、教学论等方面的知识，以提升教育理论修养。（3）教育科研的基础知识。教育科研是一种运用科学的方法和手段，有目的、有计划地探索、发现、掌握教育、教学规律的认识活动，是一个立足于已知去探求未知的过程。为了能正确地开展教育科研活动，教师必须具备相关的基础知识，如教育科学研究的选题如何确定，如何选择研究与论证的方法和手段，研究结果的定性与定量分析等。教师要着重学习教育研究方法、教育统计方法、教育测量、教育评价等有关进行教育科研的基础知识。（4）相关学科知识。小学数学教师除了应具备数学专业知识、教育基本理论、教育科研的基础知识外，还应该具有与数学学科、日常生活密切相关的其他方面的知识，既有数学专长，又广泛涉猎其他知识领域，其中包括社会科学、自然科学、社会生活常识及新兴学科等。总之，教师在这些知识结构中，对于与学生的学习、生活以及参加各项社会实践活动有关的方方面面的知识与信息，都要有所涉略。有条件的教师，还应该使用多媒体技术，使计算机成为课堂教学的辅助工具，推进教学手段的现代化。这既可以扩大教师自身的知识面，增强教育、教学的效果，唤起学生强烈的求知欲，又有利于建立起教师在知识方面的权威性，赢得学生的尊敬、爱戴与信赖，使教师成为学生探求知识与追求真理的楷模。（三）业务能力素养 小学数学教师的业务能力素养包括以下一些内容：（1）全面深入地了解学生的能力。教师只有全面深入地了解自己的学生，才能有的放矢地进行工作。小学生的思想、学习、生活、兴趣、特长、志向等各方面都是千差万别的，观察、注意、记忆、思维、想象等智力因素与情感、动机、性格、意志等非智力因素也都不尽相同。教育要取得成效，就一定要了解和研究他们。教师要有敏锐、细致的观察能力，要善于从学生细微的表现中，洞察他们的知识、能力、智力与个性发展的真实状况。教师在各种场合，能通过学生的表情、动作、姿态、语言等外在表现，了解学生的内心世界，从而有针对性地对他们进行开导与教育。全面深入的了解学生是全面提高学生素质的前提和关键，也是教师业务能力结构中的基本能力。在了解学生的过程中，教师要用辩证的、客观的、发展的眼光去观察、分析，克服片面性和主观性，并要持之以恒。 （2）进行思想品德教育的能力。思想品德教育是小学数学教学必须完成的一项重要任务。小学数学教师要根据数学学科的特点，结合教学选择符合学生年龄特征与接受能力的内容，对学生进行思想品德教育。教学中可以通过阐明数学在日常生活和生产建设中应用的广泛性，激发学生学习数学的兴趣，不断进行学习目的的教育；可以用生动的、富有教育意义的、有说服力的数据、统计材料以及一些数学史料，对学生进行爱祖国、爱科学的思想教育；可以通过概念间的联系，如加与减、乘与除、积与商、正比例与反比例等内容的教学，使学生受到辩证唯物主义观点的启蒙教育。在教学中还要注意培养学生认真、严格、刻苦钻研的学习态度，独立思考、克服困难的精神，计算仔细、书写整洁、自觉检验的学习习惯。教师对学生进行思想品德教育要做到有意（自觉）、有机（自然）、有效（针对性、实效性），不要离开教学内容另搞一套，而是要充分挖掘数学知识内在的思想教育因素。（3）钻研课程标准与教科书的能力。课程标准规定了各年级的教学内容和教学要求。教科书是课程标准的具体体现，是教师教、学生学的主要依据。小学数学教师要根据课程标准的要求，把握好教科书的体系、结构、内容、重点与难点，熟悉各知识点的来龙去脉及其在全册教科书乃至全套教科书中所处的位置，根据学生的身心发展、认知规律与实际智能水平，规划好学期、单元、每课时的具体教育、教学目标和内容。教师要有独立处理教科书的能力，为达到课程标准的要求，能够根据学生的实际接受能力，补充和调整部分教学内容，能根据教学内容与要求，设计合理的教学过程，选用恰当的教学方法，采用有效的教学手段，创造性地把教科书的知识结构转化为学生良好的认知结构，使教学活动做到概念准确、重点突出、难点突破、知识系统、训练有素。（4）课堂教学的能力。课堂教学是学校教育、教学的主要形式，是实施素质教育的主渠道。小学数学教师是通过课堂教学完成教育、教学任务的。卓有成效的课堂教学取决于教师高超的课堂教学能力，而高超的课堂教学能力来源于教师的综合素质。所以说，课堂教学是教师的职业道德、文化科学知识、业务能力、心理素质与教学艺术的集中表现。在实际的课堂教学中，有的课生动活泼，多姿多彩，引人入胜，有的课却是平淡无奇，无精打采，令人乏味。究其原因，这既与教案设计有关，又与教师的教学素养和教学水平有关。（5）组织数学课外活动的能力。开展课外活动，对于培养学生学习数学的兴趣与意识，扩大学生的视野，拓宽知识，施展学生的数学才能与创造力，发展学生的健康个性都是极为有益的，它也是培养全面发展人才的重要途径。数学课外活动的内容应该丰富多彩，可以结合数学课本的某些内容适当地加深拓宽，可以结合某些数学知识，介绍一些数学思想和方法，可以结合有关内容，介绍数学史料和数学家的故事，可以结合教学要求，进行实际操作，开展社会调查，收集数据和统计资料，分析生活中的各种现象与事实，也可以解答数学趣味题，做数学游戏，猜数学谜语，唱数学歌谣，走数学迷宫，举行数学文艺会等，形式可以是组织数学兴趣小组、开展数学竞赛、建立数学园地等，规模可以是个别的、小组的、班级的、年级的，也可以是全校性的。教师应该根据学生的实际情况，有指导地将学生组织起来，满足不同层次学生的兴趣与爱好，丰富学生的精神生活和校园文化生活，促进学生身心的健康发展。（6）教研与科研的能力。在教学领域中，教科书的体系、结构、内容、重点、难点，教学的目的、要求、过程、方法、手段对学生知识的传授、智力的开发、能力的培养有着重要的影响。教学过程中面向全体与兼顾个别，统一要求与因材施教，以及教学质量评估等方面的问题不可能是一成不变的，教师除了完成日常的教育、教学工作外，还应该结合自己的教学实践，选择课题，积极地参加到校本教研、学科科研活动中去，最终能够写出自己的教学经验总结或教育科学研究报告，用以指导实践，在深化课堂教学改革与推进素质教育的实施过程中发挥作用。（四）教育心理素养 教师的工作在时间上的连续性与内容上的复杂多样性，需要消耗教师大量的精力与体力。小学数学教师要想适应工作的需要，就应具备良好的身体和心理素质。教学过程是一个特殊的认识过程，在短短的几十分钟内，教师需要把预定的教学方案实施到流动的教学状态中去。在实施时，教师要依据当时的实际情况调整原定教案，这里固然要体现执教者的职业道德、文化科学知识、业务能力等素养，但又不尽然。比如，学生学习情绪突然受到外界消极因素的干扰，学生质疑的问题超出了正常范围，课前没有估计到的情况意外发生等，教师面对种种突如其来的情况，该如何处置？如果教师因紧张而导致情绪失控，便会显得不知所措，使情况向更加难以控制的方向发展，如果教师沉着应对，便能“化险为夷”。教师的不同心态，会决定他采取不同的方法解决问题，其效果也就会大相径庭。教师在课堂教学中既要坦露自己的真情实感，唤起学生融洽的情感交流，又要做到“不露声色”，有较强的自我控制能力。

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