科学素养对高职学生思想成长的影响研究

冯再勇 叶玲华 杨晓慧 谢小韦

摘 要：根据科学素养的“九要素模型”，分别从基础科学素养、实用科学素养和文化科学素养三个方面探讨了科学素养如何影响高职学生的思想成长。研究表明，科学素养对高职学生的思想成长有积极的引领，增强和保障作用。最后，针对我国高职学生科学素养水平有待提高的现状，探讨了提高高职学生科学素养的有效路径。

关键词：高职学生；思想成长；九要素模型；科学素养

基金项目：江苏省高校哲学社会科学课题“以提升科学素养促进高职学生思想成长的路径研究”（项目编号： 2015SJD280）

作者简介：冯再勇，男，南京铁道职业技术学院社科部副教授，博士研究生，主要研究方向为数学教育、科学素养教学。

中图分类号：G711 文献标识码：A 文章编号：1674-7747（2017）29-0075-03

高职学生作为我国未来生产、建设、服务和管理一线工作的主体，他们的科学素养总体水平在很大程度上直接影响着我国未来经济的可持续发展以及国家的国际竞争力。一方面，提高高职学生科学素养的直观效应是学生科学知识的拓展、专业技能的提升，从而为我国保持国际科技竞争力的优势地位奠定基础；另一方面，提高高职学生的科学素养，还能有效地影响高职学生的思想成长。总的来说，良好的科学素养可以从认识层面引领高职学生的科学思维，从运用层面增强学生的科技运用创新能力和人生自信，从文化和精神层面健全学生的人格品质和职业信念。因此，有必要结合科学素养的“九要素模型”，对科学素养如何影响高职学生的思想成长进行更为深入的探讨。

一、科学素养的“九要素模型”

1958年，美国学者赫德最早提出“科学素养”，他认为科学素养是“理解科学及其在社会中的应用”。[1]而关于科学素养模型的研究，则以美国学者米勒（J.Miller） 教授的“科学素养三维模型”最具代表性[2]，他将科学素养分为三个维度：（1）科学知识维度——拥有科学术语和概念的词汇量；（2）科学方法维度——理解科学家用以揭示科学与伪科学而使用和接受的科学方法；（3）科学意识维度——意识到科学技术对社会的广泛影响及与个人生活的关系。

以米勒教授的理论为基础，国内外研究者提出了多个各具特色的“科学素养模型”。这些研究工作大都从“科学”维度对“科学素养”进行元素划分。注意到从单一视角罗列科学素养要素难以系统、准确地把握科学素养的内涵，李亦菲另辟蹊径，从“素养”角度对“科学素养”进行解构，从而建构了科学素养的“六要素模型”。此后，周立军等又对“六要素模型”做了扩充，进一步得到科学素养的“九要素模型”。[3]“九要素模型”从“科学”维度将科学素养划分为“科学知识素养”、“科学方法素养”和“科技成果素养”。从“素养”维度将科学素养分为理解素养——对应基础科学素养、表达运用素养——对应实用科学素养和情感态度素养——对应文化科学素养。

基础科学素是对科学的理解，包括“理解科学知识”、“理解科学过程与方法”、“理解科技成果”等三个方面；实用科学素养是对科学的表达与应用，包括“表达科学知识”、“开展科学探究”、“解决实际问题”三部分；文化科学素养即对科学的感悟，包括“尊重科学知识”、“遵循科学规律”、“善待技术成果”三方面。

二、科学素养对高职学生思想成长的影响

目前，关于大学生科学素养的研究都是从科学知识、科学方法、科学意识和态度等“科学”维度进行讨论。几乎没有见到从基础科学素养，实用科学素养和文化科学素养等“素养”维度研究大学生科学素养的工作。因此，基于科学素养的“九要素模型”，从“素养”维度探究科学素养影响高职学生思想成长的内在效应，为保障高职学生思想的健康成长提供参考。

（一）基础科学素养对学生思想成长的影响

基础科學素养为高职学生形成辩证唯物主义的科学世界观提供积淀。学生对自然科学的深刻理解有助于正确认识人和自然之间的关系，为形成唯物主义的科学世界观提供积淀。比如，物理学关于客观世界的认识特别是基本粒子的研究为辩证唯物主义中世界的物质性、物质形态的结构和层次奠定了基础。运动学对客观世界的存在形式——运动进行了深入的讨论。相对论则让人们对物质运动的基本属性——时间和空间进行了深入迷人的思考。又如，数学中函数的观点是对“世界普遍联系”世界观的数学演绎。“无穷小量积少成多”正是辩证唯物主义“量变引起质变”的精妙体现。“无穷大量和无穷小量的倒数关系”则生动地说明了矛盾的对立和统一。这些都潜移默化地影响着高职学生的世界观、人生观乃至价值观等。

良好的基础科学素养通过提升高职学生对科学过程的认识，培养学生辩证的思维习惯。由于接触科学过程的机会比较少，高职学生对科学过程的认识常常局限于书本或媒体的报道。因此，往往会认为科学是严谨的，科学发现的过程则是枯燥无味的。但事实上，科学过程也可以是生动有趣，引人入迷的。比如，阿基米德发现浮力定律[4]、伽利略的比萨斜塔实验[5]等科学发现的过程充满趣味，富兰克林用风筝揭示雷电的秘密[6]则步步惊心。对这些科学过程的了解能让学生更加全面、深刻的看待科学，培养学生用全面、辩证的眼光来分析和理解现实问题。

基础科学素养培养学生对科技成就的认同感，从而激发学生的爱国之情。学生如果不了解蛟龙号载人潜水器的科学价值，就不会理解蛟龙号接连取得1 000米级、3 000米级、5 000米级和7 000米级海试成功的意义所在。[7]相反，如果学生认识到可燃冰作为未来能源的战略意义[8]，就会由衷地认同我国的科技实力，感受到作为一名中国人的自豪感，爱国之情也会油然而生。学生对“大飞机”、“探月工程”、“量子通信”等重大科技成果的认识和理解可以激发他们从内心深处树立报国之志，实践报国之行，给他们的思想成长带来正面影响。

（二）实用科学素养对学生思想成长的影响

实用科学素养是培养高职学生理性看待问题、冷静分析问题的思维基础。实用科学素养包括表达科学知识、开展科学探究、解决实际问题三部分。善于表达科学知识说明学生思维的条理性，逻辑的严密性，语言文字的把握能力等得到了很好的锻炼。而能够用科学知识解决实际问题的前提是学生能够正确的认识问题、冷静理性的分析问题。因此，良好的实用科学素养，既包含了学生对待问题的态度，又提升了学生解决问题的思维方式，对学生的思想成长是一种科学促进。

良好的实用科学素养增强高职学生的自信心，健全学生人格。高职学生常常会由于高考挫折，学校层次等因素产生自卑心理。实用科学素养较好的学生往往能从运用科学知识解决实际问题中获得自我满足，成就感油然而生。事实说明，那些参加大学生科技竞赛（比如全国大学生数学建模竞赛、电子设计竞赛等）并获奖的高职学生具有更强的自信心面对自己未来的人生，学生的人格发展也更加健全。

（三）文化科学素养对学生思想成长的影响

文化科学素养促进高职学生的思想成熟，形成“不迷信、不盲从、不恐慌”的科学态度。具备科学态度的人会习惯于从科学角度思考问题，总希望对于问题给出科学的解释乃至寻找问题的科学根源。从而形成有科学依据的判断，行为上不盲从、不慌张，思想上不被各种 “奇怪现象”、“伪科学”迷惑，也不會轻易相信占卜、宿命等神秘理论和方法。然而，一个令人心痛的记忆是“汶川地震”后，某地区数所高校大学生竟同时出现恐慌情绪，一些学生甚至出现“哭叫、敲打、逃离”等慌乱行为[9]，显然学生思想上的不成熟、不理智造成了严重后果。

文化科学素养孕育爱岗、敬业、忠诚、奉献的职业信念。文化科学素养是科学素养的文化解读和思想感悟。科学发展史、科学史上的数学家、数学家演绎的佳话轶事、故事折射出的科学家精神品质等构成了科学文化的主要内涵，也是促进高职学生思想成长的文化源泉。科研过程的艰辛、科学研究的严谨、科学家的伟大人格魅力等都会给学生“润物无声”的精神感染，都能为高职学生爱岗、敬业、忠诚、奉献等职业信念的形成提供丰硕的“精神营养”。

三、提高高职学生科学素养的路径

综上所述，科学素养对高职学生的思想成长有积极的引领，增强和保障作用。调查研究表明，高职学生的科学素养总体水平不高，文科生艺术类学生的文化科学素养水平则更不理想。[10]基于以上研究，笔者认为，高职院校可以通过以下三条路径重视和提升学生的科学素养，进而为学生的思想成长提供保障。

1.完善人才培养方案，优化课程设置体系，为学生创造“学科学”的机会，提升学生的基础科学素养，引领高职学生的科学思维。高职院校在制订人才培养方案时，应将传授专业知识、培养职业技能和提升学生的综合素质等进行综合考量，在提高学生职业技能和人文素养的同时，也不能忽视学生科学素养的提升。比如，在设置必修类基础课程时，要保证数学等必修课程的课时，并逐步恢复普通物理、普通化学、普通生物等科学理论课及实验课，是提升高职学生基础科学素养的切实做法和有效途径。在选修课方面，可以鼓励教师开设“数学文化”“现代科技进展”“科技哲学导论”等科学文化课程，这样既能激发学生的兴趣，不加重学生的学习负担，又可以强化学生的科学认识。优化课程体系可以同时从广度和深度两方面拓展深化高职学生的科学知识和基础科学素养，学生具备了更好的基础科学素养，思维过程的科学元素便会自然涌现，科学的思维方式也会水到渠成。

2.鼓励学生参与科技竞赛，培养高职学生“用科学”的意识，提升学生的实用科学素养，增强学生的科技创新能力和人生自信。结合高职院校学生实际，笔者认为，提升高职学生的实用科学素养首先要在给学生机会学科学的基础上，培养学生用科学的意识。事实上，高职学生科学素养总体水平不高的重要表现是学生缺乏用科学指导学习和生活的意识，因此，出现了诸如学生“相信网上算命”“对地震的情绪恐慌”等异常现象。大学生数学建模竞赛、电子设计竞赛、机器人大赛等科技竞赛是培养和提升高职学生实用科学素养的有效途径。一方面，学校通过课堂教学、校园环境等途径宣传科技竞赛，可以让大部分学生形成科技有用并可为我所用的共识，培养学生学科学用科学的意识；另一方面，对于那些有浓厚兴趣参与竞赛的学生而言，科技竞赛能够有效增强学生的科技创新能力和人生自信。学生在参与科技竞赛时，需要理性的分析所遇到的实际问题，然后运用所掌握的科学知识和技能给出解决问题的方法方案，因此，竞赛是对学生科技创新能力的考验。而竞赛中学生不断的提出想法，不断的自我否定、修正思路，不断探索前进的科学探索过程，则是对学生意志品质和思维成熟的锤炼。学生在运用科技方法解决问题后，还能够感受到成功的满足和喜悦，个人自信明显增强。

3.充分利用校内外资源，多管齐下为学生营造“悟科学”的氛围，提升高职学生的文化科学素养和科学信念，健全学生人格。文化科学素养是学生对科学的态度和感悟，学生文化科学素养的培养和提升是一个长期浸润的过程。针对上文提到的文科类以及艺术类高职学生科学素养薄弱的问题，高职院校可以在校内有针对性地开展大学生自然知识竞赛，激发文科、艺术类大学生学习自然科学知识的兴趣和热情，探索和培养具有较高科学素养的文科人才。此外，高职院校不仅可以通过增加“科学史” “科学思想”“科学文化”等课程模块，优化课程体系培养学生的文化科学素养。还可以通过开展科技讲座、科技周、组建科技社团等方式，培养学生的科学态度，通过文化熏陶，加深学生对科学的认同和感悟，健全学生人格和科学信念。例如，科技文化中多姿多彩的“麦田圈”现象，既可以让学生感受到“麦田圈”迷人的外形美，又能让学生情不自禁地从科学角度思索感悟“麦田圈”产生的原因，学生对“麦田圈”的各种成因进行科学讨论，其文化科学素养在潜移默化中得到了提高，其科学态度和感悟逐渐巩固，学生人格更加健全。

参考文献：

[1] Hurd P D.Science literacy： Its meaning for American schools [J]. Educational Leadership，1958.

[2] Miller J D.Scientific Literacy： A Conceptual and Empirical Review [J].Daedalus， 1983（2） ： 112.

[3] 周立军，李亦菲，赵红.基于“九要素模型”的青少年科学素养指标体系建构[J].中国软科学，2013（3）：66-77.

[4] 王渝生.“尤里卡！”——浮力定律的发现[J].科技导报，2008（2）：98.

[5] 高炳坤.比萨斜塔实验趣谈[J].大学物理，2011（10）：20-21.

[6] 王洪鹏.用风筝捕捉雷电的富兰克林[J].科技导报，2009（10）：106.

[7] 过国忠.“蛟龙号”出征 挑战7 000米深潜[N].科技日报，2012-06-04（1）.

[8] 黄晓芳.中国领跑可燃冰开采[N].经济日报，2017-06-12（5）.

[9] 闵翠翠.试论高校学生突发集合行为的危机应对策略——对汶川地震后高校学生发生恐慌事件的思考[J].中共贵州省委党校学报，2008（4）：81-82.

[10] 邢金龙，张静.重视与加强大学生科学素养教育[J].中国高教研究，2007（10）：86-87.

[责任编辑 秦 涛]