当今世界，科学技术蓬勃发展，深刻改变着人们的生产方式、生活方式和思维式，提升国民的科学与技术素养凸显得更加重要和迫切。科技教育是提高公众科学素养和技术素养最基本的途径和最主要的手段

一、科学素养

(一)科学素养概念发展的进程

最早使用科学素养(scientific literacy)这一概念的是美国著名教育家、化学家科南特(Conant）。他在1952年出版的(科学中的普通教育》一书里首次使用这个词，把科学素养定位于普通教育的层面上，这为后来的科学素养研究明确了方向。但是科南特没进一步阐述科学素养的具体含义和内容。

在这方面做出突破的是著名科学教育家赫德(Hurd)。赫德在1958年发表的题为《科学素养：对美国学校的启示》的文章里把科学素养解释为“理解科学及其在社会中的应用”。在赫德之后还有多位学者对科学素养进行了研究，但总的说来，这一时期的研究多属于个人经验性总结，并没有成形的理论出现。

20世纪60年代中期，美国威斯康星大学科学素养研究中心的佩勒(Pella)对前期发表科学素养概念的文章进行了综合概括，发现科学素养涉及的主题内容有六个方面：科学与社会的关系，科学的伦理、科学的本质、概念性知识、科学和技术，人文中科学。

20世纪70年代中期，美国俄亥俄州立大学的肖瓦特( Showalter)进一步概括了科学素养的内容，包括七个方面：科学的本质、科学中的概念、科学的价值、科学过程、科学和社会、对科学的兴趣、与科学有关的技能。70年代末，世界著名的综合科学课程——《苏格兰科学课程》(1977年版)对科学素养的阐释为：科学素养应该包括“关于周围世界的知识、概念和原理、客观地观察、科学思维的能力、对科学文化的意识、对科学的兴趣和从中得到的欢愉”。

进入20世纪80年代，科学素养不再仅仅作为一个概念或理念在理论范围内讨论，而是作为科学教育目标明确提出。美国科学教师协会在1982年发表了题为《科学-技术-社会：80年代的科学教育》的年度报告。在这个报告中，科学素养的基本成分被概括为以下七个方面：科学和技术过程和探究技能；科学和技木知识；科学、技术知识在个人和社会决策中的作用；对科学和技术的态度、价值观和鉴赏能力；在与科学有关的问题中的科学和技术的相互作用。这一时期众多的科学素养理论中，影响最大的是科学素养国际发展中心(芝加哥)主任米勒(Miler)教授在1983年提出的三维模式：关于科学概念的理解；关于科学过程和科学本质的认识；关于科学、技术和社会的相互关系的认识。米勒这一模式具有一定的实证数据作为基础，加上它简洁明确，抓住了科学素养的核心，因而在学术界得到较为普遍的认同后来，多个国家(包括中国)的学者依据这一理论模型设计问卷或量表对普通公民的科学素养进行了测量。

到了80年代中后期，科学素养由目标层次转向教育政策，使科学素养由理念到实践又推进了一步。如美国科学促进会(AAAS)在1985年发起了“2061计划”；加拿大科科学会在1983年出版了《科学素养：学校科学课程目标的平衡问题》；以包列科学教学中心在1986年出版了《大众的科学和技术素养：对未来以色列教育的挑战)；90年代初，联合国教科文组织发起了旨在提高全体公民的科学和技术素养的“2000+计划”；到90年代中期，美国《国家科学教育标准》(NSES)更把科学素养教育推向一个新的高潮。下面要介绍美国“2061计划”和“国家科学教育标准”中的科学素养内容。

“2061计划”认为，科学素养应包括多方面的特征，一个具有科学素养的人应该：熟悉自然界，尊重自然界的统一性；懂得数学、技术学和各门自然科学相互依赖的一些重要方式：理解一些重要的科学概念和原理；有科学思维的能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业并认识到它们的长处和局限；能够运用科学知识和科学思维方法处理个人和社会问题。科学素养可以提高人们敏锐观察事件能力、全面思考能力以及领会人们对事物所做出各种解释的能力。此外，这种理解和思考可以构成人们决策和采取行动的基础。

1996年，美国颁布《国家科学教育标准》，对科学素养给出了描述性定义：有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。有科学素养还包括以下一些特定门类的能力：能对日常所见所经历的各种事物发现、提出、回答因好奇心而引发出的一系列问题；有能力描述、解释甚至预言一些自然现象；能读懂通俗报刊刊载的科学文章，能参与就有关结论是否有根据的问题所做的社交谈话；能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题，并提出有科学技术根据的见解；能根据信息源和产生此信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度，有能力提出和评价有论据的论点，并能恰如其分地运用从这些论点得出的结论。

(二)我国社会所理解的科学素养

随着我国素质教育运动的深入，科学素养(亦称为科学素质)的概念也传播和发展开来。20世纪80年代，华东师范大学钟启泉出版了《现代教学论发展)，他认为科学素养包括四个方面：概念性的知识；科学的理智；科学的伦理；科学与人文和技术的相互关系。这可能是中国学者最早全面介绍西方科学素养的理论。

20世纪90年代，南京大学张红霞对科学素养的概念作了本土化的思考。她认为，我国科学素养理论应该结合中国传统文化，在以下几方面予以强调：

1.在认知方面，要注意如下几点

(1)知道什么是科学知识。分清经验与科学之间的差异；分清迷信与科学之间的差异；分清宗教、艺术与科学之间的差异。知道任何问题都有科学的解决办法或通向科学办法的途径；并能运用一定的科学知识对实际问题进行判断和抉择。

(2)学会科学地分析问题和处理问题的方法。说话、办事能够以事实为根据，尽量避免个人偏见与感情用事；防止个人意愿干扰客观观察；在讨论问题和表达自已观点时，能够做到前后概念一致，当说不清楚的时候，不使用诡辩术。

(3)处理好规则意识与以人为本的关系。通过科学概念的学习和运用，培养人的规则意识。规则是科学研究、科学交流、科学管理的基础。

(4)处理好传统人文精神与现代人文精神的关系。至少从策略上讲，鉴于我们过去长期片面强调传统人文精神，如中庸、忍让、无为，目前应该注重那些与科学理性一致的人文精神，如自主、创新、合作、进取、质疑、诚信、规则意识。以理性思维为基础的人文精神与以情感和信仰为基础的人文精神的联系在于，理性思维是保证情意素质健康发展的重要条件，也是进行有效的、成功的创造性思维的前提。科学素养不能产生所有的人文精神，但科学理性的分析方法与习惯的培养可以辨别和有助于产生先进的为全人类共享的人文精神

2.在情意方面要注意如下几点

(1)注意意志的自主性培养。在意志的四个品质(即自主性、果断性、坚韧性和自制性)中，我们习惯于强调自制性和坚韧性而忽视自主性和果断性。所谓自主性，就是能够主动地提出自己行动的目的，并且能发动符合目的的某些行动，同时又能克制不不符合这个目的的另一些行动。具体地讲，要处理好独立人格和集体上义的关系。

(2)鼓励创新精神和质疑态度。在知识经济模式中，只有创新的知识才能产生经济效益；科研成果只有第一，没有第二。而创新精神来源于质疑的态度，科学真理的相对性呼唤质疑精神。科学不怕犯错误，因为科学研究的过程就是不断否定过去，探索未来的过程。具有科学理性的人，善于发现错误，勇于承认错误，认直纠正错误。

(3)处理好宽容精神与竞争意识的关系。无为而治的时代已经过去了，不进则退。但在公平竞争的同时，要具备现代意义上的以自尊为基础的宽容品质和谦虚精神，要善于合作与交流，要以现代化的团队精神为目标，在竞争中建立“双赢”机制、伙伴关系。

2006年3月，国务院颁布的《全民科学素质行动计划纲要》指出：科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。

(三)我国公民的科学素养现状

中国科协借鉴国际通用的测试公众科学素养的指标体系和方法，从1992年到现在进行了九次全国范围内的中国公众科学素养调查。2015年9月19日，中国科协发布了第九次中国公民科学素质调查结果。调查显示，2015年我国具备科学素质的公民的比例达到6.20%，比2010年的3.27%提高了近90%，进一步缩小了与西方主要发达国家的差距。这一比例日本1991年为3%，加拿大1989年为4%，欧盟1992年为5%，美国2000年为17%。

目前我国公民科学素质水平与发达国家相比仍有较大差距，全民科学素质工作发展还不平衡，不能满足全面建成小康社会和建设创新型国家的需要。主要表现在：面向农民、城镇新居民、边远和民族地区群众的全民科学素质工作仍然薄弱，青少年科技教育有待加强；科普技术手段相对落后，均衡化、精准化服务能力亟待提升；科普投入不足，全社会参与的激励机制不完善，市场配置资源的作用发挥不够。“十三五”时期是实施创新驱动发展战略的关键时期，是全面建成小康社会的决胜阶段。科学素质决定公民的思维方式和行为方式，是实现美好生活的前提，是实施创新驱动发展战略的基础，是国家综合国力的体现。进一步加强公民科学素质建设，不断提升人力资源质量，对于增强自主创新能力，推动大众创业、万众创新，引领经济社会发展新常态，注入发展新动能，助力创新型国家建设和全面建成小康社会具有重要战略意义。

二、技术素养

随着科技发展和社会进步，技术素养的内涵发生着变化，手工技术时代人们认为手工技能就是技术素养；工业技术时代则认为精深的技术知识是技术素养；正是人们对于技术以及对生活质量不断提高的渴求，推动了技术素养在全球的推广、研究与应用。

据Gagel考证，技木素养这一术语最早是由美国工艺教育学者 Tower等人在1966提出的，该词自提出后便指向所有公众素养。1972年，美国学者 C.Dale Lemon首先从工业技术领域提出了技术素养，并阐述了技术教育的新目的是为能成为分析技术与社会问题的公民做准备，开始将技术与社会发展问题联系起来。

1985年，美国“2061计划”中首先尝试阐述重要的技术概念和技能并将其作为科学素养的一部分，它突破了过去陈旧的科学概念，建议所有学生学习关键的技术概念，如设计、控制和系统，以及科学与技术的关系。同时还要求理解专门技术的相关概念(如材料、通信、农业技术)，这是美国科学与技术教育之间第一次正式的相互作用。

美国1995年出版的《 Technology For All America》一书中定义技术素养是使用、管理和理解技术的能力。使用技术的能力包括对当今主要系统的成功操作、知道存在宏观系统的组成和人类合适系统的组成以及这个系统是如何运转的；管理技术的能力包括确保所有技术活动都是有效的和准确的；理解技术不仅包括理解事实和信息，而且还包括综合这些信息并迁移到新视野。

2001年颁布的美国《国家技术教育标准》则进一步认为：技术素养，指的是使用管理、评价和理解技术的能力。我国一些学者则认为技术素养是一种对技术的全面综合理解与应用的能力，包含辨别不同技术及其用途的能力、知晓技术不仅有正面也有负面效果的能力、有效地使用技术并为人类谋福利的能力等。辨别不同技术及用途的能力包含了对技术的使用与评价的能力，知晓技术不仅有正面也有负面效果的能力就是对技术的评价与理解能力，有效地使用技术并为人类谋福利的能力则包含了对技术的使用和管理的能力。因此，我们可以看出，随着时代的发展，技术素养的内涵也会有所变化，不同文化背景的国家和个人对技术素养也有不同的解释。

2006年，美国技术素养委员会、国家工程协会、国家研究委员会所做的报告，提出了分析技术素养的三个维度：技术知识，技术能力、技术思考与行为的方式。这三个方面相互联系、相互影响，形成一个综合性、整体性的素养结构。

技术知识对于技术素养的形成是不可或缺的，技术知识是技术素养的基础，同时，就技术知识本身来讲，它强调技术知识的基础性。它是社会多数人通过学习可轻松和容易获取的，并在多数人的日常生活中有所应用的知识，非特定专业领域的专门知识。

技术思想和方法是技术本身所固有的思维方式，是思考、解决技术问题的方式、方法。技术思想和方法是技术素养的灵魂，占据着技术素养思维层面的制高点。它从理论层面上提供了解决技术问题的思路和处理技术问题的方法。技术思想和方法可以在技术知识，技术行为能力进一步完善。状得的过程中得以发展，技术思想和方法的形成需要立足于实践。

技术能力是人们使用技术和运用技术原理解决技术问题的能力，技术行为能力是技术素养的核心。技术行为能力以技术知识为基础，同时离不开技术思想和方法的指导，技术行为能力的形成不能脱离具体的技术实践。应当指出，技术行为能力与具体技术领域中所要求的专业技术能力是有区别的，拥有熟练的专业技术能力并不意味着有完善的技术行为能力，更不意味着拥有完善的技木素养。

三、科学教育与技术教育

理解科学教育与技术教育的关系，不仅关系到科学教育与技术教育在教育领域的地位问题，也关系到未来我国人才资源的组成状态。

（一）科学教育与技术教有的本质区别

科学教育即对科学的教育，是致力于科学技术时代公民所必需的一种养成教育，是将科学的知识与能力，过程与方法、情感态度与价值观作为整体，并使其内化成为受教育者的理念与行为的教育活动。

技术教育是一种设计有关技术的方法、演进、运用和重要性、探讨有关工业组织、人事、制度，资源和产品，以及有关“技术与工业”对社会文化冲击的综合性、行动本位之教育课程。

科学教育与技术教育因为其教育的内容本质上存在的差异，也必然导致其教育形式、目标、评价等具体的教育层面上的差异。如科学教育的目标是培养学生科学素养的教育，包括培养科学的精神与态度，获得科学的方法和知识，增强科学的意识与能力。技术教育的目标包括培养劳动者基本技操作技能，并培养和发展技术发明和技术革新的意识及能力。

（二)学教育与技术教育的发展历程

1.科学教育的发展大致经历了与三次科学革命相应的三个阶段。三次科学革命对科学教育的内容进行了革新，表现出时代特性。同时，从教育的角度，科学教育的发展又表现出受不同时代的教育思潮影响的特点。其中，以斯宾塞、杜威、布鲁纳的教育理论最为瞩目，这些理论对科学教育的实践活动起到了广泛而深刻的影响作用。

斯宾塞顺应时代发展的潮流，对传统的古典主义教育进行了猛烈抨击，充分估计了科学的价值及科学教育在学校教育中的重要性，极大地推动了近代科学教育的产生和发展。但是，斯宾塞的科学方法教育主要体现在他所提倡的新教学方法中，这些方法主要是为掌握系统的书本知识服务的，他还远没有认识到科学方法教育在培育与发展学生的智力和能力上的巨大作用。

杜威主张让儿童搞科学，而不只是学习科学知识，更要重视科学方法的掌握。这在一定程度上克服了斯宾塞的科学教育理论的缺陷。但是，杜威走向了另一个极端：过分重视教育就是生活，忽视了教育为生活做准备的方面；过分重视儿童及其活动，忽视了教材的地位和作用；过分重视科学方法教育，忽视了系统科学知识的掌握。

布鲁纳在强调掌握学科基本结构的同时，还积极提倡发现法。他认为，发现的方法就是一种学习的方法，通常称作发现学习，并无高深莫测之意。他解释道：“发现不限于寻求人类尚未知晓的事物，确切地说，它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切方法。”他认为“学习就是依靠发现”。他要求学生利用教师和教材所提供的某些材料，亲自去发现应得的结论或规律，成为“发现者”。

2.技术教育的三阶段

1.原始技术教育。在这个阶段的技术教育与劳动教育保持同一性，原始人在生存劳动过程中向后代传授必备的生存劳动技能，此时技木教育是简单的、生存性的。

2.师徒式培养工匠的技术教育阶段。随着社会分工的出现，依靠工具制作人们生产生活中所需物品的手工工匠行业逐渐形成了师父在生产实践中传授徒弟技艺的技术教育方式。

3.工业革命以来的近现代技术教育阶段。当技术教育演进到第三阶段，技术教育也经历了200多年的发展变革，最初仅仅培养满足机器化工业所需的单一的技术工人。

1850年，英国政府设立了矿山学校，开展了维持矿山的安全所必需的专门技术的教育训练。随着工业化的进程，技术教育逐渐脱离劳动场所，以学校教育的方式展开。技术教育不再仅限于培养单一的技术工人，而是向着现代教育的多层次复杂结构发展。为了完成这样更高层次的日标，技术教育开始与科学教育、人文教育相结合。

（三）从科学教育到科技教育

随着“现代科学的技术化”和“现代技术的科学化”这种一体化趋势的加强，现代的科学教育与技术教育正呈现一种合流的趋势，综合成为科技教育。这样，科技教育就包括数学、自然科学等科学教育内容内容与技术科学、工程技术以及农业、医学等技术教育内容。今天，国际技术教育界虽然有时仍然沿用“科学教育”一词，但实际上其所指已不再是以住的“纯”科学教育了，而是赋予了其新的内涵，即科技教育。