我们现在经常在讨论科普，但是，科普的目的是什么？我们为什么要进行科普？科普的对象是谁？谁需要科普？提高科学素养是科普的目的吗？为什么要提高科学素养？世界各国对科学素养的认识如何？它们对科学素养做了什么样的定义？他们在提高公众科学素养的过程中做了些什么？这些都是很有趣的问题。讨论一下也很有必要。
一、科学素养的本质
科学素养一词源自英文“Scientific Literacy”，指的是对科学和技术的基本知识、基本观点和科学价值观所具有基本的了解。由于中外文化的差异和对科学技术的普及所应该达到的效果的理解的差异，在我国科普工作中和新闻报道中对科学素养的理解的差异也是很大的。同时，由于还存在“素质”（似乎更接近“qualification”）一词，人们对这个问题的理解就更不相同。尽管由于文化上的差异，我们至今还没能找到能够准确表述我们的理解的词汇，但是，大多数人当谈到“科学素质”或“科学素养”时，都在按照自己对这个概念的理解进行诠释。
人们对于科学素养或科学素质的理解的差异产生于公众对于科学和技术理解这个问题的本质。
最近几年，包括中国在内的许多国家都对本国公众的对科学的理解水平进行了调查。在这些调查中发现，相当高比例的被调查者说不清楚是太阳围绕地球转还是地球围绕太阳转。于是，人们就下结论说，公众的科学素养水平太低，科普需要大力加强。毫无疑问，调查结果可以从某个角度说明我们公众科学素养水平低，但是，是否由此就可以下结论说，我们的对于公众科学素养水平的测定和判断就是全面和准确的呢？
当我们谈到“公众”一词的时候，往往潜意识中暗指那些没有接受过很多科学技术方面训练和教育的芸芸众生，即“非科学家”（non-scientist）。我们已经有意识地将人群分为“科学家”和“非科学家”两类。“非科学家”当然是那些在科学上“外行”的人。但是，我们忽略了一个事实，当我们是某一个领域的科学家或专业技术人员的时候，另外一个领域的专业科学知识对我们来说则是完全不懂的。当我们面对另一个完全陌生的领域的时候，我们已经被降格为“外行”行列中的一员了。也就是说，公众之间的知识鸿沟已经不仅仅是科学家和非科学家仅有的，各个专业也为“专家”和“非专家”之间设置了各种鸿沟。科学不是从一个文化大陆上分离出来的巨大的岛屿，而是一个巨大的、由众多小岛组成的群岛，各个岛屿之间的距离甚至超过这个巨大的群岛与大陆之间的距离。各个领域的科学家之间的距离甚至超过科学家与“外行人”之间的距离。从这个角度来说，如果我们将科学家也放置到接受科学素养调查的位置上，难免也会出现尴尬的局面。
如果我们假定科学家肯定不是行行精通的专家，那么，“非科学家”也就肯定不是行行精通的“非专家”（non-expert）。许多人尽管不是声名显赫的科学家，但是他们却具备十分难以掌握的技能并且是某个领域的专家。比如，烹饪、电器修理、财会、家务管理、社交等等。严格意义上讲，这些技能都不是科学，但是有时却是复杂和需要经过长期训练才能掌握的。然而，在我们经常谈论的公众缺乏的某一个领域的知识，比如核工业是否会影响公众健康和安全的问题。对这方面的问题提出自己的看法不仅需要对核物理知识有相当程度的了解，而且还需要知道电气工程、建筑装置、放射生物学、工程组织、工程经济学等。这些领域毫无疑问是科学。从这个意义上讲，面对这样巨大的工程，科学家，或者物理学家，只能是某个领域的专家。他们中的任何人也无法称自己为核工业科学家。
到目前为止我们仍然没有获得可靠的评估公众科学素养的体系和方法。这是因为我们没有考虑到科学知识的基本特点。除了社会学上的一些局限以外，测试问题的本身也具有一些无法解决的问题。一种科学基本观点的对错在没有特定的条件下是很难确定的。科学本身并没有为我们提供绝对的、放之四海而绝对正确的真理。否则科学就不是科学了（也许有另一种科学来替代，但前面要加一个“伪”字）。科学的观点仅仅在某种条件下而存在或成立的。“科学的特性是其具有能够确定某些观点其有效性存在的条件的能力。”（Jean-Marc Levy-Leblond,1992）一个数学定理是在一种假定的前提下确立的（毕达哥拉斯定理只有在欧几里得空间才能成立），一个物理定律也是在某些特定的条件下才能成立的（伽俐略的自由落体定律需要忽略空气阻力）。
如此看来，科学素养是无法测试的。因为任何一种测试都是主观的，是测试者的主观假设，或假想理论，然后根据自己的假想去实验（即调查）其设想的有效性或正确性。这也是为什么众多的学者所进行的各种调查所得出各种不同结论的原因。但是，各国学者却又认为公众的科学素养是可以测试的，其结果也能够在某种程度上说明问题并具有其可参考的价值（美国从1972年就不间断地每隔两年进行一次调查，其调查结果形成《American Science and Engineering Indicators》中的第七章）。这就涉及到评估的基本思想、理论框架和测试的指标体系了。
我们现在来剖析一下目前在理论界颇为盛行的米勒理论。1、了解科学技术的基本术语和基本科学观点。他认为，作为一个公民，并不需要他了解很多的科学知识，事实上也是不可能的。但是，要知道基本术语和基本观点，如果不知道DNA是与生物学有关，电脑软件绝不是电脑中很软的零件，那么，这个公众就丧失了通过大众媒介获得科学技术信息的能力。他的科学素养的提高也就无从谈起。2、了解科学的研究方法和科学研究的过程。科学有失误，但是伪科学却永远也“不会失误”。恰恰是因为科学有失误，才说明科学是一种人类对客观事物的探究过程，而探究是必定会有失误的。科学就是在不断失误的过程中接近其结果的。怪不得牛顿说他是站在巨人的肩膀上取得的成功。科学的探究过程本身是科学本质决定的。这个本质就是怀疑、假设、实验、论证、检验结果，原则则必须是公开性、允许论证、其结果必须是可重复的。“科学的思维方式既富想象力又要以科学素养为基础。这是取得成功的关键所在。科学要求我们以事实为基础，即使事实与我们以前的看法不相符合。科学劝告我们要首先在头脑中形成假想，然后看这个假想是否符合事实。科学催促我们要时刻保持开放，接受新思想，同时要允许持异端观点的人和严格的怀疑论者对包括新思想、新经验和知识进行验证。这种思维方式在不断变化的时代中的民主制度同样是重要工具。”“伪科学与错误的科学是有区别的。科学就是在改正一个又一个的错误的基础上发展起来的。科学经常会得出不正确的结论，但是，这些结论不是最终的，而是暂时的结论。科学家总是先设立假设，然后，再去确定其正确与否。任何假设是否能最后证实是可行的，完全要依靠实验和观察。科学是经过探索和曲折，才逐步加深对事实本身的了解的。当一个科学假设被证实是错误的时候，任何想秘而不宣的做法毫无疑问是十分有害的。因为这种对假设的反证被认为正是科学事业的核心。但是伪科学却恰恰相反。伪科学的假设是经过精心设计的，以防任何能够提供反证的实验，因此，即使在原则上，他们也不能被认为是无效的。伪科学的实践者采取防守战略，谨慎小心。他们激烈反击对他们的论点表示怀疑的任何调查和研究。当他们的假设经不住科学家的调查和质问的时候，他们就会策划出压制科学家的意见的阴谋。”（卡尔•萨根，《魔鬼出没的世界》，1996）3、科学对社会的影响和作用。科学自从400年前推翻了神学的精神统治地位后，科学带给人们的不仅是物质的丰富和生活工作的舒适，更重要的它使得人类获得了精神上的解放。科学严谨的、不容欺骗的本质，宽容和论证的风格影响到人类生活的各个领域，给人类的政治、社会、文化和生活带来了一种新的价值观，这就是公正和平等。
科学素养绝不仅仅是指对科学知识的理解程度。它指一种对科学本质的理解、获得科学知识的欲望、技能和习惯，具有基本的规律意识和理性精神，崇尚公开性和民主程序等。科学技术的普及绝不是指知识的灌输，而是依托科学知识唤醒民族对于人类本性和客观世界规律的思考。从这个角度讲，某个领域的专家不一定具备科学素养，而非专家也不一定就不能具备科学素养。具备科学知识不一定具备科学素养，具备科学素养一定要具备获取基本科学信息，能感悟科学的价值观，并能够运用这种价值观审视社会和我们周围事物的意识。
二、对科学素养概念的探索
二战以后，公众的科学素养（Scientific Literacy, 简称SL）研究逐渐在世界范围内成为公众科学教育和文化教育中的主要组成部分。即使在所谓的发展中国家也广泛采用各种正规的和非成规的手段和方法提高公众的科学素养。过去，科学被认为是仅为少数人准备的专业领域，广大公众不可能了解世界科学技术的概念、方法以及最新的发展状况。但是，现在，无论是各国政府还是专家学者普遍认为，所有的公众都要对科学技术达到基本的了解。但是，到目前为止，我们还没有确定科学素养的概念和内容。
在各国促进本国科学素养的过程中，一般认为应该有效推动科学素养的的理由大致有这样几个方面。科学技术的发展和以科学技术为基础的工业不仅对人类的物质生活产生了越来越重要的影响，而且还影响人类的思维方式。科学已经成为人类遗产中重要的组成部分。科学知识和科学的世界观几乎对人类日常生活的所有方面都具有现实的影响。公众对世界范围内的科学技术的熟悉也对个人、社会和政治决定具有日益重要的意义。
尽管科学素养的重要性和重要的意义已经在世界范围内得到广泛的认同和接受，但是，科学普及计划的实际设计和实行时常表现出概念上的不明确性和不确切性。比如，在印度，科学素养的提高工作在紧锣密鼓地进行。科学素养教育已经进入印度正规教育系统。科学技术内容已经成为印度从小学到高中（10年级）的核心课程中重要的部分。但是，在这些课程的内容中，还没有引入足够的科学新思想，只是将过去对科学专业学生讲的课程原封不动地拿来对广大公众进行科学教育。印度学者认为，大家认为会给学生带来启蒙作用的科学教育不仅给大多数学生又增加了学业负担，同时又给大多数公众对科学技术的理解带来了障碍。
印度不仅正在竭力将科学技术引入中小学正规课程，而且正在努力提高广大公众的科学素养。几乎在印度的各地，各种科学展览、科学技术馆、科学博览会、印刷和音像媒体都在宣传科学技术知识，知识的内容从饮用水的研究到生物技术无所不包。然而，对科学素养的定义和概念以及科学素养的内容仍然是一片空白。
1、 对三个报告的分析
在这篇文章中，我们将对三个不同的报告进行简单的谈论和讨论，分析这些报告中试图对以广大公众为对象的科学素养教育的概念和内容所进行的定义和设计。从而，我们可以看出外国对科学素养概念和主要研究成果。
一个报告是美国国家科学技术教育理事会（NCSTE）为响应美国科促会（AAAS）的建议和呼吁而承担的“非常困难”的任务，为对美国公众提高科学素养而确定公众理解科学的内容和思维习惯的的内涵。
我们要分析的另一个报告是印度正在进行的革命性的计划，这个计划是应印度国家科学技术交流理事会（The Indian National Council for Science and Technology Communication）会长的呼吁而制订的。印度国家科学技术交流理事会会长曾这样说过：“对于所有的男人、女人和儿童（达到某个年龄段）来说，无论他们的职业、生活的地区和生活水平如何，是否应该对科学和技术的了解和理解达到具有最基本的水平？…..显而易见，我们非常需要对这种基本的核心的科学技术教育的概念进行界定并制订详尽内容。”这个会长的话在某种程度上推动了印度在这个领域的研究步伐。
我们要分析的第三个报告是由一个关怀发展中国家成人科学素养的国际组织所撰写的。这个报告发表的时间比较早。写作者都是教育家，他们认为现今世界对成年人的科学技术教育远没有充分出应有的作用，世界的发展受到各种阻碍主要是因为各国都没有适宜的推动公众科学素养的手段和措施。
与上述报告相比较，美国的报告似乎更雄心勃勃。美国的研究报告提供了科学概念的有力基础，并制订了向公众进行完全的现代科学、技术和数学（STM）教育的方案。另外两个报告的重点是向公众提供实际知识，使公众的生活会在科学知识的指导下更为丰富多彩。三个报告有一个共同的特点，那就是，其内容都将促进公众的怀疑精神和勇于提出疑问的态度作为其重要的目标。但是，印度的报告试图寻求为公众提供一种批判性思维的工具，使公众具有评价科学技术的能力，使他们能够用批评的眼光看待科学技术。三个报告的另一个共同特点是将科学及其基本观点与自然现象联系起来。这些报告的另一个共同特点是，它们都深刻地揭示了现代和未来人类社会的区别和科学技术在这些不同时期所起到的不同作用。对于普通公众来说，多少科学知识以及何种科学知识才能起到启蒙和提高素养的作用？在提高公众科学素养的过程中，谁能够起决定性的作用，专业科学家？商人？教育家？还是公众自身？科学素养的目的是使所有的人都能获得与科学相关的工作？提高公众科学素养的目的是使人们接受科学技术的产品还是拒绝科学技术产品？提高公众科学素养的目的是否是使公众不断询问科学技术的产品会使他们贫穷还是损害他们生活的环境？科学与传统知识体系、社会信仰和实践知识如何联系起来？对这些报告进行比较，我们会发现，在回答这些问题中，各个报告都有不同答案，这些回答有些明确，但有些不明确。
1-1．为所有美国人的未来派科学课程
A科学素养的概念
1989年美国科促会（AAAS）提出2061计划，计划的主要报告是《为全体美国人的科学》（”Science for All Americans”）。这个报告同时也是2061计划的主要纲领性的文件。在这个报告中，作者以未来的发展情况和未来的工业化的发达社会的需求为基础提出了科学素养的概念。报告是由专家对5个独立的科学技术领域提出科学技术教育的改革目标。这5个科学技术领域是：物理和信息科学以及工程学；生物与保健科学；社会和行为科学；数学；技术。报告强调：“在下一代人的平均寿命中，人类的生存和条件和环境将发生重大的变化。科学、数学和技术将是这种变化的中心——它将引发这种变化、形成这种变化并对这种变化作出反应。因此，这些科学技术将对在未来世界中生活的今天的儿童是至关重要的。”
美国科促会的著名的学者建议使未来的公民通过学校教育对“科学、数学和技术的事业”获得广泛而完全的了解。他们认为，一个具备科学素养的公民，应该是“了解科学、技术和数学是具有推动力量和局限性的独立的事业，理解科学重要的概念和原理，熟悉自然世界并承认其多样性和统一性，并能够运用科学知识和科学的思维方式考虑的处理个人和社会的问题。”
《为全体美国人的科学》建议的核心课程包括大多数科学的内容，这些内容形成了常规公共学校科学课程。但是，这些课程与常规科学技术教育课程相比又有两个方面的不同。第一，物理、生物和其他各个课程之间的界限被模糊了，被弱化了。相互之间的联系得到强调。不再强调事实、特殊的术语和背诵和记忆过程。核心课程强调这些重要的原则、理论和技巧，这些对于转变对科学团体的认识以及对了解、控制和转变自然都具有重要的作用。
B． 报告建议的课程
我们可以看出，《为全体美国人的科学》所建议的是要所有参加课程学习的人达到对科学的本质（科学的世界观、科学的探究精神和科学的事业）、技术（科学和技术、技术的原理、技术和社会的关系）以及数学（模式和关系、理论数学和应用数学、抽象和象征表达）的全面了解的程度。这个报告中所阐述的主要教育思想涉及到宇宙、地球、构成地球的力、物质的结构、能量的转换、移动和漂移以及自然的基本力。在“我们生存的环境”课程中，有生命的多样性、遗传、细胞、生命的相互依赖性、物质和能量的流动以及生命的进化等各种内容。其中，在“生命的有机体”中，包括有人类的同一性、生命的循环、人体系统的基本功能、感知、生理和心理的健康等。在“人类的社会”中，内容涉及到文化与行为的关系、团队组织和行为、社会变化、社会关系、政治和经济组织形式、社会冲突和全球社会系统等。在技术方面，内容涉及到人类在自然界中的地位、农业、物质、制造、能源和利用、交通、信息处理。报告将保健技术放在“设计的世界”中。数学课程中不仅包括常规的数和形，还有象征关系的概念、不可确定性、抽样和总结数据以及推理等。在历史方面，包括有“地球从宇宙中心位置的改变”、“物质与能量的重组、时空的变化”以及“发现细菌”。在科学技术和数学的整个教育课程中，整体贯穿了模型、稳定性、变化的方式、进化，以及比例等科学技术中通用的内容。
在这个报告中，科学素养包括科学态度和科学技能（“思维的习惯”）。报告还认为，科学教育应该培养好奇心、对新观点的公开接纳和怀疑精神等科学态度。应该培养公众用积极批判但不是对抗的方式看待科学的价值。科学的基本技能中包括计算机和计算器的使用、估算、操作、观察、交流以及批判的回答等。
C．分析
应该说，美国科促会所提出的这个科学教育方案是十分全面的。其内容不仅涉及到科学和技术的原理，而且包含有科学的研究过程和方法、科学发展史、科学技术与社会之间的关系（尽管有Fourenz教授这样的学者认为，报告对科学的阐述是在宇宙的中心的位置对自然的观察所得出的结果，是一种“技术官僚”的观点“technocratic outlook”。）。
毫无疑问，报告中所提出的科学技术数学的教育的重点发生了变化却得到了大多数人的赞扬。报告中所提出的建议内容改变了过多学习和记忆科学的事实和理论以及发明的学习方式，而是让学习者对科学的主要内容和重要的原理以及学习的技巧有总体的了解。比如，生物学内容应该使所有的人都了解细胞的主要功能是根据DNA分子的密码指令重组蛋白分子，但是却不一定要将“核糖体”和“信使RNA”这种术语作为学习的重点。减少专业词汇和不必要的过于烦琐的内容有利于学习者将重点放在整个学科中最重要部分的学习。弱化和模糊学科之间的界限也有助于学习者从科学的角度全面了解自然界的各种现象。
为使人们了解科学与日常生活之间的关系，美国科促会提出的《为全体美国人的科学》的报告超越了过去教育的标准模式。比如，报告中将教育的重点放在对自然的各种现象的观察上。特别是在生物和保健科学部分中，课程为学习者描述现象的出现过程和来龙去脉，在这个描述过程中解释科学的概念和原理。对人类有机体的解释既有详细的、微观的知识，也有概括的、宏观的描述，而不仅仅简单地下结论说人类是动物王国中的一个物种。报告中也提到科学技术教育中要将由于人类的工业化所造成环境恶化作为重点。报告中所提倡的科学的价值观和技能不仅对专业科学、技术和数学界，对各界公众也是非常有益的。
《为全体美国人的科学》报告中很引人注意的一个特点是作者试图将科学原理与自然现象结合起来解释。报告将读者和学习者的注意力尽可能地引到现象上来，而不是按部就班地解释原理。比如关于遗传的观点。作者将重点放在人类、动物和植物的遗传特征和近亲繁殖的影响等遗传上，而不是简单地在基因和DNA在遗传上的作用的基础原理上进行说明。在讨论技术的时候，非科学家公众很可能对“黑匣子”的处理很感兴趣，那么，报告就强调各种新技术（比如激光）的功能、能力和各种潜在的危险，这要比仅根据科学原理进行解释要有效得多。
无疑，《为全体美国人的科学》报告中所建议的方案是对传统的学校科学教育课程的全面改革和超越。但是，这个报告是否能够适用所有的普通公众（我不是说读者或者科学技术知识的学习者）却是值得怀疑，恐怕不会像作者所希望得那样获得满意的效果。这是因为，首先，报告认为了解科学技术的概念和原理是科学素养的重要部分。这个观点毫无疑问是正确的。这是科学大厦的基石。但是，对于科学素养水平和教育水平参差不齐普通公众来说，科学和技术中复杂的概念和原理靠讲解在短时间之内是根本不可能见效的。靠说明自然世界的运行的本质，然后由普通公众通过理解再推论出原理也是不可能的。但是这些概念某些和基本原理与人们的日常生活却有密切的联系。比如，比例、图形显示、能源的不可再生性、水和食物与人的健康之间的关系等，但是这些概念却不能用复杂的抽象的理论讲解。否则公众会更加坚持认为科学是十分复杂的事情，必须远离科学，生活才能更舒适些。另外，对于普通公众来说，掌握和欣赏抽象的自然科学原理（与他们感觉到的具体现象相悖）内在的美在现实上是不可能的，尽管报告的作者是这样期望的。比如，自然的各种力中的4种基本物理作用（引力、电磁、强、弱）的观点。我们如何让那些从未体验或接触过这些自然现象的普通公众理解宇宙学或原子物理学上的这些复杂的理论呢？我们让每天能够见到的摩擦的力变得通俗易懂，还是根据电磁原理进行讲解使公众陷入云雾之中？同样，让公众理解熵、时空的统一性、模型与系统等复杂的问题事实上根本不可能的事情。即使是牛顿的“基本”原理对于普通公众来说都是不可理解的。但是如果你用日常人们“普通感觉”中存在的地球上的客观物体的移动来进行说明，人们就会恍然大悟。
如果科学教育要对公众保持健康起到实际的帮助作用，其重点就不应当仅仅传授常规科学原理，而应当公众了解手指尖端为何麻木，传授保持膳食平衡和现代化饮食、睡眠、活动和精神状态的“思维方式”（habits of mind）。而这方面，报告中所建议的科学课程强调得似乎并不很够。但是，其他方面，比如练习瑜迦进行身体锻炼、家庭治疗以及其他保健方式的益处和坏处的比较则似乎更有效一些。在从历史的角度谈论保健的时候，却没有提到天花的灭绝这个人类的医学成就。
报告选择了那些在“解释、控制和转变自然”方面起重要作用的科学原理作为科学教育的重点。但是却没有提到人类与自然之间的依赖和合作的关系。有一种观点认为，现代世界的科学技术事业在全球范围内是一种改变自然的方式，从本质上讲，科学技术与自然的依赖或合作的关系是不存在的。从这个角度上讲，这个对世界范围有影响的报告应该提醒人们要意识到对自然的利用和过度的使用会产生危险的后果。在这个报告的大纲的生物和保健医学内容中曾提到类似的内容，但是在最终形成的报告中却没有反映出来。
我们还感觉到，报告中关于人类、社会、行为和心理等现代科学问题谈论得不够。尽管这些问题的科学基础是应该提到的，但是，普通公众在与其他人交往中却经常并不知道某些“常识”和经验。如果报告能够提到大多数人类所共同具有的行为特点，比如合作、同情、自我约束、开放等，就更好了。即使是科学并没有完全接受的某些保健、精神的重要作用、伦理行为和宗教实践（以及其他被科学所认同但在报告中没有提及的）也应当在报告中进行说明。这种说明会起到使人们意识到科学在公众实践活动、传统和现代生活方式和人类各种团体的信仰中具有启蒙的作用。
1-2．面对农民的科学教育课程
A．科学素养的概念
国际成人素养方法研究所（International Institute for Adult Literacy Methods）学者托马斯（Thomas）和肯杜（Kindo）在他们的报告《向科学素养迈进》（Towards Scientific Literacy）中提出了另一个不同的科学素养的概念。当然，作者所针对的对象不同也是一个原因。因此，作者所制订教育课程的对象是“发展中国家”的成人农民。该报告所谈到的科学素养的目标是“缩小和消除不同文化和人类群体的‘陈旧’的知识——比如民俗文化——和国际科学新知识之间的鸿沟”。报告的作者认为，可以通过将民族文化与现代科学技术环境相连接的方式使成人的素养具备实用功能。在报告的序言中，H.S Bhola 博士认为，“通过对农民进行这种功能性的科学素养教育，使他们了解什么是科学农业。”另外，科学“能够解释人们已经知道的事实，将对现实的对某些事物的了解转变为对新形势的了解，将更为系统的正在应用的学习经验应用到日常生活中，总之，要培养农民用更具探究和实验的态度看待生活和工作。”
该报告强调学习必须紧密地与生活实践相结合，现有的知识必须用于再学习过程中。报告认为概念的改变是很缓慢的。提出了设计方法（实践中的问题产生方法，在解决问题的过程中产生新的概念）和结构方法（事先确定概念和信息目标）。
B． 报告建议的课程
建议的核心课程的内容中包含有（1）科学工作（精确的观察、了解因果和其他关系、在理论和实践的基础上进行预测、控制和操作、个人与团队的努力、交流、设计和实验以及推理）的本质；（2）环境（气候、雨、风暴、气候控制、水土流失以及太空的科学现象学）；（3）保健（细菌和病毒、防止传染、医药、人类的营养、生育和计划生育、精神疾病、一般卫生问题）；（4）农业（农作物的营养、植物的害虫和疾病、动物的健康、种子的优选和动物繁殖）；（5）能源（能源的不同种类、内燃机、电、无线电和电视）。
《向科学素养迈进》报告认为，科学素养的主要内容包括探究精神（我如何知道这是真实的？）和对科学术语和概念的基本了解（对报纸上经常出现的科学术语基本理解；阅读关于农业和其他领域的材料时所必须理解的科学概念和基本观点）。
B．对《向科学素养迈进》的课程分析
与美国科促会的报告《为全体美国人的科学》相比，《向科学素养迈进》报告显得更接近贫困的人群的需求。报告的目的不是要从根本上对科学技术和数学的课程进行改革，而是向那些“知识水平落后的人”提供一种方法，使他们能够尽快地达到阅读农业技术材料并能够应付日常生活中所直接面对的科学技术的问题。
《向科学素养迈进》的培训计划不仅是对发展中国家的农民具有重要的价值，而且对所有的公民都有意义。计划所追求的目标不仅是让普通公众能用科学的知识看待自然事物和人造事物以及自然现象，而且使“学习科学以前的知识体系与科学结合起来”，同时要培养一个人终生的探究和实验精神。从这个角度来说，这个计划涵盖的内容比美国科促会的计划要广泛。
《向科学素养迈进》的教育内容主要处于自然现象的层面上。也就是说，传授对于各种自然现象的系统知识的解释方面，而不是讲解很多的科学原理。当然，在科学现象学知识中，不同的现象（比如水循环、无线电通讯等）是完全独立说明的。这种对自然现象的科学知识的重点传授的优点是，可以将科学与直接实践结合起来。该计划充分利用了这个优势。比如，讲解水循环时可以直接与保持土壤水分的实际方法结合起来。
该计划课程包括保健、营养、环境和普通技术，这些课程都直接与公众共同关心的实际问题结合在一起。课程删除了一般科学技术课程中内容，比如观察太空中的星体和事物以及它们的移动轨迹，理解日历的构成，使人们知道大自然并不是那么神秘莫测，从而改变人们的世界观。在某些地方的专业科学课本中，编写者急切的传输知识的做法似乎忽略了读者的需求，在某些课程中甚至包含有细菌科学的复杂难懂的内容。
在缩小“陈旧的”和“新的”知识的鸿沟方面，该计划有些地方有用新知识取代旧知识的倾向，而不是将真正地将两者结合在一起。这个报告似乎还借用了美国科促会的计划中用机械论的观点看待人类生活的思想，而这种思想只是在西方国家盛行。比如，细菌和病毒被说成是形成许多疾病的唯一原因，但是，事实上，在旧知识的体系中，还有许多其他形成的因素得到认同，比如缺乏营养、缺少休息、精神压力过大以及气候等，这些都被认为是破坏人体本身抵抗力的因素。在这个报告中都没有提及也没有进行科学的解释。另外，在这个报告中，许多地方提及吃足够的食物和平衡膳食的重要性，但是却没有谈到充分吸收食物的必要条件，比如充分咀嚼和平静的精神状态。在谈论农业时，传统选种的有益之处和比如轮种的传统技术都没有提及。
在向公众讲解现代科学技术给人类带来的成果的时候，《向科学素养迈进》报告没有客观地全面地讲述科学技术的益处、代价以及科学技术给人类有可能带来的潜在的危险。因此，当报告中谈到优选良种会获得“好收成”的时候，却没有谈到必须的投入、是否容易受到病虫害和恶劣气候的影响等。
在培育公民合理的怀疑精神的时候（我为什么要相信这个观点？），报告没有提及现代技术及其产品的适用性问题。在“环境”一章中，工业所造成的污染没有写进去。另外，科学技术是否是给世界上的少部分人，起码是目前，带来了优越的生活条件，而这种优越的生活是以大多数人维持最基本的生活条件为代价获取的。
1-3．公民的基本科学知识
A．科学素养的概念
印度政府国家科学技术传播委员会（The National Council for Science and Technology Communication of the Government of India）支持的一个印度基层志愿科普组织（Vikas Bharati）是由学者和科普积极分子组成的。这个组织写出了一个关于提高印度公众科学素养的报告《全民基础科学》（Minimum Science for Everybody）。在这个报告中没有使用科学素养（Scientific Literacy）这个词。印度学者认为，科学素养是对科学家或学者提出的要求，对普通公众来说，必须与科学家和学者分离开。使用同样的要求是不现实的。当一个普通公民要了解一种自然现象的时候，他只要求知道对他有用的部分，而不是像学者一样用科学的原理进行解释。因此，报告是为普通公众的基本需求所编撰的基本科学知识课程。
《全民基础科学》的作者提倡用的眼光看待科学技术：“科学技术的非和平目的使用，比如用于战争，对人类的生存构成了威胁。”现代科学技术与工业相联系粗暴地干预了人类的自然生存环境和工作环境，掠夺了世界的资源。作者呼吁印度的公众要对“现代科学”符合实际的理解（suitable understanding），更深入地理解“传统科学”（traditional science），这样才能对现代科学对他们的生活的介入（interventions）更好地理解。在报告中，还谈到科学如何对传统的实践和习惯做法以及在帮助人们认清迷信方面具有指导意义。
虽然报告没有对科学素养的概念进行定义，但是，按照该报告的解释，一个具备科学素养的人应该具备保持自身健康、为群体的健康作出自己的贡献、理解与保护、污染、环境抢夺、日常生活中基本的测量和计算方法以及从科学的角度理解农业和工业产品的能力。
B． 报告所建议的课程
《全民基础科学》认为，公众的健康科学教育中与健康和疾病有关的课程不应该将重点放在微生物或者酶等这些术语的解释上，侧重点应该放在普通公众能够直接控制的方面，比如食物、睡眠、工作、运动、思考、清洁卫生等。报告建议，课程应该主要集中在人体、身体的需要与节奏、身体的信号（比如渴、头疼等）和信息、生理和心理的健康、食物和营养（普通食物和利于消化，而不是化学成分）、饮用水和卫生、常见疾病（症状、产生原因和家庭治疗）、生育和节育、婴儿哺育、嗜好和不健康行为等。
环境课程的目标是提高公众这些方面的意识：（1）环境和自然资源保护的必要性和保护的方法；（2）技术对自然资源正在产生的根本性的改变；（3）工业是以全世界人们的生存需求为代价而进行环境的掠夺。课程中还包括空气、大气、气候、水和水循环、水污染和净化、土壤、森林、金属和矿资源、食物污染、衣服和居住条件、生物圈和生态等。
测量和多种技能课程的目的是重点传授功能数学。内容包括基础计算、日历知识（公历、阴历和印度阴阳历）、自然和天体的运行、儿童教育中的心理问题、一般交通与通讯设备等。
在农业方面，教育的思想与健康保健思想有相似之处。科学被用来丰富，而不是代替传统智慧。除了农业的基本原理、园艺、动物和家禽养殖以外，还有太阳能设备、改进的农业实用技术和建筑技术等。在“科学”育种、化肥方面，不仅谈到其优点，同时也谈到其存在的问题。
在“城市技术和城市人口”篇中，主要内容是电力、电器设备、工业制造产品、水供应、身体锻炼等。
报告谈到课程内容主要是针对成年人的，是对成年人的生活和工作起指导作用的。报告认为，基础教育的基本内容应该广泛借鉴这些原则，根据不同的年龄段制订具体课程。报告特别强调，年轻的学生必须更多地了解自然现象，要学会精确地观察事物。
C．《全民基础科学》课程分析
《全民基础科学》认为科学素养不是指对基础常规科学的基本理解，而是认为科学素养是终生教育的一个组成部分。与美国科促会的科学教育思想不同，与《向科学素养迈进》的教育思想也不同，《全民基础科学》试图将科学和技术与每个人的日常生活和需求结合在一起。与《向科学素养迈进》的思想正好相反，《全民基础科学》建议对全体国民，而不仅仅是对农民或没有文化的人，进行这种切合实际的教育。这样，《全民基础科学》向所有人都不得不顺从的不断扩大的工业化和技术所带来的逐步自动化的社会提出了疑问。《全民基础科学》也没有将科学看作是传统知识和智慧的替代物。科学被描绘成一个向科学技术本身及其产品提出置疑和批评的工具，同时也对传统的信仰和实践活动置疑的工具。
《全民基础科学》在保健科学方面与西方教育的范例产生了根本的分离。其报告强调自然冲动，认为通过对人体的循环和消化系统的内部观察发现产生紊乱的原因。它要求净化人体的内部器官，而不是要外部“科学的”医生使用器械进行的医疗。
在环境问题上，现实中人们所关心的问题都有所涉及。但是在其他两个部分内容中却被忽略了。比如食品污染、服装和居住环境，以及人类与自然界生物和非生物组成部分相互依存的关系。
但是，在理解和应用这个方案中有许多问题。首先，如果科学被分解为支离破碎的关于自然现象的解释和信息，怎么使人们理解自然的统一性和多样性呢？不了解氧和二氧化碳的化学概念怎么能够充分解释呼吸呢？没有科学研究怎么才能得出判断传统观念和技巧的合理性和有效性的标准呢？第二，没有基本的化学（分子、化合、反应、蛋白等）、物理（物体的移动、密度、温度、压力等）和生物（人体解剖、生理学、细胞、基因、能量转换等），科学素养应该说是不完全的。即使是健康保健、环境和农业问题也没有依据现有的科学知识解释清楚。另外，《全民基础科学》没有强调实验、逻辑推理和其他科学方法的重要性。第三，如果生活贫困和处于社会下层的人只具有传统知识，而特权阶层可以学习现代科学知识，前者就会觉得自己在知识方面处于不利的地位，那么，其结果就不会是将科学教育用来满足人们的生存需要，这岂不是事与愿违？即使是《全民基础科学》在原则上是可以接受的，在印度，发现和培养符合要求的教师（不仅要通晓常规科学技术和数学，而且还要了解传统科学，同时还要了解普通人的传统交流方式和他们目前的所遇到的问题）也是十分困难的事情，因此，这个计划要想很快地得到实施是十分困难的。随着全球化的迅速发展，任何一个国家和群体想自己创造一个与世界“标准”体系完全不同的科学素养体系，在实行上将是更为困难的。
严格讲，《全民基础科学》确实没有体现出国际化，甚至印度国家内专家的教育观点。但是，作为一种科普的新观点，还是有必要进一步使其完善化和具体化。目前，这个科普计划在印度社会各界已经引起了广泛的反响和响应。印度，作为一个发展中国家的行动应该引起我国科普机构和科普工作者的注意。
2．总 结
2-1．实现科学素养教育的各种方案
以上我们介绍了目前世界上主要的三种科普计划中对科学素养所界定的不同概念和设置的教育内容。由于国情不同和要求不同，因此，考虑科普内容的角度差异很大。在美国，已经普及了的12年学校教育中的科学教育课程已经实现。美国科促会专家所忧虑的是教育课程的有效性和现有的课程是否能够有效地使所有的青少年，包括少数族裔都能够接受，他们是否能够深入地理解科学技术和数学事业的整个内涵。然而，发展中国家的科普教育工作者和决策人所主要关心的是，在科学技术普及和在社会各界有效地培养具有科学技术素养的劳动力方面如何赶上发达国家。在某些教育工作者和决策人的眼中，更为重要的是利用科学技术教育来解决贫困、疾病、生产力低下、迷信、经济徘徊不前以及普遍存在的对广大公众生活水平漠不关心的问题。《向科学素养迈进》和《全民基础科学》所反映的是对这种问题的关怀，并针对这种问题而设置的教育课程。
虽然三个计划根据各种不同的国情设置了不同的课程，但是，它们都有一个共同的特点。那就是，它们普遍承认科学技术是人类的共同遗产，科学技术教育对所有的公民都是十分重要的。即使是《全民基础科学》在报告中谈到以技术为基础的工业对自然资源和环境的破坏以及工业产品所带来的危险，但是，也没有接受反科学的观点。报告承认在检验和面对过度使用技术所带来的问题中科学技术素养具有重要意义。
各种因素中，影响科学素养研究深度和广度的主要因素取决于普及的科学教育的时间。美国的科学教育时间为12年，而发展中国家则要少些。印度的普及教育仅达到8年。在校生普通科学课程教育时间只有2年。大概我国的9年义务教育中，科学教育课程达到3年。在这3年中，科学教育课程也是不完全的。《全民基础科学》中的科学素养教育课程难度相当于8年级学生的程度。《向科学素养迈进》中的课程则主要面对的是可以接受非正规教育的成年人，当然，对这样的群体，过深地介绍科学技术的原理和理论是不可能的。
《向科学素养迈进》和《全民基础科学》以及《为全体美国人的科学》之间的最主要区别在于，前两者以“生命科学”为教育课程的开端，而其他课程的重点是有所选择的。但是这些有所选择的课程主要的目的是使公众具备处理日常生活的能力。后者则是使受教育者广泛地了解科学的整体知识和思想，了解自然的各种现象，但是这些知识与日常生活并没有太大帮助作用。《向科学素养迈进》和《全民基础科学》多采用口语的语言形式，使农民了解更多的农业技术，使家庭主妇了解更多的生活常识，使公民了解更多的保健知识和环境保护知识。而《为全体美国人的科学》则更多地教育美国人具有在以科学为基础的工作岗位上工作的更多的知识和能力，以及参与与科学技术有关问题的决策讨论。
除了实利主义的内容以外，科学素养还有其他的教育内容。《全民基础科学》认为满足人们 的好奇心是科学素养的目的之一。《为全体美国人的科学》可能是将整体科学作为直接满足人们好奇心的知识体系。但是，好奇心从本质上讲是不同的。所有的人都会对日常生活中观察到的现象感到好奇，比如每个夜晚月亮形状的变化等。但是并不是所有的人都会对科学家在实验室里所观察到的现象或抽象的概念感到好奇。
《向科学素养迈进》和《全民基础科学》之间的主要区别在于后者对科学素养的定义中包括对科学技术的过程和产品（比如食物中的化学添加剂、化肥或者拦河大坝等）进行严格的置疑的态度。这种对科学态度的要求与前者对科学技术不加任何疑问的参与态度大相径庭。除此而外，《全民基础科学》认为普通人的日常生活中所遇到的现象应该用普通人熟悉的语言解释，而不能用正规科学家的语言来解释，这样的效果会更好。《全民基础科学》试图通过这种方法将科学与传统知识体系相结合，或者将后者渗透入科学。
2-2． 最新进展
自从美国科促会发表了《为全体美国人的科学》报告以后，美国又有一批数量可观的关于科学素养的文献问世。特别应该提到的是《国家科学教育标准》（National Science Education Standards，1996 ）。这个报告由美国国家科学院（National Academy of Sciences）出版发行。据说这个报告受到美国科促会的《科学素养的阶段标准》（Benchmarks for Scientific Literacy, 1993）的影响。与科促会的报告相比，《国家科学教育标准》更强调对科学、科学技能和科学探索的广泛理解，理论也更为详尽。这个报告将科学素养的整体标准细化到各个正规教育阶段（4、8和12年级）的具体标准上，而没有将重点放在课程的详细内容上。比如，“在微观行为的基础上理解宏观行为”。这样就由学校和教师来决定在讲解原子核、原子微粒等知识的时候自行掌握讲课的深度。从整体来看，《国家科学教育标准》比《为全体美国人的科学》的要求有所降低，但是，内容更为广泛，在教学上也更具伸缩性。但是，《为全体美国人的科学》从人的角度所讲解的自然（着重讲解人的生命、自然资源毁坏中人的作用、信息处理和能源的利用等技术问题）课程，与《国家科学教育标准》更能够吸引普通公众。《国家科学教育标准》更强调“动手实践”（hands-on experience），至少其强调程度不次于《为全体美国人的科学》。但是在与日常生活有关的问题的科学技术教育方面各有千秋。
印度对传统科学技术的重视程度在其三次（1993，1995和1998）国家传统科学技术大会（Congress on Traditional Science and Technology）上表露无遗。在这些大会上，更多地强调的是自力更生发展科学技术的主导思想。这些大会没有对科学技术教育提出任何改进意见。《全民基础科学》也没有产生任何影响和促进作用。但是，最近在联合国教科文组织召开年会之前形成的关于促进印度国民科学素养和文化的草案中建议将《全民基础科学》中的全部课程作为科学素养教育的内容。
《全民基础科学》的作者之一（R.Popli）在最近发表的一篇论文中（普通人的科学Common man’s science）详尽地说明了科学素养的概念和内容，将传统和民间科学与正规科学结合在一起。这篇论文还以建议的形式提出了10年科学教育的课程，这些课程中包括大量的基础物理和生物科学知识（比如分子、原子、压力、化学反应、细胞和DNA等概念）。作者认为，没有这些基础科学知识，深入地教育健康保健、环境等知识是完全不可能的。这个报告使得印度的科学教育向《为全体美国人的科学》大大地推进了一步。
2-3． 科学的本质和普通公众
在试图消除提高公众科学素养各种方案之间的差异之前，一定要弄懂科学的本质中的主要内容。科学家、教育家和决策人差不多都认同“科学的统一性”和“科学是人类的共同遗产”。这是因为：首先，当今科学、技术和数学知识与所有的人所关心的所有问题都有关；其次，只有由真正的科学家提出的概念和成体系化的知识进行解释，人们才可能正确理解自然。
科学技术将从客观自然中发现的规律不断地总结，再将这些规律和原理应用于高技术和大工业的发展。科学和技术越来越远离了普通公众的需要、生活和常识。无论是在发展中国家还是在发达国家都是同样的。科学与公众现实生活偏离的一个结果是，公众所认为的科学和常规科学分离。在不同文化和经济状态下生活的公众用自己的文化水平和经验观察自然现象，从而在这个基础上形成自己的“科学世界观”。不同条件状态下的公众对客观事物的看法也是不同的。比如，不同的国家和社会发展形态下的人群对能源的概念也是不同的。在能源能够转换为热能、电的国家和不能转变的国家中，人们对能源的认识各异。尽管能源这个客观物质在任何地方都是一样的，但是，不同的人群对其认识的理论结构以各自对其目的不同认识而发生了变化。一个概念在扩大了的群体范围内发生了变异。
公众对科学感兴趣的范围与科学家感兴趣的范围也是不同的。比如，化学家研究食物是为了了解其化学成分。他们感兴趣的是蛋白质、氨基酸等。生物化学家感兴趣的是蛋白质是如何在各种酶的作用下在人体内分解的。而普通公众更感兴趣的是香蕉、面包和鸡蛋等的营养成分，而不是各种蛋白、淀粉各种维他命的成分。公众更想知道的可能是如何食用粮食、蔬菜和水果以及肉类才能获得平衡膳食。一个家庭主妇更想知道的是各种食物是否容易消化，对肠胃是否有刺激作用等。用科学家的各种数据和参数来解释恐怕就不是最好的最容易被接受的方法。
三、 适用于不同群体的科学素养的概念和内容
对以上所讲的各种不同的报告进行的分析表明，世界上还不存在适用于所有国家公众的统一的科学素养的标准。科学也没有必要用一种普遍适用的方式进行解释。由于经济、文化、教育体制、教育思想、社会制度、宗教信仰等的差异，使用一种科学技术的传播方式也是不可能的。设计一种适用于本国公众科学素养教育的模式，必须考虑这个国家的社会传统、普遍的意识形态以及特有的条件。但是，培养本民族公众的探究精神和提高公民对科学方法的理解恐怕是科学素养教育的共同内容。
笔者认为，科学素养教育至少应该包括以下内容。
第一， 为广大公众所设计的科学技术教育课程应该尽可能地包括科学技术的一般原理。这些原理应该从形式到现象的方法进行解释。
第二，从普通公众的日常需要入手进行科学技术知识的传播。比如，在美国这样的发达国家，修理汽车恐怕就不一定是科学素养的组成部分。《向科学素养迈进》就是将农业知识作为农业国家的重点教育内容设计的。保健知识是所有的人都需要的。因此，仅从生物学角度进行教育就不可能有很好的效果，但是如果从普通人经常发生的各种疾病症状进行解释效果就要好得多。美国的公众从中小学、社区学院开始就有这种选修课教育，但是似乎也应该有面对公众的有关科学素养教育。
第三， 在科学素养教育中，应该注重对本民族文化的研究，比如社会习俗。
第四， 信仰、礼仪习惯、文化内涵等的研究，并以这些研究成果作为科学素养教育方法的依据。
第五， 科学具有局限性，技术具有副作用。理性地看待科学和技术正是科学技术素养的重要组成部分。也是使公众了解可持续发展的重要方法和手段。
第六， 科学方法和科学精神包括科学的事业、科学的本质、科学家的工作、科学在人类社会中的地位和作用、科学的研究过程和方法、怀疑精神、论证精神、公开性、接纳不同意见和看法的价值观、社会的正义感等。
中国在改革开放以后，科普工作得到了很大程度的重视。可能任何一个国家都不像中国政府那样重视科普工作。但是，似乎这种重视仅局限在文件的强调和宣传上。根据以上几个报告的分析来看，这些国家进行科普或者叫科学素养的促进，都有这样几个特点：
第一， 本国的科学技术团体重视和参与，科学团体可以根据自己对科学技术教育的理解和对科学技术进展的了解提出进行科学技术素养教育的建议，然后与教育部门合作从正规教育入手，从根本上改变公众的科学素养水平，从而使科学进入到本民族的文化中。如美国的“2061计划”和“国家科学教育标准”等；
第二， 根据本国的具体实际情况，确定切实可行的提高公众科学素养促进的计划。
第三， 对重要的基本观点和概念进行严格的界定，如什么是科学素养，科学素养的主要内容，公众的概念，公众的层次，科普的对象与内容的联系，正规科学技术教育与面对公众的科学技术教育的异同，科学技术传播系统各自应该承担的义务和作用等。
第四， 设计合理可行的科学技术内容和课程。
第五， 写出详尽的实施报告，在报告中提出目标明确、计划可行、阶段目标明确、概念清楚、准确。
第六， 编写出详尽的科学技术教育课程和阶段性标准。
第七， 有专门设置的机构实施计划。
第八， 有关机构，比如教育机构，必须予以配合。
第九， 设计合理的评估标准并定期进行评估。
我国在这些方面似乎还有很长的路要走。但是，在新世纪开始之际，世界各国的竞争将更为激烈，民族的竞争力主要来自劳动者的素质，我们已经没有时间可以浪费了。我们已经到了在推进我国公众科学素养方面做些实际工作的时候了。
参考文献
1、“Benchmarks for Science Literacy”, Project 2061, American Association for the Advancement of Science, Oxford University Press, New York Oxford, 1993
2、James Rutherford and Andrew Ahlgren，“Science for All Americans”， Oxford University Press, Now York Oxford,1991
3、Rakesh Popli , “Scientific literacy for all citizens: Different concepts and contents Birla Institute of Technology, India，Public Understanding of Science, Vol. 8, No. 2, 123-137 (1999)
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6、Frederick Thomas and Allan Kondo，Towards Scientific Literacy, International Institute for Adult Literacy Methods, 1978 P.O. Box 13145-654, Tehran, Iran.李大光
