学文网科学素养论文第1篇
一、关于科学素养的认知
我国基础教育的任务是培养未来的合格公民。在当今科技产品比比皆是、科学问题在我们的生活中无处不在的时代，未来的公民中有一部分人将会成为科学知识或科技产品的创造者或生产者，而几乎所有的人都将是科技产品的消费者。他们在个人生活和社会生活中，要去面对各种各样与科学相关的问题，并做出决策。这些都要求生活在当今和未来社会中的公民具有一定的科学素养。
(一)科学素养概念的提出
20世纪60年代以前，中学科学教育并不强调“科学素养”。随着60年代的理科课程改革的浪潮，人们才提出了科学素养理念。70年代初期，在一些教育发达国家的中学自然科学课程中就提出了科学素养的理念，并把培养学生的科学素养作为课程的基本任务。80年代以后，这一课程理念已经被科学教育家和大多数理科教师所认同，成为当今理科课程发展的一个共同趋势。对科学素养的解释，因时代而有所不同，并且随着时代的发展而发生认识上的变化。即便是在同一个时代，不同的机构、组织或不同的专家对科学素养的解释也不完全相同。因此，目前尚没有一个严格的、统一的定义。国内现在多数人认可的解释是：科学素养是指了解进行个人决策、参与公民和文化事务、从事经济生产所需要的科学概念和科学过程。科学素养最基本的含义是指学生能够合理地将所学到的科学知识运用到社会及个人生活中。由此可见，科学素养包括了两个不同的方面：一方面是对科学知识、态度情感、价值观及科学技能的掌握情况；另一方面是在已有基础上提高自己科学素养的能力。还有一些人认为，科学素养是指一个人对自然科学领域中核心的基础内容的掌握情况，自然科学的核心基础应该包括：①学生理解基本科学现象、规律，以及科学原理是如何用于技术领域之中的；②学生以在学校的学习为基础，形成终身学习的基本能力和习惯；③学生能够理解或解释发生在身边的科学现象；④学生能够形成正确的态度、情感、价值观和科学的世界观，并以此来指导自己的行为；⑤学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能、科学探究一般技能、比较、判断、分析和推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式。
不同的学生在学习自然科学时会表现出不同的天赋和特点，有些学生在学习理科时能表现出很强的数理逻辑优势，有些则会在理科的学习中遇到困难。现代科学教育强调面向所有学生，旨在培养所有未来公民科学素养。因此，对不同的学生来说，科学素养应该有不同的要求。但不论要求的差异如何，科学教育都要使这些学生在原有的基础上得到发展，达到一个最基本的要求。一个具有科学素养的中学毕业生不一定要以科学或工程技术为职业，然而每个公民必须具备科学素养，才能使他们在面对日常生活中的科学现象、事件和观点时，能够运用科学的原理和方法去做出判断或决策。
(二)具有科学素养的人
严格地定义科学素养会有一些困难，因此一些专家和科学教育组织回避去直接定义科学素养，而是用对具备科学素养的人进行描述，间接地解释这一理念。如具备科学素养的人应该：①具有良好的科学态度和科学情感，包括探索自然的好奇心和求知欲、科学的价值观念、对科学学习的正确态度；②掌握了科学的基本概念和原理；③具有基本的科学探究能力，及对事物的观察能力，思考问题的能力，创造性地解决问题的能力，具有批判性思维的能力及在团队中的合作能力等。
科学素养理念的提出，为中学自然科学课程指出了新的方向和任务。理解这一理念，将有助于生物学教育工作者更好地去制定和实施中学生物学课程方案。
二、关于生物科学素养的认知
“科学素养”是20世纪90年代以后许多国家的教育家在课程改革中的共同声音。它已成为我国新一轮理科课程改革的基本目标。在理科课程分科设课的国家、地区或学校提高学生“科学素养”的目的是由各分科课程——生物学、物理学、化学等来共同完成的。中学生物学课程要担负着培养学生科学素养的重要任务。
(一)生物学素养概念的提出
1993年，美国BSCS(生物学课程研究所)出版了名为“发展生物学素养”的生物学课程指南，对生物学素养作了详尽的论述，并把它作为生物学课程的基本目的。BSCS认为，一个具有生物学素养的学生需要对科学的本质和特点有起码的理解。学生对科学知识特点的认知和理解，对科学的价值以及科学探究的过程和方法的理解和掌握，是生物学素养的基本要点。BSCS还具体地描述了一个有生物学素养的人应能表现出的具体特点：他应能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念；了解人类对生物圈的影响；领悟科学探究的过程，知道历史上生物学概念的发展。他应该对科学探究、生物的多样性与文化的多样性等问题具有正确的态度，对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用有正确的态度和价值观。他应该能够对自然界的现象提出不同的问题，具备创造性的思维；知道如何正确地利用科学技术；能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策；能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。
我国是在2001年***颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中将生物科学素养的概念正式引入中学生物学课程的，并将它作为初中生物课程的主要目的。《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》中指出：“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的，以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。”《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》还将“提高生物科学素养”作为课程的基本理念加以论述。将提高生物学素养作为课程的主要目的和基本课程理念，标志着我国生物课程有了重大变化，这有助于将我国生物学教育提高到一个新的高度。
(二)生物课程标准中的生物科学素养
2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》对于生物科学素养的解释是：“生物科学素养是指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。”
课程标准提出“提高学生科学素养”的理念，是期望学生通过生物课的学习能够在以下四个领域得到发展：
1.科学态度和科学的世界观
科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成科学的信念和科学习惯。科学态度包括：①好奇心。生物学教师的任务就是培养学生对科学现象产生好奇，并将这种好奇心转变成对科学和对学习科学的积极态度。②诚实。在生物学教育中，培养学生诚实的品质就要求学生要真实地报告和记录在实验中观察到的东西，而不是他想象中应该是的东西，也不是他认为老师想要的东西。③合作。团体成员之间的合作意识是科学精神的重要组成部分。④创造力。创造力一般分为两种：一种是特殊才能的创造力，主要是指科学家、发明家和艺术家等杰出人物的创造力；另一种是自我实现的创造力，它指的是对人类社会和其他人来讲未必是新的东西，但对自己来说是初次进行的、新的、前所未有的认识或创造。培养中学生的创造力主要是要求学生能够进行***思考的创造性学习。因此，中学生的创造力主要是自我实现的创造力。
科学的世界观是指科学家对科学有一些基本的信念和态度，主要包括：①科学认为世界是能够被认知的，世间的万事万物都是以恒定的模式发生和发展，只要通过认真系统的研究都可以被认知。②科学知识是不断变化的，知识的变化是不可避免的。有些新的发现会对已有的理论构成挑战，从而要不断地对这些理论进行检验和修改。③科学虽然处于不断变化中，但这种变化只是处于缓慢的修正之中，绝大部分科学知识是非常稳定的，所以科学知识的主体具有连续性和稳定性。④科学不能为一切问题提供全部答案。人类面临的很多问题，是由***治、经济、文化和环境共同决定的，科学只是其中的因素之一。
此外还有爱国主义教育，包括积极培养热爱大自然，珍爱生命，爱家乡、爱祖国的情感，正确理解人与自然和谐发展的意义，从而增强振兴祖国和改变祖国面貌的使命感与责任感。
2.科学探究方法与技能
科学探究不是仅仅属于科学家的方法和技能，它也是学生学习科学的有效方式之一。学校的科学探究活动通常是指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。学生们应该掌握科学探究的一般技能，包括：提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流的科学探究能力。学生进行探究的真正意***，不仅在于掌握生物学知识本身，而更重要的是要让学生学会科学探究的一般方法，让他们亲身体会科学家是如何困惑于问题、如何假设问题的“答案”、考虑从哪些途径去解决问题，并以此渐渐地养成探究的态度和方法。
科学思维的方法，包括形式逻辑思维、辩证逻辑思维、批判性思维和发散性思维等思维方式和思维习惯。科学的思维习惯不是科学家所特有的，是每个人可以掌握、应该掌握的技能。
3.科学、技术与社会(STS)
生物学课程对学生进行STS的教育，目的在于突出科学、技术、社会之间的关系。学生要了解什么是科学，什么是技术，以及科学和技术的联系。解决技术问题需要科学知识，而一项新的技术的产生又使科学家有可能用新的方法来扩展他们的研究。科学、技术与社会是紧密相连的。社会可以影响科学和技术的发展，科学和技术又会影响社会。通常技术对社会的影响比科学对社会的影响更为直接。
学生在生物学课程的学习过程中，通过参与和解决现实世界中具体问题，来获取科学与技术的知识，形成正确的态度、价值观和社会责任感。这样，在日常生活中，他们就知道如何把所学的知识、方法与实践相结合，如何对科技引起的新的问题进行思考和判断。
4.生物学知识和操作技能
这是生物学教育中我们熟知的一个领域。生物学知识包括基本的生物学概念、原理和规律。操作技能包括正确使用显微镜等生物学实验中的常用工具和仪器，基本的实验操作技能。让学生掌握一定的生物学知识和操作技能也是生物课程所规定的基本任务之一。学生在义务教育初中阶段应获得有关生物体的结构层次、生命活动、生物与环境、生物进化以及生物技术等生物学基本事实、基本原理和规律，对生物学的整体画面有一个大致的了解。
生物课程标准提出关于科学素养的理念，是强调在生物学教学中注重学生在知识、科学探究、态度情感、价值观以及对科学、技术和社会的认识等四个领域的全面发展。
(三)生物科学素养的不同水平
培养学生的生物科学素养是我国中学生物学课程的总目标。这一目标指明了生物教师和学生的努力方向。教师的任务是使所有的学生在这个指定的方向上有尽可能大的进步。学生在刚刚进入中学生物学课堂时，他们每个人的起点不尽相同。按照澳大利亚生物教育家DavidMorgan博士的观点，学生开始这门课的时候，他们一般不是零起点；而当学生结束这门课程的学习时，他们大多数人也不会达到课程目标的100%。但他们所有的人都应在自己原有的起点上前进了许多。
美国生物学课程研究所(BSCS)也认为，生物学素养的高低是一个连续变化的过程，每个学生都处于这种连续变化的不同位置上，不同的位置反映了他们对生物学理解的程度。该研究所还将这种连续的生物学素养分为4个水平，分别是肤浅的生物学素养、功能化的生物学素养、结构化的生物学素养和多维的生物学素养。了解了生物学素养的特点，有助于生物学教师在教学中选择适当的教学策略，并实现课程的目的——培养学生的生物学素养。
1.肤浅的生物学素养
学生在日常生活中能够认出哪些是生物学的术语和概念，并能够将这些术语与自然界中的现象相对应。但他们仍然有错误概念，对生物学概念的理解也很不准确。
2.功能化的生物学素养
学生能够使用正确的生物学词汇，对术语的定义表述也很准确。但大都是基于记忆。
3.结构化的生物学素养
学生应能够理解生物学的概念体系，理解科学探究过程的知识和技能，能够用他们自己的话来解释概念。学生能将所学的知识与他们个人生活实际相联系，对于生物学的学习充满兴趣；他们从学习或实践的经历中构建了概念的意义和对概念的理解。
4.多维的生物学素养
学生理解生物学素养在诸多自然学科中的地位，知道生物学的发展史和生物学的本质、特点，理解生物学与社会之间的相互作用。学生能够意识到自己在知识或技能方面的不足，自己主动去获取更多的知识或技能；能够将学科知识应用于解决问题或寻找答案的行动之中。
我们对所有的学生进行科学教育，其核心目标就是培养学生的科学素养。生物科学素养是科学素养的基本组成之一。从培养科学素养的视角来看中学生物教学，中学生物学教师的任务就是将学生的生物科学素养从较低的水平提高到较高的水平。
参考文献：
[1]刘恩山，汪忠.《普通高中生物课程标准(实验)解读》[M]．南京：江苏教育出版社，2004.
科学素养论文第2篇
科学知识是科学素养的重要内容，也是提高学生科学素养的主要途径。化学课堂教学中如何通过有效的方法提高学生的学科知识素养呢？首先相对于“满堂灌”，我们更需要的是学法指导，关注学生“怎么学”。其次，教材也不再是纯阅读材料，而是通过设置“你知道吗？”“活动与探究”、“信息提示”、“问题解决”、“交流与讨论”等栏目来改变学生单纯接受、死记硬背、机械训练的学习方法，它不仅要学生理解记忆性知识，还要学会发现问题、解决问题的能力。
如在“同一反应中用不同的物质来表示反应速率时数值与化学计量数的关系”的内容学习上，教材没有直接给出或举例给出结论，而是在“交流与讨论”栏目提供了“N2O5在四氯化碳溶液中发生分解反应的实验数据”，让学生自己通过计算得到数据，填入表格，并通过问题启发学生分析发现有关规律。这一知识点不是很难，学生通过直接听讲也能理解，但这样除了记忆性知识之外别无所获。在实践中，教师可充分利用课本栏目资源转换教与学方式，培养学生勇于实践、敢于提出挑战的探究精神，学生不仅能学会学科知识，更直接体验了科学探究的过程，将“是什么”和“怎么得到”融为一体，使学生对知识的理解和把握更加有效，培养了学生探究和自主学习的能力，提高学生的科学素养。在这知识快速发展的时代，只有“学会学习”的学生才能迎接各类挑战。转换学生的学习方式，通过探究，带着问题去学习，凸显学习过程，形成学生内在的学习动机、批判的思维品质和思考问题的习惯；通过自主学习，凸显学习的主动性和***性，弘扬人的自主精神；“学会学习”的主要目的首先在于让学生在学习方式转变的前提下，更好更扎实地掌握科学知识。有了扎实的科学知识，才能更有效的提高学生科学素养。
2通过化学实验，提高学生科学素养
高中化学实验教学是教学的重要内容，教师通过实验教学渗透对学生的科学素养教育，以此实现科学素养提高的目标。在具体教学时，教师首先要引导学生对教材中安排的实验进行分析，通过小组合作讨论等不同形式，针对实验设计中的不足进行优化，借此培养学生的思维能力与创新意识。其次，在化学实验教学中，教师还可以借助仪器设备的制作来培养学生的动手能力和创新精神。日常实验教学中，适当引入实验器材的自制活动，以及对现有器材进行组装、改进和调整，让学生在操作过程中进一步掌握实验器材的设计原理与实验的反应原理。
如“氨气的性质”在高中化学中是一个重要的知识点，教材用三个演示实验分别介绍了氨气极易溶于水、水溶液成碱性和能与酸反应的三个性质，但实验中存在着以下的缺陷：前期制备氨气的过程复杂，而且排空气法收集氨时容易扩散到空气中，造成空气污染，预先准备好的氨气往往会出现泄漏、潮湿等现象，导致实验效果不理想，实验2和实验3中的浓氨水露置在空气中，也造成空气污染，不符合绿色化学的理念，影响健康。因此通过改进实验方案和实验装置，把三个实验结合在一起做可以避免上面的缺陷。实验装置设计如***1。具体操作如下：进行气密性检查后在烧瓶1的底部加入一些固体氢氧化钠，在针头处换上装有浓氨水的针筒，在烧杯1处放PH试纸（红色石蕊试纸）后，慢慢的把浓氨水注入烧瓶1中，通过向下排空气法收集氨气，若PH试纸变（红色石蕊试纸）蓝色了（实验2），说明氨气已经收集满了。然后在烧杯2中滴入酚酞，关闭止水夹2和止水夹3，把针筒内的水打入烧瓶2内，同时打开止水夹1，烧杯2中的水迅速上升，在烧瓶2中的尖嘴导管上出现红色的喷泉现象（实验1）。最后等喷泉结束后，在烧瓶1上口的针头处换上装有浓盐酸的针筒，把浓盐酸打入烧瓶1内，出现大量白烟（实验3）。这个实验首先实现了氨气的制备、收集和物理性质、化学性质实验的一体化处理，使实验成功率，可信度更高，让学生更真实地去体验理解氨气的性质；同时操作轻松快捷，现象明显，课堂耗时短，非常适合做演示实验；而且两个烧瓶一红一白，有很强的视觉效果，很好地提高了学生的实验兴趣。最重要的避免了氨气进入空气中，环保无污染，体现了绿色化学思想。
高中化学课程标准指出：“通过以化学实验为主的多种探究活动，培养学生的创新精神和实践能力。”在本案例中，首先通过操作复杂实验，来引导学生思考如何简化，通过合作讨论，互通信息，解决学生在实验理解上的“信息沟”差距，达到共同思考共同提高的目的；其次根据学生讨论结果和教师引导的方向进行实验改装，让学生更直观地把思考和动手结合起来，有效强化学生的探究意识，促进思考方式改变，进而促进学习方式的自觉转变，更重要的是通过改装，让学生明白技能创新和实践方法的真正意义所在；同时培养学生的实验兴趣和个性特长，良好的实验兴趣是形成良好的科学品质的前提。有了良好的科学品质，科学素养的提高是指日可待的事情了。
3利用化学史，培养学生科学上的人文素养
化学学科在发展过程中，无数研究人员为之付出了艰辛努力，他们的介绍化学家们的科学态度、研究方法、成功或失败的经验教训，勇于探索、大胆创新的科学态度，坚持实践、百折不扰的科学精神，既能向学生展示化学知识的“来龙去脉”，加深对化学知识的理解，又可让他们明白化学并不枯燥呆板，而是一门不断发展的生动有趣的学科。因此，傅鹰教授认为化学史教育是很有必要的，他认为“化学史给人以智慧。”如在学习元素周期表知识时，可介绍元素周期律的发现史：1862年尚古多的“螺旋***”1864年迈尔的“六元素表”1869年门捷列夫化学元素周期律的确立，把化学元素纳入了一个完整的体系，使化学进入了系统化的阶段。从以上的故事中我们可以让学生领悟到：科学和真理是人们在不断追求和探索中逐渐呈现的，许多科学家始终坚持实事求是的科学态度、精益求精的工作作风、锲而不舍的钻研精神，获得了一个又一个的重大发明和发现。通过对这些史实的感受，使学生体会人类在追求真理的道路之曲折艰辛，但只要孜孜不倦的不懈努力终会结出累累硕果。
讲到科学素养时，人们往往会有一种误解：认为科学素养就是做实验或通过研究得出结论。实验、研究的确是有关科学的方面，但绝不是全部。实际上，实验、研究是进行科学研究的一种手段和方法，科学家进行研究的过程实际上就是科学素养和探索精神的体现。而这个研究过程和体现的素养和精神其实就是人文素养的一个方面。案例中的“元素周期表”知识，表面上看来是一个记忆性的知识，但它的发展完善历程却能体现出科学家的素养和精神，因此可以认为是科学方面的人文精神，而这对于现代学生而言又是不可或缺的。
科学素养论文第3篇
必修二讲的主要是元素周期表，化学反应速率，金属冶炼，有机物。其中元素周期表让大家更深入的认识世界上存在的和发现的元素都有哪些，并且在元素周期表中根据这些物质的性质又进行了分类，元素及其化合物的性质，在元素周期表中呈规律性的变化，而元素性质的周期性递变与元素原子的电子结构有着密切的关系，若能把二者很好地结合起来，对于化学的教与学，将带来不少益处。电子结构式元素周期表是建立在元素周期表的基础上的。一方面便于记忆，另一方面在拥有相似化学性质的元素中，在实际生产应用中，可以做有效的替换，比如，卤族元素的性质非常形似，那么就可以利用其元素具有的强氧化性，进行一系列的生产实践或科学研究。漂白剂的主要成分为Cl，那么我们就可以想到，考虑到环境因素，或者是漂白效果的因素，以及资金成本等方面的综合考虑，可不可以将氯、溴、碘等在第二章中，之后则是分完文理科之后，理科生学习的那一部分。选修三讲物质结构与性质，原子结构，分子结构，晶体结构。根据构成晶体的粒子及粒子间的作用力或化学键类型的不同，可把晶体简单地分为分子晶体、原子晶体、金属晶体和离子晶体。不管哪种类型的晶体，它们都具有一些共性，我们把这些共性的内容作为本章的第一节“晶体的常识”。晶格能是反映离子晶体中离子键强弱的重要数据，教科书通过表格形式列举了某些离子晶体的晶格能，以及晶格能的大小与离子晶体的性质的关系。选修四讲的主要内容是化学反应原理。热化学，化学平衡，电离平衡，水解平衡，溶解沉淀平衡以及电化学等。化学平衡：化学反应速率讨论的是化学反应快慢的问题，但是在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应进行的快慢是不够的，因为我们既希望反应物尽可能快地转化为生成物，同时又希望反应物尽可能多地转化为生成物。选修五则将有机化学带入书本中来，让同学们了解烃类以及烃的衍生物以及他们的一些基本性质和社会应用。总体来看，高中化学的主要教学内容是涵盖了多个方面的，学生需要掌握一定的学习能力和学习技巧以及在生活中存在的一些科学经验，才能更好地掌握所学内容。
2科学素养的内涵
Science曾经被称作赛先生，在新文化运动中风靡一时。但是，随着社会的发展和进步，它并没有被时代的浪潮所吞没。科学素养这一概念也是由文化素养引申而来。科学素养一词译自英文scientificliteracy。素养和素质含义接近，但素养与素质相比更强调后天修习涵养的作用，即学习提高的重要性。判别一个人是否具备科学素养，这个问题与如何给科学素养下定义、如何界定科学素养的内涵密切相关。然而，迄今为止，学者们对科学素养的理解仍然是不统一的。世界经济合作与发展组织认为，科学素养包括能够确认科学问题，使用证据，做出科学结论，并且能够就着结论与他人进行交流的能力。在这里需要强调的是，科学素养与他们受教育程度，学历高低并没有直接的关系。但是，由于人们受教育程度不同，社会信息流动的速度也有所不同，经济发展状况的不同，获得科学技术信息的渠道和手段的不同，因而对科学素养内涵的看法也存在很大差异。许多发达国家将研究重点放在了解本国公众是否具有参与各种公共***策讨论的能力，是否保持决策的民主化和公开化，是否了解科学技术的迅速发展给个人和社会带来的影响。发展中国家更关心的是本国综合国力和国际竞争力，并且认为科学素养是国家综合国力和劳动力素质的重要组成部分。虽然世界各国学者对科学素养内涵的见解各异，但又不乏相互共同之处。综合学者们的观点，科学素养的内涵主要涉及以下几个部分：①提高国家社会生产力，增强综合国力，促进经济和科技的繁荣。②有利于人民切实维护好国家安全。③走可持续发展的道路。④发展有需求的高科技产品。⑤举国上下能够形成一种科学、文明、健康、环保的生活方式。
3科学素养在高中化学教学中的培养
就学生学习化学而言，怎样培养科学素养，就是要在学习中逐渐培养自己的观察能力，科学思维，实验精神，社会责任等。
3.1观察能力的培养
有个成语叫格物致知，在化学的学习中，需要的恰恰就是这种格物致知的观察能力，好奇心的驱使，让更多的学生在化学课上善于利用观察和发现的眼睛，例如，碱金属那一章中，Na与水反应，生成什么，怎样鉴别。虽然看似简单，但是学生通过指示剂酚酞变红色，Na球在水中飘动，发出吱吱响声等一系列特点，就可以知道，产物中有气体，有碱性物质，并且还知道了Na的密度要小于水。如果没有细心的观察又怎会发现呢？所以说，观察能力的培养，是学习的前提，是科学素质培养的前提，是为学习打根基的能力。观察能力的缺乏，会导致一系列的学习障碍，造成学习能力的停滞不前。这也是在学校的实际化学教学中得到验证的。观察能力强的学生，往往能够在实验课中学习到更多的知识，把书本知识和实践结合起来，这都是观察能力强的表现。而观察能力弱的学生则获取知识的能力就弱了很多，即使一些学生能够凭着自身的努力在考试中取得不错的成绩，也大多是死记硬背的结果，这种没有通过观察能力形成形象的记忆的学习方法，往往不能将知识理解透彻，也不能将知识记忆深刻。
3.2科学思维的培养“授之鱼不如授之以渔”，因此，老师要想培养学生的科学思维和能力，让学生充分全面的认识化学，就要理论结合实践。例如，学氧化碳的时候，就要结合温室效应，干冰的人工降雨，二氧化碳灭火器等实际中的应用。这样方面记忆，也能让学生懂得学以致用，学会把知识应用到实际生活中。让知识创造更大的价值。科学思维的培养，说白了就是要让学生在思维的过程中能够有先后、主次的顺序，明白一件事情一种现象发生的前因后果，而不是胡乱思考。科学思维的培养，往往可以让学生在学习过程中产生延伸学习的能力，举一反三地学习知识。一旦将科学思维培养起来，教师在高中化学教学中的工作将会事半功倍。
3.3实验精神的培养
除了有观察能力和科学的思维，更应该拥有一种科学的探险精神，就像当年的诺贝尔，为了科学不惜献出自己宝贵的生命。这里并不是说让大家都为科学献出生命，而是对科学实验的一种态度。有些实验研究，也许不会一下子就出现理想的结果，可能需要一遍又一遍的重复相同的动作，因此，一定要甘于寂寞，对失败保持一定的冷静和沉着。
3.4社会责任的培养
化学作为一门实验性学科，带给社会便利的同时，也造成了环境在不同地方不同程度的污染。因此，更应该使学生在学习化学，享受化学带给我们奇妙和便利的同时，注重大自然的环境，引导绿色化学，利用化学，避免环境污染，从而在教学过程中提高学生的自身道德修养，增强社会责任感。
4总结
科学素养论文第4篇
首先，正确把握化学教育的特点:这是达到化学教育目的的前提．遵循化学学科教育的中心任务的要求，依据化学新课程的实施原理，化学学科的课堂教学中必须依据“探究型”化学教学新观念来构建化学教学的方法和教学基本模式，同时，要将“探究型”与“训诲———驯化型”、“传授———训练型”化学教学观念的区别与联系分析清楚，这样才能更为清晰地在课堂教学中合理地进行“探究型”的教学模式的自觉建构，使化学学科素质教育的基本任务得到落实．
其次，积极倡导自主、合作、探究的学习方式，这是达到化学教育目的的策略．让学生的化学学习在依据化学科学探究活动的基本原理:提出问题———猜想与假设———制订计划———进行实验———收集证据———解释与结论———反思与评价———表达与交流的全程中，发展自己的能力，健全自己的人格，使化学教育真正体现科学素养的核心目标，完成化学学科培养学生科学素养的任务．教师在实施探究教学中要成为探究教学的组织者、引导者重要在以下三个方面着力完善．其一，激发学生的探究兴趣，要通过创设情境，介绍背景、资料等一系列教学前提条件．其二，培养良好的探究态度和习惯．其三，在探究教学中，教师应努力帮助学生“找到自己”，有了独特的见解，才能展开探究．人教版九年级化学上册第七单元课题一《燃烧和灭火》一节的课堂教学流程是情景激趣导入新课———合作交流实验探究———群策群力探寻奥秘———实践应用火场逃生———趣味练习巩固新知———课堂小结认识升华———布置作业课外延伸．其中设计燃烧的探究实验，用蜡烛、火柴、烧杯等实验室较常见的物品引导学生参与探究，让学生亲身感受“燃烧”，通过科学探究得出可燃物与空气或氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫做燃烧的定义描述．而在探究燃烧的条件实验时，白磷在空气中燃烧产生大量白烟五氧化二磷，对环境造成了严重污染，考虑该实验在班级进行，如何尽量做到实验“绿色化”，引导学生进行自主学习，合作探究在纸上设计实验方案，进行小组汇报交流，进行论证分析，进行实验，将教材中用红磷、白磷的进行探究实验的加以改进，收效很好．
第三，努力建设开放而有活力的化学课程，这是达到化学教育目的的保障．营造科学探究的环境，激发学生学习科学的兴趣，通过渗透情感、态度和价值观等教育因素，从而推动学生观察能力、操作能力、思维能力和创造能力的培养．在灭火的原理探究教学中使用教材，不拘于教材的内容，适时进行拓展，增加了火灾自救和安全防火的一些常识性知识，并及时进行情境再现教学，如在云南省的香格里拉县独克宗古城发生的火灾，造成了古城335户群众受灾，烧毁了房屋242栋，还造成了古城部分文物、唐卡等文化艺术品被烧毁的后果，引导学生分析讨论找到解决方案．又如根据我校教学楼的特点，设计预防火灾的方案(包括发生火灾时需采取的灭火和自救措施)等等．这些化学探究教学中设计的内容更加贴近学生的生活实际，充分体现了理解科学、技术与社会(即STS教育理念与科学素养的培养)的密切联系，通过学习学生能更好的认识化学学科的重要性，体会化学学科的实践性，为提高学生科学素养发挥重要作用．
科学素养论文第5篇
【论文摘要】：对科学素养涵义进行界定是一项十分重要的基础研究。文章分析了科学素养和科学素质的区别，深入探讨了科学素养概念的形成和发展，并对它在不同时期的含义进行了评析。
引言
正确理解科学素养是进行科学教育的前提和基础，然而当前中文文献（包括学术期刊和大众媒体上的文章和报道）中对科学素养的概念作深入全面探讨的论文很少，因此对科学素养进行概念辨析是十分必要的。
1.是科学素养，还是科学素质
《现代汉语词典》对素养的解释是"平日的修养，如艺术素养。"可见，科学素养即属于"如艺术素养"之类；对素质的解释是：（1）指事物的本来性质；（2）素养；（3）心理学指人的神经系统和感觉器官上的先天的特点。因此，素质包括先天和后天两个方面的因素，而素养则主要指后天培养的。所以说，科学素养与科学素质在内涵上是有区别的，科学素养是科学素质的重要组成部分。美国当代著名理科教育专家R．W．Bybee认为，第一个使用scientificliteracy一词的是美国学者Conant。literacy有两层不同的意思：一是指有学识、有文化，跟学者有关；二是指能够阅读、书写，针对一般公众。不管是学识、文化，还是阅读、书写，这些都为后天培养获得。因此，根据科学素养与科学素质的区别，把"scientificliteracy"译成"科学素养"更为确切。
2.科学素养概念的形成和发展
2.1美国三大组织的描述
在科学素养概念的形成和发展过程中，美国科学促进会（theAmericanAssociationfortheAdvancementofScience,简称AAAS）、国家科学院（theNationalAcademyofScience,简称NAS）以及国家科学基金（theNationalScienceFoundation,简称NSF）这三个组织起着重要作用。
AAAS从1985年开始发起了一个旨在通过长期的科学教育提高全美民众的科学素养的计划，即著名的2061计划（Project2061）。在试***说明科学素养这一概念的含义时，AAAS通过对一个具有科学素养的人（ascientificallyliterateperson）的描述来界定：一个有科学素养的人，"知道科学、数学和技术是相互联系的人类智慧的创造物，伟大但仍有局限；明白科学中的一些关键性概念和原理；对世界和自然了解，并认识到世界的多样性和统一性；在个人和社会生活中，能运用科学知识和科学的思考方式。"
NAS在介绍《国家科学教学标准》（NationalScienceEducationStandards）时，表达了以下观点："科学素养是人们在进行个人决策，参与社会、文化和经济事务时所需要了解的科学知识、概念及过程，……科学素养有不同的层次和形式，科学素养的提高和扩展是一生的事，而非仅仅在校期间。"
NSF在其报告《影响未来：在科学、数学、工程和技术方面的本科生教育的新期待》（ShapingtheFuture:NewExpectationsforUndergraduateEducationinScience,Mathematics,Engineering,andTechnology）中认为，一个有科学素养的学生应该知道，"广义的科学到底是什么，科学、数学、工程和技术方面的专家们的工作内容和性质，如何评估所谓的’科学’信息，社会如何作出关于科学和工程方面的理性决策。"
从上述三个组织对科学素养的表述中可以看到，对科学素养的理解和定义，不同的组织之间，同中有异，异中有同。
2.2国外学者的见解
Roberts把1957－1963年这一阶段称为科学素养概念的"正名阶段"（periodoflegitimation）。然而，倡导这一概念的人，却没有给出其明确的定义，因此，紧接着正名阶段而来的，是"认真解释阶段"（periodofseriousinterpretation），这一阶段出现了有关科学素养的许多定义和解释。然后是进一步解释阶段。1976年，Gabel基于当时有关科学素养的含义的概括和分析，指出这一概念含义之庞杂，足以表示任何和科学教育有关的事。由于各种说法长期无法达成共识，这一概念实际上一度丧失了其使用价值。
1966年，Pella和同事仔细而系统地挑选100种1946-1964年之间出版的报刊文章，他们在这些文章中检查各种和科学素养有关的主题的出现频率。他们认为，一个具有科学素养的人应了解以下这些方面的内容（即所谓的"参照物"）：（1）科学和社会的相互关系；（2）知道科学家工作的伦理原则；（3）科学的本质；（4）科学和技术之间的差异；（5）基本的科学概念；（6）科学和人类的关系。其中，头三个方面的内容尤其重要。
1974年，Showalter进一步深化了Pella等的工作。他们总结自50年代末到70年代初近15年间有关科学素养的文献后，认为科学素养有以下七个方面的含义（sevendimensions）：（1）具有科学素养的人明白科学知识的本质；（2）有科学素养的人在和环境交流时，能准确运用合适的科学概念、原理、定律和理论；（3）有科学素养的人采用科学的方法来解决问题，作出决策，增进其对世界的了解；（4）有科学素养的人和世界打交道的方式和科学原则是一致的；（5）有科学素养的人明白并接受科学、技术和社会之间的相关性；（6）有科学素养的人对世界有更丰富、生动和正面的看法；（7）有科学素养的人具有许多和科学技术密切相关的实用技能。
上述Pella等学者和Showalte对科学素养的定义有两点值得注意：一是都认为科学素养是一个多维度概念（multi-dimensionconcept）；二是两者对科学素养的定义，都是通过对"一个具有科学素养的人"的定义来进行的。其中，对科学素养概念所包含的不同维度（dimensions）的归纳和区分具有重要的意义，因为这些维度正是这一概念的基本特性（essentialqualities）。
1975年，Shen把科学素养区分为三类：实用的（practical），社会生活的（civic）和文化的（cultural）。这三类并不互斥，但在目标、对象和内容、方式及普及方法上各有特色。实用科学素养指一个人用科学知识和技能解决生活中遇到的实际问题的能力，如消费者的自我保护；社会生活方面的科学素养旨在提高公民对科学与科学相关议题的关注和了解，以便让公众参与到社会的相关决策中，包括健康、能源、食品、环境等方面的公共***策；而文化方面的科学素养，指把科学作为一种人类文化活动的理解和认同。Shen对科学素养不同类别的区分，进一步拓展了人们对这一概念丰富内涵的认识。
1983年，美国艺术和科学学院（AmericanAcademyofArtsandSciences）的会刊Daedalus发表了一期关于科学素养方面的研究专刊，许多作者就科学素养问题及美国面临的挑战发表意见。其中，JonMiller对科学素养的概念和经验测量的论文影响最为深远，因为他不仅提出了对科学素养的多维度定义，而且也提出了一套实际可操作的测量方法。Miller认为，科学素养是一个与时俱进的概念，时代不同，科学素养的内涵也会发生变化。他在"当代情景下"（contemporarysituation），定义了科学素养概念的三个维度如下：（1）对科学原理和方法（即科学本质）的理解；（2）对重要科学术语和概念（即科学知识）的理解；（3）对科技的社会影响的意识和理解。
1991年，Hazen&Trefil认为，在有关科学素养的讨论中，必须注意"从事科学"和"使用科学"（doingandusingscience）之间的重要区别，这涉及到科学素养的对象问题。他们认为，对公众而言，科学素养只涉及后者即使用科学，因此，对其科学素养的要求，也应只限于后者。这正如对于公众而言，计算机素养只要求会用计算机做自己想做的事就够了，不必了解计算机的工作原理和各种编程技巧。鉴于此，他们对科学素养的定义为"了解各种公共议题所需的知识，包括各种事实、词汇、概念、历史和基本哲学思想"。Hazen&Trefil的看法具有重要意义，因为它直接关系到科学素养的内涵和测量方法。即科学素养的一般性和特殊性。是否存在或应该存在一种普适的科学素养？抑或科学素养也要因人因地而异，注意具体场景？这都是仍待探讨的重要问题。
欧盟国家科学素养调查的领导人J·杜兰特认为，科学素养由三部分组成：理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。
2.3我国专家的观点
在我国，中国科普研究所的专家认为，科学素养由三部分组成：科学知识（概念和术语）、科学方法、科学技术与社会。也有专家认为，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。还有专家把科学素养的结构划分为知识结构、智力结构和非智力结构来论述。《科学课程标准》（***基础教育课程教材发展中心，2001）中科学教育包括四个方面：科学探究（过程、方法与能力），科学知识与技能，科学态度、情感与价值观，科学、技术与社会的关系。
小结
综上所述，科学素养这一概念的含义和解释，从本质上是相对的而非绝对的，人们对其的理解和了解，实际上是各种不同含义和解释之间"争霸"的结果。科学素养概念含义是不断发展变化的，具有动态性、发展性特点。那么，当前是否有一个公认的科学素养定义了呢？对科学素养的概念的理解和界定，与其说是一个理论问题，不如说是一个实践问题。对公众科学素养的研究，最终要落实到具体的测量，以及对测量结果的评估，乃至随后的***策建议。在这个意义上，JonMiller对科学素养的多维度模型显然是一个受到广泛认可的概念定义，因此自1979年开始，基于Miller模型的科学素养调查在美国一直延续下来，并为欧美以及亚洲许多国家所借鉴。在我国，中国科普研究所于1992年开始，利用Miller模型对全国公众的科学素养进行了四次调查，得到了一些重要的数据。
1996年的世界竞争力报告表明，现在国家之间竞争已从原来的产品竞争、加工竞争和结构竞争，转向了国民素质的竞争，作为国民素质的重要组成部分的国民科学素养正日益成为国家间竞争的焦点。从2001年我国公众科学素养调查的数据看，我国公众具备基本科学素养的比例为1.4%（每千人中有14人具备基本公众科学素养），而美国公众科学素养在1990年就为6.9%。当前，提高国民科学素养已成为我国进一步发展的迫切需要。显然只有正确把握科学素养的含义，才能采取相应的措施提高国民科学素养。
参考文献
[1]朱效民.国民科学素质-现代国家兴盛的根基[J].自然辩证法研究,1999（1）.
[2]李大光.科学素养研究[J].科普论坛,2000(9).
[3]中国社会科学院语言研究所词典编辑室,现代汉语词典[M].商务印书馆,1992.
[4]周超,朱志方.逻辑历史与社会：科学合理性研究[M].北京：中国社会科学出版社,2003.
科学素养论文第6篇
关键词：公民科学素养;公众理解科学;科学传播
Abstract:ThegeneralthreedimensionalconceptsofcivicscientificliteracyandrelatedtestitemsfromJonMillerandOECD’sPISAarereviewed.Itispointedoutthattherearestillalotoftheoreticalandpracticalproblemstobeconsidered,thatthebasicframeworkinvolvedshouldcomefromsciencestudies,andthatChinashouldsetupitsownmeasurementandexplanationsystemtocopewiththeseriousasymmetryofitslocalsocialandeducationaldevelopment.Theproblemsfoundinthetestpartlyrevealthelimitsof“deficientmodel”inthepublicunderstandingofscience.
KeyWords:civicscientificliteracy，thepublicunderstandingofscience,sciencecommunication
公民科学素养（civicscientificliteracy）是公民文化素养（culturalliteracy）的子集，是指一个社会中成年公民对科学技术的理解和运用能力，通常指最低要求。它有4方面的问题：①它指的是什么？即如何定义它?②它是干什么的？即用这个术语要做什么事情？③我们如何测度它？即如何设计指标体系实际测量它？④如何解释调查得到的数据？据了解，我国只有中国科普研究所、中科院科技***策与管理研究所、中国科技信息研究所、北京大学等单位的少数研究人员在一定程度上研究过科学素养及其测试问题，其中李大光等人做了大量先驱性的工作[1－4]。现在看来，国内在这方面的理论研究相当不足（国际上研究得也不充分，只是近些年研究的人员才多起来），无法满足实际应用的需要。讨论科学素养问题，广义的科技传播是一个良好的框架，《让科技跨越时空：科技传播与科技传播学》一书提供了这样的一种合适的语境[5]。无疑，科学素养问题只涉及科技传播学中极小的一部分。
一、公民科学素养的含义
乔治??梅森大学物理系的JamesTrefil教授给出的定义为：“如果一个人有足够的科学背景，以应付其日常生活中所涉事物的科学成份，则他或她就具备科学素养。”[6]由于我国城乡差别极大，人们的受教育程度、生产和生活方式差别很大，人们的“日常生活”很不相同，其中关注的自然科学问题也有相当的差别。科学素养是文化素养的一个部分，而后者可以形象地比作一个庞大的知识母体（alargematrixofknowledge）。此知识母体具有马太效应，基础越好就越容易增添新内容，基础越不好就越不容易补充新内容。这里“知识”一词要做广义的理解，包括事实、术语、方法、技能、观念、哲学、历史等等，并且它们彼此紧密交叉、处于动态发展过程之中。于是，“科学素养由一系列事实、概念、历史、哲学和观念组成，它们彼此通过逻辑纽带联系在一起。有科学素养的人关于宇宙运行的方式知道一些基本的事实，也在一定程度上了解科学家是如何得到那些知识的。有科学素养的人能够处理进入他或她视野中的科学和技术事务，就如同他或她应付经济、法律或***府事务一样熟练。注意，在此科学素养定义中，我没有包括做科学（doscience）的能力。当我去听一场音乐会，我不希望在前厅中被拦住并被要求展示对小提琴具有精湛技巧，方能进入音乐大厅。同样我认为不应当要求人们会做科学，方能算作具备科学素养。”[6]
科学素养与科普、科学传播（SC）及科学教育关系甚密，近些年国内许多部门都不断地谈起这个概念。我国从20世纪90年代从美国引入并开展公众科学素养调查，到目前为止已于1992,1994,1996,2001,2003共5次开展公众（18～69岁）科学素养的全国性调查。5次调查均由中国科普研究所等单位组织实施，功劳巨大。
1992年米勒在《公众理解科学》杂志第1卷第1期上著文《通向对“公众理解科学技术”的一种科学理解》，较全面地总结了此前10多年的研究进展[7，8]，当时他为国际科学素养促进中心的主任，此中心隶属于芝加哥科学院。米勒指出，对公众理解科学的经验研究始于1957年由美国科学作家协会（NASW）和洛克菲勒基金会资助的一次全美成人调查。此调查的目的是想了解科学写作的读者规模及需求，样本为1900个美国成人，问卷中只有一小部分内容涉及科学技术问题。1972年，美国科学委员会（NationalScienceBoard）决定出版双年度《科学指标》（ScienceIndicators，后来名称略有改变，加上了“工程”，成了科学与工程指标），以反映美国的科技状况，其中有一章是关于公众对科技的态度的，并在全国实施了问卷调查。1972,1974,1976年的《科学指标》所开展的研究属于第一阶段。米勒讲，这一阶段被认为没有很好地利用社会科学方面的资源。美国国家科学基金会（NSF）开始征集新方案，米勒与普莱维特（KennethPrewitt）拟定的一项建议被选中，于是开启了《科学指标》系列出版物的第二阶段的研究工作。1979年的《科学指标》具体反映了新阶段的调查设计。正是在1979年的研究中米勒第一次实施了他所拟定的科学素养问卷调查，他把科学素养定义为一种三维建构物，具体包括：（1）科学术语和科学概念的基本词汇；（2）对科学过程的理解；（3）知道科学和技术对个体和对社会的影响。[6]实际上这一指标骨架依据的是米勒于1983年发表在《代达罗斯》（Daedalus）杂志上的文章《科学素养：概念评论与经验评论》。
1985,1988,1990，2000年上述三维测度方案又有所修订。1988年英国的调查研究采用了米勒的体系，1989年加拿大的研究、1989年欧盟的研究及1990年新西兰的研究，均采用米勒的三维体系。
20世纪90年代后，米勒的体系进一步流传，同时多国的比较研究方兴未艾，针对特殊群体的科学素养调查研究也纷纷开展起来，如针对在校某一年龄段学生的调查研究。
到了2000年，联合国经济合作与发展组织（OECD）启动了著名的PISA项目(三个一轮：2000年,2003年,2006年。现在2003年的报告已经出版)，32个国家（其中28个是OECD成员国）共有25万学生参与了科学素养调查（另有13个国家准备加入，我们不知道为什么如此重视科教的中国反而不加入），有趣的是年龄一律限定在15岁。为什么选在15岁呢？因为对于多数OECD成员国，15岁的学生马上就要结束义务教育了，选择这个时期进行测试能够对义务教育的效果进行有效评估。PISA测试范围较广，包括3大类：阅读素养、数学素养和自然科学素养。其中只有后者与米勒的测试有直接关系。
PISA科学素养测试仍然采用了与米勒类似的三维结构体系，但阐述得更为清楚。PISA报告指出：科学素养是指，在科学技术极大地影响着人们的生活的条件下，科学地思考问题的能力。这种素养包括理解科学概念并运用科学观念的能力[7]。
第一维：科学概念（scientificconcepts）。指为了理解自然界及其由于人类的活动所导致的变化，学生们需要掌握一系列基本的科学概念，这些概念涉及物理、化学、生物科学、地球与空间科学等学科。
第二维：科学过程（scientificprocesses）。PISA考察学生运用科学知识及对科学过程的了解。要求学生有获取证据、解释证据和运用证据的能力。具体讲，考察5个方面的过程：①辨识科学问题；②识别证据；③得出结论；④交流或传播这些结论；⑤用演示表明自己对科学概念的理解。除了最后一条，其余几条并不直接要求具体的科学知识。当然，其他过程严格说也不是与“科学”内容无关的。
第三维：科学境况（scientificsituations）。科学素养测试想了解的主要是日常生活中涉及的科技问题或科技事务与人们的关系。2000年的测试主要涉及3个方面：生活与健康中的科学；地球与环境中的科学；技术中的科学[7]。
二、公民科学素养的测试
以一种方便有效的办法真正测试这三维，是相当困难的，问卷极难设计，特别是针对后两维。据我们考察，米勒在实际测试的问卷上也没有真正反映他的理论构想，中国历次的测试中针对后两维的试题设计也有明显不足。OECD的实际测试采用的主要是塞麦尔维斯（IgnazSemmelweis，1818～1865）日记中的段落，而采用这个例子大概受到了著名科学哲学家亨普尔的《自然科学的哲学》一书的影响，亨普尔讲述那个例子主要根据的是辛克莱的《塞麦尔维斯：他的生活和学说》（1909）一书。OECD1999年的一份研究报告《测度学生的知识和技能：一个新的评估框架》详细阐述了PISA科学素养评估的潜在概念框架。
现有的测试方案对于科学的社会运作（涉及后两维），并没有给出很好的测试题目。这方面的测试应当主要考察人们对“大科学”时代“同行评议”、“科学激励机制”等制度安排的了解，这也是未来科学传播的重点。基于此，我们可以提出自己的科学素养体系及相关的测试方案，重点加强科学社会学的内容，更好地反映科学—社会—个人之间复杂的互动关系。初步的设想仍然是三维：①科学概念维；②科学（内在）过程维（对应科学哲学）；③科学（外在）运作维（对应科学社会学、科学传播学等）。这需要一系列经过良好试测的试题作为支持。
人类社会发展到现在，积累了大量的科学知识，涉及许多学科，其中的知识可以说是海量的，终生也学不完。但是，这些知识中有一些是基本的、对每个人差不多都是重要的，或者说应当知道的。
对第一维的测度，应当把握一个基本原则：不是多多益善。大量科学知识是相当专门化的；大量知识更新速度很快，即现在看来很准确，不久后就会过时甚至成为谬误；拥有更多的知识，在相当程度上不说明问题，还要看这些知识的时空分布状况等。对于测试而言，要求公众掌握的是有一定时效性的、通用的、各学科均有分布的、难度适当的知识（包括事实、原理）。
科学素养包括许多内容，一般来说不容易简单地概括为几个方面。《面向全体美国人的科学》中认为，“科学素养包括数学、技术、自然科学和社会科学等许多方面，这些方面包括：熟悉自然界，尊重自然界的统一性；懂得科学、数学和技术互相依赖的一些重要方法；了解科学的一些重大概念和原理；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，认识它们的长处和局限性。同时，还应该能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题。”[9]在这种理解中，采用了科学的广义用法，科学一词包含数学、自然科学(物理、化学、生物学等)、社会科学等，而狭义的用法中科学只指自然科学。在OECD的PISA项目中，科学也只指自然科学，在那里分别考虑数学素养和自然科学素养。
无论按广义的理解还是狭义的理解，科学都是十分复杂的，科学素养也都包含许多相互联系的方面。自米勒始，为了测试方便，人们常常将科学素养简化为三个维度。但是这三个维数与数学上的三维是不同的。数学上讲的三维，彼此是***的，而这里仅仅是借用“维度”的概念，是一种比喻的说法。科学素养的三维之间有着内在的复杂关联。
在通常的认识中，三维素养呈现正相关变化，即第一维测试的数值越高，则第二维第三维测试的数值也高，反之亦然。笼统讲，这不算太错，但不准确。细致分析，其中会存在反相关的情况。假定测试结果大致反映了实际的情况，针对不同的人群或者个体，完全有可能对于第一维测试的数值高，而对于第二第三维反而很低，也可能存在另一种情况，即第二第三维数值高，而第一维相对较低。这种可能性特别值得指出来。它的含义是，对科学事实的了解，不等于对科学过程、科学本性、科学的社会与境的了解。
随着科学本身的复杂化，科学传播过程日益复杂化。三个维度的科学传播之间可能还存在一种新情况：即相互冲突。英国科学技术办公室(OST)与威尔康信托基金(WT)2001年报告指出，科学传播系统中的不同主体(players)之间，关于向公众传播什么、为什么传播和怎么传播等，会存在一定的张力。试***传播关于科学的确定的“事实”的欲望，与试***传播科学之运作过程的需求之间，可能相互冲突[10]。前者力***提供相对简化而明确的科学信息，而后者试***让公众明白科学发现过程中的接连不断地提问题的过程，即关于科学本身也要不断地问为什么。前者强调信，后者强调知。“更好地理解科学的过程是重要的，如果非科学家试***搞明白被接受的理解如何可能被过高估计，以及新的解释和结果是如何领先的。这样，当新发现被宣布时，可以防止科学和科学家受到冷落，也会防止所谓的新发现产生误导作用[10]。
这就自然引出科学传播的两类不同模型。一类是传统的欠缺模型(deficientmodel,也译作缺失模型)，它是自上而下向群众教授科学的模型（这个模型相当有效，但也有一些问题）；另一类是介入模型、与境模型、民主模型、对话模型（这个模型听起来十分动听，但操作起来有相当的困难）等。
威尔康信托基金1998年的研究表明，非专家不需要了解一大堆科学的细节才能够讨论科学的社会与伦理问题[10]。因为科学是高度分科的，就某一学科或者专门问题，确实存在专家与非专家之严格分界，但就整个科学而言，很难说谁是专家谁是非专家。比如，院士是科学家，是在某一专门领域有很高成就的科学家。通常人们以为他们对于科学的任何事物都是专家，即不仅仅是在他擅长的那个领域是专家而且也是其他领域的专家。这当然是没有根据的，虽然一些院士知识面很广，但仍然得不出院士比普通人对其他学科了解得更多。比如陈景润是数学中数论领域的专家，他对物理学、对社会科学可能就比较外行，甚至不如普通的文科大学生及普通市民。这也非常正常。
在科学的社会与境一维，更多涉及情感和价值观。公众与科学家更站在几乎相近的平台上。科学家群体可能更倾向于维护科学共同体的利益，而公众可能更关心自身的利益，他们对同一个问题的看法可能相差很远，也不能简单地称科学家的判断更客观、更合理。这时需要对“合理性”制定标准，而这个标准是相对的，随着时代的不同也会有变化。
三、现有测试方案关于第二和第三维的处理及其问题
科学素养定义中包括了非常广泛的内容，也因而给进一步的界定和实际的测度带来了一系列复杂问题，其中包括若干理论问题没有解决。米勒的三维体系谈论起来非常合理，但极难测试，实际上各国在测试中也都做了灵活处理，包括米勒本人所做的测试。第一维涉及的主要是科学事实和原理，基本没有问题，但第二第三维问题很多。
宏观上讲，第一维涉及的各门自然科学中的基本知识和原理；第二维涉及的是科学史、科学哲学；第三维涉及的是科学社会学和STS等。对于普通公众，对于第一维可能还算容易掌握，但对于第二和第三维就显得相当困难了。即使对于专门学习科学史、科学哲学和科学社会学的学生，对相关问题的认识也有很大差别，一方面属于较难掌握，另一方面这些学科、问题仍然处于广泛讨论、争论之中，很难给出唯一能让大家认可的选择。
米勒对科学素养的理论和实践贡献很大，但是因为他不是专门从事科学哲学、科学社会学工作的，他一定程度上低估了后两维测试的困难。由此导致的直接后果是：
（1）对第二维的出题，显得过于简单，甚至文不对题，即所出题目并不能实际反映对所声称的科学过程和科学方法的测试。
（2）第三维干脆不以客观题的形式出现，不直接计入科学素养综合指标的计算。这相当于说由原来的三维简化为二维，而两维也不够全面，实际上目前世界各国所做的测试只做了一个半维，即第一维加上第二维的一半。
RichardCarrier坦率地道出了公众拥有科学素养的困难性，他于2001年指出：“你可能很吃惊，科学素养很难获取也颇难传播。毕竟，科学是一种极为复杂而且精致的事物，只有博闻察验、深思熟虑才能真正理解科学。人类文明用了数千年才算明白了它的道理，也许要花更多的时间才能掌握它。最近的一些著作已经揭示了科学的非同寻常、反直觉和极其麻烦的本性，拒斥了天真的启蒙观点，启蒙观点认为科学不过是学科化了（disciplined）的常识。”[11]
RichardCarrier指出：“在我的研究和随后的测试中，‘科学素养’（scientificliteracy）不是指科学的内容（content），而是指科学的本性（nature）。科学内容会铺天盖地地涌向公众。许多科学事实是常识：现在大街上的普通人也比古代最有学识的人知道更多的科学事实。”[11]
的确，这能说明什么呢？能说明现在的普通人，也比古时的学者更理性、更懂得思考、探索？绝对不是这么回事。另外，如今电视上播出的所谓科学知识“闯关答题竞赛”，测试的只是记忆力和条件反射速度。如果让一位实验室里成熟的科学家与一位初中生同台对阵，按现在的标准，很可能那个初中生获胜，这能说明他更懂科学、更懂科学方法，更具有科学素养吗？一些电视台以科学的名义所做的东西，一定程度上有令观众弱智化的倾向，对一个问题所提供的标准答案，实际上是对科学问题做了极端的简化，在不列出前提条件的情况下鲁莽地下结论。以那种方式传播科学，实际上等于歪曲科学，是提高真正的科学素养的一种反向作用，即它甚至能够降低人们本来可能具有的一点点本能的怀疑精神、探索求证精神，即降低原有的科学素养，对科学产生更大的误解。
科学的本性，是科学哲学专门探讨的问题，也很难理解的。根据Carrier，自然科学的本性有许多方面，但至少包括如下7个方面：①科学的结论是暂时性的；②科学是一种以经验为基础的信念(ScienceisanEmpirical“Faith”)；③科学不是指某种单一的方法；④实验是一种目标导向的科学观察形式；⑤科学理论是对科学事实的说明；⑥科学定律是对自然行为的描述；⑦科学是一种创造性事业。[11]
现在许多国家采用的测试中，有两道测试科学方法的试题，实际上它们是推理题。
“208.科学家想知道一种***高血压的新药是否有疗效。在以下的方法中，您认为哪一种方法最正确?1.给1000个高血压病人服用这种药，然后观察有多少人血压有所下降。2.给500个高血压病人服用这种药，另外500个高血压病人不服用这种药，然后观察两组病人中各有多少人的血压有所下降。3.给500个高血压病人服用这种药，另外500个高血压病人服用无效无害、外形相同的安慰剂，然后观察两组病人中各有多少人的血压有所下降。4.不清楚。”[3]
这是一个改进后的试题。原来的试题选项中意欲的答案是2，当时没有选项3，也没有选项4。应当说，这一改进是必要的。但是，这类医药检验方面的试题仍然可以找到许多不严格的地方。这类题从正面补充，总是很难自圆其说。但是，公众科学素养测试并非要求只从正面测试人们对科学的理解。正如，逻辑经验论者从正面证明科学的合理性、寻求科学划界问题的解答通常不成功，但也可以反过来思考，如波普尔不是从证实而是从证伪的角度考虑，模棱两可的情况就好办一些。
“H02某药厂欲测试两种感冒药的疗效，3个患感冒者自愿测试。第1个人只吃A药，第2个人只吃B药，第3个人只吃一种安慰剂C。经过3天的吃药测试，第2个人痊愈，另两个则仍然处于感冒状态。请问下面的陈述哪个结论是较合理的？1．第2个人身体素质好。（1分）2．A疗效好。（0分）3．B疗效好。（3分）4．无法判断。（10分）5．不知道。（0分）”
这里，选项4是意欲中的答案，因为样本数太少，如此简单的测试不能说明关于医药疗效方面如此复杂的问题，实际的情况可能是：A可能比B好，B也可能比A好，两者也可能都无效，甚至两者都可能有反作用。这道题当然设置了陷阱，3选项好像是正确的，在日常生活中人们也通常是这样判断的，比如比较两种感冒药的好坏。某次家人吃A，很快就好了，某次吃B，好久也没好。于是得出A比B好。其实很难说，情况可能非常复杂。特别是感冒病毒几乎每次都不同，人们患病程度也可能不同。百姓日常生活中的对待药物的态度，可能不够科学，此题恰好可以测试出其间的差别。此题给分也可以模糊处理，比如选择1给1分，选择2和5给0分，选择3给3分，选择4给10分。注意，试题中用语是“哪个结论是较合理的”，没有问“哪个结论是科学的”。回答1或3是不科学的，但现实中有一定的合理性，因此可以给一定的分数。选项1虽然无法直接推出，但有相当的合理性，给1分。选项2虽然在科学意义上有成立的可能性，但现实中这种回答是荒唐的，无法从题目中直接推出，因此给0分。选项3，似乎直接可从题目中推出、现实中多数人也会如此推断，但不够科学，给3分。
之所以给错误的“回答3”以还算高的分数3，有这样的考虑：①它与题目中的条件相符，有一定的现实合理性，虽然是科学上错误的；②它比其它回答毕竟有相当大的差别；③这是一个陷阱题，有的人细心考虑可能会选择4，但由于不小心或者不了解命题者的动机，可能误选了3，为避免与选择4所得分数相差太多，故给3一定的分值；④减少因为用纯逻辑推断手法而选择4所造成的不真实所带来的分值差。有的人可能善于分析命题者的动机，从分析5个选项角度，有可能故意选择4。
但是值得说明一下的是，经常采用的两个测试题本身并不真正涉及“经验科学”的内容，即不直接属于经验科学。所谓的经验科学就是指人们平时所讲的狭义的自然科学。“经验科学”与“形式科学”合起来共同构成我们平时讲的广义的“科学”。如果要测试科学方法的话，更重要的是测试经验科学的方法。现有的测试中的不足之处也在这个地方。OECD的测试采用了塞麦尔维斯的案例，同时设计了一组问题[12]。这样做确实反映了实际的科学发现过程、对科学数据的理解等。应当说OECD关于科学方法的测试要明显优于米勒的做法。OECD此测试题的缺点是，叙述较复杂，答题者需要耐心和判断力。OECD测试的对象是在校的即将完成义务教育的15岁的学生，他们的素质平均起来应当是较好的。这也提出一个问题：对于文化素质不高的人，如何测试其对科学方法的理解程度？
第三维测试的是人们对科学技术的态度和看法。这方面的内容显得越来越重要，是未来此类调查中最核心的部分，因为此类调查一方面想了解公众对科学知识、科学方法掌握的程度，另一方面想知道公众对当前的科技有什么样的看法。后者更显得关键，这些看法对于制定公共***策有重要参考意义，也是从事科普、科学传播必须关注的问题。
关于第三维，中国科协的测试中设计了一个大题，大题下面包括许多有趣的小题,题目尚好。但据说，在中国的实际计算中，这道题的得分并不计入实际的平均科学素养值的计算。因为历次调查均没有详细说明平均值是如何计算出来的，与每道小题的关系如何，人们也就无法作进一步的评论。其实，具体的算法应当是透明的，也只有这样，人们才能核对其计算的准确性，其他人才能够也做类似的调查并作对比研究。特别是由国家公共资金资助的调研项目，应当以某种形式公开、部分公开或者通过内部报告发表其调研的具体方法、计算方法和程序。
此道题的优点是多方面的，不必再专门讲述。不足之处在于，没有在宏观层面上大致反映出当代大科学的社会运行。公民理解科学的一个重要方面是，在现代条件下，科学是如何组织起来的，它们日常是如何运作的，科学成果是如何发表和确认的，科学家是如何申请和运用研究基金的。在此一系列过程中，“同行评议”是十分关键的。中国大量的“民间科学爱好者”的出现，就与此有关。据我们了解，社会公众普遍不了解科学是如何运作的。对此方面的不了解程度要甚于对科学知识的了解程度，甚至也不如对科学方法的了解。
四、细致分析大科学时代科学的本性是做好公民科学素养测试的前提
科学早已不是二战前或19世纪以前的那种小科学。当代科学是一项重要的社会建制，是与国家行为、国计民生息息相关的庞大事业，与***治、经济、文化密切相关，其中渗透了社会的各个因素。在当前时代，仅仅从认知的角度理解科学，是显然不够的。对国家、对每一个人，科学不仅仅是一种认知活动。但是依据传统的科学观，人们习惯于只从认知的角度理解科学，这种想法也在公民科学素养测试过程中有所表现。一项反映时代状况的有水准的测试，应当反映学术研究在半个多世纪内的重大进展，把其中的一部分吸收过来，因此科学史的一些新结果和新理论、科学哲学在20世纪后半叶的进展(关于观察与理论、科学事实的建构性，科学说明、科学还原与统合等)、科学社会学(经典学派与SSK)的新探索等，都应当有一定程度的体现。即使不直接体现出来，也要对此有所关注，正视这些学术的进展。但可惜的，无论我国的工作还是米勒的工作，都显得对这些进展比较麻木，这也许与当事人的背景有关。作为初始尝试，这些都没有太大关系，事情总得启动起来，再一步一步改进。问题是，多年过去了，研究工作没有跟上去。
公民科学素养测试题要反映当代科学哲学与科学社会学的进展，充分利用它们的成果，通过专项研究，提供一套或多套合格的测试题。此工作是相当复杂的,其复杂性在于：①摘取知识中的核心知识涉及一定的价值判断和随意性；②学术界关于许多重要论题长期以来就在争论，如何从争论中提取大家共同认可的观念？③如何把学术性的内容通俗化，变成可用于测试的具体题目，同时还保持了叙述的准确性？这三个环节在目前的测试实践中均没有认真考虑，国际上也如此。
中国的科学素养测试要坚定地吸收米勒开创的三维模型，在此基础上发展出一套适合中国国情的简化的测试方案。具体讲有如下基本设想：
(1)公民科学素养测试是想通过一系列试题，了解中国公众对科学的了解程度。(2)这种了解包括3个大的方面：科学知识；科学方法和过程；科学的社会运作及影响。上述3个方面同等重要，在测试题的分值安排上基本上做到1﹕1﹕1。(3)测试题总量不宜过大或者过小，而且要方便被测者答题。题目应当均为正误判断题，共计60小题，每题基本上是一句话的篇幅。(4)此难度需要反复试验，要与中国国情联系在一起，在各地做一些试验性测试。试题要有一定的稳定性，要与当前和未来一段时间内科学的整体趋势相一致。至少10年不要做根本性的改变。试题应当有良好的区分度，能够反映中国公众各个层次之间有差异。
有几点附带的说明：①测试的难点在于，对于后两维，很难出题。②试题的形式要整齐，不必与国际的做法完全一样。国际对比是一方面，更重要的是国内自身对比。解决这个矛盾的办法是，不妨同时做两套调查，一套严格按国际规范，一套按中国国情做，两者可以不直接相关(总的趋势相关，但侧重点、区分度肯定不同)。③为便于统计，为使算法简明，各地方各部门可自行进行局部调查，试题形式统一，分值统一。④试题需要反复做试验性的测试，这需要相当长的时间和经费。
公民科学素养测试的理论基础是科学传播第二阶段“公众理解科学”框架下的“缺失模型”，许多测试困难也与此模型的局限有关[13-16]。从广义的科学传播角度看以及从当代科学日益分化的局势看，不但存在公众理解科学的问题，也广泛存在科学家理解科学甚至院士理解科学的问题。著名学者哈丁甚至提出第二种“科盲”（scientificilliteracy）的概念[17]。许多科学家固然不是第一意义上的科盲，却是第二种意义上的科盲。于是，谁最了解科学成了一个大问题，这个问题没有简明的答案。专家通常只对科学的某一个局部细节非常了解，而对横向上的其他学科非常陌生，对科学的历史进程及社会运作也可能不甚了解。这也透露了科学传播的一种发展思路，通向“对话模型”可能是不可避免的，这不仅是民主的要求，也是客观现实的要求。
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科学素养论文第7篇
在21世纪的今天，以及更加遥远的将来，我们的生活和工作都将受到科学技术的影响，而且这种影响将会与日俱增，总之，我们是生活在一个科学技术主导的时代。我们生活中的一切物品，无不打上了人类科学文明的印记。在这种时代背景下，提高人的科学素养无论是对个体还是对国家或者民族来说，都有着重要的意义。首先，它是个人生存的需要。在这个时代，如果一个人没有科学素养，他对科学一无所知，他就简直难以生存。农业生产劳动已经日益离不开科学的指导，科学育种、科学播种、科学施肥、科学施药，收获后还要科学储藏，几乎每一个环节都和现代科学技术密切相关。工业生产本身早已实现了科学生产，科学技术几乎主导着所有的工业门类，不用说生物技术工业、精密器械工业、信息工业，就连一些传统的工业门类，也都必须紧跟时代科学技术的步伐，否则就会被淘汰。服务业虽然离不开人的参与，看重人的个性特长，但是许多服务业也都依附着科学技术，甚至本身就是在提供最新的科学技术服务，从事这些行业都需要掌握较多的专业技术知识，具有专业技术能力。至于日常生活，我们生活中的很多消费品都是科学技术的产品，对其使用都需要一定的科学知识。比如各种家电产品、各种电子产品，对它们的使用需要电器和电子方面的基本知识，否则很容易带来危险。甚至我们对基本的医药知识也需要掌握，否则也会产生危险，每年都有大量因误用药物而导致中毒、甚至死亡的案例。其次，它是个体发展的需要。人的发展是一个追求全面发展的过程，未来的社会就是以人的自由全面发展为根本追求的社会。但人的全面发展离不开科学素养的提升。科学素养的提高不但可以为个人提供更多的发展手段和方式，而且它本身就是人的全面发展的一个方面、一个指标。科学素养和人文素养共同组成人的综合素养，只有同时具备才算是一个全面的人。同时，现在很多的教育都借助现代的科学技术手段，比如网络教育、远程教育，如果想进行这方面的学习，就必须具备这方面的科学素养。现代的各种最新资讯、最新知识都是通过互联网等现代手段来传播的，对它们的接受，都必须依靠基本的互联网技术。
再次，它是提高国民整体素质的重要方面。一个国家和民族的强大固然可以通过强大的经济实力表现出来，但这只是一个方面，而且不是最主要的一个方面。21世纪是科学技术主导的世纪，其最宝贵的是人的素质，整个国民素质的强大，才能确保国家和民族的强大。如果一个国家和民族具备较高的国民素质，这个国家和民族就会真正地强大起来，并且会持续强大，即使遇到挫折，也会很快复兴起来。20世纪的德国就是一个很好的例子，它是两次世界大战的战败国，两次战后甚至都被别的国家“分割占有”，但它每次都能很快再次强大起来，成为少数最强大的国家之一。历史学家在分析这一现象时就找到了国民素质这一项，德国被誉为义务教育最伟大的国家。早在1619年，当时的德意志魏玛公国就明确做出义务教育的规定，1885年的普鲁士***府就开始实施了免费义务教育。可以说，提升国民素质一直都是这个国家和民族最看重的事情。在国民素质中，科学素养是其重要的方面，也是整个国民素质的基础。最后，它是国家科学技术发展的基础。一个国家和民族只有在整体上提高科学素养，其国民基本上都拥有了基本的科学知识，掌握了一定的科学理论和思想，具有了一定的科学思维，这个国家才能培养出更多科学技术方面的人才，也才能更有效地把科学技术转化为生产力，从而为新的科学技术开发提供各种资金、技术、空间等支持。这个国家和民族才能不断地“冲击”科学技术的高峰。
二、形式逻辑的科学精神:求真
形式逻辑作为一种“科学的逻辑”，一种探索“物的世界”的思维工具，它具有科学的精神，那就是对真理的追求。可以说形式逻辑和真理具有密切的关系，真理就是形式逻辑的根本追求。形式逻辑和真理的关系，基本上是无人质疑的。其实，形式逻辑追求真理的理论诉求，在亚里士多德创制形式逻辑时就已经明确进行了论述。在亚里士多德看来，形式逻辑是一种获得科学知识的有效工具，形式逻辑的存在本身就是为了获得知识。在他那里，知识就是真理，就是关于事物本质的认识。“我们无论如何都是通过证明获得知识的。我所谓的证明就是指产生科学知识的三段论。所谓科学知识，是指只要我们把握了它，我们就能据此知道事物的东西”。从真理观上看，亚里士多德所提出的符合论真理观目前依然是最被广泛认可的真理观。这种真理观认为，“一事物之真理与各事物之实是必相符合的”。而这和他在三段论中关于真理的认识是一致的。亚里士多德在形式逻辑上也坚持一种符合论的真理观，在《工具论》中，他明确指出:“真实就在于符合事实。”形式逻辑所获得的真理就是关于事物的真实认识，即如实反映出事物的本真面貌，正确把握事物的各种特性规律。亚里士多德主张在科学三段论推理时，其前提必须是真实的、可靠的，并且推理应该按照形式推理的格式要求进行，这些都是为了获得真理性的结论。除了符合论的真理观之外，目前比较流行的其它几种真理观也主要是依据形式逻辑来进行界定的。比如融贯论的真理观。真理的融贯论认为:“一个命题的真不在于它与事实、实在的符合、一致或对应，而在于它与它所从属的命题系统中其他成员是否融贯。融贯者为真，不融贯者为假。”［3］另外，真理的冗余论也是如此界定的，这种真理观认为我们给句子加上“真的”或“假的”是多余的，说“P是真的”就等于“P”，“真的”这一谓语只不过是意味着我们接受P、肯定P等，它没有给出什么新的描述。这一界定是依据逻辑句法结构来进行的。形式逻辑把真理作为自己的理论追求，一种最高的价值，这也和形式逻辑要求成为一种“客观性”的逻辑是密不可分的。形式逻辑要求在相同的前提下，依据形式逻辑的推理程序，要得到同样的结果。为此，形式逻辑还在自己的运作过程中，做出了自己严格的程序设计:其一，形式逻辑要求进行形式化的思考，使形式逻辑可以做到同一性标准的要求;其二，与其一相关，形式逻辑是一种外延逻辑，它的外延化思考使这种逻辑在思考事物时可以进行量化和计算;其三，形式逻辑为推理规定了严格的形式程序，三段论的格和式就是形式推理的一种程序规定;其四，形式逻辑建立起公理化系统，要求推理在系统内进行，每个系统都是完备和自足的。当然，形式逻辑把真作为自己的理论追求，形式逻辑贵在求真，并不代表形式逻辑就没有价值取向，就放弃了善的要求。逻辑本身并不外在于人，即使是形式逻辑，它也有着人文关怀。只是，与善比较起来，形式逻辑更偏向于真，真是形式逻辑的最高指向。
三、形式逻辑对提升科学素养的意义
形式逻辑是一种“物的逻辑”，它的首要功能就是理解和解释人类自然界的奥秘，从而获得关于外界的知识，它是科学探索的“拐杖”，是进行科学研究的工具。形式逻辑有时又被称作知性逻辑，这和它的知识本性有关系，亚里士多德就把获取知识看做形式逻辑的德性。可以说，形式逻辑对于科学知识和科学思维都有重要的意义，它本身就是一种科学方法。最重要的是，形式逻辑的精神就是科学的求真精神，形式逻辑天生和科学素养有着内在的关联。因此研习和掌握形式逻辑有助于自身提升科学素养。第一，具备形式逻辑思维能力是进行科学研究的基础。从科学理论的角度来看，从事任何科学研究，都无法离开形式逻辑思维，都必然要求从事者进行符合逻辑的思考。整个科学的研究过程，从收集整理材料，到提出一定的科学假说，再到对假说和理论进行验证，都需要形式逻辑思维，都需要推理和证明，没有推理和证明的帮助，这一切都将寸步难行。
可以说，形式逻辑思维能力是一个人从事科学研究的基本素养。正是在这一意义上，爱因斯坦才说:“作为一个科学家，他必须是一位严谨的逻辑推理者。科学家的目的是要得到关于自然界的一个逻辑上前后一贯的摹写。逻辑之对于他，有如比例和透视规律之对于画家一样。”［4］第二，形式逻辑是获取新知识的工具。形式逻辑的一项根本功能就是从已知推出未知，也即新知。在前提给定的情况下，我们通过有效的形式逻辑推理，来发现前提中隐藏不明的新知识，形式逻辑被视为获得新知识的工具，也主要是从这个意义上而言的。恩格斯也曾指出:“形式逻辑也首先是探寻新结果的方法，由已知进到未知的方法。”［5］迄今为止的很多重大科学发现，都首先是通过形式逻辑推理得出的，然后通过一定的科学实验和观察来进行验证。门捷列夫提出的化学元素周期律，天文学家通过测量推理得出的海王星的存在，都是如此。
第三，形式逻辑是科学发现的基础。在科学发现中，假说演绎法是一种重要的方法，它有着十分重要的意义。很多事实和现象的发生，依据当时现有的科学事实和理论，不足以对其做出满意的解释和说明。在这种情况下，科学只好借助一定的假说来进行解释，然后在某些条件具备时来验证依据假说所推出的事实，如果依据假说所得到的事实被验证，假说就变成了科学理论。比如魏格纳的大陆漂移学说就是一个著名的假说，目前的宇宙大爆炸学说也是一个重要的科学假说。
第四，形式逻辑有助于提高人们的表达能力。科学研究既包括科学实验操作，也包括理论表述。操作的过程和结果都需要被表述出来，才能为人们所了解和掌握，也才能进行重复性操作。只有通过一定的语言对科学研究的过程和结果进行表述和论证，把它变成一种科学理论，这项科学研究才算最终完成。形式逻辑主张概念要清晰明确，命题要恰当真实，推理过程要合乎逻辑的有效性要求，论证要有充分的依据，并且结构清晰。因此，研习和掌握形式逻辑有利于提高人们的表述和理解能力。符合逻辑的表达，是科学理论的基本要求。爱因斯坦在谈到他的广义相对论时曾说:“这个理论主要吸引人的地方在于逻辑上的完备性。从它推出的许多结论中，只要有一个被证明是错误的，它就必须被抛弃;要对它进行修改而不摧毁其整个结构，那似乎是不可能的。”