引言

科学是人类认识世界的途径，科学素养水平决定着公民的思维方式和行为方式，是实施创新驱动发展战略的基础，是国家综合国力的体现，直接关系着一个国家和民族未来的发展。中国科协2015年开展的第九次中国公民科学素质抽样调查显示，2015年我国公民具备科学素质的比例为6.20%，虽较2010年的3.27%提高了近90%，但远未达到美国和欧洲在世纪之交的水平(中国网，2017)。因此，提高公众的科学素养是我国一项长期而紧迫的工程。

科学素养的概念于上世纪50年代由美国教育家科南特(Conant)在《科学中的普通教育》中首次提出，他将科学素养定位在普通教育层面，为后来对于科学素养的研究确定了基调。1958年，美国科学教育家赫德(Hurd)最先真正将科学素养的概念应用在基础教育领域(冯翠典，2013)。上世纪80年代，钟启泉教授将科学素养理论系统、全面地介绍到中国。钟启泉教授将科学素养概括为四个方面：①概念性的知识，即构成为科学的主要概念和概念体系；②科学的理智，即科学研究的方法论；③科学的伦理，即科学所具有的价值标准；④科学与人文、社会和技术的相互联系(魏冰，2006)。

无论是从科学素养这一概念的源起，还是后期科学素养理论的形成和发展，我们都不难看出，科学素养所针对的是普通教育，指向的是所有的学生。科学素养的培养，不仅在于科学概念、原理的学习，科学思维、实践、探究能力的提升，还包括情感、态度的培养，以及科学史、哲学、科学社会学等对科学的人文性的理解(吴晗清等，2017)。可以说，培养和提高科学素养，是为了促进人的综合素质的全面发展和提高，是所有学生作为未来的公民的需要。

对我国公民科学素养的调查结果显示，公民的基本科学素养水平与受教育程度存在着显著的相关性。教育是科学素养的核心影响因素，科学教育主要体现在理科教育当中，学校教育则是目前我国公众提升科学素养的主要渠道(任磊等，2013)。

随着国家“科教兴国”战略的实施，科学教育在学校教育中越来越受到重视。在新一轮基础教育课程改革中，培养学生的科学素养已成为理科课程教学的中心目标，其中包括了科学探究的能力和对科学探究的理解，科学知识和技能，科学态度、价值观以及对科学的良好情感，科学与自身和社会发展的密切关系等内容。目前我国的科学教育已覆盖了从幼儿教育到基础教育、高等教育的整个学校教育阶段，其中高中阶段是培养学生科学态度和科学精神、提升学生科学素养的关键学段(王晶莹等，2015)。

然而我国的科学教育在日益受到重视的同时也存在着重结论不重过程，重视知识的传授而忽略科学方法、科学态度、科学精神的培养，科学教育与人文教育割裂等问题。高考过于强大的“指挥棒”作用更使得高中阶段的科学教育出现异化。“学而优则仕”的传统观念，现实社会巨大的就业竞争压力，以及众多家庭寄托于子女身上的“大学梦”和对于“知识改变命运”的强烈诉求，使得高考承载了千家万户的切身利益，甚至直接影响到社会和谐和民众对于地区教育的评价。因此，中学费尽心思地围绕高考组织教学活动，国家新课程大纲以及教育行政部门推进实施素质教育等相关文件在高考面前总显得单薄无力。科学教育成了学生在校期间单纯的学习任务，学生可以熟练地掌握各学科的知识体系，解答难题，但难以将所学到的科学知识用于解决实际问题，更不要说科学素养的培养了。高考指挥棒下的科学教育所陷入的困境和面临的挑战需要引起广大教育工作者的关注与思考。

一、高考模式下培养科学素养的现实困境

2008年，伴随新一轮课程改革的推行，江苏开始实施“08高考方案”，实行“3+学业水平测试+综合素质评价”的高考模式。作为一种考试招生制度，江苏的“08方案”在设计理念上较以往的高考方案有较大的创新，尤其在科目设置、计分方式、录取机制等方面做了全新的探索。2014年国务院公布的《关于深化考试招生制度改革的实施意见》中明确提出“学业水平考试覆盖所有学科”，“分类考试”，“不分文理科”，并将综合素质评价作为高考录取的参考依据，这些措施的目的就是要科学选拔人才，促进学生整体素质的提高，帮助他们健康成长。2014年，浙江、上海首批开展新一轮高考综合改革的试点。应该说，江苏的“08方案”与当前新高考改革的核心思想是一致的，都是旨在推动基础教育改革，推进素质教育，减轻学生负担。但是，“08方案”实施十年来也始终存在着现行高考方案“是否弱化学科地位”“是否影响科学素养培养”的争议，而在首批试点的浙江和上海也同样存在这种争议。

争议的出现，源于现行的江苏高考方案中，被认为对科学素养的培养最为重要的学科(如物理、化学等)都是作为学业水平测试的选考科目，且最终成绩以等级形式呈现; 这在科目报考、高中学科教学方面产生了一系列问题，相应地给高中学生科学素养的培养以及学生升入高校后的后续学习带来了一定的影响。

一是考生功利化的选科导致部分理科人才流失。江苏“08方案”中，选测科目成绩以等级的形式呈现，等级是按同一学科内选科总人数比例进行划分的；浙江、上海的新一轮高考改革方案中，选测科目成绩是根据考生成绩在同一学科内选科总人数的比例划分等级后再折算成等级分的，并且计入总分。无论是等级还是等级分，其本质是一致的，即考生的成绩高低不是基于学生对于学科知识的掌握程度，而是依赖于参加同一学科考试的人数和他们的水平。由于各学业水平选测科目本身的难度差异和报考相应科目的考生群体的差异，为了能在高考中取得相对好的成绩，并最终被高校录取，学生在选科中必然存在避难就易的现象。不少考生背离自身的兴趣、特长，功利性地选择相对容易取得较高等级的科目，这导致中学教学中出现选择物理化学组合的人数逐年下降。以江苏近十年高考选测科目报考情况来看，选测物理化学科目组合的比例一直处于下降的趋势。据统计，物化组合2008年占考生总数(不含体艺类考生)的比例为33.42%，之后逐年减少，至2017年参加物化组合考试的考生仅占考生总数的24.12%，考生比例较2016年减少14.47%，比2008年下降了27.83%；相反，报考物理生物、物理地理组合的考生比例则大幅增长，物地组合报考比例2017年比2008年增加了43.5%，物生组合报考比例增幅则达到74.66%(见表 1)。

据分析，科学类课程报考人数下降明显的原因有二。首先是部分理科考生逐渐转学文科。就理科考生而言，根据江苏的高考方案他们必考物理，而物理学科本身难度大，优秀学生扎堆，取得理想等级不易，这导致一部分理科考生避重就轻，放弃兴趣爱好，逐渐转学文科。其次是选择理科的考生，除了特别优秀的学生，大多数考生也不首选物化组合。因物理必考，在选择另一门组合时，往往会利用“田忌赛马”的技巧，避开难度较大的化学，选择政治、地理等相对容易取得较好等级的学科。

对于家长和考生在选科上的功利表现，一方面应给予理解，但另一方面，我们也对中学科学教育的现状表示忧虑。理科人才流失，物理化学学科在高中生中受重视程度下降，不利于理工科拔尖创新人才的选拔和培养，部分理工类院校、尤其是一些重点高校表示江苏学生的科学素养有下降的趋势。

北京大学考试研究院院长秦春华曾评论，“根据实证研究，近年来，江苏籍学生进入大学后的数理水平呈现出越来越明显的下降趋势，在参加物理、化学等国际奥赛的顶尖学生中，已渐渐难觅江苏籍学生的身影，……如果因为招生考试制度改革而影响到江浙学生对数、理、化等基础学科的兴趣并进而削弱其能力，对于中国未来长远发展将产生难以估量的影响”(秦春华，2015)。

二是部分中学以功利的态度对待高考，使得科学类课程被“边缘化”。一些中学习惯于用应试教育的办法应对高考，为了追求语文、数学、外语高分或必测科目加分而出现了课时安排无规律、教学秩序不规范、师资配备不平衡、部分课程的教学质量得不到保证的现象。

从课时安排上来看，有的中学在高二时停课补习必测科目，高三时只进行语数外和选测科目的教学，这样的做法阻断了学校教育的连续性，割裂了三年的系统学习。江苏省某四星级高中^①一老师曾分析过目前物理教学的现状：学校安排给物理的学习时间明显减少，课时安排甚至只有过去的一半，学校物理老师闲置较多。对学生而言，上课几乎没有压力，学习缺乏动力，效率低，课后也基本不花时间消化探究。对教师而言，时间紧、任务重，上课只能是“满堂灌”。这样的教学违背新课程理念，陷入了恶性循环。

化学教学更是窘迫。从江苏学业水平测试选考科目的单科报名情况来看，6门选测科目中，化学科目报名人数降幅最为明显，2017年较2016年化学科目的考生比例下降幅度达到13.85%，并有继续下降的趋势(见表 2)。考生人数的下降直接导致学校化学教学与教研遇到诸多困难和挑战，一些优秀教师闲置，学校对化学的软、硬件配置增速放缓，学生对待化学学习的态度则日益淡漠，他们往往把更多时间放在更为重要的语数外上。

从教学情况来看，一些中学对选考科目采取精准教学的策略，有针对性地帮助考生达到相应的等级要求。一些学校在高中阶段尤其是高三阶段的教学中让学生大量“刷题”，以实现对于各类题型的熟练掌握，在知识的广度和深度上以高考的考试标准为依据，而对于科学探究的方法、科学态度、价值观等看似与高考联系并不紧密的内容则基本不涉及。这不只是违背了教育规律，无形中弱化了选测科目的教学，更是削弱了学生对科学学习的兴趣和热情，对学生科学素养的培养和未来的发展都是极为不利的。

更值得深思的是，由于中学对物化教育的不够重视，直接导致部分理工科院校招收的学生在知识结构上有所欠缺。对此现象，中国科学院院士、清华大学物理系教授朱邦芳就曾撰文指出：“新课标实施后，学生学习物理的积极性和物理学基础明显下降。”“在高考指挥棒下，沪浙两地的高考改革方案中物理学科比重的大幅度下降，将进一步削弱学生学习科学的热情，这将使得未来中国许多合格的高中毕业生是‘科盲’，将非常不利于我国国民科学精神和科学素质的提高。”(朱邦芳，2016)

三是高校减少选测科目限制，在招生中存在功利化倾向。招生是高校人才培养的起点。江苏“08方案”最初要求“普通类考生必修科目测试等级均需达到C级及以上等级(技术科目必须合格)；普通类考生填报本科院校志愿，选修科目测试等级均需达到B级及以上等级”。后在执行中因出现高考总分与选测科目等级要求不匹配，存在大量高分低等的情况，导致社会矛盾较为突出，又调整为“选修科目测试等级要求由高校自主确定，考生按统考成绩和高校选测等级要求自主填报志愿”。这一调整在一定程度上缓解了考分与测试科目等级不匹配的矛盾，但在实际的操作中，部分高校为了获得更大的招生空间，大多采用放宽科目限制的办法：一方面，一些高校对选测科目的等级要求有所降低；另一方面，在选测科目上，除方案中指定的物理或历史外，多数高校对另一门科目基本不作限制。2008年为实施“08方案”的第一年，共有77所院校提出了选测科目的要求，到2017年时，仅有32所院校在招生专业中对除物理或历史外的另一门选测科目以“建议”的形式提出了要求(见表 3)，其余高校则未提出科目要求，其中不乏一些医药类、化工类等对人才特质性要求较高的院校或专业。这固然是高校在生源与专业培养之间努力寻找平衡的无奈选择，但这种放宽科目限制的做法，不能向中学和学生释放高校对专业人才培养要求的真实的信号，同时也出现了诸如没有选考化学而被录取在化学专业的现象，从而导致了一些高校(尤其是理工类院校)所反映的在学生进校后部分学生理科基础知识不足、知识结构有所欠缺、需要补学相关课程的问题。

一系列状况表明，当前科学教育尤其是物理化学教育不容乐观，提升科学素养，改变中学教育状况刻不容缓。

二、对新高考改革的思考与建议

科学素养是衡量一个国家国民素质和科学水平的重要指标。科学教育是培养新一代公民科学素养的重要渠道。在高考对于基础教育的导向性作用依然强大的当下，进一步完善高校考试招生录取制度设计，通过政策引导中学在人才培养理念、模式、学科教学内容方面进行改革，促进学生各方面素质的培养，引导学生和家长从能力、兴趣、特长等方面更理性和科学地规划和选择适合的教育，是推动和促进科学素养培养的有效手段。

(一) 教育为本——将基础教育与高考适当“松绑”

高考改革与基础教育改革有着密切的关系，这种关系要求中学去主动了解高校的生源需求，并相应地组织教学，以帮助学生逐步达到高校的要求；但另一方面，从功能来看，基础教育最核心的功能是教育，在传授知识的同时，它还要培养学生的兴趣，促进学生创新精神和综合实践能力的发展。而高考最核心的功能只是为高校选拔适合的人才提供成绩依据，是高校人才选拔的一种方式，并不能作为衡量教育质量的唯一标准。因此，基础教育不应将自身过度地与高考进行“捆绑”，更不能将高中教育异化成高考的培训班。高考不应成为基础教育的指挥棒，我们应该把指挥棒交还给基础教育，变“我考什么你教什么”为“你教什么我考什么”。应从教育规律和人才成长规律入手，以促进学生全面发展，培养多样化、个性化的人才为出发点，引导社会、考生和家长逐步从对高考的“孤注一掷”转变到关注学生综合素质的全面提升上来。在评价标准上，应改变课程评价过分强调甄别与选拔功能的倾向，更多关注学生的全面发展和个性成长。应坚持“适合的教育才是最好的教育”的理念，加强对学生人生观、价值观的教育，尊重和鼓励学生兴趣、特长的发展，以更好培养学生的人文情怀，严谨和实事求是的态度，以及基于证据、勇于怀疑和创新的科学精神。在传授知识的同时，应加强对学生实践能力的培养，增强学生对于科学方法的认知；应打破学科间的壁垒，帮助学生构建科学的知识体系，让学生学会使用科学知识的合力解决实际问题；应利用信息技术手段，探索STEM教育等新教育模式，以培养学生的信息意识和创新意识。

(二) 攻克难点——建立并完善高校招生考试制度

《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》对高考科目设置做出了顶层设计。新一轮高考改革赋予了学生更多的选择权，如取消文理分科，考试科目“3+3”模式，计入总成绩的高中学业水平考试科目由考生基于高校要求和自身的兴趣、特长自主选择，等等。但是我们也必须看到新一轮高考改革在实施中出现的问题，如：取消文理分科后，高考数学试卷无法体现文理科差异；学生在学业水平考试科目自主选择过程中的功利化倾向，以及由此带来的理科教育萎缩、科学教育“边缘化”。这些问题的解决，有的可以通过中学开展职业生涯教育等方式对学生的选择进行适当的引导，但更多的是需要在考试选科制度设计上加以完善。

在新一轮高考综合改革中，除数学外，几乎所有能体现科学教育的理科课程都属于学业水平考试范畴。高中学业水平考试是对学生达到普通高中教育培养目标的程度作出的基础性判断，是鉴定普通高中学生相关科目学习质量的水平考试。根据教育部《关于普通高中学业水平考试的实施意见》的精神，高中学业水平考试计入高考总成绩，学考由此具有了检测高中生学科学习是否达标的“水平考试”和作为高校招生参考依据的“选拔考试”的双重身份(李欣，2012)。因此人们对其科学性和公平性提出了更高的要求，这需要我们进一步完善学业水平考试制度和实施办法。

一是要明确学业水平考试的定位，科学设置考试科目。无论是从构成科学素养的核心要素来看，还是从人才培养的角度来看，科学教育都不应、也无法将科学与人文割裂开来。教育培养的是完整的人，科学素养在每个人的一生中都在发展、深化。对于科学素养的培养不仅仅局限于在校学习期间，科学素养也不仅仅是理工科专业人才才需要具备的基本素质。每一个公民都应该同时具备科学素养和人文素养，二者是紧密联系的。正是基于这样的思想，《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》中就明确提出“不分文理科”，“学业水平考试范围覆盖国家规定的所有学习科目”，希望以此引导学生认真学习每门课程，避免因为过早的文理分科导致学生在素质培养中的缺失。因此，在学业水平考试必考科目的设置上，应充分发挥其在多元录取中的重要作用，将学业水平考试成绩作为高考报考条件，各科目合格的考生才能具有高中毕业资格、才能报考普通高校。同时，将学业水平考试必考科目的首次考试时间明确至高二下学期，从而促使中学重视新课程教学，开齐开足各门课程，以引导基础教育健康发展。

二是由于学业水平考试兼具毕业和升学双重功能，为保证高校可以有针对性地选拔适合的人才，建议在设定学业水平考试的选考科目时，从人才培养、专业要求、学生的兴趣爱好三个维度进行考虑，由高校在招生计划和招生章程中，根据专业人才选拔要求指定2门课程, 考生根据自身特长和兴趣选择1门作为选考科目，高校所指定的2门课程可以原始分计入高考总分。同时，建议高校指定的课程中，将物理和历史分别作为理工科专业和文科类专业的指定选考科目之一。

这主要出于两方面的考虑：首先从学科的特点来看，物理是高科技的基础，中学物理主要是教学生对物理学主要领域的知识和概念有正确理解，教他们对物理方法的认知，是培养和提高国民科学素养的重要途径之一(朱邦芳，2016)，在所有选考科目中，物理学科可以直接反映学生的理科认知能力。而历史学科也是同样，它在提高人文素养方面有着不可替代的重要作用。其次，从江苏高考改革十年的发展实践来看，江苏“08方案”在设计之初就提出“不分文理科”，对于选科要求也没有做出明确的限制，但在实施中出现了选科生源和招生计划不匹配的情况。以2008—2010年为例，这三年中报考物理的考生人数下降明显，一度甚至不足报考普通类本科考生总数的50%(见图 1)。这一现象在本次新高考改革首批试点的省份中也同样存在，并引起了一定的关注。出现这种情况的直接后果是考生的选考科目组合与高校的专业限定对生源群体的要求不吻合，也与社会对人才结构的需求不一致，从而给高校的录取带来了矛盾。因此，在2010年江苏对“08方案”进行了调整，文理科分开计划、分开划线、分开录取，并要求文科考生必须选考历史，理科考生必须选考物理。方案调整后，物理科目的报考人数明显增加，文理生源分布也更加均衡。在江苏为新一轮高考改革方案研制所进行的多次调研中，参与征求意见的招生院校、基础教育部门以及考生家长代表也普遍认可指定物理或历史选科，认为此方案更加有利于学科发展和人才培养，能够有效避免由于考生任意选科所造成的盲目性和功利性，同时也能满足高校对于人才培养的基本要求。

三是在进行科目改革的同时，应着力提高考试内容和评价标准的科学性与公平性。应建立学术性的课程标准、表现性标准与试题之间的衔接关系，依据课程标准制定相应的表现性标准，确定不同等级所应掌握的课程标准的程度，进而参照表现性标准开发试题，并根据学生的答题情况评定成绩。整个过程应力求专业和严谨。在理科课程的考核内容上，不仅应关注学科知识的掌握，同时应加强对科学思维能力、探究能力以及科学知识在未来社会中的应用等方面的考查，从而对学生的科学素养水平进行全面、真实地测评。在成绩评定上应以学生实现课程标准的不同程度为依据，而不是由应考时所在的考生群体的水平所决定，同时，应对每年的考试成绩进行等值处理，以确保其可比性和公平性(李欣，2012)。

(三) 突破重点——改革高校招生录取体制

我国现行的高考制度包括了考试评价制度和录取制度两个基本部分，考试评价制度提供的只是录取制度所需要的各种参数，因此，最终还是应将改革的重点回归到录取制度这一原点上来(刘海峰等，2009)。

1.实现招考分离、多元录取。高考改革的瓶颈并非来源于考试本身的缺陷，而是来源于招生体制的制约。目前中国已进入高等教育大众化阶段，升学问题成为社会关注的焦点，社会公众对于高考公平公正的要求和期望很高。但同时我们也必须认识到统一考试在评价学生综合素质方面的局限，应在关注公平的同时，兼顾效率，以实现多元化的改革。建立分类考试、综合评价、多元录取的招生考试制度，根据不同层次、不同类型、不同特点高校的要求，提出分层次、分类别、按批次组织招生录取的办法，以满足不同层次院校对学生的需求。在坚持统考的基础上，实行招考分离，由招考机构负责考试组织，高校负责招生录取，社会负责评价监督。应明确高校在招生中的主体地位，高校根据办学理念和专业的要求选拔合适的考生，教育主管部门通过政策引导、信息服务为高校提供支持，通过建立完整的社会评价、监督机制，完善高考全过程全方位公开机制，以推动中学和高校保障教育公平，从而改进教育教学，提升教育质量。

2.试点真正意义上的高校自主招生。新的高考改革应体现政府转变职能的要求。多年来高考改革较少体现高教法赋予高校的招生自主权，特别是从高分到低分的计算机平行志愿网上录取机制，将考生分数的作用发挥到了极致，很多省份将投档比例确定为1：1，这基本剥夺了高校招生的自主权。建议在保证公平公正、社会监督的前提下，在少数高水平大学试点真正意义上的自主招生，以此作为统一招生考试录取制度的重要补充，从而打破长期以来“大一统”的高校招生模式和“分分计较”的现状，让高校用适合自己的考核方式或要求，录取适合本校和志愿报考本校的学生。江苏从2001年开始试点的自主选拔录取，以及在此基础上从2015年起开展的综合评价录取改革试点，浙江在新一轮高考改革试点中开展的“三位一体”招生，等等，就是在高校自主招生方面的有益尝试。在江苏的综合评价录取中，把考生的高考成绩、高校的考核结果、高中学业水平考试成绩、中学综合素质评价，以及高校自身的培养特色五个维度作为选拔的标准，以满足不同层次院校对学生的需求，这充分给予了高校更多的自主选拔权，使高校可以对学生的思想品德、学习能力以及人文、科学素养等进行全面考核，从而提升了高校人才选拔的针对性和有效性，有助于实现科学选才。建议在条件成熟的前提下进一步扩大实行综合评价录取的院校范围，并进一步扩大高校综合评价或自主测试的成绩占比，真正让高校“自主”选拔到有发展潜力、有创新潜质的生源。

(四) 改革探索——试点一档多投模式下的高校招生录取办法

增加学生选科的自主权和招生录取体制的多样化是新一轮高考改革的核心和亮点。我国现行的高校招生录取方式是把不同学科的统一考试成绩进行累加后，以总分的高低来进行录取。这种统一的高校招生录取模式无论从人才水平的衡量标准，还是高校人才选拔的实际需要上来看都不尽科学，与新高考改革的总体要求也并不匹配，因而并不利于对基础教育的积极引导。因此，建议可以探索分层次、多专业的统一考试，由高校根据学校的定位和不同专业的人才选拔要求对学生的考试科目及成绩提出不同的要求，并选择不同的考卷。如对于数学课程，可以将其分为多个层次或类别，不同层次或类别的数学考试内容有所区别，由高校根据专业人才培养需要提出要求，学生任意选择相应层次的考试。英语课程也可以参照这样的做法。对于学业水平测试科目，考生可以根据提前公布的高校及不同专业的要求选考1—6门，在录取中，每位考生可以结合自己的考试科目、成绩以及个人的兴趣，填报多所满足报考要求的“学校+专业”志愿，考试管理部门根据学生的志愿向所有符合要求的院校投档，院校依据提前公布的招生章程对考生进行预录取，最后综合考生的志愿和院校的实际招生人数确定录取结果。通过这样的方式，可以使考试机构的职能回归本位，也符合中长期规划中“探索招生与考试相对分离的办法，政府宏观管理，专业机构组织实施”的指导思想。同时，这也可以真正实现学生选科的自主性与招生的统一性的协调和一致，促使中学对所有课程开展正常的教育教学，从而有助于对学生综合素质的培养，也有助于进一步推动和促进高校的学科建设。

总之，科学素养的培养，关键在学校教育，高考作为高校人才选拔的有效途径，应积极发挥其对于基础教育教学的导向作用，与基础教育建立良性的互动。考试之道，在促进教学、在选才、在公平公正。我们应始终坚守公平、科学的价值理念，从更广阔的视野看待高考改革，尊重教育规律，稳步推进高考改革和创新，使高考在选拔合适人才、促进人才培养、维护社会公平方面发挥其应有的作用。