Научная грамотность или научная грамотность охватывает письменную , числовую и цифровую грамотность, поскольку они относятся к пониманию науки , ее методологии , наблюдений и теорий . Научная грамотность в основном касается понимания научного метода , единиц и методов измерения , эмпиризма и понимания статистики, в частности корреляций и качественных в сравнении с количественными наблюдениями и совокупной статистикой , а также базового понимания основных научных областей, таких как физика , химия , биология , экология , геология и вычисления .
Рамочная программа Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) по международной оценке образовательных достижений учащихся (PISA) (2015) определяет научную грамотность как «способность заниматься вопросами, связанными с наукой, и идеями науки в качестве мыслящего гражданина». [1] Таким образом, человек, обладающий научной грамотностью, готов участвовать в обоснованном обсуждении науки и технологий, что требует компетенций для:
По данным Национального центра статистики образования США, «научная грамотность — это знание и понимание научных концепций и процессов, необходимых для принятия личных решений, участия в гражданских и культурных делах и экономической производительности». [2] Научно грамотный человек определяется как тот, кто обладает способностью:
Научную грамотность можно также определить языком, схожим с определениями океанической грамотности [4], грамотности в области наук о Земле [5] и климатической грамотности [6] . Таким образом, человек, обладающий научной грамотностью, может:
Наконец, научная грамотность может включать в себя особые отношения к изучению и использованию науки. Научно-грамотные граждане способны самостоятельно исследовать вопросы фактов. [7]
Реформы в области научного образования в Соединенных Штатах часто были обусловлены стратегическими задачами, такими как запуск спутника в 1957 году и японский экономический бум в 1980-х годах. [8] Термин «научная грамотность» был популяризирован Полом Хердом в 1958 году, [9] когда он заявил, что непосредственной проблемой в образовании является «ликвидация разрыва между богатством научных достижений и нищетой научной грамотности в Америке». [10] По мнению Херда, быстрые инновации в науке и технологиях требовали образования, «соответствующего вызовам нарождающейся научной революции». [10] В основе призыва Херда лежала идея, «что некоторое владение наукой является необходимой подготовкой к современной жизни». [9]
Первоначальные определения научной грамотности включали разработку содержания, которое люди должны понимать, часто следуя несколько традиционным линиям ( биология , химия , физика ). Науки о Земле были несколько узко определены как расширенные геологические процессы. В течение десятилетия после этих первоначальных документов ученые-океанологи и педагоги пересмотрели понятие научной грамотности, включив в него более современные, системно-ориентированные взгляды на естественный мир, что привело к программам научной грамотности для океана , климата , наук о Земле и так далее.
Начиная с 1950-х годов, научная грамотность все больше подчеркивает, что научное знание социально обусловлено и находится под сильным влиянием личного опыта. [9] Научная грамотность рассматривается как право человека [11] , а практическое знание науки и ее роли в обществе рассматривается как требование для ответственных членов общества , которое помогает среднестатистическим людям принимать более обоснованные решения и обогащать свою жизнь. [12] [13] В Соединенных Штатах это изменение акцентов можно отметить в конце 1980-х и начале 1990-х годов с публикацией «Науки для всех американцев» [14] и «Этапов научной грамотности» . [15]
Национальные стандарты естественнонаучного образования (1996) определяют научную грамотность как «знание и понимание научных концепций и процессов, необходимых для личного принятия решений, участия в гражданских и культурных делах и экономической производительности». [16] Кроме того, в нем подчеркивается, что научная грамотность — это не просто вопрос запоминания конкретного научного содержания. Она включает в себя развитие ключевых способностей или навыков. «Научная грамотность означает, что человек может задавать вопросы, находить или определять ответы на вопросы, полученные из любопытства к повседневному опыту. Это означает, что человек обладает способностью описывать, объяснять и предсказывать природные явления». [17]
Некоторые подчеркивают важность основополагающего «этоса», который позволяет участвовать в научных дебатах и сообществах. Ключевые нормы таковы: наблюдения и гипотезы научного открытия являются частью совместного процесса; важны идеи, а не статус человека, который их высказывает; важны беспристрастные доказательства, а не желаемые результаты; и утверждения, выходящие за рамки наблюдений, должны подвергаться проверке. [18]
Совсем недавно призывы к «научной грамотности» определили дезинформацию и дезинформацию как опасности. Они предполагают, что гражданская научная грамотность, научная грамотность цифровых медиа и когнитивная научная грамотность являются важными компонентами образования, если люди хотят быть научно информированными и участвовать в индивидуальном и коллективном принятии решений в демократическом обществе. [19]
Сравнения взглядов граждан и ученых, проведенные Pew Research Center, показывают, что они занимают совершенно разные позиции по ряду вопросов, связанных с наукой, инженерией и технологиями. И граждане, и ученые оценивают образование STEM в США на уровне K–12 плохо. [20]
Взаимозависимость людей и нашей природной среды лежит в основе научной грамотности в системах Земли. Согласно общенациональному консенсусу среди ученых и педагогов, эта грамотность состоит из двух ключевых частей. Во-первых, определяется грамотный человек на языке, который перекликается с приведенным выше определением научной грамотности. Во-вторых, перечисляется набор концепций, организованных в шесть-девять больших идей или основных принципов. Этот процесс определения был предпринят сначала для грамотности в области океана, [4] затем для Великих озер , [21] эстуариев , [22] атмосферы , [23] и климата. [6] Грамотность в области наук о Земле [5] является одним из типов грамотности, определенных для систем Земли; качества человека, грамотного в области наук о Земле, являются репрезентативными для качеств для всех определений грамотности в области системы Земли.
По данным Инициативы по повышению грамотности в области наук о Земле, человек, обладающий знаниями в области наук о Земле:
Все типы грамотности в системах Земли имеют определение, подобное приведенному выше. Грамотность в отношении океана далее определяется как «понимание нашего воздействия на океан и воздействия океана на нас». [4] Аналогичным образом, веб-сайт по грамотности в отношении климата включает руководящий принцип для принятия решений: «люди могут принять меры для уменьшения изменения климата и его последствий». [6] Затем каждый тип грамотности в отношении систем Земли определяет концепции, которые учащиеся должны понимать после окончания средней школы. Текущие образовательные усилия в области грамотности в отношении систем Земли, как правило, больше сосредоточены на научных концепциях, чем на аспекте принятия решений в грамотности, но экологические действия остаются заявленной целью.
Тема науки в социально значимом контексте появляется во многих обсуждениях научной грамотности. Идеи, которые появляются в науках о жизни, включают намек на экологическую грамотность , «благополучие Земли». Робин Райт, автор Cell Biology Education , сетует: «Будут ли непонимание или отсутствие знаний [студентов] о науке угрозой нашему демократическому образу жизни и национальной безопасности?» [24] Обсуждение физической грамотности включает энергосбережение , истощение озонового слоя и глобальное потепление . [25] Заявление о миссии проекта Chemistry Literacy Project включает экологическую и социальную справедливость. [26] Технологическая грамотность определяется в трехмерном координатном пространстве; на оси знаний отмечается, что технология может быть рискованной, и что она «отражает ценности и культуру общества». [27] Энергетическая грамотность может похвастаться несколькими веб-сайтами, включая один, связанный с климатической грамотностью. [6]
Отношение к науке может оказывать значительное влияние на научную грамотность. В теории образования понимание содержания лежит в когнитивной области, в то время как отношение лежит в аффективной области. [28] Таким образом, негативное отношение, такое как страх перед наукой, может действовать как аффективный фильтр и препятствие для понимания и будущих целей обучения. Известно, что в Соединенных Штатах отношение учащихся к науке ухудшается, начиная с четвертого класса, и продолжает ухудшаться в средней и старшей школе. [29] Это начало негативных чувств к науке проистекает из большего акцента на оценках. Учащиеся начинают чувствовать, что они достигают меньшего, что приводит к потере мотивации в классе и снижению участия учащихся. Было хорошо задокументировано, что учащиеся, которые сохраняют высокую мотивацию к обучению, будут иметь более позитивное отношение к предмету. [30] Исследования отношения студентов колледжей к изучению физики показывают, что эти отношения можно разделить на категории связей с реальным миром, личных связей, концептуальных связей, усилий учащихся и решения проблем. [31]
Аспект принятия решений научной грамотности предполагает дальнейшее отношение к состоянию мира, ответственности за его благополучие и чувство полномочий, чтобы что-то изменить. Эти отношения могут быть важными мерами научной грамотности, как описано в случае океанической грамотности. [32]
В классах K–12 стандарты обучения обычно не затрагивают аффективную сферу из-за сложности разработки стратегий обучения и оценки отношения учащихся. Было показано, что многие современные стратегии обучения оказывают положительное влияние на отношение учащихся к науке, включая использование ориентированного на учащихся обучения , инновационных стратегий обучения и использование различных методов обучения. [29] [30] [33] Также было показано, что проектное обучение улучшает отношение учащихся к предмету и улучшает их навыки научной обработки. [30]
Учителя могут использовать шкалы Лайкерта или дифференциальные шкалы для определения и отслеживания изменений в отношении учащихся к науке и ее изучению.
Сторонники научной грамотности, как правило, фокусируются на том, что изучается к моменту окончания учащимся средней школы. Научная грамотность всегда была важным элементом движения за стандарты в образовании. Все документы по научной грамотности были составлены с явным намерением повлиять на образовательные стандарты как средство управления учебной программой, преподаванием, оценкой и, в конечном счете, обучением по всей стране. [34] Более того, научная грамотность обеспечивает важную основу для принятия обоснованных социальных решений. Наука — это человеческий процесс, осуществляемый в социальном контексте, что делает ее актуальной как часть нашего научного образования. Для того чтобы люди могли принимать обоснованные решения, каждый должен стремиться улучшить свою научную грамотность. [35]
Соответствующие исследования предложили способы более эффективного продвижения научной грамотности среди студентов. [36] [37] [38] Программы по продвижению научной грамотности среди студентов изобилуют, включая несколько программ, спонсируемых технологическими компаниями, а также викторины и научные ярмарки. Частичный список таких программ включает Global Challenge Award , National Ocean Sciences Bowl и Action Bioscience. [39]
Некоторые организации пытались сравнить научную грамотность взрослых в разных странах. ОЭСР обнаружила, что научная грамотность в Соединенных Штатах не отличается существенно от среднего показателя по ОЭСР. [40] Science News сообщает: «Новый показатель США, основанный на анкетах, проведенных в 2008 году, на семь процентных пунктов отстает от Швеции, единственной европейской страны, которая превзошла американцев. Показатель США немного выше, чем в Дании, Финляндии, Норвегии и Нидерландах. И он вдвое превышает показатель 2005 года в Соединенном Королевстве (и коллективный показатель для Европейского союза)». [41]
Преподаватели университетов пытаются разработать надежные инструменты для измерения научной грамотности, а использование концептуальных описей растет в областях физики, астрономии, химии, биологии [42] и наук о Земле. [43]
