Научная грамотность

Научная грамотность или научная грамотность включает в себя письменную , цифровую и цифровую грамотность, поскольку они относятся к пониманию науки , ее методологии , наблюдений и теорий . Научная грамотность в основном связана с пониманием научного метода , единиц и методов измерения , эмпиризма и понимания статистики в конкретных корреляциях , качественных и количественных наблюдений и совокупной статистики , а также базового понимания основных научных областей, таких как физика. , химия , биология , экология , геология и вычисления .

Определение

Программа международной оценки учащихся (PISA) Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) (2015 г.) определяет научную грамотность как «способность заниматься научными вопросами и идеями науки как размышляющий гражданин». ." Таким образом, научно грамотный человек готов участвовать в аргументированном дискурсе о науке и технологиях, который требует компетенций для:

• Объясняйте явления с научной точки зрения – распознавайте, предлагайте и оценивайте объяснения ряда природных и технологических явлений.
• Оценивать и разрабатывать научные исследования – описывать и оценивать научные исследования и предлагать способы научного решения вопросов.
• Интерпретируйте данные и доказательства с научной точки зрения – анализируйте и оценивайте данные, утверждения и аргументы в различных представлениях и делайте соответствующие научные выводы.

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, а также экономической продуктивности». Научно грамотным человеком считается тот, кто обладает способностью:

• Понимать, экспериментировать и рассуждать, а также интерпретировать научные факты и их значение.
• Спрашивайте, находите или находите ответы на вопросы, возникающие из любопытства относительно повседневного опыта.
• Описывать, объяснять и прогнозировать явления природы .
• Читайте статьи с пониманием науки в популярной прессе и участвуйте в общественной беседе о обоснованности выводов.
• Определить научные проблемы, лежащие в основе национальных и местных решений, и выразить позиции, которые являются научно и технологически обоснованными.
• Оценивать качество научной информации на основе ее источника и методов ее получения.
• Выдвигайте и оценивайте аргументы, основанные на фактах, и соответствующим образом применяйте выводы из таких аргументов.

Научная грамотность также может быть определена на языке, аналогичном определениям океанической грамотности: Грамотность в области наук о Земле и климатическая грамотность. Таким образом, научно грамотный человек может:

• Понимать науку, имеющую отношение к экологическим и социальным проблемам.
• Четко рассказывайте о науке.
• Принимайте обоснованные решения по этим вопросам.

Наконец, научная грамотность может включать в себя особое отношение к изучению и использованию науки. Научно грамотные граждане способны самостоятельно исследовать факты.

История

Реформы научного образования в Соединенных Штатах часто были вызваны стратегическими проблемами, такими как запуск спутника «Спутник» в 1957 году и экономический бум в Японии в 1980-х годах. Выражение «научная грамотность» было популяризировано Полом Хердом в 1958 году. когда он заявил, что ближайшей проблемой образования является «сокращение разрыва между богатством научных достижений и бедностью научной грамотности в Америке». По мнению Херда, быстрые инновации в науке и технологиях требовали образования, «подходящего для решения задач зарождающейся научной революции». В основе призыва Херда лежала идея, «что определенное овладение наукой является необходимой подготовкой к современной жизни».

Первоначальные определения научной грамотности включали разработку содержания, которое люди должны понимать, часто следуя несколько традиционным направлениям ( биология , химия , физика ). Науку о Земле определяли в несколько узком смысле как расширенные геологические процессы. Спустя десятилетие после этих первоначальных документов ученые-океанологи и преподаватели пересмотрели понятие научной грамотности, включив в него более современные, системно-ориентированные взгляды на мир природы, что привело к созданию программ научной грамотности в области наук об океане , климате , науках о Земле и так далее.

С 1950-х годов научная грамотность все больше подчеркивает, что научное знание находится в социальной ситуации и находится под сильным влиянием личного опыта. Научная грамотность рассматривается как право человека а практическое знание науки и ее роли в обществе рассматривается как требование для ответственных членов общества , которое помогает обычным людям принимать более правильные решения и обогащать свою жизнь. В Соединенных Штатах это изменение акцентов можно отметить в конце 1980-х и начале 1990-х годов, когда была опубликована книга « Наука для всех американцев». и Показатели научной грамотности .

Национальные стандарты научного образования (1996 г.) определяют научную грамотность как «знание и понимание научных концепций и процессов, необходимых для принятия личных решений, участия в гражданских и культурных делах, а также экономической продуктивности». Кроме того, он подчеркнул, что научная грамотность – это не просто вопрос запоминания конкретного научного содержания. Это включало развитие ключевых способностей или навыков. «Научная грамотность означает, что человек может задавать, находить или определять ответы на вопросы, возникающие из любопытства относительно повседневного опыта. Это означает, что человек обладает способностью описывать, объяснять и предсказывать природные явления».

Некоторые подчеркивают важность основополагающего «этоса», который позволяет участвовать в научных дебатах и ​​сообществах. Ключевые нормы заключаются в том, что наблюдения и гипотезы научных открытий являются частью общего процесса; что важны идеи, а не статус человека, который их озвучивает; что важны бескорыстные доказательства, а не желаемые результаты; и что утверждения, выходящие за рамки наблюдений, должны подвергаться проверке.

Совсем недавно призывы к «научной грамотности» определили дезинформацию и дезинформацию как опасность. Они предполагают, что гражданско-научная грамотность, грамотность в области цифровых медиа и когнитивно-научная грамотность являются важными компонентами образования, если люди хотят быть научно информированными и участвовать в индивидуальном и коллективном принятии решений в демократическом обществе.

Сравнение взглядов граждан и ученых, проведенное исследовательским центром Pew, показывает, что они занимают совершенно разные позиции по ряду вопросов, связанных с наукой, техникой и технологиями. И граждане, и ученые плохо оценивают K–12 образование STEM в США.

Наука, общество и окружающая среда

Взаимозависимость людей и нашей природной среды лежит в основе научной грамотности в системах Земли. Согласно общенациональному консенсусу ученых и педагогов, эта грамотность состоит из двух ключевых частей. Во-первых, определяется грамотный человек, используя язык, который перекликается с приведенным выше определением научной грамотности. Во-вторых, перечисляется набор концепций, организованных в шесть-девять больших идей или основных принципов. Этот определяющий процесс был предпринят сначала для океанической грамотности, затем для Великих озер , устья , атмосфера ​ , и климат. Грамотность в области наук о Земле является одним из типов грамотности, определенных для систем Земли; Качества человека, грамотного в области наук о Земле, являются репрезентативными для всех определений грамотности в системе Земля.

Согласно Инициативе по повышению грамотности в науках о Земле, человек, грамотный в области наук о Земле:

• понимает фундаментальные концепции многих систем Земли
• знает, как найти и оценить научно достоверную информацию о Земле
• содержательно рассказывает о науке о Земле
• способен принимать обоснованные и ответственные решения относительно Земли и ее ресурсов

Все виды грамотности в системах Земли имеют определение, подобное приведенному выше. Океаническая грамотность далее определяется как «понимание нашего влияния на океан и влияния океана на нас». Аналогичным образом, веб-сайт по климатической грамотности включает руководящие принципы для принятия решений; «Люди могут принять меры для уменьшения изменения климата и его последствий». Затем каждый тип грамотности в отношении систем Земли определяет концепции, которые учащиеся должны понимать после окончания средней школы. Текущие образовательные усилия по повышению грамотности систем Земли, как правило, больше сосредотачиваются на научных концепциях, чем на аспекте грамотности, связанном с принятием решений, но действия по охране окружающей среды остаются заявленной целью.

Тема науки в социально значимом контексте появляется во многих дискуссиях о научной грамотности. Идеи, возникающие в науках о жизни, включают в себя намек на экологическую грамотность , «благополучие Земли». Робин Райт, автор журнала « Образование в области клеточной биологии» , сетует: «Не поставят ли недопонимание [студентов] или недостаток знаний о науке под угрозу наш демократический образ жизни и национальную безопасность?» Обсуждение физической грамотности включает вопросы сохранения энергии , разрушения озонового слоя и глобального потепления . Миссия проекта «Химическая грамотность» включает экологическую и социальную справедливость. Технологическая грамотность определяется в трехмерном координатном пространстве; по оси знаний отмечается, что технологии могут быть рискованными и что они «отражают ценности и культуру общества». Энергетическая грамотность может похвастаться несколькими веб-сайтами, в том числе одним, посвященным климатической грамотности.

Отношение к науке

Отношение к науке может оказать существенное влияние на научную грамотность. В теории образования понимание содержания лежит в когнитивной сфере, тогда как отношения лежат в аффективной сфере. Таким образом, негативное отношение, такое как страх перед наукой, может действовать как аффективный фильтр и препятствие на пути к пониманию и достижению будущих целей обучения. Известно, что в Соединенных Штатах отношение учащихся к науке снижается начиная с четвертого класса и продолжает снижаться в средней и старшей школе. Это начало негативных чувств по отношению к науке связано с большим вниманием, уделяемым оценкам. Учащиеся начинают чувствовать, что они достигают меньших результатов, из-за чего они теряют мотивацию в классе, и активность учащихся падает. Доказано, что учащиеся, сохраняющие высокую мотивацию к обучению, будут иметь более позитивное отношение к предмету. Исследования отношения студентов колледжей к изучению физики показывают, что это отношение можно разделить на категории связей с реальным миром, личных связей, концептуальных связей, студенческих усилий и решения проблем.

Аспект научной грамотности, связанный с принятием решений, предполагает дальнейшее отношение к состоянию мира, ответственность человека за его благополучие и чувство способности изменить ситуацию. Такое отношение может быть важным показателем научной грамотности, как это описано в случае океанической грамотности.

В классе K–12 стандарты обучения обычно не затрагивают аффективную сферу из-за трудностей в разработке стратегий обучения и оценке отношения учащихся. Было доказано, что многие современные стратегии обучения оказывают положительное влияние на отношение учащихся к науке, включая использование личностно-ориентированного обучения , инновационные стратегии обучения и использование различных методов обучения. Также было показано, что обучение на основе проектов улучшает отношение учащихся к предмету и улучшает их навыки научной обработки.

Учителя могут использовать шкалы Лайкерта или дифференциальные шкалы для определения и мониторинга изменений в отношении учащихся к науке и ее изучению.

Продвижение и измерение

Сторонники научной грамотности склонны сосредотачиваться на том, что изучается к моменту окончания 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 стимулирования учебной программы, преподавания, оценки и, в конечном итоге, обучения по всей стране. Более того, научная грамотность обеспечивает важную основу для принятия обоснованных социальных решений. Наука – это человеческий процесс, осуществляемый в социальном контексте, что делает ее актуальной частью нашего научного образования. Чтобы люди могли принимать обоснованные решения, каждый должен стремиться повысить свою научную грамотность.

Соответствующие исследования предложили способы более эффективного повышения научной грамотности среди студентов. Существует множество программ по повышению научной грамотности среди студентов, в том числе несколько программ, спонсируемых технологическими компаниями, а также викторины и научные ярмарки. Неполный список таких программ включает премию Global Challenge , Национальную чашу наук об океане и Action Bioscience.

Некоторые организации попытались сравнить научную грамотность взрослых в разных странах. ОЭСР обнаружила, что научная грамотность в Соединенных Штатах существенно не отличается от среднего показателя по ОЭСР. Science News сообщает: «Новый показатель в США, основанный на анкетах, заполненных в 2008 году, на семь процентных пунктов отстает от Швеции, единственной европейской страны, которая превосходит американцев. Показатель в США немного выше, чем в Дании, Финляндии, Норвегии и Нидерландах. И это вдвое превышает показатель 2005 года в Соединенном Королевстве (и коллективный показатель для Европейского Союза)».

Преподаватели университетов пытаются разработать надежные инструменты для измерения научной грамотности, а использование реестров понятий растет в областях физики, астрономии, химии и биологии. и наука о Земле.

См. также

• Медицинская грамотность
• Осведомленность общественности о науке
• Образование в области науки, технологий, общества и окружающей среды
• Научная деятельность
• Чувство науки , поощрение научно обоснованного подхода к научным и технологическим разработкам.
• области STEM

Ссылки

• Адамс, ВК; Перкинс, К.К.; Подолефский, Н.С.; Дубсон, М.; Финкельштейн, Северная Дакота; Виман, CE (2006). «Новый инструмент для измерения убеждений студентов о физике и изучении физики: Исследование отношения к науке в Колорадо» . Специальные темы физического обзора — исследования в области физического образования . 2 (1): 010101. Бибкод : 2006PRPER...2a0101A . doi : 10.1103/PhysRevSTPER.2.010101 .
• Американская ассоциация содействия развитию науки (1993). Показатели научной грамотности . Издательство Оксфордского университета . ISBN  978-0-19-508986-8 .
• Американский институт биологических наук (2011). «Действие Бионаука» . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Блум, бакалавр наук ; Энгельхарт, доктор медицинских наук; Ферст, Э.Дж.; Хилл, Вашингтон; Кратволь, ДР (1969). Таксономия образовательных целей: классификация образовательных целей . Аддисон-Уэсли . ISBN  978-0-679-30211-7 .
• Проект «Химическая грамотность» (2009). «Проект «Химическая грамотность» . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Сеть климатической грамотности (2011 г.). «Климатическая грамотность» . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Кудабак, Синтия (2008). «Океанская грамотность: это нечто большее, чем просто содержание» . Океанография . 21 (4): 10–11. дои : 10.5670/oceanog.2008.21 .
• Инициатива по повышению грамотности в области наук о Земле (2009 г.). «Принципы грамотности в области наук о Земле: большие идеи и поддерживающие концепции наук о Земле» . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Гамире, Эльза; Пирсон, Грег, ред. (2006). Tech Tally: подходы к оценке технологической грамотности . Пресса национальных академий . дои : 10.17226/11691 . ISBN  978-0-309-10183-7 .
• Хобсон, Искусство (2003). «Физическая грамотность, энергетика и окружающая среда» (PDF) . Физическое образование . 38 (2): 109–114. Бибкод : 2003PhyEd..38..109H . дои : 10.1088/0031-9120/38/2/301 . S2CID   250742800 .
• Либаркин, Ю.К.; Уорд, ЭМГ; Андерсон, Юго-Запад; Кортемейер, Г.; Реберн, СП (2011). «Пересмотр перечня концепций геолого-геофизических исследований: призыв к сообществу». ГСА сегодня . 21 (8): 26–28. Бибкод : 2011GSAT...21h..26L . дои : 10.1130/G110GW.1 .
• Климковски, Майкл В.; Андервуд, Соня М.; Гарвин-Доксас, Р. Кэтлин (2010). «Инструмент биологических концепций (BCI): диагностический инструмент для выявления мышления учащихся». arXiv : 1012.4501v1 [ q-bio.OT ].
• Национальная академия наук (1996). Национальные стандарты научного образования (отчет). Национальная Академия Пресс .
• Национальный центр статистики образования (2011). «Международная математическая и естественная грамотность (показатель 16-2011)» . Состояние образования . Архивировано из оригинала 31 января 2012 года . Проверено 20 сентября 2011 г.
• НОАА (2008). «Эстуарная грамотность» . эстуарии.gov . Проверено 20 сентября 2011 г.
• «Океанская грамотность: понимание влияния океана на вас и вашего влияния на океан» . Сеть океанической грамотности. 2011 . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Программа колледжа морских грантов штата Огайо (2010 г.). «Грамотность Великих озер» . Архивировано из оригинала 21 апреля 2021 года . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Резерфорд, Ф. Джеймс; Альгрен, Эндрю (1991). Наука для всех американцев: образование для меняющегося будущего . Издательство Оксфордского университета . ISBN  978-0-19-506771-2 .
• Резерфорд, Ф. Джеймс (1997). «Спутник и научное образование» . Размышляя о «Спутнике»: связывая прошлое, настоящее и будущее реформы образования . Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия наук .
• УКАР (2007). «Грамотность в области науки об атмосфере: основные принципы и фундаментальные концепции науки об атмосфере» . Проверено 20 сентября 2011 г.
• Райт, Робин (2005). «Курсы бакалавриата по биологии для неученых: к полноценной учебной программе» . Образование в области клеточной биологии . 4 (3): 189–196. дои : 10.1187/cbe.05-04-0075 . ПМК   1201698 . ПМИД   16220140 .
• Ралофф, Джанет (13 марта 2010 г.). «Научная грамотность: курсы в колледжах США действительно имеют значение» . Новости науки . Архивировано из оригинала 15 июня 2010 года . Проверено 9 января 2020 г.

Дальнейшее чтение

• Байби, Роджер В. (1997). Достижение научной грамотности: от целей к практике . Хайнеманн . ISBN  978-0-435-07134-9 .
• ДеБоер, Джордж Э. (2000). «Научная грамотность: еще один взгляд на ее историческое и современное значение и ее связь с реформой научного образования» (PDF) . Журнал исследований в области преподавания естественных наук . 37 (6): 582–601. Бибкод : 2000JRScT..37..582D . doi : 10.1002/1098-2736(200008)37:6<582::AID-TEA5>3.0.CO;2-L . Проверено 13 мая 2018 г.
• Файнштейн, Ной (январь 2011 г.). «Спасение научной грамотности» . Научное образование . 95 (1): 168–185. Бибкод : 2011SciEd..95..168F . дои : 10.1002/sce.20414 .
• Хейзен, Роберт М .; Трефил, Джеймс (2009). Наука имеет значение: достижение научной грамотности (переиздание). Якорь . ISBN  978-0-307-45458-4 .
• Херд, PD (октябрь 1958 г.). «Научная грамотность: ее значение для американских школ» (PDF) . Образовательное лидерство . 16 :13–16, 52 . Проверено 13 мая 2018 г.
• Херд, Пол ДеХарт (июнь 1998 г.). «Научная грамотность: новые умы для меняющегося мира». Научное образование . 82 (3): 407–416. Бибкод : 1998SciEd..82..407H . doi : 10.1002/(SICI)1098-237X(199806)82:3<407::AID-SCE6>3.0.CO;2-G .
• Миллер, Джон Д. (21 декабря 2016 г.). «Измерение гражданской научной грамотности». Общественное понимание науки . 7 (3): 203–223. дои : 10.1088/0963-6625/7/3/001 . S2CID   145145348 .
• Национальные академии наук, техники и медицины (2016 г.). Научная грамотность: концепции, контексты и последствия . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. ISBN  978-0-309-44756-0 .
• Рот, Вольф-Майкл; Бартон, Анджела Калабрезе (2004). Переосмысление научной грамотности . Критическая социальная мысль. ISBN  978-0-415-94842-5 .