当前全国正兴起讨论和实施如何全面提高中华民族的科学素质问题。在此基础上，教育界遵循全国教育工作会议的精神，进行了新一轮的课程教材改革，探讨和实施全面提高中学生的科学素质问题。这是一件非常严肃又具有战略意义的大事，因为它牵涉到人才的培养问题，新一代劳动者的素质，特别是全体公民的科学素质问题，而这些都关系到国家、民族的兴旺发达和长治久安。那么在新的世纪，我们到底应该给中学生什么样的科学素质呢？
从国家利益来看：五种需求
中学生应该具有什么样的科学素养，首先要从国家的需要来看。在21世纪，中华民族的宏伟目标是实现伟大的复兴，到2050年我国将基本实现现代化。为了完成这一惊天动地的伟业，需要培养千百万各行各业的人才。
第一，必须大幅度提高我国的社会生产力，繁荣经济，增强综合国力。
1950年代以后，各国经济发展越来越依靠科学技术。21世纪各国的经济发展更是依赖于现代科学和高技术。发展高技术，实现产业化，已经成为导致经济新的增长点的源泉；用高技术特别是信息技术来改造传统产业已经成为产业结构优化的重要途径。科学技术变为生产力过程，进而导致企业利润的形成，导致国民经济的增长的过程，实际上就是技术创新过程。技术创新主要是企业应用新知识、新技术和新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，提高产品质量，开发新的产品，增强市场竞争的能力和抵御风险的能力。技术创新已经成为我国21世纪实施科教兴国战略的工作抓手。为21世纪技术创新提供强大的人才支撑，是科学教育的历史使命。为此就得从现在的中学生的科学素质抓起，只有提高了中学生的科学素质，才能为日后培养造就千百万人才奠定基础。
第二，必须切实维护好国家安全。
虽然和平和发展是当代的主流，但是还要清醒地看到，天下并不太平，对我国安全和稳定构成威胁的因素还不少，必须做好军事斗争准备和推进军队质量的建设。为此，我们必须贯彻科技强军的战略，不仅要大力发展先进的武器装备、利用高技术改进现有的武器装备，而且在军事训练、作战指挥和后勤保障等各个方面，都要努力利用科技进步的最新成果，增大高科技含量。因此，不但要培养大量的军事科技人才，而且要全面提高我军干部和战士的科学素质。
第三，我国和世界各国一样，都面临着生态环境的恶化，为此必须注意环境保护和资源的合理开发利用，走可持续发展的道路。
为了应付全球气候的变化、防止大气和水体的污染、治理土地荒漠化和保护生物的多样性，都必须依赖科学技术手段和全体公民良好的环境意识。
第四，从长远发展的利益来看，中国必须发展自己的高科技。
在20世纪，科学理论进入了有史以来发展最快的历史时期。科学革命不断发生，相对论、量子力学的产生导致了20年代的物理学革命，分子生物学的产生导致了50年代的生物学革命，板块构造理论的产生导致了60年代的地学革命，等等。在科学革命之后，各学科理论无论在深度和广度上均得到迅猛的发展。同时，新的交叉性学科（如生物化学等）、综合性学科（如环境科学等）和横向性学科（如系统科学等）不断产生。20世纪以来，由于科学对技术的渗透越来越大，技术也取得了惊人的发展。在19世纪下半叶到20世纪初形成的电力技术、化工技术、冶金技术的基础上，从1940年代开始，重大技术发明层出不穷，逐步形成了以信息技术、现代生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技术为主体的高技术群，到1980年代以后，它们已成为当今世界的主流技术。
面向世界，中国必须在世界高科技领域中占有一席之地。如果1960年代以来中国没有自己的“两弹一星”，就不会有今天这样的国际地位。这是一个国家和民族兴旺发达的标志。
第五，必须在全社会形成一种科学的、文明的和健康的生活方式。
在当代，科学技术对社会进步的作用越来越明显。科学技术已经渗透到人们的生活和工作的方方面面，正在迅速改变着人们的生活方式和工作方式，人们应该积极地顺应这种变化，将自己的生活和工作导入文明、科学的轨道，形成一种科学的、文明的和健康的生活方式。我国自古以来虽然有着伟大而丰富的文明成果和优良的文化传统，但相对来说，全社会的科学精神不足乃是一个缺陷，近几年来一些与现代文明相悖的迷信、愚昧活动甚至邪教又日渐泛滥，反科学、伪科学活动也频繁发生，它们日益侵蚀人们的思想，愚弄广大群众，腐蚀青少年一代，严重阻碍着社会主义物质文明和精神文明建设。因此，提高全民族的科学素质，弘扬科学精神，破除迷信，自觉地识别和抵制伪科学，等等，这些都已成为维护社会稳定的重要保证。
从中学生个人发展来看：三个需要
第一，中学生自身全面发展和终身发展的需要。
中学生所处的年龄段，正好是一个人长身体、学知识、培养能力和形成正确的世界观、人生观、价值观的时期。全面提高自己的科学素质，是中学生自身全面发展的迫切需要，也是中学生为将来终身学习与发展奠定基础的需要。
第二，中学生未来生活和工作的需要。
现在的中学生十年以后就是我国社会主义建设的生力军。届时正是我国以技术创新为抓手实施科教兴国战略的时期。技术创新一般具有基础研究、应用研究、技术开发、产品化和商品化几个环节，基础研究的主体是科学家，应用研究的主体是科学家与工程师，技术开发和产品化的主体是工程师、技术员和技术工人，商品化的主体是营销人员，整个过程的完成需要企业家。所以搞好技术创新需要有各种各样和不同层次的科技人才和管理人才，有千千万万个科学家、工程师、企业家、技术员、技术工人和营销人员的岗位等待着现在的中学生。中学生到那时如要成为合格的具有科学发现能力的科学家，具有技术发明能力的工程师和技术员，善于掌握先进技术并勤于改进现有技术的技术工人，具有强烈市场意识和商业运作能力的营销人员，和具有创新意识和管理能力的企业家，那么现在就得努力学习、刻苦实践，逐步养成良好的科学素质。
我们国家事业的发展还需要千千万万个领导干部、教育工作者、文艺工作者、人文工作者和共和国卫士，要做好这些岗位的工作，除了专业知识和技能以外，仍然需要良好的科学素质，这都对现在的中学生科学素质的培养提出了很现实的要求。
第三，中学生未来参与竞争的需要。
现在，我国实行的是社会主义市场经济，在加入WTO以后我国将全方位的进入世界经济，这是一个道地的市场经济。因此现在的中学生在十年以后走向工作岗位时，面临的是一个充满着竞争的世界。届时他们要取得一个好的工作岗位以维持高水平和高质量的生活水准，要使自己的工作在竞争的环境当中取得业绩，必须要有较强的竞争力。而科学素质的高低就是这种竞争力的重要指标之一。
确定科学素质内容的三个原则
根据国家的需求和中学生的需求来规划中学生的科学素质时，还需要考虑如下几条原则。
第一，力求体现科学本质。
对科学素质的概括应建筑在对科学本质正确理解的基础上。过去，有人把科学仅仅理解为是一种“可确证”的知识体系，这实际上是对科学本质的一种狭义的理解。以这个狭义的观点为出发点，科学教育仅仅被理解为科学知识的传授，科学素质仅仅被理解为具有一定的科学知识。显然这种理解是有局限性的。
现在一种更为全面合理的观点是，把科学理解为一种特殊的探究自然的活动。科学探究不仅涉及逻辑推理和实验活动，同时还是一个充满创造性思维的过程。为了使科学活动健康而有效地进行，科学活动受到科学道德和社会一般道德的双重约束。这种约束的结晶就是科学精神。科学强调和尊重经验事实对科学理论的检验。科学理论即科学知识是这种探究活动的结果。科学是认识自然最有效的途径。科学知识反映了人类对自然本质的认识，对自然现象具有解释和预见的功能。科学知识具有相对的稳定性并不断发展和进步，它不是绝对真理，只能在一定的条件与范围内适用，可验证性是科学与伪科学的重要区别之一。科学可以转化为技术，变成改变世界的物质力量。“科学技术是第一生产力，而且是先进生产力的集中体现和主要标志。”科学不仅是科学家的事业，而且是一项全社会的事业。每一个人都应当关注科学技术的发展。
从这种广义的观点出发，科学本质的内涵是多方面的，其过程是科学探究活动，其成果是科学理论知识，其认知主体是科学家，其活动规范是科学精神，其社会功能是促进社会的物质文明和精神文明建设。我们要从这种广义的观点出发，把对科学教育和科学素质的理解，建立在这种对科学本质的认识基础上。科学教育不仅要涉及到科学知识的传授，而且还要涉及到科学探究能力和科学精神的培养，以及对科学、技术与社会关系的认识。
第二，全面提高科学素质。
根据上述广义的科学本质的观点和科学教育的内涵，科学素质就不只是科学知识一个方面，还涉及到科学思想、科学方法和科学精神等方面。
第三,普及性、基础性和发展性相统一。
确定中学生应具备的科学素质的具体内容，应面向全体中学生，而不是少数精英分子，所以它应该具有普及性。同时还应考虑到中学生的年龄特征和认知特点，中学生正处于学知识、长知识的阶段，正处于从具体形象思维向抽象思维过渡的阶段，对其进行科学素质的教育应与这种特点相符。要选择那些对他们这个年龄段来说是最重要、最基本的科学素质。此外，还必须面向世界，面向未来，面向现代化，全面考虑基础性与现代化的关系，基础性与发展性的关系，要选择那些与现代科学技术的发展有关，与学生今后终身学习有关，又是他们能够接受的、能反映时代特征的新内容。
中学生科学素质的内涵：四个方面
中共中央和国务院根据国家社会发展的需要，认为要全面提高中华民族的科学文化素质，即在科学技术知识、科学思想、科学方法和科学精神方面的素质。结合中学生的实际情况，我们认为，中学生的科学素质应涉及到如下四个方面：（1）科学知识与技能；（2）科学探究（过程、方法与能力）；（3）科学态度、情感与价值观；（4）科学、技术与社会。学校的科学教育要以促进每个学生的发展和全面提高青少年的科学素质为核心，以培育科学态度、情感与价值观为主导，以发展学生创新精神、形成独立思考和探索实践能力为重点，以适应学习化社会所需要的基础科学知识及其技能的学习为基础，以理解科学、技术与社会的关系为背景，在自主学习过程中养成科学的行为和习惯。
1．在科学知识与技能方面
中学生应该了解或理解基本科学事实、概念、原理和规律，学会或掌握相应的基本技能。能用所学知识解释生活和生产中的有关现象，解决有关问题。了解科学在现代生活和技术中的应用及其对社会发展的意义。
中学生应该了解生命科学领域、物质科学领域和地球、宇宙及空间科学领域的基本科学事实、概念、原理和规律。如了解生命系统的构成层次，认识生物体的基本构造、生命活动的基本过程，以及人、健康、环境之间的相互关系。逐步领会生物体结构与功能的统一、生物体与环境的统一和进化的观念，认识生命系统是一个复杂的开放的物质系统；了解物质的一些基本性质，认识常见的物质运动形态，理解物质运动及其相互作用过程中的基本概念和原理。初步建立关于物质运动和物质结构的观念，认识能量转化与守恒的意义，会运用简单的模型解释物质的运动和特性；了解地球、太阳系和宇宙的基本情况及其运动变化的规律，了解人类在空间科学技术领域的成就及其重大意义。了解在人类生存的地球环境中阳光、大气、水、地壳、土壤等是相互联系、相互影响、相互制约的整体，建立人与自然和谐相处的观念，等等。
中学生还应该了解科学上的具有一般性的统一的科学概念和原理，如物质、运动与相互作用，能量，信息，系统、结构与功能，演化、平衡、守恒等概念及其相关原理，它们反映了自然界的内在的统一性。
2.在科学探究（过程、方法与能力）方面
科学探究是科学方法的核心。通过科学教育，中学生应在小学科学教育的基础上进一步发展科学探究所需要的能力，增进对科学探究的理解。具体包括以下内容：（1） 发展观察现象和提出问题的能力，增进对提出问题意义的理解；（2） 发展提出猜想和形成假设的能力，了解假设对科学探究的作用；（3）发展制定计划、进行简单的实验设计和手脑并用的实践能力，认识实验在科学探究中的重要性；（4）发展收集信息和处理信息（特别是通过观察与实验获取证据）的能力，理解收集、处理信息的技术对科学探究的意义；（5）发展科学解释和评价的能力，了解科学探究需要运用科学原理、模型和理论；（6）发展表达和交流的能力，认识表达和交流对科学发展的意义，认识探究的成果可能对科学决策产生积极的影响。
在这里还必须指出的是，中学生应当初步形成分析的能力，也要有综合的能力，从整体上认识自然、观察与解决问题的能力的培养，同样是我们必须对他们提出要求的。
3.在科学态度、情感与价值观方面
科学态度、情感与价值观是科学精神的重要内容。通过科学教育，中学生应初步具有如下的科学精神：（1）热爱自然，对自然界保持较强的好奇心，养成与自然界相协调的生活态度；（2）热爱科学，反对迷信，不断提高对科学的兴趣，关心科学技术的发展；（3）勇于创新，独立思考，敢于提出自己的新见解；（4）崇尚真理，尊重反映客观事实和客观规律的科学原理；（5）严谨求实，依据客观事实得出结论，能够根据科学事实修正自己的观点；（6）养成善于与人交流和协作的习惯；（7）增强社会责任感，形成用科技知识为祖国和人民服务的意识。
4.在科学、技术与社会的关系方面
理解科学、技术与社会的关系是现代公民科学素质的重要内涵，通过科学教育，中学生应当：（1）了解科学与技术的区别和联系；（2）初步认识科学推动技术进步、技术又促进科学发展的相互关系，初步认识社会需求是科学技术发展的强大动力；（3）了解科学技术在当代社会经济发展中已成为一种决定性因素，科学技术是第一生产力；（4）了解科学技术不仅推动物质文明的进步，也促进精神文明的建设与发展，科学技术是一项重要的社会事业，每一个公民都应该关心这项事业；（5）了解技术也会对自然、人类生活和社会产生负面影响，初步懂得实施可持续发展战略的意义；（6）初步形成关注环境、资源等社会重大问题的意识，增强社会责任感，知道应当用科学的原理和方法解释自然现象和解决生活中遇到的实际问题。
[1]邓小平文选第三卷.北京：人民出版社，1993
[2]江泽民.论科学技术.北京：中央文献出版社，2001
[3]教育部制定.科学（7～9年级）课程标准(实验稿).北京：北京师范
大学出版社，2001
[4]联合国教科文组织编著.学会生存——教育世界的今天和明天.
北京：教育科学出版社，1996
