蔡基刚/ 科学素养视角下的高校创新人才培养：公共英语课程改革研究

蔡基刚应用语言学研习 2022-06-09

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来源：北京第二外国语学院学报公众号

转载编辑：研习君

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原创蔡基刚

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摘要：目前，国家急需创新人才，这对我国高校的公共英语课程内容设置提出了挑战。公共英语教学通常被定义为人文教育，致力于在进行语言教学的同时提高大学生的人文素养。笔者认为这一理念是片面的，既不能适应培养创新人才的要求，也不能适应日新月异的科学技术的发展对大学生能力提升的要求。在培养学生人文素养的同时，也不应忽视对科学素养的培养。为此，公共英语课程内容必须改革，以科学知识、信息素养、批判性思辨能力和解决问题的能力等为核心，努力提高大学生的科学素养。

关键词：外语教育；大学英语；创新人才；人文教育；科学素养；思辨能力

DOI：10.12002/j.bisu.324

引言

为缩小与西方发达国家在科学技术领域上的差距，我国把培养科技创新人才当作新时代高等教育最重要的战略任务之一。2019 年，中共中央、国务院印发《中国教育现代化 2035》，要求各高校加强创新人才特别是拔尖创新人才的培养。以往外语界部分研究者认为，创新人才培养是工科、农科或医科等其他学科的事情，与外语教育没有关系。笔者对高校创新人才培养持有不同的观点。外语教育是人文学科中一个特殊的学科，科技、经济等领域的国际交流需要语言载体，传播先进的科学知识、科学方法和科学精神也离不开外语。因此，笔者认为，外语教育是人文学科中最能与理工医农等学科进行交叉的学科，利用外语开展科学素养教育，一定能够促进大学生创新能力的培养。本文将探索高校公共英语教学如何提升大学生的科学素养，切实培养其创新思维和创新能力，并对公共英语课程内容改革提出相应的建议。

一. 科学素养是创新能力的源泉

激发创新能力首先需要培养创新思维。创新思维是以新颖独创的方法解决问题的思维过程，可以突破常规思维的界限，从超常规甚至反常规的视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生创造性的、独到的思维成果。创新思维的上述要素正是科学教育的核心内容。大学生的科学素养能力是未来科技创新的基础和源泉，因此，笔者认为，科学素养在一定程度上甚至比人文素质更加重要，这与人文学科和自然学科的学科属性有关。人文学科是基于过去的，多是针对历史上的一个文学作品、一个法律案例或一个已发生的事件用现在的眼光或从不同的角度进行理解和解读，因此，其研究往往基于历史或围绕过去，具有回溯性和传承性的特点。而自然学科是面向未来的，以找到新发现为目标，其研究是基于对过去定律和现有理论的否定与推翻，因此，科学的本质是质疑、批判以及证实 / 证伪。这种知识建构的迭代性特点决定了在西方高校中人文学科的边缘化和自然学科的迅猛发展（Maton，2006）。这也就是为什么教育部开始把高校发展重心放在科技创新上，提出“六卓越一拔尖”，强调新工科、新医科和新农科的建设和发展的原因。

《中国科学技术史》作者、英国学者李约瑟曾发问：“在公元 1 世纪到公元 15 世纪的漫长岁月中，中国人在应用自然知识满足人的需要方面，曾经胜过欧洲人，但近代科学革命为什么没有在中国发生呢？”（江晓原，2018）这就是著名的“李约瑟之问”。中外学者曾尝试从不同角度予以回答，但仁者见仁，智者见智，并没有一个统一的答案。笔者认为，技术和技术创新都是表面展现出来的东西，深层次的原因在于科学态度和科学素养。

科学与技术是两个完全不同的概念，不能用“科技”这一复合词来替代。“科学通过实验或逻辑推理对事物的物性、结构和各种关系进行分析，以揭示物质运动的规律，或者提出和验证各种设想与理论。”（蔡基刚，2019c）因此，科学是一种基础研究，不以任何应用和使用为目的。技术创新则是为达到某一实用目的而采取的新方法或新材料等，旨在提高人类生活质量。科学革命带来的是理论知识体系的发现（discovery），如哥白尼的日心说、牛顿的万有引力和爱因斯坦的相对论等；而技术革命带来的是产业革命，如四大发明、蒸汽机、发动机、计算机和机器人等技术的发明（invention）都极大地推动了生产力的发展。因此，无论是四大发明还是人工智能，都是技术层面上的，凭借我们中国人的智慧和勤劳，实现技术上的突破和赶超只是时间问题。但是，若没有一代代人在科学态度和科学素养方面的不断积累，我们的技术发展和提升之路是走不远的。OECD（2015）发布的“PISA 2015 Draft Science Framework” 中，将科学素养定义为一种用科学态度、科学方法和科学知识处理问题的能力，是一个有思想的公民（a refl ective citizen）必备的素质。OECD 定义的科学素养的具体内涵如表 1 所示。

二. 基本科学知识和创新思维

长期以来，我国英语教材中的课文主要以英美文学和西方文化散文为主，选修的拓展性课程也大多是西方文化、英美文学和希腊文明等，力图使学生通过学习相关的人文知识，在提高英语水平的同时成为“有理想的公民”。笔者并不反对这种“以人文内容为依托”的文化语言教学（蔡基刚，2019a），但是，在当今急需开展创新人才培养的背景下，公共英语教学可以尝试用最新的、日益更新的科普知识作为英语学习的内容载体，并根据科学的最新发展不断更新这些科普知识内容，开设更多的科学知识相关课程。公共英语教学之所以能够开展上述尝试，有两个相关依据：（1）科普知识不是专业知识。综合掌握一些如天文、地质、海洋、航空等领域的科学知识，对于大学生创新思维的培养是极其重要的。科学素养教育应该是高校通识教育中很重要的一部分，把通识教育理解成“liberal arts”，排斥科学知识是错误的。（2）相比各专业课程教学内容的专业性，公共英语是外语学习的通识必修课程，在教学内容载体的选择方面具有较大的自由度；而且，英语作为科技交流的国际通用语言，用来学习科学知识更加直接、迅速和有效，对学生从事与专业相关的科学研究和其他相关专业工作帮助更大。

由此，笔者建议，公共英语应该尝试将科学知识融入英语教学中。例如，可以增加科学史、科学政治学、科学哲学等相关内容（如世界科学技术发展史）和科学分史（如医学史、冶金史、化学史等）选修课程；可以引导学生阅读《物种起源》《自然哲学的数学原理》《生命的秘密》《寂静的春天》《时间简史》等英文版经典科普著作；可以选取人工智能发展、基因编辑及其伦理、量子技术与计算、癌症与靶向治疗等方面的科普知识作为公共英语教材的内容；可以根据不同专业开发相关的英语科普知识教材，如石油、电力等专业的学生可以学习诸如能源种类（包括火力发电、潮汐发电、太阳能发电、核能发电等）、能源与环境、能源可持续发展、世界能源政策、“一带一路”能源合作利用等方面的英语材料，工程类学生则可以学习载人航天发展、世界桥梁建筑、铁道车辆发展、黑洞与月球探测、纳米技术与应用等科普知识。由于这些学生进入专业学习后往往在一个相对狭窄的领域内进行深入学习和研究，这些相关的科普新知识对于开阔其专业视野、激发创新思维将起到极大的推动作用。

科学知识的普及和掌握不仅仅是创新的源泉，而且是公民能否有效参与国家治理、行使民主权利的先决条件之一。科学发展日新月异，面对转基因、人工智能、基因编辑、量子科学、第五代移动通信（5G）等技术，公民只有了解关于这些技术的基本科学知识，才能避免因缺乏科学知识给国家发展和社会稳定带来潜在危害。2016 年，连云港曾出现过不明真相的群众集体反对大型项目建设的情况，有人甚至打出了“连云港人不要核辐射”的标语（胡帮达，2017）。对一个经过严格科学论证的项目，为什么会在民众中引起这么大的反应，一听到核废料处理就和辐射联系起来？这实际上和公众科学素养有关，如在 2020 年的相关测试中，我国公民具备科学素养的比例为 10%，这才是美国1988 年的水平，2016 年他们达到 28%（杨博，2021）。因此，民主参政的开放性和有效性依赖于公众的科学常识的普遍提高。外语界传统上认为，理想的社会公民应该具有思想力、行动力和责任心等良好品质，如具有跨文化交际能力、具有人文精神和情操、具有构建人类命运共同体所需要的情感、态度和价值观等（蔡基刚，2019a）。然而，若缺乏参与国家治理和经济事务所必需的最基本的科学常识，就很难成为一名合格的现代公民。

三. 创新能力来自于信息素养

创新不是想入非非，而应是在系统全面地了解某一问题的相关信息的基础上，提出有别于他人的、新颖的解决方法；如果提出的观点或所作的研究是重复性的或低水平的，则无法称之为创新。根据 Association of Colleges & Research Libraries（ACRL，2015）发布的“Framework for Information Literacy for Higher Education”（《高等教育信息素养框架》），信息素养（information literacy）是一种反思性地发现、理解、评价以及利用信息创造新知识的能力。具体来说，信息素养是一种在需要信息时能有效搜索、评价、加工和处理信息，并将搜索到的信息概念化、重新组成新信息的能力。信息素养的培养可以从高等教育本科阶段开始，将信息素养的内涵（见表 2）穿插体现在各种类型的外语课程教学中。

信息素养首先是指寻找信息来源和判断可靠性。如果说学龄前儿童或小学生可以用“爸爸说”“妈妈说”“课文上说”，中学生可以用“微信上说”“百度上说”“报纸上说”，那么大学生就必须要学会从学术期刊和专著上汲取信息，并具有直接引用原文说明自身观点的能力。毫无疑问，学术期刊和专著可以提供更可靠的信息。例如，在新型冠状病毒肺炎疫情发生之初，媒体上充斥着各种似是而非的信息，如新型冠状病毒（SARS-CoV-2）可以通过气溶胶和粪便传播、民众应注意消毒下水管道等。但是，在《新英格兰医学杂志》《自然》《科学》等国际权威期刊上，对于类似上述传播途径却没有进行如此阐述。因此，在外语教学中，教师应注重引导学生从专业期刊上汲取相关信息并对信息进行可靠性分析。例如，网络上曾盛传人应该与猫狗等宠物保持距离以避免相互感染新冠病毒，其信息来源是 2020 年 4 月 3 日国际生物预印版平台（bioRxiv）刊登的论文“SARSCoV-2 Neutralizing Serum Antibodies in Cats：A Serological Investigation”（Zhang et al.，2020）。为核查这一信息的准确性，笔者查阅了该文献，发现论文在收集的102 只猫的血清中发现有 15 只猫（14.7％）的 SARS-CoV-2 核酸检测呈阳性，其中 11 只猫的血清中具有 SARS-CoV-2 中和抗体（原文为：“A total of 102 cats were tested，15（14.7%）were positive for RBD based ELISA and 11（10.8%）were further positive with VNT.”）。该论文的结论为，人把 SARS-CoV-2 传染给了猫，但没有证据显示猫会把 SARS-CoV-2 传染给人（原文为：“These results demonstrated that SARS-CoV-2 has infected cat populations in Wuhan. At present，there is no evidence of SARS-CoV-2 transmission from cats to humans.”）。论文最后提出，应“ 立即采取措施，使人和宠物如猫狗保持适当距离，对这些动物要采取严厉的防疫措施”（原文为：“Importantly，an immediate action should be implemented to keep in a suitable distance between humans and companion animals such as cats and dogs，and strict hygiene and quarantine measures should also be carried out for these animals.”）这一建议虽然是在当时疫情紧急的情况下出于防患于未然的目的提出的，但严格来讲，并非建立在明确的客观证据基础之上，因此值得商榷。而媒体在缺少科学结论的情况下大肆报道相关内容，无疑误导了普通民众。

在传统外语教材中，一个单元内往往只有一篇文章或观点相似的两篇课文。在信息素养培养视角下，教师要学会让学生自己去寻找同一主题的信息，尤其是要寻找从不同角度出发甚至持不同观点的文章。例如，教授关于转基因食品是否存在危害的课文时，可以通过两种方式引导学生开展相关信息的查询。方式一：首先，教师可以将学生进行分组，引导学生从多渠道收集与该主题相关、对转基因技术持不同态度和观点或者阐述转基因食品对环境安全和人体健康影响的文章；然后，让每组学生选择 3-4 篇相关文章作综合分析；最后，各组作总结汇报。在这种方式下，不同小组汇报的观点或许是相互冲突的，但这种训练既能提高学生全面观察问题的能力，又能提高其创新能力。方式二：在写作教学时，可以让学生通过阅读 3-4 篇关于转基因食品利弊的论文摘要（每篇150-200 词），把不同观点或似乎不相关的信息联系起来，通过归纳综述来说明问题。除了能培养学生的信息素养，这种方法同时可以教会学生采用何种引用方式（归纳性或转写性，作者聚焦或信息聚焦）进行信息处理。

四. 批判性思辨能力是创新的关键

Moor & Parker（2009）认为，批判性思辨是一种高级的思辨能力，用以思考证据是如何得来的、观点是如何形成的、结论是如何得出的等问题。批判性思辨能力可以用 3B 和 3C 来归纳：3B 为“Be open-minded”（思想开放，可以接受不同的观点和批评）、“Be radical”（敢于提出与传统或主流不同的观点）和“Be critical”（敢于批评有漏洞的观点和结论）；3C 为“Challenge”（敢于挑战权威观点和专家观点）、“Compare”（能够将关于该议题的不同文章进行比较，并判断其可靠性）和“Consider”（仔细推敲作者的证据和观点背后的动机与利益）。

1910年，30岁的德国科学家魏格纳在查看世界地图时发现了一个奇特的现象——大西洋两岸的轮廓存在对应性，即巴西东端的直角凸出部分与非洲西岸凹入大陆的几内亚湾的轮廓非常吻合。他大胆设想这两块大陆原属于一个整体，后来因漂移而分开。为了证实这一设想，他展开了一系列求证考察，发现在北冰洋的岛屿上可以找到过去仅生活在热带地区的动物的化石，而在撒哈拉沙漠也能够找到冰河移动留下的沉积物。魏格纳据此提出了“大陆漂移说”，但这一想法挑战了当时地质学界的主流理论“陆桥说”，因而广受嘲笑、敌视和抵制，被挖苦为“一个伟大诗人之梦”，甚至被抨击为“十足的、该死的愚蠢想法”。但他通过坚持不懈的求证，最终证明了板块构造假说是成立的。

与西方大学生相比，我们有些学生缺乏质疑精神。《左传·宣公·宣公二年》有这样一则故事：“宣子骤谏，公患之，使鉏麑贼之。晨往，寝门辟矣，盛服将朝，尚早，坐而假寐。麑退，叹而言曰：‘不忘恭敬，民之主也。贼民之主，不忠。弃君之命，不信。有一于此，不如死也。’触槐而死。”这则故事流传千年，很少有人质疑。既然故事中的刺客当场“触槐而死”，后人是如何知道其羞愧内疚的心理活动和语言的呢?实际上这只是后人在编纂历史时，根据上层精英意识和当时社会的伦理道德来书写故事，或用后设的观念来叙述历史(葛兆光，2003)。

笔者认为，在外语教学中，我们不要过多追求学生记住多少知识，或仅仅规定问题的唯一标准答案，而应鼓励多问问题，提升学生的质疑能力、想象能力和创新思辨能力。

下面笔者以本人的亲身教学案例来阐述如何培养学生的思辨能力。

案例一：大气污染和碳排放。为了讲解这一主题，笔者向学生播放了纪录片《穹顶之下》，学生们观看后对某些部分提出了质疑：在该纪录片中，柴静以自己女儿患病作为开篇，然后引出雾霾造成环境污染、危害人体健康的观点，但是她女儿患病和雾霾是否有直接关系是有待商榷的；这种煽情和暗示的描述手法影响了纪录片中观点及结论的客观性和科学性。通过进一步讨论，学生们还发现，媒体的报道可能出现两种与事实不符的情况：一是不经证实和求证，仅为追求热度效应而抢时间报道，如关于SARS-CoV-2的传播方式，虽然科学家尚未能严格证实，但有些媒体没有交代清楚传播的前提条件就大肆报道，可能会造成一定的社会恐慌，带来不良的影响；二是在报道中，将事实(facts)与评论(opinions)混淆起来，抹杀了事实与意见之分，混淆了记者和评论员的角色，使读者误把评论和意见当作事实。

案例二：关于《转基因大豆对健康影响》一文。学生在讨论中对一些媒体人使用的方法提出了质疑：证明转基因是否对健康有影响，不能用访谈方法(即不能用采访超市老板和顾客的看法)作为证据，因为“即使他们中100%都认为转基因食品有问题，也不能证明它们对健康有害”“证明转基食品是否对健康有害，必须要做大量科学基础实验，如从幼鼠身上实验”“即使要作调查，也应该倾听生物和农业方面相关的权威专家的建议，而不是其他领域的科学家的言论”。这些看法就是思辨能力的体现，只有这种思辨能力才能激发他们去进行以问题为导向的科研和创新。

五、创新在于发现问题和解决问题的能力

让学生具备发现问题和解决问题的能力是培养创新能力最关键的组成部分(蔡基刚，2019b)。STEM是以解决问题为导向的教学方法，即“Science”(科学)、“Technology”(技术)、“Engineering”(工程)和“Maths”(数学)的组合。这是一种打破学科界限、重视实践的超学科教育理念。2016年，美国教育部与美国教育研究协会联合发表了《STEM 2026：STEM教育创新愿景》(STEM 2026：A Vision for Innovation in STEM Education)，认为科学和技术创新不是在一个学科范围内产生的，而是跨学科的结果，因此STEM追求以解决问题为导向的研究，打破STEM学科间以及与其他非STEM学科间的界限。例如，STEM倡导运用工程技术员或工匠的设计理念(use the engineering design process)，让学生发现和提出问题(identify problems)，设计解决问题的方案(design possible solutions)，比较和评估各种方案(test and evaluate those solutions)，最后找出最佳方案(choose the optimal solution)。外语课堂应该引导和培养学生提出问题并解决问题的能力。例如，在上文提到的转基因大豆对健康影响的教学案例中，学生们否定了用问卷和访谈的方式来证明转基因食品对健康有害的方法，而科学伦理又是禁止进行人体实验的，所以他们提出可以通过动物实验进行论证，如小鼠实验。学生们在初步讨论中便提出设置控制组和实验组，一组投喂传统大豆，另外一组投喂转基因大豆。但被试是幼鼠还是成年鼠?如何实验?测试什么内容可以证明老鼠的健康会受到转基因大豆的影响?后来通过阅读大量相关文献，学生们提出了以下解决方法：选择雌性幼鼠作为被试，分别喂两种不同大豆；长到性成熟后分别与两个一直吃传统大豆长大的雄性老鼠交配；分别考察两个组新生幼鼠的存活率和体重指标，在幼鼠刚出生、出生后第一周、第二周和第三周共4个时间点上记录其存活率和体重变化。由此可见，在语言学习中也可以有针对性地培养大学生解决问题的能力。此外，在外语教学中还可以让学生阅读专业期刊论文的标题并猜测作者的研究设计。之所以选取专业期刊论文，是因为这些文章大多经过同行匿名评审，文章质量较好，研究方法和研究结果也已经得到认可。为此，笔者选取了两篇期刊文章，要求学生通过标题猜测作者使用的研究方法(定量还是定性)、被试(组成结构、年龄和数量)、研究材料以及具体的研究步骤等。第一篇文章是关于城市化和社会经济地位对尼日利亚妇女选择哺乳方式的影响(Anyanwu & Enwonwu，1985)。学生们一致认为，最好采用问卷调查和访谈的方式来开展研究。对于被试，学生们经过讨论，认为其应该来自城市化程度不同的多个地域，同时兼顾各种社会经济地位，此外还需考虑宗教信仰、民族、籍贯、文化程度、职业种类、家庭结构(子女数量)等。学生们最后设计出来的方案甚至优于原作者。第二篇文章的主题是测试在完成一项需要在一段时间内保持注意力高度集中的任务时人们的表现是否会受到饥饿的影响(Delancy & Solberg，2014)。学生们经过讨论，认为该研究不宜采用问卷调查的形式，因为被试的观点多是凭借个人感觉来体现的，并不可靠，他们最终采用的是控制组和实验组的实验方法。实验的被试都是大学生，其中控制组被试每日正常进食三餐，实验组被试分为两组，一组12小时不吃饭，另一组24小时不吃饭。然后，让他们统一计算高中数学题，这些题并不难，但数量较多，可以测试被试注意力的集中度和持久度。这个设计虽然已经比较完美，但他们认为还是要控制其他变量，如数学水平、健康状态、配合程度等等。

结语

长期以来，我国外语界始终把高校外语教育定义为人文教育，这种定位已经不能很好地适应国家提出的创新人才培养的要求。本文提出，为了助推创新人才培养，我国外语教育尤其是公共英语教学应该改变其定位与理念，在人文素养之外，更要从培养学生科学素养的角度改革公共英语课程。笔者认为，大学公共英语教学应该通过改变教学内容，致力于培养学生以下几个方面的科学素养核心能力：了解日新月异的科学常识的能力、汲取和评估文献的信息素养能力、对主流思想进行质疑的批判性思辨能力以及提出问题与解决问题的能力。

公共英语是高校中除思想政治和体育外的第三门必修课程，学分远比前两门课程要多。公共英语课程的内容没有硬性的规定，有一定的灵活度，在高校课程体系中起着重要的作用。相比专业课程，公共英语在提升学生人文素养和科学素养能力方面更具优势，对全面完善学生的基本科学常识、提高信息素养能力、思辨能力和运用科学方法的能力更有条件；在促进学生专业学习、培养创新思维、激发创新能力等方面也具有其他专业课程无法比拟的优越性。因此，公共英语应格外受到重视，但在现实中却经常处于最弱势的地位。笔者认为，造成这种局面的原因之一是公共英语未能很好地利用自身优势开展以提高学生创新能力为核心的科学素养教育，致使教学效果未能充分展现。

高校公共英语教师既应该有危机感，也必须有助推国家创新能力提升的使命感，主动改变角色，优化自身的知识结构(蔡基刚，2020)。公共英语和英语专业的教学目的完全不同，公共英语教师再也不能像英语专业教师一样头头是道地分析某篇英美作品、仅仅讲解西方文化生活饮食，也更不能像社会外语培训机构一样去训练学生的四、六级考试应试能力。从英语专业毕业的公共英语教师必须根据非英语专业学生的专业特点完善自己的知识结构，结合学生的专业，带领他们学习、了解前沿的科学知识，如基因编辑和靶向治疗(医学专业)、人工智能和大数据(软件专业)、城市规划和污水处理(环境专业)等；引导学生检索相关信息，利用不同来源的信息培养学生的批判性思辨能力；帮助学生掌握基本的科学方法，提高其发现问题和解决问题的能力。唯此，高校才能跨学科培养出新工科、新医科、新农科、新文科的复合型创新人才，助力我国科技创新能力的全面提升，为实现科技强国的战略目标贡献力量。

参考文献略

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作者简介

蔡基刚，上海外国语大学贤达经济人文学院 / 复旦大学外文学院教授，博士生导师，200083/200433，研究方向：对比语言学和应用语言学。电子邮箱：caijigang@fudan.edu.cn

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