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1980年代之后，全球性的公民科学素质建设浪潮来临，各国不断采取各种方式来为提高公民科学素质而努力。青少年作为未来的公民，大都是各国关注的主要对象。提高青少年的科学素质而采取的行动多数集中在学校科学教育和科学普及等方面。学校教育和科普活动的结合更加强了各自的效果，青少年科学素质调查和教育评估既监测和评价这些行动的成效，又为进一步的行动提供导向。本文以美国、英国、加拿大等国为例，从几个方面探讨国外提高青少年科学素质所采取的主要方式。
理念不断更新的科学教育改革
从1950年代开始，随着有关科学素质理念的出现和变化，科学教育的目标也随之改变。澳大利亚即明确指出科学教育的主要目的就是提高学生的科学素养。与国际上提高公民科学素质的行动相适应，美国、英国等都先后为提高青少年的科学素质进行了科学教育改革，体现在改革理念和目标、教学方式、教材等方面。
科学素质建设浪潮下的科学教育改革理念
由于各国对科学素质的概念和内涵的理解不尽相同，由此主导的对提高青少年科学素质而进行的科学教育改革的理念和目标表现异同，但从整体上看，都呈现出从单纯地让学生获得科学知识到面向所有学生，强调能力培养和对科学全面认识和理解的趋势。
美国的科学教育改革起步最早，第二次世界大战后进行了三次改革。与前两次为培养科学家和有生产力的劳动者不同，美国于1980年代的改革开始注重培养有科学素质的人。此项改革与1985年发起的为培养具有科学素质的未来公民的“2061计划”相配合。先后出台了《科学素养的基准》和《国家科学教育标准》，各州开始了基于此标准的科学教育改革。
英国自1980年代的“公众理解科学运动”以来，政府认为公众理解科学的政策目标之一是为经济和国家生活质量做贡献，特别是要吸收更多优秀的年轻人进入科学工程与技术事业中。而确保英国不断地拥有一支高水平的科技队伍的关键在于从小学抓起，从而为中学和大学乃至以后的工作打下基础。1988年英国议会通过了《教育改革法》，将科学列为“核心学科”，并于1989年颁布了《国家科学课程标准》，以指导英国中小学科技教育改革。经过几次修订和完善，英国政府又于2000年公布了面向新世纪的《国家科学教育课程标准》来指导科学教育改革。
澳大利亚的科学教育曾受到美国和英国的很大影响，但是在1970年代末发现效果并不乐观，其后逐渐由培养科学家向为了所有人的科学而转变。
日本在一项调查中发现青少年对科技的兴趣正在下降，大部分青少年感到工程和科学工作是乏味的职业，由此政府极为关注促进公众对科学的理解，1995年出台的《科学技术基本法》中将青少年对科技的理解、改变其对科技的态度作为重要的奋斗目标。
新加坡于1997—2002年启动了教育信息技术计划MITE。此项计划完成后，教育部又启动了MITE2。通过此项计划， 新加坡的科学教育改革把科学课程与信息技术的整合作为重点，希望通过整合创设有利于高水平思维的学习情境，加深学生对科学知识的理解[1]。
在素质、技能教育和调查研究方面的努力和成就受到世界各国关注的加拿大，根据需要培养的科学素质和关于科学素质的设想，制定了学生科学素质的四大关键部分，即STSE（科学、技术、社会和环境）、技能、知识、态度。该国的科学教育改革即基于这四大部分进行。
明确的科学教育改革目标
随着科学教育理念的更新，科学教育改革的目标也随之发生变化，同时也更加具体。
美国的《国家科学教育标准》中的科学教育目标是，让学生能使用科学原则和了解科学过程、感知和体验因了解自然世界而带来的满足感和激动、提高学生从事经济生产的能力、在智力方面有能力参加关于科学技术问题的公开讨论和辩论。英国的《国家科学教育课程标准》提出科学教育的任务是，使学生了解科学概念、训练科学研究方法、建立科学和其他知识的联系、理解科学对社会的贡献、认识科学教育对个人发展的贡献、认识科学知识的本质。日本的《学习指导要领》中提出的目标为，培养学生对自然界的爱；通过系统观察和实验，养成解决问题的能力和热爱自然界的情感，达到对自然现象和事物的理解，形成科学观点和认识。加拿大的科学教育目标为，理解科学和技术的基本概念，培养学生进行科学调查和技术设计所需的能力、方法和思维习惯，密切科学与技术、社会的联系，德国特别为教育标准而设计出能力模式来指导教育目标的实施、给教师提供参考或工作框架[2]。
虽然各国科学教育改革的具体目标不尽相同，但是均提出其对象为全体学生。美国强调所有学生，不分年龄、性别、文化或种族背景、残疾与否，不论对科学的兴趣、动机以及志向如何，都应该有机会接受科学教育，以便使自己具有较高水平的科学素养。英国的《国家科学教育课程标准》提出，科学课程面向全体学生，充分考虑个体差异，既强调共同的核心内容，又为有不同学习要求的学生制定不同的学习计划，为提高全体公民科学素养提供保证。日本要求针对每个学生的能力、适应性、兴趣、关心、进取希望等，培养丰富的科学素质。加拿大的K—12科学学习成果共同框架由这样的设想指引，即让所有加拿大学生，不分文化背景和性别，都有机会培养科学素质。
可以看到，和以往单一的获取科学知识不同，这些教育目标的提出，旨在强调让学生在全面理解科学的本质及科学过程的情况下掌握科学知识及科学方法，注重能力的培养而不仅仅是科学知识的获得，要学会学习。美国、英国和加拿大还强调科学技术和社会之间的关系，日本更注重培养学生对自然界的情感。美国、新加坡、澳大利亚、新西兰等还有专门的技术教育标准，强调学生应通过学习技术、学会动手来对技术及其社会地位有更概念化的理解，从而能掌握并评价他们以前可能从未见过的新技术产品。
分阶段的科学课程和探究式教学法
与新的教育目标相适应的是新的科学课程设置和教学方式，不同国家的科学课程大体呈现出分阶段、不同年级课程紧密衔接的特点，教学过程讲求探究和情景式的学习，以理解科学为出发点。
美国的科学教育课程标准针对幼儿园到12年级的学生，分三个阶段；而英国针对5～16岁的学生，分四个阶段；加拿大的K—12科学学习成果共同框架将幼儿园到高中毕业的学生分成四个阶段。新西兰科学课程标准同样强调在学习科学过程中连续性和循序渐进的重要性，使每一阶段建立在上一阶段应学内容的标准和衡量基础上，并强化和扩充原来所学的内容。而日本近年来则对高中教育特别关注，2002年实施的“顶喜欢科学技术、理科计划”，通过创设“科学重点高中”来提高学生对科学技术、理科的关心。
科学教育的目标要求教师能够鼓励学生积极参与科学知识的获得过程，帮助他们学会如何最佳地运用知识，培养学生获得和利用信息的能力。美国把作为探究的科学视作八大内容标准之一；英国也将探究列为学生必须学习的基本科学内容，并作为核心内容。日本的《学习指导要领》指出，要更加重视科学探究学习，培养探究自然的能力和态度，在小学一二年级开设生活课，使小朋友懂得科学就在我们身边，着眼于培养对科学的热爱。加拿大的K—12科学学习成果共同框架中把探究列为技能部分的主要内容。而德国在联邦政府教育部的资助下，设立了提高数学和科学教学质量的改革项目“情景教学”，针对教与学存在的关键问题，以全新的改革方法和思路来设计、实施项目[3]。新加坡以“科学是一个探究过程”作为框架，把科学技能、科学过程和科学态度贯穿到多样性、循环、能量、交互作用、模型和系统、测量这六个主题中。新西兰也强调科学学习的最初阶段要选择对学生来说有意义的学习情景的必要性，但是侧重于这些情景要帮助学生理解科学、社会和技术之间的关系。
当然，新的探究式教学已经不同于1960年代美国所倡导的仅限于动手做的探究活动和实验，而是基于学生已有的潜概念、错念或认识框架的基础上对科学概念的探索，教学中首先关注的不是科学活动和科学知识结构本身，而是学生自己的科学。
由于科学教育改革的目标为全体学生，因此在教学方式上还需要针对不同青少年群体的特点和需要而开展专门的活动。美国各州均重视为那些被认为可能达不到标准的学生提供早期干预或足够资源，以保证这些学生能得到他们所需要的额外帮助。
科学家参与教材开发
在教材开发上，科学家参与教材编写成为科学教育改革的特色。美国从1998年起，在全国范围内推行了“促进科学教育改革的领导和援助行动”，该计划开发编制了最新的“以探究为中心”的科学课程，根据《美国国家科学教育标准》的要求，分别为1—5年级和5—8年级学生开发了《面向儿童的科学技术》等教材，其中即有科学家和工程师的参与。美国国家科学资源中心，澳大利亚科学院实施的初级探索计划等，都为中小学校提供了丰富的动手型科学教学资源。英国的生物技术与生物科学研究委员会还出版了许多生物科技辅助教学材料。
科学家参与教材的开发和编写，及时地增加最新科技成果，同时科学家自身对科学探究过程有深刻的理解，使得教材更贴近实际，这种方式还能让更多的科学家参与到提高青少年科学素质的行动中来。
渠道各异的青少年科普活动
美国、英国等都将青少年作为科普工作的优先目标，将中小学生作为重要的服务和吸引对象。在政府、科技团体、企业和非政府组织的参与和资助下，通过形式多样的科普活动来促进青少年科学素质的提高。
极具吸引力的青少年科普活动
国外在面向青少年的科普方面做了大量投入。科技年、科技周和科技节是各国普遍采取的形式，各类科技类博物馆和展览馆成为科普的主要场所。科学家与学生直接交流、科技俱乐部等科普活动形式灵活，科技竞赛以引入激励机制，能鼓励青少年的参与。此外，大众媒体在国外的科普活动中起着不可忽视的作用。因特网还有广播电视节目无法起到的作用，即交互式的科技交流。
有些国家还会根据科普活动效果对科普方式进行调整，如美国国家科学基金会发现在各种科普方式中，动手型展览和趣味性科普节目最能吸引人们的兴趣，为此将大部分资金投向了展览和电视节目。
以激发青少年对科学的兴趣为主
科普活动的主要目的在于通过让青少年观察演示、动手实验、与科学家交流合作等亲自体验科学活动过程，激发他们对科学的热情和兴趣，进而主动地去参与科学活动，提升自己的科学素质。
英国政府在1993年发表的题为“实现我们的潜力”的白皮书中，将科普要实现的目标定为：激发青少年对科学、工程和技术的兴趣，吸引更多的优秀青少年追求科学、工程和技术职业。日本科技馆内有发明工房与发明箱室，让青少年通过各种游戏去体验科学技术的最新成就，安排发明教室、动手实验教室等，启迪青少年学科学的热情。动手展览日益成为美国科普博物馆布展的主要形式，美国有300 多座参与式科学中心和博物馆，如美国能源部下属的布鲁克黑文实验室为青少年提供动手型项目，使学生在领略科学研究乐趣的同时，培养其研究能力和科学方法、态度。
科普活动与学校科学教育相结合
世界各国在提高青少年科学素质方面，特别倡导科普活动与学校科学教育的融合，科普活动在将青少年作为重点对象的同时，力求成为学校科学教育的外伸，从而丰富学校教育的内容。
美国国家科学基金会实施的非正规科学教育对科普项目机构的基本要求之一，就是要使科普项目的有关方案和材料能被高级中小学教师所利用。为此，他们鼓励科普项目机构聘请中小学教师参与项目工作，如担任项目顾问小组的成员、参加项目开发和评估、编写科普项目的学校外伸教育材料等。英国各研究委员会也设立了面向学校的科普计划，如1994年工程与物质科学研究委员会和粒子物理与天文学研究委员会共同发起了学生—研究人员计划，由研究人员利用最新科技成果，开发新奇的、富于启发性的科学教材和教学方法，供教师使用。该计划的重要部分是出版了一套30册的《学生研究概要》，寄往英国所有的中学以帮助中学生利用所学的知识开展研究活动，树立主动学习和合作研究概念。由英国的科技委员会等发起的“驻校人员计划”，通过派研究生到学校去，与中学生及其教师一道开展生物科学活动。而美国国家航空航天局则按照《国家科学教育标准》制作了科教系列片，培养青少年进行科学研究的能力，应用科学方法解决问题。这样一些针对性强的科普活动和学校科学教育的结合，使得两者能够互相促进。
青少年科学素质评估
国外不定期地开展对青少年科学素质的调查和评估，也是提高青少年科学素质水平的重要方式。通过这种评估来监测和反馈科学教育和科普活动等对青少年科学素质的影响效果，为完善科学教育改革和科普活动提供依据。这些评估有直接针对科学教育的，也有独立于各类行动计划之外的，并且评估的内容、标准和方式也在不断进行新的变革和尝试。
国际上评估青少年科学素质水平的方法不尽相同，分为直接评估青少年科学素质和评估科学教育水平两个方面。至于前者，恩格尔（S.K.Enger ）等提供了评估从幼儿园到12年级的科学理解标准手册，对科学概念、科学过程等6 个学科领域进行评估，总结了各类评估的策略和方法。除了传统的纸笔测验和标准化测验外，还包括行为观察评定、学生自评等各种评价方式。各类实证评价方法如基于操作的评价、作品法、档案评价，已是广泛采用的科学素质评估方法[4]。
国际学生评估项目（PISA）是经济合作发展组织1998年发起的评估成员国学生（和学校、国家）阅读素质、数学素质和科学素质等的项目。通过反映与成年人生活有关的技能的判断，旨在成为不同国家对比关于教育结果的依据，是对政府监控教育系统结果的新方式[5]。PISA2003又从样本采集及评估方式上做调整和改进， 从而更客观地反映成员国学生的科学素质水平[6]。
在科学教育评价方面，科学素质的内容和标准已经从单纯强调科学知识与技能的同时，转向更加注重理解科学的本质、科学态度及其应用科学处理事务等方面。美国的“2061计划”和欧洲委员会的“科学与社会行动计划”等均将科学态度、情感与价值认识等作为重要的评估目标。美国国家评价研究所在组织21个州参加的“评价发展”计划中也提出，评价目标从“选择适合于教育的学生”转向以激发参与者的行为为动机，调动积极性，利用评价信息反馈，促使教育或其他工作不断优化。在评估的对象上，澳大利亚认为还应该融合教学和学习评价两部分，同时还要考虑到社会平等。
此外，国家范围内的公众科学素质调查也能从一定程度上反映青少年科学素质的水平。
美国从1972年开始即采用米勒（Miller）体系进行公众科学素质的调查，日本在2001年基本采用美国1999 年的公众科学素质调查问卷对公众进行了调查。 从1988年开始资助杜兰特（J.R.Durant）进行了英国首次全国公众理解科学调查，此后杜兰特的这项工作作为英国社会趋势年度调查的一个组成部分继续得到该委员会的支持。这些独立于科学教育改革和科普活动的调查，虽然不是为了直接监测这些行动，但其结果仍为下一步的计划提供了导向。
在全球性科学素质建设的浪潮下，科学教育和科普活动作为提高青少年科学素质的两大阵地，随着各国对科学素质不断深入的理解而呈现出不同的目标和方式。这些活动都是基于本国的实际情况，在对科学素质本身有着较为深刻的理解的情况下进行的。活动的目标明确，针对性强，同时还辅以相应的评估机制，这对中国正在进行的“全民科学素质行动计划”具有一定的启示和借鉴意义。
［此项研究受中国科学技术协会“全民科学素质行动计划实施工作前期文献调研”项目（ZKXQ05—11—1 ）和东北育才外国语学校“中学综合科学素养教育模式研究”项目（DBYC2005—1）支持。］
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