美国人的科学素养啥水平？调查表明科学知识水平与教育密切相关

目前，在科学知识和科学过程的理解方面，美国人仍有很大的差异。

据《中国科学报》4月9日报道，皮尤研究中心近日发布的一项新调查显示，美国人的科学知识水平因教育、种族和性别而异。

许多美国人能回答一些有关科学概念的问题——例如，大多数人都能正确回答有关抗生素滥用或“潜伏期”定义的问题。但是，很少有人能认识到科学假设该如何陈述，或能确定碱是抗酸剂的主要成分。

图丨皮尤研究中心

“在这个信息容易获取的时代，人们有时会就哪些信息是真实的、哪些是错误的展开激烈辩论。这项调查旨在评估公众对科学事实和科学过程的理解程度。”皮尤研究中心科学与社会部主任Cary Funk在接受《中国科学报》采访时表示。

美国学者乔恩·D·米勒认为，科学素养应该被看作是社会公民应具备的最基本的对于科学技术的理解，包括对科学基本知识和基本观点的理解；对科学方法的理解；对科学对社会影响的理解。而该调查围绕的也是这几个基本方面。

简单“小”问题

你知道石油、天然气和煤炭属于什么吗？一辆时速40英里的汽车，行驶45分钟，跑了多远？

这些看似简单的问题考察了美国人对生命科学、地球、物理等学科具体事实相关的知识范围。

结果显示，79%的参与者能正确认识过度使用抗生素的严重后果是抗生素耐药性，76%的人知道潜伏期是指某人感染病毒但没有表现出症状的一段时间。而最具挑战性的问题是缓解胃酸过多的抗酸剂的主要成分，61%的人答错了。

这项针对4464名成年人的代表性个体调查还发现，在11个选择题中，参与者给出的正确答案多于错误答案。正确答案的平均数是6.7，而中位数是7。

大约四成的参与者能得到9到11个正确答案，指数上被划分为具有较高的科学知识。大约1/3属于中等科学知识（5到8个正确答案），大约29%属于低科学知识（0到4个正确答案）。

而这些“小”问题却反映了美国科学知识教育的巨大差异。

Funk提到，受教育程度较高的美国人在科学知识方面得分最高。这些巨大的差异与皮尤研究中心之前对科学知识的调查一致，也与美国国家科学委员会科学与工程指标中的科学知识指数分析一致。

巨大差异

平均而言，拥有研究生学历的美国人比拥有高中学历或教育程度较低的人多答对4道题（9.1题比5题）。

而且，前者选择正确答案的可能性比后者至少高27%。

大约七成拥有研究生学历的参与者被归为科学知识水平较高的人，在11项中至少有9项答对了。

相比之下，在高中及以下学历的参与者中，约有19%的人表现得和他们一样好。

“教育差异可能与在更高层次的学校接受更多的科学培训有关。人们还可以通过学校以外的非正式环境和新闻了解科学。在另一项调查中，我们发现受教育程度较高的美国人更有可能参加非正式的科学活动，比如去动物园、科技中心或博物馆。此外，受教育程度高的人更有可能积极接触科学新闻。”Funk说。

这里，种族也成为一个划分“标识”。

白人比拉美裔或黑人更有可能获得高分。白人在11个正确答案中平均得7.6分，西班牙裔平均得5.1分，黑人平均得3.7分。

大约一半的白人参与者（48%）被划分为拥有较高的科学知识，而西班牙裔和黑人的这一比例分别为23%和9%。

研究人员表示，不同种族掌握科学知识的差异可能与几个因素有关，如受教育程度和获取科学信息的机会。然而，即使在回归模型中控制了教育水平，种族之间的科学知识差异仍然存在。

此外，调查还发现，男性得分高于女性，但在不同的问题上存在差异。

男性参与者平均答对7.4道题，女性平均答对6.0道题。大约有一半的男性（49%）得分较高，而女性只有30%。

然而，性别差异在不同的问题上并不一致。例如，男性和女性在对抗生素耐药性问题的回答上大致相同（分别为80%和77%）。

但是，更多的男性（66%）比女性（46%）认识到将基因植入植物是基因工程的一个例子。

科学是什么

2/3的美国人认为科学方法是一个迭代过程。

另一个不包括在量化数据问题里，直击了美国人眼中的科学是什么。

在两种表述中，哪一种最能描述科学方法：它产生的结果是要随着时间的推移不断测试和更新的，或者它确定了不变的核心原则和真理。

67%的参与者表示，科学方法的设计是迭代的，产生的结果需要不断测试和更新，而15%的人表示，科学应产生不变的核心原则和真理，17%的人表示不确定。

受教育水平较高的参与者更倾向于把科学方法看作不断测试和更新的结果。

85%拥有研究生学历或76%拥有大学学历的参与者支持这一论断，而高中及以下学历的人只有56%支持。

较高的科学知识水平通常被视为个人、社区和全体公民应具备的重要特征。

研究人员表示，人们对科学过程和科学知识积累方式的理解，可能有助于他们参与有关气候变化、儿童疫苗和转基因食品等问题的科学辩论。

“科学知识可以帮助个人应对各种日常情况，比如作出医疗决定或决定吃什么。社区可以从更高水平的科学知识中获益，特别是当它们能认识到环境中潜在的健康危害时。而且，随着科学的不断进步，在气候变化和基因编辑等问题上出现了新的科学辩论，更了解情况的公民被认为能够更好地理解这些信息，并参与围绕这些主题的公民对话。”Funk告诉《中国科学报》。

中国科学院大学人文学院教授李大光在接受《中国科学报》采访时曾表示，一个具备科学素养的人应该能够分辨真正的科学知识与伪科学的差异。“与美国、加拿大和欧盟国家以及以色列相比，我国公众的科学素养显著落后。”他说。

伊利诺伊理工学院数学与科学教育系主任诺曼·里德曼表示，科学教育应当尽早开始。儿童应该从幼儿园就接受科学教育，一直贯穿整个小学教育阶段。

据悉，该调查报告基于2019年1月7日至21日对全美50个州和哥伦比亚特区的4464名18岁及以上成年人进行的一项具有全国代表性的调查。抽样误差幅度为正负1.9个百分点。

记者手记

在阅读整个报告之前，皮尤研究中心建议阅读者回答一份简短的调查问卷。这份问卷共11个题目，也是此次美国全民科学素养调查使用的问卷。

题目十分简单，包括地球四季的成因、为何不能滥用抗生素、对照组试验的设置、哪种操作属于基因工程、毁林的危害，以及疾病潜伏期是什么等等。这些问题大多出自中学科学相关课程。

在美国调查涉及的4464个随机样本中，11道题目全部答对的占16%，答对10道的占13%。

如果网络调查也被包括在内，那么记者属于13%的行列，倒在了一道初中地理题前：地球四季的成因。

记者知道地球四季与绕日公转有关，但是具体为公转速度还是角度，分辨不清，于是鬼使神差选择了获得太阳能量的变化。

但可以想象，如果是中学生，只要地理课程过得去，应该至少能轻松应对这道题目。因此，也可能出现刚参加完高考学生的得分，比在校研究生得分高的情况。

虽然统计数据认为学历较高会直接影响得分，但笔者认为，这次调查得分高低，与学历高低、工作经验、人生阅历并无直接关系，只要科学教育基础打得好，得分就能较高，这体现的是个体的基本科学素养。

（《中国科学报》记者 唐凤）