高中教育作为基础教育的一部分，对学生的人格塑造、价值观形成有着重要的影响，高中理科教学培养的对象将来只有极少一部分能成为科学家，绝大多数成为社会所需的其他劳动者。对于高中理科教学来说，培养学生的科学素养远比让学生掌握科学知识本身重要。
对于“科学素养”, 不同时代的人们有着不同的理解，1966 年，美国学者认为“科学素养”包括六个范畴：
概念性知识----构成科学的主要概念、概念体系或观念，
科学的理智----科学研究的方法论。
科学的伦理----科学所具有的价值标准，即科学研究中科学家的行为规范，又称科学态度或科学精神。
科学与人文---科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系。
科学与社会---科学与政治、经济、产业等社会诸侧面的关系。
科学与技术---科学与技术之间的关系及差异。
1996 年的《旨在行动的理科教育》的讨论文件中，则用“科学实践力”替代了“科学素养”的术语,其要素是:科学好奇心、科学探究力、科学在理解、科学创造性、科学感受性。该文件强调，“拥有科学实践力的人，不仅具备知识和技能，而且具备创造性和高度的感受性，能够以适应各种问题与现象的方式，运用知识和技能”。
现代科学素养观囊括了如下三个视点: (1)学习科学知识---掌握和发展概念性知识、理论性知识。(2)学习关于科学的知识---理解科学的性质和各种方法，尊重科学的历史与发展，认识科学、技术、社会与环境之间产生的复杂的交互作用。(3)实践科---结合科学探究与问题解决的专业见解，展开科学探究活动。上述三个视点(要素)是相互关联、相互依存的。理科教学的设计需要联系上述三要素，满足下列条件: (1)要考虑每个学生的知识、信念、价值、态度、动机、个人经验。(2)以更人性化的方式提供科学与技术。科学、技术教育加以政治化、融合健全的人类环境的价值。(3)向所有学生提供科学探究的机会，和借助自主选择并设计的技术，从事问题解决作业的机会。
君子挟才以为善，小人挟才以为恶。挟才以为善者，善无不至矣；挟才以为恶者，恶亦无不至矣。科学并非只有冷冰冰的数字与公式，科学史同样是一部复杂的人类历史，高中生从中学习的不仅有知识、方法，还有背后的故事，以科学的态度面对生活，以崇高的人性价值面对科学。
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