爱华网科学素养最早是由美国学者赫德（P. D. Hurd）在1958年提出的，表示个人所具备的对科学的基本理解。关于科学素养，人们基于各自的理解，从不同角度对其内涵进行了各种各样的阐述。
佩拉等的理解早在1960年代，佩拉(M. O. Pella)和他的同事仔细而系统地挑选了1946年到1964年之间的100种报刊文章。他们在这些文章中检索了各种与科学素养有关的主题的出现频率，作为社会公民应该具备科学素养的“参照物”，并归结出科学素养的内容：科学和社会的相互关系；知道科学家工作的伦理原则；科学的本质；科学和技术之间的差异；基本的科学概念；科学和人类的关系。
肖瓦尔特的描述性定义 肖瓦尔特（V. M.Showalter）在总结1950年代末到1970年代初有关科学素养的文献后，对具有科学素养的人提出了一个描述性定义：明白科学知识的本质；在和环境交流时，能准确运用合适的科学概念、原理、定律和理论；采用科学的方法解决问题，作出决策，增进对世界的了解；和世界打交道的方式与科学原则一致；明白并接受科学、技术和社会之间的相关性；对世界有更丰富、生动和正面的看法；具有许多和科学技术密切相关的实用技能。
米勒的科学素养三维模型 美国国际科学素养促进中心主任米勒（J.Miller）教授为了便于大规模科学素养调查，提出了科学素养概念的三维模型，它包括三个维度：对科学原理和方法（即科学本质）的理解；对重要科学术语和概念（即科学知识）的理解；对科技的社会影响的意识和理解。现在，许多国家公民科学素养的调查都按照米勒模型进行问卷设计。
克洛普弗的定义 美国学者克洛普弗（L. E.Klopfer）定义的科学素养包括五个方面：了解重要的科学事实、概念、原则和理论；有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；具有利用科学探究过程的能力；理解科学性质的一般原理和关于科学、技术与社会的相互作用；具有明智的对待科学的态度以及对与科学有关的事物的兴趣。
国际经济合作与发展组织的理解 国际经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation andDevelopment,OECD）也提出了对科学素养的理解，认为“科学素养是运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力”，“包括运用科学的基本观点理解自然世界并作出相应决定的能力”和“确认科学问题、使用证据、作出科学结论并就结论与他人进行交流的能力”。
美国“2061计划”对科学素养的定义美国科学促进协会（American Association for theAdvancement of Science, AAAS）发起的“2061计划”对科学素养的定义是：“熟悉自然界，尊重自然界的统一性；懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了解科学的一些重大概念和原理；有科学思维的能力；认识到科学、数学和技术是人类共同的事业，并认识到它们的长处和局限性。同时，还应该能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题”，“科学素养可以增加人们敏锐地观察事件的能力、全面思考的能力、以及领会人们对事物所作出的各种解释的能力。此外，这种内在的理解和思考可以构成人们决策和采取行动的基础”。
国际学生科学素养测试大纲的科学素养测试模型 国际学生科学素养测试大纲（Programme for International Student Assessment,PISA）提出的由三个方面组成的科学素养测试模型为：科学的基本观点，内容包括生命与保健科学，地球与环境科学，技术中的科学；科学实践的过程，重点是获取证据、解释证据并在证据的基础上进行科学活动的进程，包括确认科学问题、寻找证据、作出结论、与他人就结论进行交流、表明所了解的科学基本观点；科学场景，主要选自人们日常生活中的科学问题，而不是学校教室、实验室的科学实践或专业科学家的工作。
霍德森的定义 美国学者霍德森（D.Hodson）把科学素养分为三个维度：学习科学知识，即学习科学概念和科学理论；理解科学，即理解科学的本质和科学方法，意识到科学和社会之间相互作用的复杂性；做科学，即参与科学探究和问题解决，并培养相关的技能【1】。
《美国国家科学教育标准》的描述性定义 1995年美国公布了历史上第一部《国家科学教育标准》，它虽没有对科学素养给出概念性定义，但给出了描述性定义：所谓有科学素养是指了解和深谙进行个人决策、参与公民事务和个人及文化事务、从事经济生产所需的科学概念和科学过程。此外，还包括一些特定门类的能力……有科学素养意味着一个人对日常所见所历的各种事物能够提出、发现和回答因好奇心而引发的一些问题，意味着一个人已有能力描述、解释甚至预言一些自然现象，能读懂通俗报刊刊载的科学文章，能参与就有关结论是否有充分根据的问题所作的社交谈话，能识别国家和地方决定所赖以为基础的科学问题并提出有科学技术根据的见解，能根据信息源和产生此信息所用的方法评估科学信息的可靠程度，能提出和评价有依据的论点并恰如其分地运用从这些论点得出的结论。
中国科技部等五部门的理解 为了更好地推进21世纪青少年科学技术普及工作，2000年中国科学技术部连同教育部、中宣部、中国科协和共青团中央五个部门组织了有关专家，根据中国青少年科普活动实际状况，制定了《2001～2005年中国青少年科学技术普及活动指导纲要》和《2001～2005年中国青少年科学技术普及活动内容与目标》。两份文件都将科学素养理解为：科学态度；科学知识、技能；科学方法、能力；科学行为、习惯。
中国教育部制定的《科学（7～9年级）课程标准》的定义 在21世纪基础教育课程改革中，科学（3～6年级）、科学（7～9年级）、生物、物理和化学等科学学科的课程标准对科学素养的理解基本相似。《科学（7～9年级）课程标准》认为，科学素养包括：科学探究（过程、方法与能力）；科学知识与技能；科学态度、情感与价值观；科学、技术与社会的关系（Science,Technology and Society, STS）。
梁树森和谷秀娥的报刊统计梁树森和谷秀娥采用报刊检索法，分析了2001年中国两份比较有影响的报纸《教育文摘周报》和《大众科技报》，收集了与科学素养有关的信息并进行分类统计，他们发现，与科学素养有关的因素包括：科学能力（35.38%）；科学态度（19.03%）；思想道德（16.64%）；科学精神（15.00%）；科学知识（7.53%）；身体健康（4.97%）；美育（1.46%）。
其中英美两国的观点，对于从基础教育层面了解国外对科学素养含义的认识，具有一定的代表性。如果将这两种观点作进一步的梳理，见表，可以发现一些规律性。
科学知识 | 科学过程和方法 | 科学的本质和价值 | |
美国 | ·统一的科学概念 ·物质科学 ·生命科学 ·地球和空间科学 | ·统一的科学过程 ·作为探究的科学 | ·科学和技术 ·个人和社会视角中的科学 ·科学的历史和本质 |
英国 | ·理解科学观念 ·建立科际联系 | ·训练科学方法 | ·理解科学对社会的贡献 ·理解科学对个人发展的贡献  ·认识科学的本质 |
从上表可以看出，英美两国的理科课程是从“科学知识”、“科学过程和方法”、“科学的本质和价值”等三个方面，来解决科学素养的含义。把各种科学素养定义中的因素分为八个类目：科学知识、科学方法、科学过程、科学技能、STS、科学态度、科学本质和其他。科学知识、科学方法、科学技能、科学本质和STS是科学素养的基本因素，而这些因素之间存在着关联程度紧密与松散之别，比如，作为科学研究成果的科学知识属于“结果性因素”，注重知识之间的逻辑关系，容不得知识“断档”，与其他四个因素的联系比较松散；科学方法和科学技能以及与科学研究的过程有关的因素属于“过程性因素”，两者联系较为紧密，仅知道如何做（有方法）但不会做（没有技能）是无法进行科学研究的，而仅会做（有技能）但不知道如何做（没有方法）也不行；STS和科学本质则属于“思想性因素”，两者实际上都是对科学的理解：科学本质是指从科学自身的角度对科学的理解，而STS是从与社会、技术相互作用的角度对科学的理解，所以两者的联系非常紧密。鉴于科学素养的五个基本要素之间关联紧密程度的不同，可以把它们分为三个维度：一是科学知识维度；二是科学技能方法维度，包括科学方法和科学技能两个因素；三是科学观念维度，包括科学本质和STS。因此，科学素养就是由科学知识、科学技能方法和科学观念三个维度构成，我国的基础教育化学新课程是从“知识与技能”、“过程与方程”、“情感态度与价值观”等三个方面，来阐释科学素养的含义。换句话说，促进学生科学素养发展这一总目标，是通过这三个维度的目标加以具体化的。
按国际上对公民科学素养调查建议的内容来看，公众的科学素养至少应该包括3个方面的内容：一是对科学术语和基本概念的基本了解；二是对科学研究过程和方法的基本了解；三是对科学、技术与社会相互关系的基本了解。通过对国际范围内关于科学素养探究历程的考察，我们可以看出，全面培养和提升学生科学素养已经成为现代科学教育的核心理念和目标，其根本原因在于现代社会发展、科学技术发展和生活于日益科学技术化的世界中的个体发展对于公民科学素养的强烈需求。
从本质上说，科学素养是指在先天遗传素质的基础上，经过后天的教育和实践而不断发展起来的，认识自然和应用自然规律解决日常生活和社会发展中实际问题的内在素质结构。
2000年8月，我国新世纪科学课程改革专家组对科学素养的内涵进行了广泛讨论，结合我国的实际情况并且借鉴国际科学教育界关于科学素养的探索成果，提出科学素养架构应该包括如下三个基本维度：科学知识与技能；科学探究过程、方法与能力；科学态度、情感与价值观。这就是我国科学教育界所构建的“科学素养”三维度概念模型。因此，从科学素养的构成侧面来看，它是科学基础知识与基本技能，科学过程、方法与能力，科学态度、情感与价值观三方面基本素质的有机统一。其中，基础知识与基本技能素质、科学过程、方法与能力素质属于科学素养整体结构中的智力因素，而科学态度、情感与价值观素质则属于科学素养整体结构中的非智力素质。
就各种素质在科学素养整体结构中的地位而言，先天遗传素质只是为科学素养的培养与发展提供了可能性和前提条件，科学素养的高低主要取决于后天的教育和培养。科学知识技能素质是科学素养的内容性要素，过程、方法、能力素质是科学素养的操作性要素，科学态度、情感、价值观则是科学素养的方向性和动力性要素。由此可见，这三种素质维度在科学素养整体结构中是有机统一、不可或缺的。
就三个构成维度在科学素养整体结构中的相互关系而言，它们是相互依赖、相互制约的。一方面，知识、技能与过程、方法、能力之间存在着相互依赖和相互制约的关系。能力是在知识技能的学习与训练过程中发展起来的，离开了知识学习和技能训练，能力就不可能得到发展；一定的能力不仅为知识学习和技能形成提供了前提，而且制约着知识学习与技能形成过程的深度、广度和速度；科学探究的过程与方法既是学习科学知识、训练科学技能的契机，又是科学知识技能向能力转化的中介和桥梁。另一方面，知识技能与过程、方法、能力这两个维度与情感态度价值观之间同样存在着相互依赖和相互制约的关系。属于非智力因素的科学态度、情感与价值观，虽然不直接介入智力过程，却在智力过程中起着重要的激发、定向和促进的作用。缺乏强烈的兴趣和克服困难的顽强意志，智力过程就丧失了赖以运作的动力条件，学习科学的行为就不可能持久，科学知识的掌握、技能的形成、能力的形成就无从谈起；没有正确的科学态度、情感与价值观，科学知识、技能与科学方法、能力的学习与运用就会迷失方向。反过来，一个人知识掌握的广度与深度以及能力的高低又会在一定程度上影响着他的情感、态度与价值观。系统扎实的科学知识结构和完善的科学能力会促进人获得成功，从而有助于科学精神和科学价值观的形成以及科学道德品质的完善。
总之，科学素养是一种整体素质结构，其中每个侧面都是不可或缺的有机构成部分，而且每个侧面必须与其他两个侧面相互联系和相互融合，这对于化学课程设计和化学教学实践具有极为重要的意义。我们必须要克服传统化学教育中长期存在的只注重基础知识掌握和基本技能训练的“狭隘双基观”，一定要切实树立起全面培养和提升学生科学素养的现代化学素质教育理念。
【1】潘苏东、褚慧玲 北京大学科学传播中心
