科學(xué)教育專業(yè)師范生科學(xué)本質(zhì)觀的初步研究

周 青，馬 俊 萍，劉 洋

(陜西師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710062)

一、問題的提出

科學(xué)作為一種認識方式,其本質(zhì)即“科學(xué)本質(zhì)”或“科學(xué)的本質(zhì)”(nature of science，縮寫為NOS)是指與科學(xué)知識發(fā)展相一致的價值和信念。[1]目前國際科學(xué)教育界一致認為理解科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)教育的目標之一, 是科學(xué)素養(yǎng)的核心成分之一。[2]科學(xué)本質(zhì)觀是指人們對科學(xué)本質(zhì)的認識。通過測量人的科學(xué)本質(zhì)觀，可以判斷人們對科學(xué)本質(zhì)的認識程度，從而從一方面確定其科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展水平。

培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是我國科學(xué)教育的核心理念。[3] [4]科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀會直接影響其對教學(xué)目標、知識、教學(xué)方式以及對學(xué)生學(xué)習(xí)評價的選擇等，從而影響學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀及學(xué)生的思維方式的形成。[5][6] [7]

為了適應(yīng)我國基礎(chǔ)教育課程改革與發(fā)展的需要，[8]2001年教育部批準設(shè)立了科學(xué)教育本科專業(yè)，目前全國開設(shè)該專業(yè)的各類高等師范院校及相關(guān)高校已達60余所。[9]科學(xué)教育專業(yè)的師范生是未來科學(xué)教師的重要組成部分。學(xué)術(shù)界對中學(xué)[8][9][10]物理、化學(xué)[11][12][13]等分科教師科學(xué)本質(zhì)觀已做了一定的研究。研究科學(xué)教育專業(yè)師范生的科學(xué)本質(zhì)觀及其影響因素對于反思高等師范院?？茖W(xué)教師課程體系設(shè)置與教學(xué)模式，構(gòu)建有利于科學(xué)教師科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的創(chuàng)新課程體系有重要的意義。

二、研究方法

本研究主要使用的方法是問卷調(diào)查法。

(一)問卷編制

問卷從科學(xué)本質(zhì)的三個維度——科學(xué)世界觀、科學(xué)探究和科學(xué)事業(yè)來設(shè)計，依據(jù)VOSTS[14](Aikenhead & Ryan,1992)、VNOS[15] [16](Lederman, Abd-El-Khalick, Bell, and Schwartz,2002) 量表與VNOS-C開放式問卷設(shè)計出97個項目。“科學(xué)世界觀”包括科學(xué)知識的普適性、相對性、暫定性、局限性以及科學(xué)的發(fā)展模式和發(fā)展動力6個方面；“科學(xué)探究”包括學(xué)科間的聯(lián)系、實驗負載理論的特性、科學(xué)過程中創(chuàng)造力與想象力的作用、解釋與預(yù)見的作用、科學(xué)知識的客觀性、科學(xué)家的主觀性對科學(xué)的影響、科學(xué)過程中使用的模型、分類方法、科學(xué)方法的多樣性、猜想與驗證在科學(xué)過程中的運用、“假設(shè)、定律、理論”三者的關(guān)系11個方面；“科學(xué)事業(yè)”包括科學(xué)家的觀念形態(tài)、科學(xué)家也是公民、科學(xué)過程中科學(xué)家的合作與競爭關(guān)系、科學(xué)過程中要遵循的道德規(guī)范和STS五個方面。問卷由四部分組成：

第一部分是被調(diào)查者的基本信息，包括性別、專業(yè)、年級、種族等。

第二部分由67個判斷題組成，每個題目都包含若干個科學(xué)知識的正面或反面陳述，在計分時采用完全同意、部分同意、不確定、部分不同意、完全不同意5級評分，其中有20個正向題目，得分依次為5、4、3、2、1，其余40個反向題目得分相反。得分越高表示學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解越高。

第三部分由23個多項選擇題組成，每個題目都包含若干個科學(xué)知識的正面或反面陳述。每個選項根據(jù)5級評分，計分的方法與判斷題的計分方法相同。得分越高表明學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)認識程度越高。

第四部分為7個開放性問題。目的在于定性地了解被調(diào)查者對科學(xué)本質(zhì)的認識和看法，并用來判斷被調(diào)查者真實想法是否與所選的判斷題以及選擇題選項的一致性，從而檢查問卷的有效性。

問卷還設(shè)計了測謊題，用來判斷學(xué)生作答的態(tài)度和問卷的有效性。

(二)調(diào)查對象

研究的對象是陜西師范大學(xué)2007、2006級科學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生。取樣人數(shù)為59。 發(fā)放問卷59份，收回49份，回收率為83.05%。

(三)數(shù)據(jù)的采集與分析

對收集回來的問卷進行統(tǒng)計與整理，用SPSS16.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析，數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為百分制。

三、調(diào)查結(jié)果

(一)問卷的統(tǒng)計分析

1．問卷的信度檢驗

總問卷的信度系數(shù)為0.737(Alpha(α))(表1)。

盡管顧客導(dǎo)向型偏離是服務(wù)營銷和服務(wù)行為研究的新興主題，但有關(guān)其行為表征的研究在積極偏離行為、一線員工服務(wù)行為等相關(guān)研究領(lǐng)域中已有突顯。近幾年來，學(xué)者們對顧客導(dǎo)向型偏離的內(nèi)涵界定、類型劃分、測量維度以及動力因素進行了初步探索，研究結(jié)論有助于學(xué)界認識這種行為，并圍繞顧客導(dǎo)向型偏離這一核心概念，展開更加廣泛和深入的研究。然而，顧客導(dǎo)向型偏離的相關(guān)研究仍處于起步階段，今后的研究可以從以下方面對相關(guān)問題予以探討和解答。

表1 問卷的信度

2．問卷的效度檢驗

表2 各維度之間及其總問卷之間的相關(guān)系數(shù)矩陣

由表2可以看出，總問卷與各維度之間的相關(guān)系數(shù)大于各維度之間的相關(guān)系數(shù)(P<0.01)，因此本問卷具有一定的結(jié)構(gòu)效度。

(二)科學(xué)教育師范生的NOS以及影響因素

Halloun認為：科學(xué)本質(zhì)觀可以分成“樸素”、“經(jīng)典”、“現(xiàn)代”三種不同的取向。[17]平均分<50分為“樸素水平”，是指對科學(xué)本質(zhì)的理解與當時的哲學(xué)、歷史和社會科學(xué)的發(fā)展不一致；平均分在50—70分的為“經(jīng)典”水平，是指學(xué)生對某方面的認識沒有固定的框架，有時是成熟的，有時是不成熟的；平均分>70分的為“現(xiàn)代”水平，是指學(xué)生對科學(xué)的認識與現(xiàn)在的科學(xué)發(fā)展相一致。

1．科學(xué)教育師范生的NOS現(xiàn)狀分析

從圖可以看出，科學(xué)教育師范生的科學(xué)本質(zhì)觀的總體認識的平均分為45.45分，處于樸素水平，說明科學(xué)教育師范生對科學(xué)本質(zhì)的理解與當前的哲學(xué)、歷史和社會科學(xué)的發(fā)展不一致。

圖 科學(xué)教育師范生科學(xué)本質(zhì)觀平均分

從科學(xué)本質(zhì)的三個維度分析，科學(xué)教育師范生對科學(xué)事業(yè)的認識程度最高，平均值為50.34，處于“經(jīng)典”水平，說明是指他們對科學(xué)事業(yè)的認識沒有固定的框架，有時是成熟的，有時是不成熟的，處于不穩(wěn)定階段；學(xué)生對科學(xué)探究和科學(xué)世界觀的認識平均分分別為43.55和48.63，都處于樸素水平，對科學(xué)探究和科學(xué)世界觀的與當前的哲學(xué)、歷史和社會科學(xué)的發(fā)展不一致。

2．性別對NOS理解的影響

表3 男女生科學(xué)本質(zhì)認識的平均分情況

表4 男女生科學(xué)本質(zhì)認識性別差異T檢驗

表5 不同性別的ANOVA單因素方差分析

綜上所述，性別對科學(xué)教育師范生科學(xué)本質(zhì)觀的認識沒有顯著影響。

3． 年級對NOS理解的影響

表6 不同年級學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀認識的平均分表

由表6可以看出，07級學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)的總體平均分為46.53，06級學(xué)生的平均分為44.17，07級學(xué)生的認識水平稍高于06級?？茖W(xué)本質(zhì)的三個子維度的得分，也是07級學(xué)生的認識水平稍高于06級。對兩個年級學(xué)生的均值差異進行兩組獨立樣本的T檢驗，得到科學(xué)本質(zhì)總體認識的結(jié)果為：F=0.245，P1=0.623>0.05，所以不同年級學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認識是方差齊性的。在方差齊性的條件下，t檢驗的結(jié)果為：t=0.899，p2=0.373>0.05，表明不同年級學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)總體的認識不存在顯著性差異。從科學(xué)本質(zhì)觀的三個子維度分析，三個方面的Levene方差齊性檢驗的結(jié)果均為P1>0.05，也即方差齊性。方差齊性的條件下t檢驗結(jié)果均為P2>0.05，所以不同年級學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)三個維度的認識也不存在顯著性差異。

表7 不同年級學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀認識性別差異T檢驗

綜上所述，年級對科學(xué)教育師范生的科學(xué)本質(zhì)觀的認識沒有顯著影響。

四、結(jié)論

(一)“科學(xué)本質(zhì)觀調(diào)查問卷”的適用性

本研究中問卷的題目都是根據(jù)信效度可靠的國內(nèi)外問卷以及學(xué)生的訪談為基礎(chǔ)設(shè)計的。此外在問卷中還設(shè)計了測謊題和主觀性問題 。通過SPSS16.0分析的總問卷的信度系數(shù)大于0.7，其他三個維度的信度也都介于0.57-0.61之間，具有一定的可信度。

(二)科學(xué)教育師范生科學(xué)本質(zhì)觀發(fā)展水平及其影響因素

1．對科學(xué)本質(zhì)的總體認識

研究表明科學(xué)教育專業(yè)師范生科學(xué)本質(zhì)觀發(fā)展現(xiàn)狀處于樸素水平，不能令人滿意?？茖W(xué)教育專業(yè)師范生對科學(xué)本質(zhì)的認識與當前哲學(xué)、歷史和社會科學(xué)的發(fā)展不一致。他們對科學(xué)的概念大都持有錯誤的認識，或者缺乏認識。比如，大部分同學(xué)認為科學(xué)模型是實物的拷貝，這與科學(xué)模型是對事物的簡化，科學(xué)家利用模型是為了加深我們對事物的理解，為了更好的解釋事物的運作方式是不吻合的。

2．對科學(xué)探究的認識

科學(xué)探究是科學(xué)家用以研究自然界并基于研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的不同途徑，也指學(xué)生用于獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念和科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。研究表明科學(xué)教育專業(yè)師范生對科學(xué)探究的認識程度也不能令人滿意。師范院校應(yīng)在科學(xué)教育專業(yè)課程與教學(xué)中重視該問題。

3．影響因素

年級和性別對科學(xué)教育師范生的科學(xué)本質(zhì)觀認識沒有顯著影響。

[參考文獻]

[1] 周青.科學(xué)課程教學(xué)論[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2007:10-12.

[2] 王晶瑩. 科學(xué)本質(zhì)觀與科學(xué)探究的意義及實踐——美國李德曼教授訪談錄[J].全球教育展望, 2008(2)：3-6.

[3] 梁永平.促進學(xué)生科學(xué)本質(zhì)理解的教學(xué)設(shè)計[J].教改實踐與探索, 2008(9):5-10.

[4] 中華人民共和國教育部.科學(xué)課程標準(3-6年級)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社, 2001.

[5] 中華人民共和國教育部.科學(xué)課程標準(7-9年級)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社, 2001.

[6] 姜鋒.高中生科學(xué)本質(zhì)觀的現(xiàn)狀與轉(zhuǎn)變[D].北京:首都師范大學(xué), 2005.

[7] 梁永平,寧君迎.高中生微觀認識學(xué)習(xí)中科學(xué)本質(zhì)觀的調(diào)查研究[J].化學(xué)教育, 2007(1):35-37.

[8] 梁永平.理科教師的科學(xué)本質(zhì)觀對科學(xué)教育的影響[J].山西師大學(xué)報:社會科學(xué)版, 2006(1):119-121.

[9] 曹靜,林長春.初中科學(xué)教師科學(xué)本質(zhì)觀的現(xiàn)狀調(diào)查[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報:哲學(xué)社會科學(xué)版,2009(5):124-128.

[10] 曹靜.初中科學(xué)教師科學(xué)本質(zhì)觀的現(xiàn)狀調(diào)查研究——以武漢市為例[D].重慶:重慶師范大學(xué), 2007.

[11] 蔡鐵權(quán),姜旭英,趙青文,王麗華.浙江省小學(xué)科學(xué)教師科學(xué)素養(yǎng)與科學(xué)本質(zhì)觀現(xiàn)狀調(diào)查及認識[J]. 全球教育展望, 2007(8):55-59.

[12] 梁永平.理科教師科學(xué)本質(zhì)觀及其教師行為發(fā)展研究[D].蘭州:西北師范大學(xué), 2006.

[13] 崔虹.中學(xué)化學(xué)教師科學(xué)本質(zhì)觀與其課堂教學(xué)行為選擇的研究[D].長春:東北師范大學(xué), 2007.

[14] 鄧華.中學(xué)物理教師科學(xué)本質(zhì)觀的研究[D].南京:南京師范大學(xué), 2008.

[15] Aikenhead, G S. Ryan, G. R. View on Science-Technology-Society[J].Science Education, 1976:477-491.

[16] Norman G. Lederman. Nature of science: past, present, and future [C]. In Sandrak. A bell, Norman G. Lederman.

[17] Schwab J J. the Teaching of Science as Enquiry [C]∥J J Schwab. P E Brandwein. The Teaching of Science. Cambridge, MA: Harvard University Press,1962:3-103.

[18] Nihal Dogan, Fouad Abd-El-Khalick. Turkish Grade 10 Students’ and Science Teachers’ Conceptions of Nature of Science:A National Study [J].Research in Science Teaching, 2007:1082-1112.

[19] 周青,陸國志.化學(xué)教育測量與評價[M].北京:科學(xué)出版社,2006:107-123.