信息技術(shù)對(duì)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的研究

回望三年來(lái)的科研歷程，是我們對(duì)建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)與教學(xué)方法探究的過(guò)程;是我們以學(xué)生為本積極促進(jìn)其科學(xué)素養(yǎng)的提高的過(guò)程;更是我校把計(jì)算機(jī)教學(xué)和應(yīng)用作為我校教育教學(xué)創(chuàng)特色上水平、實(shí)施素質(zhì)教育突破口，并以此溶入我校的教育改革和科研工作的過(guò)程。

一、課題立項(xiàng)的背景

在世界高速發(fā)展的今天，科技已融入我們生活的方方面面，在給我們帶來(lái)極大便利的同時(shí)，也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。鄧小平同志曾經(jīng)提出：科技是第一生產(chǎn)力。由此可見，科學(xué)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家和民族崛起的動(dòng)力，而具備一定科學(xué)素養(yǎng)的人則是動(dòng)力的源泉。在這樣的背景下，世界各國(guó)都注重培養(yǎng)本國(guó)公民的科學(xué)素養(yǎng)。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)主要是依賴于科學(xué)課程，然而在科學(xué)課程的教學(xué)過(guò)程中，重科學(xué)知識(shí)的傳授，輕科學(xué)情感與價(jià)值觀、科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系等方面的培養(yǎng)，這嚴(yán)重阻礙了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的整體而全面的發(fā)展。在這種背景下，通過(guò)實(shí)際調(diào)查和文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，在中小學(xué)的其他課程的教學(xué)中，尤其是信息技術(shù)課，對(duì)有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)方面的內(nèi)容的涉及則更為有限。

基于此，探討信息技術(shù)課能否提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)？信息技術(shù)課對(duì)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的哪些方面有效？這對(duì)于改革傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)，深化信息技術(shù)課程改革都是具有十分重要意義的。本課題的研究也是在此基礎(chǔ)上展開的。

二、課題研究的目標(biāo)與具體作法

1、研究目標(biāo)與內(nèi)容

本論文的研究目標(biāo)：在對(duì)科學(xué)素養(yǎng)理論的研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量調(diào)查了解中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的原有水平，然后選取實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行教學(xué)控制，分析驗(yàn)證相對(duì)于傳統(tǒng)一般的信息技術(shù)教學(xué)，是否有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，進(jìn)而驗(yàn)證，通過(guò)教學(xué)控制的信息技術(shù)課對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的哪些方面有所提高，從而為信息技術(shù)的教學(xué)改革提供直接經(jīng)驗(yàn)或作參考依據(jù)。

課題研究的主要內(nèi)容：

1） 探索中學(xué)階段學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一些評(píng)價(jià)方法，為科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)量提供依據(jù)。

2） 利用信息技術(shù)教學(xué)課堂，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計(jì)，探討分析培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的途徑與方法。

3） 結(jié)合各級(jí)中小學(xué)生電腦制作活動(dòng)，積極開展信息技術(shù)課外活動(dòng)，探索一些對(duì)普通中學(xué)課外活動(dòng)有推廣價(jià)值或指導(dǎo)意義的教學(xué)方法。

4） 收集、對(duì)比經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)施的實(shí)驗(yàn)班級(jí)與非實(shí)驗(yàn)班級(jí)的科學(xué)素養(yǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，采用目前較先進(jìn)的SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為課題實(shí)驗(yàn)效果作科學(xué)性評(píng)價(jià)。

2、具體作法

實(shí)驗(yàn)對(duì)象：初中學(xué)生，年齡集中在11-13歲。

1） 研究方法：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們將實(shí)驗(yàn)對(duì)象分為實(shí)驗(yàn)組和控制組，通過(guò)對(duì)兩組對(duì)象進(jìn)行不同的教學(xué)實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)格的前測(cè)與后測(cè)。檢測(cè)的方法采用隨機(jī)抽樣調(diào)查法、觀察法、測(cè)驗(yàn)法、對(duì)比法、個(gè)案研究法，并對(duì)干擾因素（如偏科思想、硬件配置、學(xué)生個(gè)性差異等）進(jìn)行了嚴(yán)格控制，定期進(jìn)行橫向?qū)Ρ取R總和作出階段性小結(jié)，并探究對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)作合理評(píng)價(jià)的方向與方法。

2） 核心概念界定：1983年，國(guó)際科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展中心主任米勒（Miller）總結(jié)了已有的理論和實(shí)證研究，在《科學(xué)素養(yǎng)：概念和經(jīng)驗(yàn)的回顧》一文中界定了科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)含，提出了科學(xué)素養(yǎng)概念的三維模型：①關(guān)于科學(xué)概念的理解;②關(guān)于科學(xué)過(guò)程和科學(xué)方法的認(rèn)識(shí);③關(guān)于科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)。

我國(guó)教育部2006年10月在《國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（7-9年級(jí)）》中指出，科學(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)探究（過(guò)程、方法和能力），科學(xué)知識(shí)與技能，科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀以及對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)等。

綜上我們可以看出，由于國(guó)內(nèi)外各個(gè)組織或個(gè)人的文化、社會(huì)背景的差異，對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的界定也不完全相同，但是它們之間也有很多共通之處。在本課題研究過(guò)程中，我們將科學(xué)素養(yǎng)的定義界定為三個(gè)維度：科學(xué)知識(shí)，科學(xué)情感與價(jià)值觀，科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系。

科學(xué)情感態(tài)度與價(jià)值觀是指：通過(guò)對(duì)科學(xué)知識(shí)的正確把握，形成科學(xué)的信念和態(tài)度，主要包括好奇心求知欲，求真求實(shí)的客觀精神，平等合作的精神，創(chuàng)新與批判等。

科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系則是指：公眾對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的態(tài)度，社會(huì)責(zé)任感以及對(duì)迷信、偽科學(xué)的識(shí)別。

基于以上核心概念的界定，我們確定了用于測(cè)量科學(xué)素養(yǎng)的包含科學(xué)知識(shí)、科學(xué)情感態(tài)度與價(jià)值觀、科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系等三個(gè)維度的檢測(cè)試題，用于課題的前測(cè)與后測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，從而提高本課題研究對(duì)象的科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)量的科學(xué)性。

三、課題成果，及其特色與價(jià)值

1、我們對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)量方法：在三年的課題實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為解決科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)量問(wèn)題，探究科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)價(jià)方式，我們閱讀了大量的文獻(xiàn)資料，并對(duì)每年的初一新生都作相關(guān)測(cè)評(píng)，再不斷調(diào)整測(cè)試題目的精準(zhǔn)度，以提高測(cè)量的科學(xué)性。在科學(xué)素養(yǎng)的測(cè)量方面，目前在國(guó)際上得到廣泛認(rèn)可和使用的是美國(guó)米勒（Miller）教授提出的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也采用該標(biāo)準(zhǔn)分別于1992年、1994年、1996年、2001年和2003年對(duì)公眾的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了五次大規(guī)模的調(diào)查。但是，由于該標(biāo)準(zhǔn)的三維模型是針對(duì)成人來(lái)設(shè)計(jì)的，而我們的研究對(duì)象是中學(xué)生，因此，直接照搬具有一定的局限性。因此，我們針對(duì)中學(xué)生的年齡特征和知識(shí)結(jié)構(gòu)，作了多次討論和修改。

2、校本教材開發(fā)：為了促進(jìn)實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的提高，我們將科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)作為教學(xué)環(huán)節(jié)納入到信息課的教學(xué)設(shè)計(jì)中，每節(jié)課有意創(chuàng)設(shè)一定的科學(xué)話題作為教學(xué)情境，并針對(duì)相關(guān)話題作信息收集和討論，或利用多媒體信息強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)與理解。從實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)看，我們的課題預(yù)設(shè)與我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是存在一定的差距的，比如在促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)情感與價(jià)值觀的形成這方面，預(yù)期與結(jié)果存在著一定的差距。可見，我們的課題策略對(duì)學(xué)生的科學(xué)情感與價(jià)值觀的形成未產(chǎn)生明顯的作用。盡管如此，我們通過(guò)課題實(shí)驗(yàn)和探究，我們認(rèn)為學(xué)生的科學(xué)情感與價(jià)值觀的養(yǎng)成可能與學(xué)生的家庭環(huán)境、成長(zhǎng)背景，以及其年齡、身體發(fā)育過(guò)程等諸多客觀因素有關(guān)，甚至可能與更多的因素有關(guān)，有待我們進(jìn)一步的研究。也就是說(shuō)我們發(fā)現(xiàn)，青少年科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個(gè)比較復(fù)雜而值得全社會(huì)共同關(guān)注的課題，也是多學(xué)科相互配合共同努力長(zhǎng)期合作的教育過(guò)程，有待我們每一位教育工作者長(zhǎng)期不懈地關(guān)注與研究。

3、我們的思考：通過(guò)三年的基于信息技術(shù)課堂對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高的實(shí)驗(yàn)與研究，我們對(duì)中學(xué)生如何提高其科學(xué)素養(yǎng)作了一次較為深入的剖析與研究，使我們對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的形成有了較深刻的認(rèn)識(shí)，并對(duì)信息技術(shù)課如何教和學(xué)生如何學(xué)，如何培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等問(wèn)題有了新的認(rèn)識(shí)與作法。盡管我們?yōu)檎n題做了許多工作和努力，實(shí)驗(yàn)效果仍不是非常明顯，但是這個(gè)課題研究不失其意義，對(duì)我們將來(lái)的教學(xué)有十分重要的意義和收獲。