高中生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查研究

趙欣宇+周琰

（1聊城一中；2聊城大學(xué) 教科院，山東 聊城 252059）

摘 要： 選取236名高中生為被試，對其科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：高中生在科學(xué)觀問卷的五個(gè)維度的得分由低到高分別為：科學(xué)的公眾性、科學(xué)的動態(tài)性、科學(xué)的客觀性、對科學(xué)的態(tài)度、科學(xué)的有限性。不同性別、不同年級、不同學(xué)業(yè)水平的高中生在科學(xué)觀問卷的部分維度上存在顯著差異。高中生在科學(xué)知識問卷的得分率較高，但在科學(xué)方法問卷的得分率較低。在實(shí)證調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析問題產(chǎn)生的原因，并提出有針對性的建議和對策。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)素養(yǎng) 高中生 科學(xué)教育

一、問題提出

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展帶來了學(xué)習(xí)和生活方式的巨大變革，使科學(xué)素養(yǎng)的重要地位日益凸顯?？茖W(xué)素養(yǎng)是與科學(xué)有關(guān)的知識、能力和思維習(xí)慣的修養(yǎng)。有科學(xué)素養(yǎng)的人要對科學(xué)內(nèi)容、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)與社會的相互關(guān)系有基本的了解，要具有應(yīng)用科學(xué)知識、解決科學(xué)問題的基本能力，具有科學(xué)情感態(tài)度和價(jià)值觀[1]。國內(nèi)科學(xué)素養(yǎng)測查一般包含三個(gè)組成部分，即對科學(xué)知識、科學(xué)研究的過程和方法及科學(xué)技術(shù)對社會和個(gè)人產(chǎn)生的影響的了解程度。我國幾次大規(guī)?？茖W(xué)素養(yǎng)調(diào)查結(jié)果表明：公眾科學(xué)素養(yǎng)水平還較低，與發(fā)達(dá)國家（歐盟國家、美國和日本）相比仍處于落后地位；公眾科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展?fàn)顩r不平衡；迷信程度依然嚴(yán)重；公眾科學(xué)素養(yǎng)的提高速度遠(yuǎn)不及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長的速度[2]。在國內(nèi)公眾科學(xué)素養(yǎng)大規(guī)模調(diào)查中，被試年齡跨度為18歲到69歲。目前，對于高中生科學(xué)素養(yǎng)的研究尚顯薄弱。高中生是未來國家建設(shè)的主力軍，是未來科學(xué)研究的后備力量，其科學(xué)素養(yǎng)對國家未來科技發(fā)展和個(gè)人生活質(zhì)量提升均具有重要影響，因此對高中生科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行研究有著重要意義。

二、研究方法

1.被試

選取聊城一中的236名高中生進(jìn)行問卷調(diào)查，去掉無效問卷后，有效被試為229人。其中高一學(xué)生115人，高二114人；男生129人，女生100人。

2.研究工具

研究工具包括三部分。第一部分選自孫燕青的“科學(xué)觀問卷”。該問卷測查科學(xué)的動態(tài)性、有限性、客觀性、公眾性及被試的科學(xué)態(tài)度等。問卷采用Likert五點(diǎn)計(jì)分，要求被試說明對有關(guān)科學(xué)的各種表述的同意程度。已有研究表明該問卷具有良好的信效度指標(biāo)[3]。第二部分為“科學(xué)知識問卷”，選自中國公眾科學(xué)素養(yǎng)問卷中的題目，通過判斷“地心的溫度非常高”、“電子比原子小”等十個(gè)問題的對錯(cuò)考查學(xué)生對科學(xué)知識的了解程度。第三部分為“科學(xué)方法問卷”，考查學(xué)生對科學(xué)研究過程和方法的理解，如選擇：“認(rèn)真細(xì)致的分析和解釋可以彌補(bǔ)觀察步驟的缺失”、“在下列給出的四種研究內(nèi)容中選出一個(gè)最適合實(shí)驗(yàn)法探究的內(nèi)容”等問題考查學(xué)生對觀察法、實(shí)驗(yàn)法等科學(xué)方法的理解和運(yùn)用。

3.研究過程

在班主任的協(xié)助下，采用集體施測方式完成問卷調(diào)查，所需時(shí)間大約20分鐘。

4.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

三、調(diào)查結(jié)果

1.科學(xué)觀問卷的調(diào)查結(jié)果

被試在科學(xué)觀各維度得分的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差如下：科學(xué)的動態(tài)性（4.18±0.47）、科學(xué)的有限性（3.38±0.56）、科學(xué)的客觀性（4.07±0.46）、科學(xué)的公眾性（4.21±0.52）、科學(xué)態(tài)度（3.57±0.70）。

為了解被試在科學(xué)觀問卷上得分的性別差異和年級差異，進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果如表1所示：男生在科學(xué)態(tài)度維度的得分顯著高于女生，其余維度不存在顯著性別差異；高一學(xué)生的科學(xué)公眾性得分顯著高于高二學(xué)生，其余維度不存在顯著差異。

為比較不同學(xué)業(yè)成績的高中生在科學(xué)觀問卷得分的差異情況，選取三次統(tǒng)考中的物理、化學(xué)、生物成績，把總分居于前15%的學(xué)生劃分為高分組，后15%的學(xué)生劃分為低分組，其余學(xué)生為中等成績組。以科學(xué)觀各維度得分為因變量，以成績類型為自變量進(jìn)行單因素方差分析。結(jié)果如下：科學(xué)的動態(tài)性（F=4.557，P=0.011）、科學(xué)的有限性（F=0.03，P=0.97）、科學(xué)的客觀性（F=8.167，P=0.000）、科學(xué)的公眾性（F=1.88，P=0.155）、對科學(xué)的態(tài)度（F=17.241，P=0.000），即在科學(xué)的動態(tài)性、客觀性和科學(xué)態(tài)度三個(gè)維度上存在顯著差異。進(jìn)一步事后檢驗(yàn)結(jié)果表明：在動態(tài)性維度上，成績優(yōu)秀的學(xué)生得分顯著高于成績中等的學(xué)生；在客觀性維度上，成績優(yōu)秀的學(xué)生得分顯著高于成績中等和成績差的學(xué)生；在科學(xué)態(tài)度維度上，成績優(yōu)秀的學(xué)生得分顯著高于成績中等和成績差的學(xué)生。

2.科學(xué)知識問卷的調(diào)查結(jié)果

在科學(xué)知識問卷的十個(gè)題目中，全體學(xué)生的得分正確率分別為：95.7%、90.5%、83.5%、73.2%、76.6%、89.2%、96.5%、91.8%、98.7%、90%。除第四題（激光因匯聚聲波而產(chǎn)生）和第五題（電子比原子?。┱_率低于80%以外，其余題目總體得分率較高。

3.科學(xué)方法問卷的調(diào)查結(jié)果

四個(gè)問題的得分正確率分別為：26.4%、12.1%、61.9%、10.4%。正確率都較低，即使在成績優(yōu)秀的學(xué)生中，四個(gè)問題的正確率僅為：46%、13%、79%、13%，反映出學(xué)生對科學(xué)研究過程和方法的理解不容樂觀。

四、討論

1.高中生科學(xué)觀問卷的調(diào)查結(jié)果分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高中生在科學(xué)的公眾性維度得分最高，其次是科學(xué)的動態(tài)性、科學(xué)的客觀性、對科學(xué)的態(tài)度，在科學(xué)有限性維度得分最低。調(diào)查結(jié)果反映出高中生最認(rèn)同科學(xué)的公眾性，認(rèn)同科學(xué)進(jìn)步與公眾生活息息相關(guān)，認(rèn)為公眾應(yīng)該了解科學(xué)的實(shí)質(zhì)及其所為，相信大眾可以理解科學(xué)，而且最終可以受益于科學(xué)。高中生對科學(xué)的有限性認(rèn)識水平最低。事實(shí)上，科學(xué)只能基于對自然現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)觀察解釋有關(guān)自然現(xiàn)象的問題，科學(xué)是有限的，并不能解決所有問題，也不能為所有問題找到正確的答案。在學(xué)校教育中，高中生看到的是科學(xué)在人類發(fā)展進(jìn)步中的巨大作用，較易形成科學(xué)無所不能的錯(cuò)覺。

科學(xué)觀問卷的性別差異分析顯示，男生在科學(xué)態(tài)度維度的得分顯著高于女生，男生更傾向于認(rèn)為做科學(xué)家，或者從事需要科學(xué)知識和思維的工作是很有意思和有價(jià)值的，更喜歡做科學(xué)工作。學(xué)科的性別刻板印象依然存在，某些女生感覺自己在科學(xué)相關(guān)類課程上的投入產(chǎn)出不成比例，未從學(xué)習(xí)方法等方面尋找原因，認(rèn)定自己不是學(xué)理科的料，對科學(xué)的態(tài)度相對較為消極?？茖W(xué)觀得分的年級差異分析表明，高一學(xué)生的科學(xué)公眾性得分顯著高于高二學(xué)生。隨著學(xué)習(xí)難度的加大，學(xué)生感到科學(xué)與公眾之間有了一定的距離，更傾向于認(rèn)為公眾不易理解科學(xué)的實(shí)質(zhì)。不同學(xué)業(yè)成績的高中生在科學(xué)的動態(tài)性、客觀性和科學(xué)態(tài)度三個(gè)維度的得分存在顯著差異，成績優(yōu)秀的學(xué)生在學(xué)習(xí)中投入更多，對科學(xué)的認(rèn)識更為成熟，更認(rèn)同科學(xué)理論、定律是對真理的逼近，會不斷變化，而不是永遠(yuǎn)不變的真理；在科學(xué)活動中，一個(gè)人必須具有理智性的誠實(shí)品質(zhì)，以客觀觀察為依據(jù)，樂于在證據(jù)充分的情況下改變原來的立場。成績優(yōu)秀的學(xué)生對科學(xué)的態(tài)度較為積極，認(rèn)為做科學(xué)家或者從事需要科學(xué)知識和科學(xué)思維的工作是很有意思、很有價(jià)值的事，喜歡做科學(xué)工作。成績差的學(xué)生更傾向于認(rèn)為從事需要科學(xué)知識和思維的工作是很枯燥無味的，是高智力者的游戲。

2.高中生科學(xué)知識問卷的調(diào)查結(jié)果分析

總體看，高中生在科學(xué)知識問卷的得分率較高，與學(xué)生接受的系統(tǒng)學(xué)校教育有關(guān)。“科學(xué)知識問卷”中的題目選自中國公眾科學(xué)素養(yǎng)問卷，這些問題與學(xué)生學(xué)習(xí)的課本知識密切相關(guān)。個(gè)別學(xué)生即便不理解問題背后蘊(yùn)含的科學(xué)原理，也會通過記憶的方式記住結(jié)論，故此問卷得分普遍較高。

3.高中生科學(xué)方法問卷的調(diào)查結(jié)果分析

高中生在科學(xué)方法問卷上的得分正確率較低，即使在成績優(yōu)秀的學(xué)生中，也有三個(gè)問題的正確率在50%以下，反映出學(xué)生對科學(xué)研究過程和方法的理解與運(yùn)用不容樂觀。如在“自然科學(xué)研究方法往往要求具有下列哪一個(gè)特性”選擇中，很多學(xué)生選擇“代表國家需求”、“經(jīng)濟(jì)節(jié)約”等選項(xiàng)，對于“別人可以重復(fù)”這一重要特點(diǎn)的認(rèn)識不足。對于觀察法和實(shí)驗(yàn)法的選擇及適用范圍和設(shè)計(jì)要求的了解存在明顯不足之處。

五、建議

1.認(rèn)識提高科學(xué)素養(yǎng)的重要意義

學(xué)校教育是科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)和提高的主要途徑，高中階段是接受科學(xué)知識、形成正確科學(xué)觀的黃金時(shí)期，不能因?yàn)榻虒W(xué)任務(wù)的繁重而忽視學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)。具有一定科學(xué)素養(yǎng)是每個(gè)公民必需的，是現(xiàn)代社會必須具備的基本素養(yǎng)。高中物理、化學(xué)、生物等課程標(biāo)準(zhǔn)均強(qiáng)調(diào)“提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”這一基本理念。從發(fā)展角度看，具有一定科學(xué)素養(yǎng)有助于人們生活質(zhì)量提升，有助于理解科學(xué)的局限性，減少人們對科學(xué)的片面盲目崇拜或刻意排斥。

2.重視科學(xué)過程與方法體驗(yàn)

研究表明，高中生在科學(xué)方法問題上的得分正確率較低，高中生存在對科學(xué)的本質(zhì)、過程和方法等方面認(rèn)識不足等問題。課程標(biāo)準(zhǔn)提出從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度設(shè)計(jì)教學(xué)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。然而，高中階段面臨高考的巨大壓力，為擠出高三復(fù)習(xí)時(shí)間，學(xué)校普遍存在趕進(jìn)度的情況，教學(xué)中存在重視知識傳授和做題方法歸納總結(jié)，忽視科學(xué)探究過程與方法體驗(yàn)的問題。本著“為學(xué)生終身發(fā)展負(fù)責(zé)，為應(yīng)對現(xiàn)代社會和未來發(fā)展的挑戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)”的指導(dǎo)思想，教學(xué)過程中不能僅重視科學(xué)知識的傳授，更應(yīng)關(guān)注科學(xué)知識探索發(fā)現(xiàn)過程。

3.關(guān)注全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升

成績優(yōu)秀學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平相對高于成績中等和成績較差的學(xué)生，男生對科學(xué)的態(tài)度的得分顯著高于女生，這些研究結(jié)果反映出學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的不平衡性。調(diào)動全體學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神，改變理科學(xué)習(xí)中的性別刻板印象，提升全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是學(xué)校教育的長期目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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