中學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度研究*
——基于江蘇省六所STEM試點(diǎn)中學(xué)的調(diào)查

陳 凱，陳 淋，陳 悅

(1.南京曉莊學(xué)院 環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 211171；2.上海師范大學(xué) 數(shù)理學(xué)院，上海 200234；3.澳門大學(xué) 教育學(xué)院，澳門 999078)

一、問題的提出

(一)研究背景

STEM教育旨在打破學(xué)科領(lǐng)域邊界，促使學(xué)生能夠融合多種學(xué)科知識(shí)，提高探究能力和解決實(shí)際問題的能力，最初是美國為提升國家競爭力和勞動(dòng)力創(chuàng)新能力而提出的一項(xiàng)國家教育戰(zhàn)略[1]，近年來已逐漸受到各國教育界的重視。我國對(duì)STEM 教育關(guān)注主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的北京、上海、江蘇、浙江、廣東以及港澳臺(tái)等地的中小學(xué)，在日常教學(xué)中融合或在課外社團(tuán)中開展STEM教育實(shí)踐，并將其作為推進(jìn)教育創(chuàng)新改革的重要舉措之一。政府部門也通過各種政策支持和鼓勵(lì)，2015年教育部發(fā)布《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化作的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》明確提出要“探索STEAM教育、創(chuàng)客教育等新教育模式”。2016年《教育信息化“十三五”規(guī)劃》提出“有條件的地區(qū)要積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間'、跨學(xué)科學(xué)習(xí)(STEAM教育)、創(chuàng)客教育等新的教育模式中的應(yīng)用，著力提升學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)客意識(shí)和創(chuàng)新能力，養(yǎng)成數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，發(fā)揮信息化面向未來培養(yǎng)高素質(zhì)人才的支撐引領(lǐng)作用”。

自從STEM進(jìn)入我國教育研究的視野，探索STEM課程與教學(xué)的論文數(shù)量迅速增長。常詠梅等對(duì)國內(nèi)近年STEM教育熱點(diǎn)進(jìn)行文獻(xiàn)研究和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析，并借助聚類分析出我國STEM教育研究主要集中在發(fā)展背景研究、課程整合理念研究、STEM教育與創(chuàng)客教育的關(guān)系研究、教師教育研究、教學(xué)實(shí)踐研究等五個(gè)方面，綜述性、思辨類文獻(xiàn)居多[2]；而中小學(xué)一線教師更關(guān)注滲透STEM理念的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。詹青龍等基于ERIC數(shù)據(jù)庫的相關(guān)文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞的分析，發(fā)現(xiàn)外國學(xué)者更關(guān)注STEM教育理論、STEM教育研究方法運(yùn)用、STEM教育相關(guān)的學(xué)校變革、STEM課程連貫性、STEM教育代表性不足的群體等[3]。

STEM教育作為一種西方文化的東渡，雖然在我國目前愈加受到重視，但畢竟是舶來品，缺乏實(shí)證支撐的經(jīng)驗(yàn)性認(rèn)識(shí)無法促進(jìn)東方文化背景下STEM教學(xué)中所遇到的各種問題與國際的對(duì)話[4]。我國STEM教育實(shí)證研究上已經(jīng)收獲了一些成果，主要發(fā)表在教育技術(shù)類期刊，包括學(xué)習(xí)研究，例如基于設(shè)計(jì)的跨學(xué)科STEM教學(xué)對(duì)小學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)態(tài)度的影響[5]、項(xiàng)目式STEM教學(xué)中學(xué)生參與度測量[6]等；更多是教師研究，例如STEM教師教學(xué)反思日志分析[7]、STEM網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)教師行為意向影響因素分析[8]等；也包括用內(nèi)容分析法對(duì)國外科學(xué)教材的研究[9]。

(二)研究意義

雖然小學(xué)階段已經(jīng)開始STEM啟蒙，但是中學(xué)生對(duì)STEM學(xué)習(xí)更具備自主意識(shí)，而且由于中高考銜接涉及未來職業(yè)發(fā)展方向的選擇，所以研究中學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度具有以下意義：一是STEM教育需要通過創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境、以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)途徑激發(fā)學(xué)生批判性思維，引導(dǎo)學(xué)生將跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題解決，STEM課程開發(fā)與教學(xué)設(shè)計(jì)需要依據(jù)中學(xué)生心理、認(rèn)知和已有知識(shí)水平的發(fā)展，結(jié)合相關(guān)科目的學(xué)習(xí)進(jìn)階來制定的。了解學(xué)生對(duì)于STEM學(xué)習(xí)的態(tài)度，是重要的學(xué)情分析途徑，是深入開展課程開發(fā)和教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；二是我國STEM項(xiàng)目已經(jīng)在試點(diǎn)學(xué)校開展了一段時(shí)間，尚屬改革初期，已有學(xué)校在STEM主題競賽里收獲了不錯(cuò)的成績。針對(duì)開設(shè)STEM項(xiàng)目學(xué)校的相關(guān)學(xué)生進(jìn)行態(tài)度調(diào)研，可以從另一個(gè)層面了解STEM課程實(shí)施收獲；三是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展中對(duì)勞動(dòng)力的需求有超過75%的職業(yè)崗位與STEM職業(yè)相關(guān)，全球視野下人類目前面臨的諸多挑戰(zhàn)需要熟練掌握STEM技能、甚至具備STEM高素養(yǎng)的專業(yè)人士來應(yīng)對(duì)。在中學(xué)教育中滲透STEM職業(yè)生涯規(guī)劃，引導(dǎo)他們投身STEM職業(yè)，顯得特別重要。增強(qiáng)學(xué)習(xí)STEM的自我效能感和學(xué)習(xí)期待認(rèn)知，了解學(xué)生目前對(duì)于STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度，能為我國中小學(xué)生涯教育提供參考。

(三)研究問題

我們關(guān)注以下研究問題：(1)中學(xué)生對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度與未來職業(yè)興趣呈現(xiàn)怎樣的態(tài)勢(shì)？(2)初高中不同學(xué)習(xí)階段對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度上有何差異？(3)不同性別的中學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)態(tài)度是否有差異？

二、已有文獻(xiàn)評(píng)述

(一)概念界定

1.STEM

對(duì)STEM的界定存在多元化意見：2017年修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，將STEM定義為一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)和問題解決為導(dǎo)向，將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)多學(xué)科有機(jī)地融為一體的課程組織方式[10]；中國教育科學(xué)研究院發(fā)布的《中國STEM教育白皮書》則強(qiáng)調(diào)STEM教育跨學(xué)科、跨學(xué)段的連貫課程群以及全社會(huì)共同參與的教育創(chuàng)新實(shí)踐[11]。其實(shí)，美國的政府文件并沒有把STEM局限于某一種特殊的教育方式，更多泛指理工科本身，由于時(shí)代所賦予的新意義，應(yīng)包括理工農(nóng)醫(yī)等學(xué)科領(lǐng)域，倡導(dǎo)以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課堂體驗(yàn)；從內(nèi)容上看，四個(gè)方面是環(huán)環(huán)相扣的，科學(xué)是根基，技術(shù)和工程分別是科學(xué)和技術(shù)的運(yùn)用，數(shù)學(xué)作為工具融合在科學(xué)、技術(shù)和工程之中。

2.學(xué)習(xí)態(tài)度

態(tài)度是人對(duì)客觀事物產(chǎn)生疑問、進(jìn)行評(píng)價(jià)、產(chǎn)生需求以及采取相應(yīng)行動(dòng)的過程中產(chǎn)生的心理傾向和言行表現(xiàn)，是人對(duì)客觀事物的需求關(guān)系的反映[12]。教學(xué)過程中積極的學(xué)習(xí)態(tài)度有利于學(xué)生取得優(yōu)異的成績，理想的學(xué)習(xí)成果也能反作用于學(xué)習(xí)態(tài)度、調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

在形式上，STEM本身就是知識(shí)、方法、技能、能力、態(tài)度等多元素的綜合。楊亞平等指出STEM教育并不是具體的學(xué)科或課程，而是一種態(tài)度、思維、素養(yǎng)[13]，科技創(chuàng)新的動(dòng)力需要態(tài)度和情感的引導(dǎo)。本文中學(xué)生對(duì)學(xué)科的態(tài)度主要由自我效能感和期望價(jià)值兩部分信念組成[14]。自我效能感是對(duì)于特定領(lǐng)域內(nèi)個(gè)人能力或應(yīng)付對(duì)個(gè)人生活有影響事件的信念，研究表明，如果在數(shù)學(xué)[15]或科學(xué)學(xué)習(xí)[16]的自我效能很高的學(xué)生更有可能在STEM領(lǐng)域接受高等教育。期望價(jià)值理論認(rèn)為，個(gè)體完成各種任務(wù)的動(dòng)機(jī)是由他對(duì)這一任務(wù)成功可能性的期待及對(duì)這一任務(wù)所賦予的價(jià)值決定的，個(gè)體自認(rèn)為達(dá)到目標(biāo)的可能性越大，從這一目標(biāo)中獲取的激勵(lì)值就越大，個(gè)體完成這一任務(wù)的動(dòng)機(jī)也越強(qiáng)。研究表明期望與價(jià)值同樣能夠預(yù)測職業(yè)選擇，在調(diào)查職業(yè)理想和職業(yè)道路堅(jiān)持時(shí)，期望價(jià)值理論與自我效能理論能有效互補(bǔ)[17]。已有研究發(fā)現(xiàn)擁有高期望值信念與學(xué)生在難度較高的數(shù)學(xué)和科學(xué)課程中的堅(jiān)持密切相關(guān)[18][19]?；谝陨涎芯?，本文的“態(tài)度”術(shù)語綜合了自我效能和期望價(jià)值信念。

(二)STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度研究綜述

STEM教育和學(xué)生的興趣、自信的關(guān)系實(shí)證研究主要見于國際期刊，國內(nèi)文獻(xiàn)極少。

社會(huì)認(rèn)知職業(yè)理論[20]將職業(yè)發(fā)展歸結(jié)于興趣發(fā)展、選擇與決定、表現(xiàn)與堅(jiān)持的三個(gè)方面因素的綜合。其中職業(yè)興趣處于中心位置，興趣發(fā)展是職業(yè)發(fā)展的核心環(huán)節(jié)[21]，學(xué)生對(duì)STEM職業(yè)的興趣可能影響未來參與的工作[22]。研究發(fā)現(xiàn)大學(xué)生從事STEM專業(yè)的意圖直接受到自己12年級(jí)階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成就、接觸數(shù)學(xué)和科學(xué)課程的機(jī)會(huì)、數(shù)學(xué)自我效能感等因素的影響[23]。在美國的一項(xiàng)STEM職業(yè)興趣的研究采用了回溯性分析，關(guān)注了在大學(xué)校園里完成高中最后兩年課程的342名高中學(xué)生，研究數(shù)據(jù)表明，影響學(xué)生對(duì)STEM感興趣的因素包括學(xué)生自己的自我激勵(lì)；父母或家庭成員的支持；學(xué)校提供的科學(xué)和數(shù)學(xué)課程，以及接觸高素質(zhì)、激勵(lì)性的教師[24]。

基礎(chǔ)教育階段學(xué)生的STEM職業(yè)興趣也引起了學(xué)者的關(guān)注。其中澳大利亞的課程設(shè)置和高中生的職業(yè)興趣對(duì)學(xué)生選擇大學(xué)STEM專業(yè)的影響最大[25]。Sadler等研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生的職業(yè)興趣變化主要發(fā)生在高中階段：高中入學(xué)時(shí)的興趣能有效預(yù)測在高中畢業(yè)時(shí)STEM職業(yè)取向，在高中階段女生STEM職業(yè)興趣保留率較低，而對(duì)STEM職業(yè)感興趣的男生的比例則保持穩(wěn)定，此外入學(xué)時(shí)物理相關(guān)職業(yè)感興趣的人對(duì)STEM職業(yè)興趣保留率最高[26]。Maltese和Tai發(fā)現(xiàn)，相信科學(xué)會(huì)對(duì)自己的未來有用、對(duì)科學(xué)事業(yè)感興趣的八年級(jí)學(xué)生未來更有可能獲得STEM相關(guān)的學(xué)位[27]。

除了關(guān)注不同學(xué)段的生涯教育，STEM教育也關(guān)注性別的影響。社會(huì)民眾常常困擾于一些事實(shí)——男性比女性更多地適應(yīng)STEM領(lǐng)域；一些重要STEM領(lǐng)域缺少女性工作者的突出表現(xiàn)；而且女孩對(duì)STEM學(xué)科領(lǐng)域的興趣、自信以等積極態(tài)度從學(xué)習(xí)早期開始，隨年齡增加而下降。在未來STEM勞動(dòng)力短缺的形勢(shì)下，鼓勵(lì)年輕女性進(jìn)入STEM工作和研究領(lǐng)域非常重要。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)女性榜樣在提升女性對(duì)自身成功潛力的信心方面并不比男性榜樣更有效；而對(duì)于STEM領(lǐng)域楷模的刻板印象，可能干擾了女性的成功信念[28]。此外，參與課外STEM項(xiàng)目的經(jīng)歷和數(shù)學(xué)教師影響她們“數(shù)學(xué)興趣和信心”，而她們對(duì)科學(xué)的興趣和信心的唯一重要預(yù)測因素是科學(xué)教師的影響力[29]。Bronfenbrenner生態(tài)學(xué)模型常用來預(yù)測中學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)的信心和興趣，研究發(fā)現(xiàn)，自我效能感是女生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和科學(xué)信心的重要預(yù)測指標(biāo)；數(shù)學(xué)及科學(xué)教師影響、和同伴影響是數(shù)學(xué)和科學(xué)興趣和信心的重要預(yù)測因素[30]。

愛荷華州立大學(xué)學(xué)者強(qiáng)調(diào)利用創(chuàng)造力和設(shè)計(jì)吸引女孩進(jìn)入STEM學(xué)術(shù)和職業(yè)領(lǐng)域的必要性。倡導(dǎo)采用許多課程之外的非正式學(xué)習(xí)活動(dòng)，為女孩提供體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，長相問題解決、創(chuàng)造和設(shè)計(jì)技能，以及提供正式課程不易接觸到的學(xué)術(shù)領(lǐng)域主題調(diào)查機(jī)會(huì)。研究發(fā)現(xiàn)女孩對(duì)于問題解決的興趣是對(duì)STEM所有學(xué)科領(lǐng)域感興趣的積極預(yù)測因素；但是對(duì)創(chuàng)造力和設(shè)計(jì)的興趣只對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)和工程領(lǐng)域感興趣的積極預(yù)測因子，卻是對(duì)科學(xué)領(lǐng)域興趣的負(fù)面預(yù)測因子[31]。

舊金山大學(xué)學(xué)者采用混合方法研究天主教學(xué)校的獨(dú)特背景下女生在STEM領(lǐng)域的學(xué)習(xí)態(tài)度和信心，發(fā)現(xiàn)授課教師自身的興趣與投入熱情讓STEM課程對(duì)女孩更有意義；天主教學(xué)校環(huán)境的文化支持STEM學(xué)習(xí)成就，并幫助女孩更好地融入學(xué)校環(huán)境，有利于核心素養(yǎng)的構(gòu)建，特別是合作意識(shí)和領(lǐng)導(dǎo)能力[32]。為了解釋性別平等悖論(那些性別更平等的國家例如芬蘭、挪威和瑞典等國家，中學(xué)與高等教育中竟然存在最大的STEM男女差距)，研究者利用2015年P(guān)ISA測驗(yàn)數(shù)據(jù)、STEM領(lǐng)域的大學(xué)畢業(yè)生的分布數(shù)據(jù)、全球性別差距指標(biāo)、生活滿意度等數(shù)據(jù)，對(duì)科學(xué)表現(xiàn)、學(xué)科優(yōu)勢(shì)、對(duì)科學(xué)學(xué)科的態(tài)度等層面探究性別差異。最終發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)國家中，男生對(duì)于科學(xué)的自我效能感更強(qiáng)，在性別平等水平更高的國家更是如此；科學(xué)興趣和愉悅度兩個(gè)維度也獲得類似的結(jié)論[33]。

雖然國際上對(duì)于STEM學(xué)習(xí)態(tài)度、興趣的研究已經(jīng)有不少成果，但是我國教育具有獨(dú)特的傳統(tǒng)文化背景，而且我國科學(xué)教育課程體系與西方國家相差較大，技術(shù)課程以及系統(tǒng)的STEM項(xiàng)目教學(xué)起步晚，目前本土化的實(shí)證研究還不多。

三、研究工具

本研究針對(duì)中學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的研究主要采用調(diào)查法，問卷分三部分：

問卷開頭是對(duì)參與者基本信息的調(diào)查，包括學(xué)校、年級(jí)、性別、年齡等，這些信息有助于我們探討這些變量對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的影響。

問卷主體借鑒了文獻(xiàn)中美國中學(xué)生對(duì)STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度測量工具。該工具從數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程技術(shù)和21世紀(jì)技能四個(gè)方面著手，分別測量學(xué)生對(duì)這四層面的態(tài)度，需要參與者根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇最準(zhǔn)確可靠的選項(xiàng)，選項(xiàng)包括“完全不同意、不同意、不確定、同意和非常同意”或“完全不感興趣、不感興趣、不確定、感興趣和非常感興趣”，以李克特五級(jí)量表的形式呈現(xiàn)，其中有三題采用了反向題。該工具通過大樣本測試，保證調(diào)查可靠性、有效性和公平性。測量工具開發(fā)時(shí)的探索性因素分析和驗(yàn)證性因素分析的結(jié)果表明，使用該工具來衡量學(xué)生對(duì)STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度結(jié)構(gòu)效度高[34]。此外，在修改量表過程中增加了對(duì)未來可能工作去向的調(diào)查，文獻(xiàn)總結(jié)出12個(gè)STEM職業(yè)取向，每個(gè)職業(yè)取向?qū)?yīng)著相關(guān)的STEM職業(yè)。例如，將臨床實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員、醫(yī)學(xué)科學(xué)家、生物醫(yī)學(xué)工程師、流行病學(xué)家和藥理學(xué)家這些職業(yè)合并為一般的“醫(yī)學(xué)科學(xué)”職業(yè)途徑[35]。

工程和技術(shù)有一定區(qū)別：工程是技術(shù)與發(fā)明的集成與實(shí)施，因此技術(shù)與發(fā)明對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的作用和影響就必須通過具體的工程來實(shí)現(xiàn)，離開了工程建造，技術(shù)與發(fā)明的作用就只能是潛在的和抽象的。技術(shù)工作者需要將科學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)或傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)所證明的規(guī)律轉(zhuǎn)化為各種生產(chǎn)工藝、作業(yè)方法、設(shè)備裝置等，解決如何實(shí)現(xiàn)的問題，主要為生產(chǎn)某種滿足人類需要的產(chǎn)品而服務(wù)[36]。工程師的工作需要體現(xiàn)以下特征：有創(chuàng)意；運(yùn)用科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)；與人合作；設(shè)計(jì)我們身邊的各種事物；解決實(shí)際困難[37]。但工程技術(shù)往往有著千絲萬縷的聯(lián)系，所以在調(diào)查中置于一個(gè)分量表。

需要說明的是，研究工具中調(diào)查的“21世紀(jì)技能”是美國聯(lián)邦教育部確定的《21世紀(jì)技能框架》[38]，其中提出了美國教育應(yīng)培養(yǎng)的核心素養(yǎng)和技能，主要包括“學(xué)習(xí)與創(chuàng)新技能”“信息、媒介與技術(shù)素養(yǎng)”“生活與職業(yè)素養(yǎng)”三個(gè)方面。雖然我國的“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”與“21世紀(jì)核心素養(yǎng)5C模型”與美國“21世紀(jì)技能”內(nèi)容表述有差異，但教育的最終目標(biāo)殊途同歸，都看重學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)從單一學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)走向了跨學(xué)科、綜合性和整體性的深度學(xué)習(xí)，與STEM的特點(diǎn)不謀而合，所以在調(diào)查中對(duì)原量表的這個(gè)維度沒有修改。

四、研究對(duì)象

本研究中，筆者試圖了解中學(xué)生對(duì)STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度和未來的職業(yè)興趣。雖然近年來STEM已經(jīng)被很多學(xué)校和家庭熟知，但在我國畢竟沒有全民推廣，也沒有進(jìn)入正式課程，所以選擇調(diào)查對(duì)象時(shí)主要關(guān)注了江蘇省首批STEM項(xiàng)目試點(diǎn)的部分學(xué)校，保證被調(diào)查者都接受過系統(tǒng)的STEM項(xiàng)目教育。研究對(duì)象主要是來自南京、無錫、揚(yáng)州和淮安四個(gè)城市六所中學(xué)的中學(xué)生，分別代表蘇中、蘇南、蘇北三個(gè)區(qū)域，其中包括三所初中和三所高中。被調(diào)查的對(duì)象都已經(jīng)學(xué)過數(shù)學(xué)、科學(xué)(包括中學(xué)階段的物理或化學(xué)或生物等學(xué)科)，并在以科技人才培養(yǎng)、STEM發(fā)展為特色的學(xué)校里參加過STEM社團(tuán)或培訓(xùn)。調(diào)查開始，所有接受調(diào)查的學(xué)生們被告知研究目的和問卷調(diào)查的目的。如表1所示，為參與調(diào)查的學(xué)校信息。調(diào)查過程中發(fā)放紙質(zhì)問卷500份，回收有效問卷483份，回收率96.6%。

表1統(tǒng)計(jì)的是參與者年級(jí)情況分布，表2統(tǒng)計(jì)的是參與者性別情況頻數(shù)分布。

表1 參與者年級(jí)情況頻數(shù)分布

表2 參與者性別情況頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

由上表可見，參與對(duì)象初中生較少，高中生較多，主要是因?yàn)榻K省目前開設(shè)正式STEM項(xiàng)目培訓(xùn)的學(xué)校還并不多，仍然以有一定信息技術(shù)基礎(chǔ)和通用技術(shù)基礎(chǔ)的高中生為主。此外，男生比例更大，也說明男生更傾向于進(jìn)入STEM社團(tuán)。

五、研究結(jié)果

(一)信效度檢驗(yàn)

研究工具在文獻(xiàn)中已經(jīng)過因子分析和項(xiàng)目分析，本研究借鑒過程中只作了翻譯和語言上的完善，并增加了部分基本資料調(diào)查。本研究的效度檢驗(yàn)依據(jù)相關(guān)分析法，即通過計(jì)算各個(gè)分量表與總量表間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)來評(píng)估量表結(jié)構(gòu)效度的效果。根據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn)，如果各分量表得分與總量表得分顯著相關(guān)，且各分量表得分之間的相關(guān)系數(shù)低于其分別與總量表之間的相關(guān)系數(shù)，則代表該量表的結(jié)構(gòu)效度較好。

由下頁表3所示，所有分量表間均呈顯著正相關(guān)(p＜0.001)，“對(duì)21世紀(jì)技能的學(xué)習(xí)態(tài)度”與其他分量表之間、“對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度”和“對(duì)工程技術(shù)的學(xué)習(xí)態(tài)度”之間的相關(guān)系數(shù)都介于0.2-0.4之間，為弱相關(guān)；“對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度”與“對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度”“對(duì)工程技術(shù)的學(xué)習(xí)態(tài)度”之間的相關(guān)系數(shù)都介于0.4-0.6之間，均為中等相關(guān)；各分量表與總量表之間的相關(guān)在0.6-0.8之間，為強(qiáng)相關(guān)，且皆達(dá)顯著(p＜0.001)；各分量表間的相關(guān)系數(shù)均低于其與總量表的相關(guān)系數(shù)，表明各分量表與總量表間聯(lián)系緊密，內(nèi)部效度良好。

筆者對(duì)收集的數(shù)據(jù)做了同質(zhì)信度分析，四個(gè)維度分量表的克朗巴哈α系數(shù)均超過0.800，且總量表的α系數(shù)為0.901，說明該量表內(nèi)部一致性良好。

表3 分量表與總量表間的皮爾遜相關(guān)分析(N=483)

(二)描述性統(tǒng)計(jì)與分析

根據(jù)表4呈現(xiàn)出來的每個(gè)分量表的標(biāo)準(zhǔn)差，可以得出收集的數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，并且每個(gè)分量表的每題平均得分和總量表的每題平均得分都大于3，說明參與者的態(tài)度趨向于正向積極(這里的正向是指分?jǐn)?shù)為4和5的態(tài)度)，說明研究對(duì)象對(duì)STEM比較接受和肯定。

表4 分量表與總量表的描述性統(tǒng)計(jì)

1.參與者對(duì)數(shù)學(xué)的態(tài)度分析

為了避免學(xué)生答題的隨意性，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度分量表中設(shè)置了Q1、Q3和Q5三個(gè)反向題，所以選項(xiàng)排序與其他有所不同，在處理數(shù)據(jù)中已經(jīng)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換。表5呈現(xiàn)的是初高中學(xué)生和男女生對(duì)數(shù)學(xué)持正向態(tài)度占各人數(shù)的比例，其中正向態(tài)度指的是分值為4和5的態(tài)度，表6、表7、表8和表9均同理，其中的數(shù)據(jù)均采用百分?jǐn)?shù)表示，括號(hào)內(nèi)呈現(xiàn)出該類別人數(shù)占據(jù)的比例。

表5 初高中學(xué)生和男女生對(duì)數(shù)學(xué)持正向態(tài)度占各人數(shù)的百分比

無論初中還是高中調(diào)查對(duì)象，Q1(數(shù)學(xué)是我最差的一門學(xué)科)、Q5(我能很好地掌握大多數(shù)科目，但我應(yīng)付不了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí))的比例都超過了70%，一方面說明調(diào)查對(duì)象感覺自己數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較好，另一方面也說明了參加STEM項(xiàng)目的同學(xué)往往在數(shù)學(xué)科自我感覺好。雖然Q3的意思(數(shù)學(xué)對(duì)我來說非常難)與Q1、Q5相近，但在高中生里Q3持正向態(tài)度的比例已經(jīng)降低至70%以下，顯示出高中課程難度的加深，的確讓不少調(diào)查對(duì)象感覺到了困難，尤其是解題和應(yīng)試上沒有把握獲取高分。

Q2(我會(huì)考慮日后選擇與數(shù)學(xué)相關(guān)的職業(yè))的比例極低，參與調(diào)查的學(xué)生大部分不會(huì)選擇一個(gè)與數(shù)學(xué)相關(guān)的職業(yè)，初中生和高中生比例相近，而女生的比例比男生更小，這與表8統(tǒng)計(jì)的未來工作可能去向?yàn)閿?shù)學(xué)的比例較小這一事實(shí)相符合，其實(shí)在中學(xué)生心目中，數(shù)學(xué)只是一門工具學(xué)科，對(duì)數(shù)學(xué)相關(guān)職業(yè)了解太少。

從描述性數(shù)據(jù)上看，男生對(duì)數(shù)學(xué)比女生更有自信，這與男女生的興趣差異有關(guān)；初中生比高中生在數(shù)學(xué)上更有自信——可能和初高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難度有關(guān)，但高中生能更好地認(rèn)識(shí)到自己是否能掌握數(shù)學(xué)，這是學(xué)生不同年齡段自我認(rèn)知力水平存在差異的結(jié)果。

2.參與者對(duì)科學(xué)的態(tài)度分析

表6呈現(xiàn)的是初高中學(xué)生和男女生對(duì)科學(xué)持正向態(tài)度占各人數(shù)的比例，可以看到，Q11(我希望離開學(xué)校后依然能運(yùn)用科學(xué))、Q12(學(xué)習(xí)科學(xué)將有助于我以后工作謀生)的正向態(tài)度比例普遍高，說明參與者們都充分認(rèn)識(shí)到科學(xué)對(duì)生活的重要性——需要科學(xué)來幫助工作中的問題解決，并表達(dá)出對(duì)運(yùn)用科學(xué)知識(shí)的期待。

表6 初高中學(xué)生和男女生對(duì)科學(xué)持正向態(tài)度占各人數(shù)的百分比

Q10(我會(huì)考慮從事一份有關(guān)科學(xué)的職業(yè))、Q14(我知道我很擅長科學(xué))和Q17(我能完成要求高的科學(xué)任務(wù))的比例普遍不高，說明中學(xué)生自認(rèn)為科學(xué)學(xué)習(xí)還沒有能達(dá)到“擅長”的程度，自然不能完成難題，而且大家對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科的職業(yè)興趣不高。Q9關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的自信，Q16運(yùn)用反向題探測學(xué)習(xí)者對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的信心，發(fā)現(xiàn)初中生在學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)會(huì)比高中生表現(xiàn)得更自信，男生比女生在學(xué)習(xí)科學(xué)上更有信心。Q13、Q15都涉及學(xué)生對(duì)未來科學(xué)相關(guān)工作的預(yù)想，正向態(tài)度比例處于中等水平。

3.參與者對(duì)工程技術(shù)的態(tài)度分析

由表7數(shù)據(jù)可知，無論初中生還是高中生，在Q23(我很好奇電子產(chǎn)品是如何工作的)、Q24(我愿意在將來的工作中運(yùn)用想象力和創(chuàng)造力做出新的東西)的比例普遍高，說明中學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品充滿興趣，并都愿意在將來的工作中運(yùn)用想象力和創(chuàng)造力作出新東西，這與現(xiàn)代社會(huì)電子產(chǎn)品等科技快速發(fā)展并滲透生活每一處有關(guān)，技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用能激發(fā)學(xué)生的好奇心和無限的想象。初中生相比于高中生更加喜歡依照自己的想象創(chuàng)造新產(chǎn)品，更喜歡動(dòng)手操作、組裝等。

表7 初高中生和男女生對(duì)工程技術(shù)持正向態(tài)度占各人數(shù)的百分比

在Q18(我喜歡依照自己想象創(chuàng)造新產(chǎn)品)、Q19(如果我學(xué)習(xí)工程，那么我可以改善人們每天都在使用的東西)兩個(gè)問題回答過程中初中生正向態(tài)度比例較大，高中生的比例則降低到70%以下，反映初中生更容易保持動(dòng)手創(chuàng)造的愿望和興趣。

Q21(我對(duì)機(jī)器機(jī)械有關(guān)的工作感興趣)、Q26(我相信我未來可以從事一份與工程有關(guān)的工作并獲得成功)的比例普遍不高，表明只有部分初高中生對(duì)機(jī)器機(jī)械有關(guān)的工作感興趣，女生的占比更更少，絕大部分參與者都不相信未來可以從事一份與工程技術(shù)有關(guān)的工作并獲得成功，自我效能感較低。

其余的比例普遍中等，差異不明顯，在一定程度上說明中學(xué)生對(duì)工程技術(shù)重要性的認(rèn)識(shí)不足，還需在正式課程繼續(xù)滲透，同樣需要非正式教育的支持。

4.參與者對(duì)21世紀(jì)技能的態(tài)度分析

從年級(jí)分布來看，Q28、Q30、Q31、Q32、Q34、Q36、Q37問題上，不論初高中學(xué)生都能表現(xiàn)出正向積極的態(tài)度(如表8所示)。

表8 初高中生和男女生對(duì)21世紀(jì)技能持正向態(tài)度占各人數(shù)的百分比

針對(duì)Q29(不管在學(xué)校還是在家里我都可以把事情做得很好)問題，高中生正向態(tài)度比例明顯偏少，初中生正向態(tài)度比例也不到60%，在一定程度上說明我國中學(xué)生普遍忙于學(xué)業(yè)和學(xué)?；顒?dòng)，對(duì)家庭活動(dòng)參與度不高可能是造成對(duì)自己解決家庭事務(wù)能力自信心不足的原因，還需要進(jìn)一步探究。

在大部分問題中，初中生的正向態(tài)度比例要高于高中生，但是在對(duì)于21世紀(jì)技能的部分自我效能表現(xiàn)上，高中生和初中生相差不大，甚至要略微更高，例如Q30(我會(huì)尊重同齡人與我之間的不一樣)、Q34(我會(huì)設(shè)定自己的學(xué)習(xí)目標(biāo))、Q36(當(dāng)我有很多作業(yè)時(shí)，我會(huì)選擇哪些需要先做、哪些可以延后)。

從性別分布來看，對(duì)于之前三個(gè)量表的大部分問題，男生的正向態(tài)度比例要高于女生，但是在這部分的調(diào)查中，女生卻呈現(xiàn)出比男生更為積極的態(tài)度，只有在Q33(當(dāng)事情不按計(jì)劃進(jìn)行時(shí)，我可以隨機(jī)應(yīng)變)、Q35(我可以在做自己的事情時(shí)合理地支配時(shí)間)兩題時(shí)，隨機(jī)應(yīng)變和自由分配自己的時(shí)間上，男生比女生更有自信。Q28、Q30、Q31、Q32等問題的態(tài)度表現(xiàn)出女生在人際交往和設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)上更為積極和自信。

(三)中學(xué)生對(duì)STEM職業(yè)可能取向的態(tài)度分析

由上頁表6可以得出，大多數(shù)參與調(diào)查的中學(xué)生都同意科學(xué)對(duì)生活的重要性，但對(duì)于未來科學(xué)方向的職業(yè)選擇呈正向態(tài)度的比例卻不高；與之相匹配的是表9的數(shù)據(jù)，雖然調(diào)查對(duì)象是參與STEM項(xiàng)目的學(xué)生，但表達(dá)出對(duì)未來從事科學(xué)領(lǐng)域職業(yè)的正向態(tài)度比例普遍低。

表9 初高中生和男女生對(duì)未來可能的去向持正向態(tài)度占各人數(shù)的百分比

從年級(jí)上看，只有初中生對(duì)物理、數(shù)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域的工作正向態(tài)度比例超過了50%(由于部分初中生還沒有學(xué)習(xí)化學(xué)，所以對(duì)化學(xué)學(xué)科的數(shù)據(jù)不具備可比性)，高中生青睞的STEM相關(guān)專業(yè)主要涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程和物理學(xué)；從性別上看，中學(xué)階段的男生對(duì)大部分STEM職業(yè)正向態(tài)度比例要高于女生，只有在醫(yī)學(xué)相關(guān)的職業(yè)取向上比例要低。

文獻(xiàn)曾闡明的國外職業(yè)規(guī)劃中男生對(duì)工程技術(shù)領(lǐng)域的職業(yè)的興趣尤其大，而女性則更多在高中時(shí)期傾向于從事健康和醫(yī)學(xué)方面的職業(yè)[39]。在我們對(duì)國內(nèi)學(xué)生的研究中，仍然有類似的結(jié)果。此外王晶瑩教授曾經(jīng)從PISA2015科學(xué)素質(zhì)測評(píng)的結(jié)果中分析，我國大陸測試地區(qū)除了科學(xué)學(xué)業(yè)成就高于OECD平均水平之外，科學(xué)認(rèn)識(shí)論和STEM職業(yè)期望均表現(xiàn)不佳[40]，我們的研究從另一個(gè)層面也證實(shí)了這一點(diǎn)。

(四)初高中生對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的差異

初中生和高中生在STEM學(xué)習(xí)態(tài)度上有無顯著性差異呢？我們對(duì)數(shù)據(jù)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，獲得如表10所示結(jié)果。

表10 探究年級(jí)對(duì)STEM態(tài)度影響的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表10

根據(jù)p值均接受備擇假設(shè)，根據(jù)t值比較，無論是STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的各個(gè)維度還是整個(gè)表現(xiàn)，初中生比高中生更加積極。這種現(xiàn)象也可以用來解釋STEM管道理論，該理論基于美國國家教育統(tǒng)計(jì)中心提供數(shù)據(jù)的實(shí)證研究，把學(xué)生比作流過一個(gè)越來越窄“管道”的水，“管道”中的連接點(diǎn)就如同通向STEM職業(yè)生涯所經(jīng)歷的重要事件，例如中考和高考、工作應(yīng)聘等，用越來越狹窄的“管道”形容學(xué)生從最初的STEM學(xué)習(xí)，到最終取得STEM相關(guān)學(xué)位以及從事STEM相關(guān)職業(yè)的過程。美國“國家縱向教育研究”的數(shù)據(jù)表明，在管道的每一個(gè)連接點(diǎn)幾乎都會(huì)出現(xiàn)人才流失問題，只有極少數(shù)學(xué)生最終選擇STEM專業(yè)，許多學(xué)生對(duì)STEM專業(yè)失去興趣而中途退學(xué)或換專業(yè)[41]。我們的研究在一定程度上呈現(xiàn)出學(xué)生特征，也驗(yàn)證了管道理論。之所以會(huì)出現(xiàn)這種STEM管道現(xiàn)象，主要原因是學(xué)生自身對(duì)STEM專業(yè)的態(tài)度轉(zhuǎn)變，但是對(duì)于其他重要人物或關(guān)鍵事件直接或間接影響學(xué)生對(duì)待STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度、選擇STEM專業(yè)或職業(yè)，具體的作用機(jī)制還需通過質(zhì)性研究進(jìn)一步證實(shí)。

由于我們選取的對(duì)象一半都是高三學(xué)生，雖然心智更加成熟，經(jīng)歷更加豐富，對(duì)未來的職業(yè)走向也具有初步想法，但是也面臨高考復(fù)習(xí)的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)繁重，可能會(huì)影響他們對(duì)STEM領(lǐng)域的正向態(tài)度。相比之下，初中生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)較輕，他們有時(shí)間和精力去思考和挖掘自己感興趣的事物，并且初中生處于思想比較活躍的階段，他們正處于獨(dú)立性和依賴性并存期，自我評(píng)價(jià)能力提高，尤其是低年級(jí)初中生保持小學(xué)階段天馬行空的想象，所以態(tài)度會(huì)更積極。

(五)中學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的性別差異

男生和女生對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度有無顯著性差異呢？對(duì)調(diào)查結(jié)果采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲得如表11所示。

表11 性別對(duì)STEM態(tài)度影響的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)

續(xù)表11

數(shù)據(jù)表明，對(duì)于數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)態(tài)度上，男女生之間差異顯著，且男生更為積極，而且在STEM學(xué)習(xí)態(tài)度整體表現(xiàn)出，男生也優(yōu)于女生。但是參與者中不同性別的學(xué)生對(duì)21世紀(jì)技能的學(xué)習(xí)態(tài)度無顯著性。

雖然在校期間女生的理科課程成績往往超過男生，但從事STEM相關(guān)職業(yè)的女性比例卻低于男性。一個(gè)可能的解釋是男生的學(xué)習(xí)能力變化率比女生的大。但近期的一項(xiàng)研究指出，男生和女生在STEM專業(yè)的平均成績和變化率的差異比非STEM專業(yè)的要小，男生間的成績變化率較大不足以解釋STEM專業(yè)中男生居多的現(xiàn)象[42]。那么除了成績，性別之間的STEM學(xué)習(xí)態(tài)度差異是否可以作為STEM職業(yè)選擇的關(guān)鍵因素呢？需要支持深入研究的更多參考證據(jù)。

(六)探討最喜歡任課教師對(duì)STEM態(tài)度是否有影響

由于國外文獻(xiàn)中多次提及教師對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的影響，那么中學(xué)生最喜歡的教師是否屬于STEM學(xué)科教師，對(duì)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度能否產(chǎn)生影響呢？結(jié)果如表12所示。

表12 探究最喜歡的教師任教學(xué)科對(duì)STEM態(tài)度影響的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)

分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了對(duì)待21世紀(jì)技能的態(tài)度，其他分量表p值都＜0.05，由此可以認(rèn)為參與者最喜歡不同的任課教師對(duì)數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程技術(shù)和STEM整體學(xué)習(xí)態(tài)度有影響?？傮w上看，喜歡與STEM相關(guān)學(xué)科教師的學(xué)生對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的分值更高，表現(xiàn)出STEM相關(guān)學(xué)科的教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)揮著積極作用。

六、研究結(jié)論與啟示

(一)研究結(jié)論

1.研究對(duì)象對(duì)STEM學(xué)習(xí)態(tài)度整體趨向積極。參與者對(duì)STEM的學(xué)習(xí)態(tài)度總體趨向于正向，呈現(xiàn)積極態(tài)勢(shì)。雖然數(shù)學(xué)是中學(xué)階段最受重視的理科課程，學(xué)校、家庭和學(xué)生自己對(duì)數(shù)學(xué)的重視程度也很高，但對(duì)數(shù)學(xué)的態(tài)度得分最低，學(xué)生尤其表現(xiàn)出不愿意選擇數(shù)學(xué)相關(guān)職業(yè)。參與者普遍認(rèn)識(shí)到科學(xué)對(duì)生活的意義并期待運(yùn)用科學(xué)知識(shí)，但是對(duì)于從事科學(xué)相關(guān)職業(yè)以及完成科學(xué)任務(wù)的自我效能感不足。對(duì)工程技術(shù)的態(tài)度表現(xiàn)中，參與者對(duì)技術(shù)的運(yùn)作表示好奇心，并表達(dá)開發(fā)創(chuàng)新的積極愿望，但是對(duì)于工程、機(jī)器有關(guān)的工作正向態(tài)度比例較少。對(duì)于21世紀(jì)技能的學(xué)習(xí)態(tài)度整體表現(xiàn)積極，但是對(duì)于家庭活動(dòng)并未表現(xiàn)出積極態(tài)度。

2.研究對(duì)象對(duì)從事STEM領(lǐng)域職業(yè)的正向態(tài)度比例不高。初中生職業(yè)正向態(tài)度比例排名前三位的是物理、數(shù)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域，高中生職業(yè)正向態(tài)度比例排名前三位的是計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程和物理學(xué)；從性別上看，中學(xué)階段的男生對(duì)大部分STEM職業(yè)正向態(tài)度比例要高于女生，在醫(yī)學(xué)相關(guān)的職業(yè)取向上，高中女生的正向態(tài)度比例超過了50%。

3.初中生的STEM學(xué)習(xí)態(tài)度比高中生更積極。這既有環(huán)境的影響又有年紀(jì)漸長生活閱歷更加豐富所帶來的改變，也可能跟學(xué)習(xí)任務(wù)的難易程度以及學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)有關(guān)。從初中到高中階段學(xué)習(xí)STEM的態(tài)度轉(zhuǎn)變可能有利于解釋管道理論。

4.男生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度比女生更為積極。除了對(duì)于在21世紀(jì)技能的學(xué)習(xí)態(tài)度層面，男女生之間沒有顯著性差異，其他各維度層面，男生比女生表現(xiàn)得更積極。

5.對(duì)STEM教師的喜愛影響STEM學(xué)習(xí)態(tài)度。STEM教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度也會(huì)有積極的影響。對(duì)STEM相關(guān)學(xué)科教師的喜愛、崇拜會(huì)影響學(xué)生在STEM學(xué)習(xí)中的自我效能感和期望價(jià)值。

(二)研究啟示及建議

1.中學(xué)教學(xué)應(yīng)關(guān)注職業(yè)生涯教育

發(fā)達(dá)國家中學(xué)理科教材普遍重視職業(yè)生涯教育，在學(xué)科教材中融合于學(xué)科相關(guān)的職業(yè)介紹、在學(xué)科教學(xué)中注重理工科相關(guān)的職業(yè)意識(shí)、職業(yè)理想、職業(yè)興趣、職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)選擇等多方面的教育，相比較而言，我國無論是教材建設(shè)、還是課程資源，或是一線教學(xué)實(shí)踐，都漠視了這一方面的內(nèi)容。中學(xué)生對(duì)STEM職業(yè)認(rèn)識(shí)不足，了解渠道單薄，缺乏體現(xiàn)學(xué)科特色的職業(yè)思考，而且在越來越繁重的課程任務(wù)重更容易忽視這一環(huán)節(jié)。

雖然我國數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)類教材沒有如發(fā)達(dá)國家專門開設(shè)學(xué)科職業(yè)的欄目，但是學(xué)科教師有必要借鑒國外教材已有的職業(yè)教育特色，發(fā)揮來自學(xué)生家庭的職業(yè)角色示范作用，挖掘來自媒體中報(bào)道的各種社會(huì)職業(yè)發(fā)展案例資源；學(xué)科教師有必要在各自承擔(dān)的單科課程中，以知識(shí)和技能為載體向?qū)W生宣傳其中的行業(yè)精神、職業(yè)特色，潛移默化地促進(jìn)中學(xué)生對(duì)社會(huì)職業(yè)的了解和認(rèn)同感——高中階段尤其需要這樣的生涯教育。

2.重新審視中學(xué)理科的考試改革，給予必要的干預(yù)

柯政指出，高考不科學(xué)的計(jì)分制度導(dǎo)致報(bào)考科學(xué)學(xué)科的學(xué)生遭受不公平，更見尖銳地指出當(dāng)前中國發(fā)展任務(wù)還非常繁重比以往任何時(shí)候都更需要科學(xué)技術(shù)，但尚未具備通過科技人才引進(jìn)來彌補(bǔ)科技人才儲(chǔ)備不足的條件[43]。所以在中國文化的大環(huán)境下，通過中高考制度強(qiáng)化STEM課程仍然是非常有必要的舉措。

針對(duì)近年來的高考制度影響，教育主管部門和一線教師有必要對(duì)學(xué)生在高考中選考理科方向給予主動(dòng)干預(yù)，以外在力量促進(jìn)學(xué)生STEM態(tài)度向正向積極發(fā)展。首先需要對(duì)學(xué)生的價(jià)值觀念進(jìn)行干預(yù)，在日常教學(xué)活動(dòng)中和高考填志愿時(shí)，提供STEM相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的簡介，介紹STEM專業(yè)的前景和相關(guān)職業(yè)的薪酬；大力宣傳知名理工科高?；?qū)I(yè)的招生政策，支持學(xué)生報(bào)考。由于中學(xué)生對(duì)STEM學(xué)科及相關(guān)職業(yè)的認(rèn)識(shí)往往不完全、不充分，如果家校都在提供職業(yè)信息中缺位，學(xué)生自己往往不能衡量出學(xué)科的未來收益，也不能對(duì)自身適應(yīng)STEM的能力做出合理判斷，所以有必要為中學(xué)生提供職業(yè)測試和培訓(xùn)。此外，還需要發(fā)揮中學(xué)生間的“同伴效應(yīng)”，發(fā)揮理工科成績突出的同學(xué)的示范效應(yīng)，發(fā)揮家庭STEM特長家長發(fā)展軌跡的影響，促進(jìn)學(xué)生選考STEM類學(xué)科的積極性提升[44]。

3.提升STEM及相關(guān)學(xué)科課程教師的核心素養(yǎng)

STEM相關(guān)學(xué)科教師對(duì)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度有很大的促進(jìn)作用，促進(jìn)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度更為正向積極，非常需要教師自身STEM素養(yǎng)的構(gòu)建，提升學(xué)科水平，拓展科技視野。但是我們不得不面對(duì)以下事實(shí)：課程設(shè)計(jì)受限于目前分科設(shè)計(jì)的統(tǒng)一安排，一線的教學(xué)實(shí)踐受限于地方經(jīng)濟(jì)、管理理念和教師學(xué)科視野的差異，STEM課程實(shí)施效果難免參差不齊；國家規(guī)定的必修內(nèi)容并未單獨(dú)設(shè)置STEM課程，STEM教育在我國很大程度上還停留在狹義的工程技術(shù)教育，主要依賴于通用技術(shù)和信息技術(shù)教師，卻缺少數(shù)理化生學(xué)科教師的通力合作，缺少STEM理念在各門學(xué)科課程中的滲透；大部分中學(xué)理科教師自身都缺少跨學(xué)科的項(xiàng)目研究經(jīng)歷和工程技術(shù)學(xué)習(xí)經(jīng)歷。

美國曾推行的K-12階段STEM教師專業(yè)發(fā)展計(jì)劃值得我們學(xué)習(xí)，該項(xiàng)目將基于地域的STEM課程作為重點(diǎn)內(nèi)容，為STEM教育工作者提供深入的整合性短期課程，激發(fā)教師對(duì)包括健康、農(nóng)業(yè)、食品、礦業(yè)、林業(yè)、能源等諸多STEM領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，為教師提供實(shí)地考察當(dāng)?shù)豐TEM特色行業(yè)、接觸STEM相關(guān)業(yè)務(wù)的機(jī)會(huì)，這樣的培訓(xùn)能促進(jìn)STEM教師有意識(shí)地充分挖掘當(dāng)?shù)乜捎觅Y源，綜合利用這些資源開展STEM課程，其相關(guān)知識(shí)、能力也得到大幅提升[45]。

結(jié)合中國本土特色，實(shí)現(xiàn)中學(xué)STEM課程的整合和優(yōu)質(zhì)化，還需要相關(guān)學(xué)科教師的合作研究與開發(fā)，不能只依靠單兵作戰(zhàn)。此外，國家近年來鼓勵(lì)中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，本身也源自于社會(huì)對(duì)該專業(yè)人才的大量需求，但相應(yīng)師資還需要更加專業(yè)化的人才加盟；基礎(chǔ)教育階段學(xué)科課程的教學(xué)和評(píng)價(jià)也頻頻應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)學(xué)科教師自身的技術(shù)應(yīng)用提出更高要求。所以教師自身的STEM素養(yǎng)提升，也是對(duì)學(xué)生STEM學(xué)習(xí)態(tài)度潛移默化影響的重要途徑。

4.改善STEM相關(guān)學(xué)科課堂教學(xué)

改善STEM學(xué)習(xí)態(tài)度需要教師積極改善學(xué)科教學(xué)，擯棄“數(shù)學(xué)就是做題”“物理是最難的一門理科”“化學(xué)是理科中的文科”“生物就是需要背”“科學(xué)探究就是讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)”“計(jì)算機(jī)運(yùn)用就是打字、做PPT”等錯(cuò)誤的觀念；改善STEM學(xué)習(xí)態(tài)度的教學(xué)有必要增進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用范圍和職業(yè)的認(rèn)識(shí)，消除學(xué)生對(duì)科學(xué)家、技術(shù)員、工程師的刻板印象，重新塑造這些行業(yè)在學(xué)生心目中的形象，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生以批判的眼光去審視大眾媒體對(duì)STEM工作者形象的描述——所有這些其實(shí)都首先向教師提出了高要求，STEM相關(guān)學(xué)科教師自身先要去通過閱讀、實(shí)踐、溝通交流，以全面了解、深度理解STEM職業(yè)的社會(huì)責(zé)任和發(fā)揮作用。整合性STEM的教學(xué)與單科教學(xué)還是有很大差異，需要豐富學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)，中學(xué)階段對(duì)研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目的落實(shí)，有利于高中生可提前參與高校本科生的研究課題，提前接觸從事STEM行業(yè)的成功人士。

5.提供促進(jìn)女生STEM教育的干預(yù)措施

在本研究中，參與STEM項(xiàng)目的女生只有男生的一半，且在STEM學(xué)習(xí)態(tài)度中呈現(xiàn)正向積極的比例也遠(yuǎn)少于男生，當(dāng)越來越多的女生逐漸對(duì)STEM課程失去興趣，對(duì)于數(shù)學(xué)、科學(xué)、工程技術(shù)等課程的態(tài)度愈加消極，也讓教育工作者更有必要和有責(zé)任去改變這一學(xué)科的性別比例失衡現(xiàn)象。雖然對(duì)于來自社會(huì)大環(huán)境的歧視和誤解，教育工作者可能一時(shí)之間無力改變，但是在課程實(shí)施和學(xué)校教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)校和教師應(yīng)對(duì)男女同學(xué)一視同仁，構(gòu)建教師、學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)材料和硬件設(shè)備、評(píng)價(jià)方法和工具等多元化的整體學(xué)習(xí)環(huán)境，大力支持女生積極從事STEM學(xué)習(xí)。例如對(duì)女生在數(shù)理學(xué)科的進(jìn)步要注意表揚(yáng)，增強(qiáng)其信心和自尊心；又如用優(yōu)秀理科女教師的和從事STEM職業(yè)的卓越女校友事跡作為示范。

此外，作為教師的后盾，作為STEM項(xiàng)目試點(diǎn)學(xué)校有必要配合以上措施，一方面出臺(tái)政策緩解學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力，鼓勵(lì)中學(xué)生合理安排參加興趣活動(dòng)或社團(tuán)的時(shí)間，爭取社會(huì)資源支持中學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造，以增強(qiáng)他們投入STEM的自信心；另一方面，有責(zé)任提供機(jī)會(huì)促進(jìn)數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)學(xué)科教師的合作與交流，提升他們的STEM素養(yǎng)。