學(xué)習(xí)成績、STEM興趣與21世紀(jì)技能
——基于中介效應(yīng)模型分析

浦小松 康建朝

(中國教育科學(xué)研究院 國際與比較教育研究所，北京 100088)

一、引 言

為應(yīng)對信息時代的全球競爭、人工智能和知識社會帶來的挑戰(zhàn)，國際教育界出現(xiàn)了以21世紀(jì)技能為導(dǎo)向的教育改革運(yùn)動。這是一場從知識性和基礎(chǔ)性的3R(Reading，wRiting，aRithmetic)運(yùn)動變革為21 世紀(jì)的技能性和高階性的4C(Critical thinking and problem solving，Communication，Collaboration，Creativity and innovation)運(yùn)動，是一次重大教育范式和課程領(lǐng)導(dǎo)范式的變革(彭正梅等，2017)。有學(xué)者指出，美國21 世紀(jì)技能的內(nèi)涵框架包括三套技能：學(xué)習(xí)與創(chuàng)新技能、數(shù)字素養(yǎng)技能和職業(yè)與生活技能。學(xué)習(xí)與創(chuàng)新技能是21 世紀(jì)技能的精神內(nèi)核，包括三項具體技能：批判性思維與問題解決、溝通與合作、創(chuàng)造力與創(chuàng)新。數(shù)字素養(yǎng)技能是21 世紀(jì)技能的技術(shù)基礎(chǔ)，包括三項具體技能：信息素養(yǎng)技能、媒體素養(yǎng)技能、信息與交流技術(shù)技能。職業(yè)與生活技能是21世紀(jì)技能的實(shí)踐環(huán)境，包括五項技能：靈活性與適應(yīng)性技能、主動性與自我指導(dǎo)技能、社會交往與跨文化技能、產(chǎn)出能力與問責(zé)技能、領(lǐng)導(dǎo)力與責(zé)任技能(賀巍等，2011；張義兵，2012)。

盡管不同國家、不同學(xué)者對21世紀(jì)技能內(nèi)涵的闡釋有所差異，但總體而言，21世紀(jì)技能是為應(yīng)對變動不居的世界以及未來生活與職業(yè)挑戰(zhàn)所需的重要技能，具有綜合性、廣泛性、豐富性，核心要素涵蓋批判性思維、問題解決、溝通協(xié)作、創(chuàng)新創(chuàng)造等關(guān)鍵技能。不論我國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的提出，還是國際上有關(guān)21世紀(jì)技能的討論，都反映了育人目標(biāo)由強(qiáng)調(diào)知識過渡到注重能力。而素養(yǎng)與技能的培養(yǎng)通過何種教育模式或方式有效實(shí)現(xiàn)，難有定論。從國際教育改革熱點(diǎn)和一些國家教育實(shí)踐看，STEM教育有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識、批判性思維、信息技術(shù)能力等未來社會必備技能。教育首先是學(xué)習(xí)知識，特別是扎實(shí)的、系統(tǒng)的知識，中學(xué)作為學(xué)生成長的關(guān)鍵階段，對其21世紀(jì)技能的培養(yǎng)至關(guān)重要。本研究選擇初一和高一學(xué)生作為樣本，重點(diǎn)分析學(xué)習(xí)成績、STEM興趣與21世紀(jì)技能之間的相互關(guān)系。

二、研究假設(shè)與分析框架

(一)研究假設(shè)

1.學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能的關(guān)系

成績，更多指的是學(xué)生對知識的掌握程度，一定程度上反映學(xué)生學(xué)習(xí)某一科目的能力。知識的獲得與能力的形成均是教育的目標(biāo)，學(xué)習(xí)就是要使學(xué)生具備知識遷移的能力。陳瑞豐等(2019)認(rèn)為知識建構(gòu)是能力生成的必要基礎(chǔ)。沒有知識建構(gòu)，能力生成就喪失了前提。21世紀(jì)技能框架注重培養(yǎng)全面發(fā)展的學(xué)生，強(qiáng)調(diào)在知識學(xué)習(xí)中學(xué)會思考，使知識獲得和能力養(yǎng)成相互促進(jìn)、相互提高。

基于此，本研究提出如下假設(shè)：

假設(shè)H1：成績中等或優(yōu)異學(xué)生的21世紀(jì)技能水平顯著高于成績較差的學(xué)生。

2.學(xué)習(xí)成績與學(xué)習(xí)興趣的關(guān)系

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動機(jī)中最現(xiàn)實(shí)和最活躍的因素，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體驗到愉悅感，能夠使他們在該領(lǐng)域取得較多的學(xué)業(yè)收獲。反之，學(xué)業(yè)成就的取得也能激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。克勒爾等(Koeller et al.，2001)研究表明，至少從七年級到十年級，學(xué)業(yè)成就會影響學(xué)習(xí)興趣，即高學(xué)業(yè)成就者比低學(xué)業(yè)成就者表現(xiàn)出更濃厚的學(xué)習(xí)興趣。費(fèi)雪等(Fisher et al.，2012)研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)技能可以預(yù)測數(shù)學(xué)興趣，數(shù)學(xué)興趣和數(shù)學(xué)能力之間的互惠關(guān)系可能在學(xué)齡前就已存在。常衛(wèi)國等(2010)對高一學(xué)生調(diào)查的結(jié)果顯示，成績好的學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣濃，學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣和他們的數(shù)學(xué)成績互為因果。成就感激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績的提高，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)興趣正相關(guān)。

基于此，本研究提出如下假設(shè)：

假設(shè)H2a：成績中等或優(yōu)異學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生。

假設(shè)H2b：成績中等或優(yōu)異學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生。

假設(shè)H2c：成績中等或優(yōu)異學(xué)生的工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生。

3.學(xué)習(xí)興趣與21世紀(jì)技能的關(guān)系

興趣作為非智力因素的重要方面，能夠形成強(qiáng)大的精神力量，是培養(yǎng)能力的先導(dǎo)，能夠有效促進(jìn)知識向能力和素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。積極的學(xué)習(xí)興趣會使大腦處于活躍狀態(tài)，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，提高注意力，促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和思考。克拉普(Krapp，2005)認(rèn)為興趣對學(xué)生的認(rèn)知表現(xiàn)和情感體驗具有積極的促進(jìn)作用。因此，培養(yǎng)興趣，建立學(xué)習(xí)自信，增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，是形成能力的先決條件。

基于此，本研究提出如下假設(shè)：

假設(shè)H3a：數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著正向影響。

假設(shè)H3b：科學(xué)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著正向影響。

假設(shè)H3c：工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著正向影響。

4.學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)

STEM教育使傳統(tǒng)的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科教育不再停留于學(xué)科內(nèi)部，而是加強(qiáng)其內(nèi)在關(guān)聯(lián)與融合，幫助學(xué)生綜合學(xué)習(xí)與運(yùn)用不同學(xué)科知識，培養(yǎng)科學(xué)探究能力、團(tuán)隊合作能力、創(chuàng)新意識、批判性思維等未來必備技能。在課程與教學(xué)中，STEM課程注重探究學(xué)習(xí)和項目學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)情境與真實(shí)世界聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)與工程、數(shù)學(xué)的整合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力(徐金雷等，2017)。本研究認(rèn)為，中小學(xué)STEM教育的核心功能在于它為學(xué)生綜合知識與全面發(fā)展能力培養(yǎng)之間架構(gòu)起橋梁，在學(xué)生從掌握知識到應(yīng)用知識養(yǎng)成能力的轉(zhuǎn)化上起到助推作用。STEM學(xué)科興趣濃厚的學(xué)生，更有可能獲得較好的學(xué)習(xí)成績，具備更高的21世紀(jì)技能。

基于此，本研究提出如下假設(shè)：

假設(shè)H4a：數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間存在中介效應(yīng)。

假設(shè)H4b：科學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間存在中介效應(yīng)。

假設(shè)H4c：工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間存在中介效應(yīng)。

(二)分析框架

通過文獻(xiàn)梳理和理論分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(較差、中等、優(yōu)異)與21世紀(jì)技能水平之間存在關(guān)聯(lián)性，而學(xué)習(xí)興趣可能是學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平關(guān)聯(lián)的中介。本研究以中學(xué)生為研究對象，以學(xué)習(xí)成績?yōu)楹诵慕忉屪兞浚詳?shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣為中介變量，以學(xué)生性別、年級、校外活動、父親職業(yè)ISEI指數(shù)、母親職業(yè)ISEI指數(shù)為控制變量，研究它們?nèi)绾巫饔糜谔嵘龑W(xué)生的21世紀(jì)技能，分析框架見圖1。

圖1 本研究分析框架

三、數(shù)據(jù)與變量

(一)數(shù)據(jù)來源

為了解中國STEM教育發(fā)展?fàn)顩r，課題組編制了《中國STEM教育調(diào)查問卷》，內(nèi)容包含學(xué)生基本信息、STEM學(xué)習(xí)情況、STEM學(xué)習(xí)興趣與職業(yè)傾向三個維度，具體為11項指標(biāo)49道題，并于2019年9-10月間，通過四階段分層抽樣向全國七大區(qū)域(華北、華東、東北、華中、華南、西南、西北)初一、高一學(xué)生發(fā)放問卷，累計回收中學(xué)生問卷16122份，剔除質(zhì)量不佳問卷和不符合分析需求的問卷，得到有效問卷14418份。

(二)變量設(shè)計

1.被解釋變量

學(xué)生21世紀(jì)技能量表采用五點(diǎn)計分。其中，1表示強(qiáng)烈不同意，2表示不同意，3表示既不同意也不反對，4表示同意，5表示強(qiáng)烈同意。分值越大，說明學(xué)生21世紀(jì)技能水平越高。

對學(xué)生21世紀(jì)技能量表進(jìn)行因子分析可行性檢驗結(jié)果顯示，KMO檢驗值為0.956，Bartlett球形檢驗p=0.000<0.001，表明數(shù)據(jù)適合做因子分析。題目的可靠性分析α信度系數(shù)為0.955，信度較高。探索性因子分析結(jié)果顯示，學(xué)生21世紀(jì)技能量表得到一個公因子的特征值為7.62，方差貢獻(xiàn)率為69.31%(見表一)。

表一 學(xué)生21世紀(jì)技能量表探索性因子分析結(jié)果

本研究采用驗證性因子分析檢驗探索性因子分析結(jié)果的有效性，RMSEA、SRMR、CFI以及TLI(NNFI)指數(shù)均擬合成功，模型具有較好的擬合效果(見表二)，其路徑見圖2。

表二 學(xué)生21世紀(jì)技能量表模型擬合效果

圖2 學(xué)生21世紀(jì)技能量表路徑

2.核心解釋變量

學(xué)生學(xué)習(xí)成績調(diào)查采用五點(diǎn)計分題項。其中，1表示名列前茅，2表示穩(wěn)居中上，3表示中等水平，4表示不太理想，5表示波動較大。結(jié)果顯示，學(xué)生表示自己學(xué)習(xí)成績名列前茅的占11.57%，學(xué)習(xí)成績穩(wěn)居中上的占29.57%，學(xué)習(xí)成績中等的占35.25%，學(xué)習(xí)成績不太理想的占17.78%，學(xué)習(xí)成績波動較大的占5.83%?？梢?，學(xué)生學(xué)習(xí)成績基本符合正態(tài)分布。

為便于分析，本研究把成績名列前茅和穩(wěn)居中上的合并為成績優(yōu)異的群體，把成績不太理想和波動較大的合并為成績較差的群體，即學(xué)習(xí)成績共分為三類，其中，1表示成績較差，2表示成績中等，3表示成績優(yōu)異。結(jié)果顯示，41.14%的學(xué)生成績優(yōu)異，35.25%的學(xué)生成績中等，23.61%的學(xué)生成績較差。

3.中介變量

本研究分別考察STEM教育學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣作為中介變量時，對學(xué)生學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能之間關(guān)系是否具有中介效應(yīng)。

1)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表采用五點(diǎn)計分。其中，1表示強(qiáng)烈不同意，2表示不同意，3表示既不同意也不反對，4表示同意，5表示強(qiáng)烈同意。分值越大，說明中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣越高。

對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表進(jìn)行因子分析可行性檢驗結(jié)果顯示，KMO檢驗值為0.875，Bartlett球形檢驗p=0.000<0.001，表明數(shù)據(jù)適合做因子分析。題目的可靠性分析α信度系數(shù)為0.881，信度較高。探索性因子分析結(jié)果顯示，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表得到一個公因子的特征值為4.40，方差貢獻(xiàn)率為54.96%(見表三)。

表三 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表探索性因子分析結(jié)果

本研究采用驗證性因子分析檢驗探索性因子分析結(jié)果的有效性，RMSEA、SRMR、CFI以及TLI(NNFI)指數(shù)均擬合成功，模型具有較好的擬合效果(見表四)，其路徑見圖3。

圖3 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表路徑

表四 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表模型擬合效果

2)科學(xué)學(xué)習(xí)興趣

科學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表采用五點(diǎn)計分。其中，1表示強(qiáng)烈不同意，2表示不同意，3表示既不同意也不反對，4表示同意，5表示強(qiáng)烈同意。分值越大，說明中學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)興趣越強(qiáng)。

對科學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表進(jìn)行因子分析可行性檢驗結(jié)果顯示，KMO檢驗值為0.936，Bartlett球形檢驗p=0.000<0.001，表明數(shù)據(jù)適合做因子分析。題目的可靠性分析α信度系數(shù)為0.936，信度較高。探索性因子分析結(jié)果顯示，科學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表得到一個公因子的特征值為5.54，方差貢獻(xiàn)率為69.28%(見表五)。

表五 科學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表探索性因子分析結(jié)果

本研究采用驗證性因子分析檢驗探索性因子分析結(jié)果的有效性，RMSEA、SRMR、CFI以及TLI(NNFI)指數(shù)均擬合成功，模型具有較好的擬合效果(見表六)，其路徑見圖4。

圖4 科學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表路徑

表六 科學(xué)學(xué)習(xí)興趣量表模型擬合效果

3)工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣

工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣量表采用5點(diǎn)計分。其中，1表示強(qiáng)烈不同意，2表示不同意，3表示既不同意也不反對，4表示同意，5表示強(qiáng)烈同意。分值越大，說明中學(xué)生工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣越高。

對工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣量表進(jìn)行因子分析可行性檢驗結(jié)果顯示，KMO檢驗值為0.937，Bartlett球形檢驗p=0.000<0.001，表明數(shù)據(jù)適合做因子分析。題目的可靠性分析α信度系數(shù)為0.930，信度較高。探索性因子分析結(jié)果顯示，工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣量表得到一個公因子的特征值為5.77，方差貢獻(xiàn)率為64.16%(見表七)。

表七 工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣量表探索性因子分析結(jié)果

本研究采用驗證性因子分析檢驗探索性因子分析結(jié)果有效性，RMSEA、SRMR、CFI以及TLI(NNFI)指數(shù)均擬合成功，模型具有較好的擬合效果(見表八)，其路徑見圖5。

表八 工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣量表模型擬合效果

圖5 工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣量表路徑

4.控制變量

控制變量包括學(xué)生個體和家庭兩個層面。個體層面的控制變量主要為性別、年級、校外活動；家庭層面的控制變量主要為父母職業(yè)類別。

本研究將父母職業(yè)類別轉(zhuǎn)換為國際標(biāo)準(zhǔn)職業(yè)分類代碼(International Standard Classification of Occupation, ISCO-88)，采用的國際社會經(jīng)濟(jì)地位指數(shù)(ISEI指數(shù))是由甘澤布姆等(Ganzeboom et al.，1992)基于職業(yè)的平均受教育水平和收入計算而來。“軍人”職業(yè)沒有給出ISCO-88與ISEI指數(shù)的對應(yīng)值，因此將這一職業(yè)對應(yīng)的父母ISEI指數(shù)設(shè)為缺失值(見表九)。

表九 父母職業(yè)ISEI指數(shù)

控制變量的描述性分析結(jié)果見表十。從性別看，男生7296人，占50.60%；女生7122人，占49.40%；從年級看，初一學(xué)生10073人，占69.86%；高一學(xué)生4345人，占30.14%；每月平均參加校外活動的次數(shù)為2.08次。父親職業(yè)ISEI指數(shù)平均值為37.84，母親職業(yè)ISEI指數(shù)平均值為35.00。

表十 控制變量描述性分析

四、模型構(gòu)建與實(shí)證分析

(一)模型構(gòu)建

中介效應(yīng)模型是量化研究常用的分析方法，已有較完整的分析流程。本研究構(gòu)建以STEM興趣為中介變量，引入控制變量，研究學(xué)習(xí)成績與學(xué)生21世紀(jì)技能相互作用的多元回歸模型。其中，核心解釋變量學(xué)習(xí)成績由三類變量組成，將其虛擬化得到的score1、score2、score3分別表示成績較差、成績中等、成績優(yōu)異，以成績較差為基準(zhǔn)組，將成績中等、成績優(yōu)異引入回歸模型，得到公式(1)。其中Control表示一系列控制變量(學(xué)生性別、年級、校外活動，父母職業(yè)ISEI指數(shù))。本研究應(yīng)用多元回歸模型，在引入控制變量后，探究成績中等或成績優(yōu)異學(xué)生的21世紀(jì)技能水平是否顯著高于成績較差的學(xué)生，系數(shù)c2、c3為成績中等或成績優(yōu)異對21世紀(jì)技能水平的總效應(yīng)。若c2、c3顯著，說明總效應(yīng)顯著，從而驗證假設(shè)H1。

skill=c2·score2+c3·score3+Σ β1·Control+e1

(1)

本研究將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣分別作為被解釋變量，應(yīng)用多元回歸模型，在引入控制變量后，得到公式(2)、(3)、(4)，探究成績中等或優(yōu)異學(xué)生的三科學(xué)習(xí)興趣是否顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生，系數(shù)a2i、a3i(i=1,2,3)為成績中等或成績優(yōu)異對中介變量STEM興趣的效應(yīng)，從而驗證假設(shè)H2a～H2c。

mathinterest=a21·score2+a31·score3+Σ β21·Control+e21

(2)

scinterest=a22·score2+a32·score3+Σ β22·Control+e22

(3)

etinterest=a23·score2+a33·score3+Σ β23·Control+e23

(4)

(5)

(6)

(7)

(二)STEM興趣中介模型檢驗

1.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)檢驗

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能之間的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果見表十一。根據(jù)以上分析得到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介模型路徑見圖6。

表十一 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果

圖6 數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)路徑

從模型1看，在控制其他變量后，成績中等(c2=0.050***)或成績優(yōu)異(c3=0.198***)對21世紀(jì)技能水平的回歸系數(shù)均顯著，總效應(yīng)顯著，從而驗證假設(shè)H1，即成績中等或成績優(yōu)異學(xué)生的21世紀(jì)技能水平顯著高于成績較差的學(xué)生。從間接效應(yīng)看，回歸系數(shù)a21=0.155，p<0.001，表明成績中等學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生；回歸系數(shù)a31=0.399，p<0.001，表明成績優(yōu)異學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生；回歸系數(shù)b1=0.341，p<0.001，表明數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著正向影響。由此a21·b1、a31·b1均顯著，說明間接效應(yīng)顯著，驗證假設(shè)H2a和假設(shè)H3a，即成績中等或成績優(yōu)異學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著的正向影響。

根據(jù)以上分析，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績中等與21世紀(jì)技能之間只存在中介效應(yīng)，且中介效應(yīng)具有溢出效果。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績優(yōu)異與21世紀(jì)技能之間存在部分中介效應(yīng)，且數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣有較強(qiáng)的中介作用，從而驗證假設(shè)H4a，即數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間存在中介效應(yīng)。

2.科學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)檢驗

科學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能之間的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果見表十二。根據(jù)以上分析得到科學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介模型路徑見圖7。

表十二 科學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果

圖7 科學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)路徑

從間接效應(yīng)看，回歸系數(shù)a22=0.039，p<0.001，表明成績中等學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生；回歸系數(shù)a32=0.160，p<0.001，表明成績優(yōu)異學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生；回歸系數(shù)b2=0.503，p<0.001，表明科學(xué)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著正向影響。由此a22·b2、a32·b2均顯著，說明間接效應(yīng)顯著，驗證假設(shè)H2b和假設(shè)H3b，即成績中等或成績優(yōu)異學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績的較差學(xué)生，科學(xué)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著的正向影響。

從直接效應(yīng)看，回歸系數(shù)c’22=0.030，p=0.001，表明成績中等學(xué)生的21世紀(jì)技能水平顯著高于成績較差的學(xué)生；回歸系數(shù)c’32=0.118，p<0.001，表明成績優(yōu)異學(xué)生的21世紀(jì)技能水平顯著高于成績較差的學(xué)生。根據(jù)以上分析，科學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績中等或優(yōu)異與21世紀(jì)技能之間存在部分中介效應(yīng)，從而驗證假設(shè)H4b，即科學(xué)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間存在中介效應(yīng)。

3.工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)檢驗

工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能之間的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果見表十三。根據(jù)以上分析得到工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣的中介模型路徑見圖8。

圖8 工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)路徑

表十三 工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果

從間接效應(yīng)看，回歸系數(shù)a23=0.014，p=0.178，表明成績中等學(xué)生相比成績較差學(xué)生的工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣影響系數(shù)不顯著；回歸系數(shù)a33=0.118，p<0.001，表明成績優(yōu)異學(xué)生的工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生；回歸系數(shù)b3=0.597，p<0.001，表明工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著正向影響。由結(jié)果可知a23不顯著，需要用非參數(shù)百分位Bootstrap 法直接檢驗a23·b3的聯(lián)合顯著性，檢驗結(jié)果為z=-9.35，p<0.001，說明間接效應(yīng)顯著。a23·b3、a33·b3均顯著，說明間接效應(yīng)顯著，驗證假設(shè)H2c和假設(shè)H3c，即成績中等或成績優(yōu)異學(xué)生的工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣顯著強(qiáng)于成績較差的學(xué)生，工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣對21世紀(jì)技能水平具有顯著的正向影響。

根據(jù)以上分析，工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績中等或成績優(yōu)異與21世紀(jì)技能之間存在部分中介效應(yīng)，從而驗證假設(shè)H4c，即工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間存在中介效應(yīng)。

(三)STEM興趣的中介效應(yīng)分解

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)成績中等或優(yōu)異與21世紀(jì)技能之間存在部分中介效應(yīng)，且數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣的中介效應(yīng)比重很高，其次是科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，最后是工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣(見表十四)。對于成績中等學(xué)生來說，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣中介效應(yīng)系數(shù)a·b與直接效應(yīng)系數(shù)c’的符號相異，理應(yīng)報告遮掩效應(yīng)，但直接效應(yīng)系數(shù)c’(-0.003)不顯著，因此對于成績中等學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣不報告遮掩效應(yīng)、中介效應(yīng)/總效應(yīng)的比重?？茖W(xué)學(xué)習(xí)興趣對提升21世紀(jì)技能水平的中介效應(yīng)占總效應(yīng)的比重為40.00%。工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣對提升21世紀(jì)技能水平的中介效應(yīng)占總效應(yīng)的比重為18.00%。

表十四 STEM興趣的中介效應(yīng)分解

對于成績優(yōu)異學(xué)生來說，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣對提升21世紀(jì)技能水平的中介效應(yīng)占總效應(yīng)的比重為68.69%?？茖W(xué)學(xué)習(xí)興趣對提升21世紀(jì)技能水平的中介效應(yīng)占總效應(yīng)的比重為40.40%。工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣對提升21世紀(jì)技能水平的中介效應(yīng)占總效應(yīng)的比重為35.35%。

從上述結(jié)果可以判斷，學(xué)生學(xué)習(xí)成績越好，STEM興趣對提升21世紀(jì)技能水平的中介作用越大。另外，學(xué)習(xí)成績對21世紀(jì)技能有顯著正向影響，表明學(xué)生學(xué)習(xí)成績的提高可以促進(jìn)21世紀(jì)技能水平的提升。這一方面說明通過提高學(xué)習(xí)成績來提升21世紀(jì)技能水平，離不開學(xué)生STEM的學(xué)習(xí)興趣，再次驗證了21世紀(jì)技能是學(xué)習(xí)和興趣共同作用的結(jié)果；另一方面說明培養(yǎng)和調(diào)動學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)興趣，更有利于學(xué)習(xí)成績促進(jìn)21世紀(jì)技能水平的提升。

(四)控制變量的影響

表十五展示了被解釋變量為21世紀(jì)技能，不含中介變量的模型(a)和以數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣(b)、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣(c)、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣(d)為中介變量的模型中控制變量的回歸結(jié)果及顯著性，(a)列對應(yīng)表十一、十二、十三中模型1的數(shù)據(jù)，(b)、(c)、(d)列分別對應(yīng)表十一、十二、十三中模型3的數(shù)據(jù)。

表十五 各類模型中控制變量回歸結(jié)果匯總(被解釋變量為21世紀(jì)技能)

學(xué)生性別在回歸結(jié)果(b)、(c)和(d)中的系數(shù)顯著為正，說明女生的21世紀(jì)技能水平高于男生。年級在回歸結(jié)果(b)和(d)中的系數(shù)顯著為正，說明高一年級學(xué)生的21世紀(jì)技能水平高于初一年級學(xué)生。學(xué)生校外活動在回歸結(jié)果(a)、(b)、(c)和(d)中的系數(shù)均顯著為正，說明增加校外活動的次數(shù)會提升學(xué)生的21世紀(jì)技能水平。父親職業(yè)ISEI指數(shù)、母親職業(yè)ISEI指數(shù)在回歸結(jié)果(a)、(b)、(c)和(d)中的系數(shù)均顯著為正，說明父親或母親職業(yè)ISEI指數(shù)越高，社會經(jīng)濟(jì)地位越高，越有助于提升學(xué)生的21世紀(jì)技能水平。

表十六展示了被解釋變量分別為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣(e)、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣(f)、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣(g)模型中控制變量的回歸結(jié)果及顯著性，(e)、(f)、(g)列分別對應(yīng)表十一、十二、十三中模型2的數(shù)據(jù)。

表十六 各類模型中控制變量回歸結(jié)果匯總(被解釋變量為中介變量STEM興趣)

學(xué)生性別在回歸結(jié)果(e)、(f)和(g)中的系數(shù)均顯著為負(fù)，說明女生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣低于男生。年級在回歸結(jié)果(e)和(g)中的系數(shù)顯著為負(fù)，說明高一年級學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣低于初一年級學(xué)生。校外活動在回歸結(jié)果(e)、(f)和(g)中的系數(shù)均顯著為正，說明增加校外活動的次數(shù)會提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣。父親職業(yè)ISEI指數(shù)、母親職業(yè)ISEI指數(shù)在回歸結(jié)果(e)、(f)和(g)中的系數(shù)均顯著為正，說明父親或母親職業(yè)ISEI指數(shù)越高，社會經(jīng)濟(jì)地位越高，越有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣。

五、結(jié)論與討論

本研究在全國中學(xué)生抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實(shí)證檢驗了學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能水平之間的關(guān)系，探討了學(xué)習(xí)成績對于21世紀(jì)技能水平的影響機(jī)制，應(yīng)用中介效應(yīng)模型分析了STEM興趣的中介作用，結(jié)論如下。

(一)學(xué)生學(xué)習(xí)成績對提升21世紀(jì)技能水平具有直接效應(yīng)

學(xué)生學(xué)習(xí)成績與21世紀(jì)技能之間存在顯著正相關(guān)，對提升21世紀(jì)技能水平具有直接效應(yīng)。成績中等的學(xué)生比成績較差的學(xué)生21世紀(jì)技能水平高5.0%，成績優(yōu)異的學(xué)生比成績較差的學(xué)生21世紀(jì)技能水平高19.8%(見表十一、十二、十三中的模型1)。這可能是因為學(xué)習(xí)成績好的學(xué)生具有良好的知識接受能力，能更好地獲取與積累知識，知識儲備量日漸優(yōu)于其他學(xué)生。而知識的集中載體之一就是課程與教材。一般而言，對課程和教材掌握與理解程度較高的學(xué)生，才能獲得更好的成績，在更大程度上繼承了前人傳遞的間接經(jīng)驗與智慧。這些經(jīng)驗與智慧成為學(xué)生認(rèn)識、理解及探索未知世界的有效渠道。

(二)學(xué)習(xí)成績越好則STEM興趣越濃

學(xué)習(xí)成績與STEM興趣之間存在正向關(guān)系，不同學(xué)習(xí)成績學(xué)生的STEM興趣差異顯著。成績中等學(xué)生比成績較差學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣分別高15.5%、3.9%；成績優(yōu)異學(xué)生比成績較差學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣分別高39.9%、16.0%、11.8%?？梢?，學(xué)習(xí)成績中等或優(yōu)異的學(xué)生在STEM興趣上顯著高于成績較差的學(xué)生。學(xué)習(xí)成績中等或優(yōu)異的學(xué)生更有可能獲得教師、家長及同伴的肯定與贊賞，從而產(chǎn)生更強(qiáng)的獲得感與自信心，進(jìn)而體會到學(xué)習(xí)的樂趣；而成績較差的學(xué)生可能會承受更多的埋怨、批評、質(zhì)疑等心理壓力，逐漸失去學(xué)習(xí)信心與興趣。因此，提高學(xué)習(xí)成績是培養(yǎng)學(xué)生STEM興趣的有效方法之一。

(三)STEM興趣有助于提升學(xué)生21世紀(jì)技能

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣與21世紀(jì)技能之間存在顯著正相關(guān)，因STEM興趣激發(fā)的動力和探索精神可以促進(jìn)學(xué)生積極主動地投入到增強(qiáng)技能活動中，有助于學(xué)生21世紀(jì)技能水平提升。這可能是因為STEM教育倡導(dǎo)項目式學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)方式以技能或能力為中心。為了完成STEM課程的項目式學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生需要開展溝通、交流、協(xié)作，持續(xù)地進(jìn)行研究、資源管理，STEM興趣濃厚的學(xué)生，更樂于和同伴溝通，更積極地參與小組合作，表現(xiàn)出更多主動探究和尋根究底的學(xué)習(xí)行為，而合作能力、批判思維等21世紀(jì)技能通過這樣的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)行為得到孕育發(fā)展。

(四)STEM興趣在學(xué)習(xí)成績促進(jìn)21世紀(jì)技能水平提升方面具有中介效應(yīng)

中介模型分析表明，不僅學(xué)習(xí)成績可以直接對學(xué)生的21世紀(jì)技能起到提升作用，而且學(xué)習(xí)成績越好STEM興趣越高。同時，STEM興趣的提高將強(qiáng)化學(xué)習(xí)成績對21世紀(jì)技能的提升作用?？梢?，STEM興趣在學(xué)習(xí)成績促進(jìn)21世紀(jì)技能水平提升方面具有中介效應(yīng)，使成績優(yōu)化、興趣增強(qiáng)與技能提升三者之間構(gòu)成良性循環(huán)，且學(xué)習(xí)成績越好的學(xué)生，STEM興趣提升21世紀(jì)技能水平的中介作用越大。對此結(jié)果可以這樣理解，對STEM學(xué)科有興趣的學(xué)生，更樂于參與相關(guān)學(xué)習(xí)活動，更可能取得優(yōu)異成績。而優(yōu)異成績的獲得，又會增強(qiáng)其對STEM學(xué)習(xí)的信心與興趣，使其在STEM學(xué)習(xí)活動中更愿意溝通、表達(dá)、協(xié)作、展示，在此過程中21世紀(jì)技能得到提升。因此，激發(fā)學(xué)生STEM興趣，強(qiáng)化動機(jī)，開啟心智，教會學(xué)習(xí)，對于提高各類技能、發(fā)展能力有著積極意義。

(五)增加校外活動可以提升學(xué)生21世紀(jì)技能水平

增加校外活動的次數(shù)可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣、工程與技術(shù)學(xué)習(xí)興趣，通過增強(qiáng)STEM興趣，進(jìn)而提升學(xué)生的21世紀(jì)技能水平。這可能是因為，年幼學(xué)生處于興趣特長培養(yǎng)的關(guān)鍵期，豐富多彩的課外活動為他們提供了多種多樣的嘗試機(jī)會，在不同的活動嘗試和體驗中，發(fā)現(xiàn)自身興趣和特長所在(康建朝，2019)。如果家長能正確認(rèn)識兒童的成長規(guī)律，尊重兒童的個體差異和天性，樹立科學(xué)正確的教育觀念，兒童校外生活就更豐富，就不會讓做作業(yè)成為兒童唯一且過重的校外生活，更有利于兒童的全面發(fā)展(肖鳳秋，2019)。因此，為了更好地促進(jìn)學(xué)生21世紀(jì)技能發(fā)展，安排合理、內(nèi)容豐富、注重勞逸結(jié)合的校外活動，應(yīng)成為常規(guī)學(xué)校教育的有益補(bǔ)充。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教育評價應(yīng)突破“唯分?jǐn)?shù)”的窠臼，注重情感與能力維度，校內(nèi)及家庭課業(yè)負(fù)擔(dān)也應(yīng)適當(dāng)減輕，為參與校外活動提供時間保障。

(六)家庭社會經(jīng)濟(jì)地位對學(xué)生21世紀(jì)技能獲得具有重要影響

父親或母親職業(yè)ISEI指數(shù)越高，社會經(jīng)濟(jì)地位越高，較好的家庭環(huán)境為子女提供了更好的學(xué)習(xí)資源，使其處于高質(zhì)量的學(xué)習(xí)氛圍中，有助于提高學(xué)生的STEM學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而提升學(xué)生21世紀(jì)技能水平。正如安東尼·塞爾登等(2019)所說：“來自社會經(jīng)濟(jì)地位較高家庭的孩子，父母對他們的教育更重視，他們在家中有機(jī)會參與更多激發(fā)智力的對話，建立起廣泛的社會關(guān)系，父母在其教育上的資金和時間投入較多等，從而使他們在接受學(xué)校教育過程中能夠更好地發(fā)揮優(yōu)勢、獲得優(yōu)異成績，并在職業(yè)獲取、社會交往等非認(rèn)知技能方面更勝一籌?！比欢@也警醒我們，因家庭社會資本不同導(dǎo)致的教育結(jié)果差異，應(yīng)該成為推進(jìn)教育公平進(jìn)程中的關(guān)注點(diǎn)，給予弱勢家庭的孩子更多政策支持與關(guān)懷。