高中物理教師科學(xué)觀(guān)調(diào)查分析與啟示*

黨 越

(遵義市教育科學(xué)研究院 貴州 遵義 563000)

石 紅

(貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 貴州 貴陽(yáng) 550000)

師生良好的科學(xué)觀(guān)，不僅能幫助學(xué)生建構(gòu)清晰的科學(xué)概念，也可以培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感.教師的教學(xué)行為受自身的教學(xué)觀(guān)念支配，高中理科教師正確的科學(xué)觀(guān)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)有著重要的意義.近年來(lái)，隨著新一輪高中課改的到來(lái)，我國(guó)陸續(xù)頒布、修訂高中各科課程標(biāo)準(zhǔn).其中，高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確將科學(xué)本質(zhì)作為學(xué)科課程目標(biāo)以及學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要組成.

一直以來(lái)，我國(guó)關(guān)于科學(xué)觀(guān)念教育的研究主要集中在有關(guān)科學(xué)觀(guān)念調(diào)查量表的設(shè)計(jì)、相關(guān)科學(xué)觀(guān)念課程的開(kāi)發(fā)、師生科學(xué)觀(guān)念水平的調(diào)查等[1～4].雖然相關(guān)研究歷經(jīng)20多年，但高中物理教師科學(xué)觀(guān)念是否得到改善，必須進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)地調(diào)查，以期為新一輪的高中課程改革提供參考依據(jù).

1 研究?jī)?nèi)容與方法

(1)調(diào)查工具

本次教師科學(xué)觀(guān)水平的調(diào)查研究量表根據(jù)美國(guó)薩拉爾大學(xué)梁玲博士的SUSSI量表改編而成[5].該量表采用里克特5點(diǎn)式問(wèn)卷形式，內(nèi)容由科學(xué)理論的改變、社會(huì)對(duì)文化科學(xué)的影響、科學(xué)研究中的想象力和創(chuàng)造力、科學(xué)定律和科學(xué)理論、觀(guān)察結(jié)果的特征、科學(xué)研究的步驟6個(gè)維度組成.將總量表得分80分、分量表得分13.5分列為中間分?jǐn)?shù)，高于中間分?jǐn)?shù)表示該教師具備良好的科學(xué)觀(guān)念,得分低于中間分?jǐn)?shù)表示該教師科學(xué)觀(guān)念陳舊、不合格.

(2)調(diào)查對(duì)象

選取西南地區(qū)教育、經(jīng)濟(jì)較好的某市15個(gè)縣(區(qū)、市)，46所普通高中學(xué)校245名物理教師為調(diào)查對(duì)象.樣本基本情況見(jiàn)表1.

表1 調(diào)查樣本基本情況

(3)調(diào)查量表的信、效度和區(qū)分度分析

正式調(diào)查前隨機(jī)抽選兩所學(xué)校，發(fā)放量表127份，回收量表127份.剔除無(wú)效量表6份，剩余有效量表121份.利用SPSS22.0軟件對(duì)量表各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析驗(yàn)證.得出該量表Cronbach′s α系數(shù)為0.850，說(shuō)明該量表具備良好的信度.

采用因子分析檢驗(yàn)該量表的結(jié)構(gòu)效度.特征值大于1的因子有6個(gè)，從第1個(gè)因子到第6個(gè)因子特征值分別為5.559,2.950,1.470,1.277,1.144,1.109，分別占比23.162%, 12.290%, 6.126%, 5.322%,4.767%,4.622%，6個(gè)因子可以解釋總變異數(shù)的56.289%，與該量表6個(gè)維度相吻合，說(shuō)明該量表具備良好的結(jié)構(gòu)效度.

將成績(jī)?cè)谇?7%的問(wèn)卷列為高分組，后27%的問(wèn)卷列為低分組.采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)對(duì)高、低分兩組的平均分同質(zhì)化差異情況進(jìn)行區(qū)分度分析.高、低分組顯著性概率值P=0.00<0.05，存在顯著性差異，說(shuō)明該量表具備良好的區(qū)分度.

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 高中物理教師科學(xué)本質(zhì)觀(guān)水平整體情況

從表2和圖1可知，在參與調(diào)查的245名高中物理教師中，科學(xué)觀(guān)念總體得分以及社會(huì)對(duì)文化科學(xué)的影響、科學(xué)定律和科學(xué)理論、觀(guān)察結(jié)果的特征、科學(xué)研究的步驟這4個(gè)分維度得分分別為78.28,13.38,10.29,12.82,13.28，均低于中間分?jǐn)?shù).在第4,7,13,14,15,19,20,21題的均值得分在3分以下，僅有40.0%的教師得分在80分以上.以上數(shù)據(jù)說(shuō)明高中物理教師科學(xué)觀(guān)念水平不高，對(duì)科學(xué)的本質(zhì)缺乏準(zhǔn)確了解.

圖1 總分頻次分布圖

表2 高中理科教師科學(xué)本質(zhì)觀(guān)水平整體情況

各維度水平高低依次為科學(xué)研究中的想象力和創(chuàng)造力>科學(xué)理論的改變>社會(huì)對(duì)文化科學(xué)的影響>科學(xué)研究的步驟>觀(guān)察結(jié)果的特征>科學(xué)定律和科學(xué)理論.

進(jìn)一步分析表3可知，在科學(xué)理論的改變維度，有50.60%的教師認(rèn)為建立在準(zhǔn)確地實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)理論是不會(huì)改變的，有21.60%的教師對(duì)此不確定.這說(shuō)明有72.2%的教師對(duì)科學(xué)的發(fā)展性缺乏了解.實(shí)際上，科學(xué)知識(shí)是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可能會(huì)被新的科學(xué)理論所解釋.

在社會(huì)對(duì)文化科學(xué)的影響維度，有62.00%的教師認(rèn)為全世界的科學(xué)家都以相同的方式進(jìn)行科學(xué)研究，因?yàn)榭茖W(xué)是不因社會(huì)文化而異的，有11.8%的教師對(duì)此不確定.這說(shuō)明有73.8%的教師對(duì)科學(xué)、社會(huì)、文化之間的關(guān)系缺乏了解.科學(xué)家作為社會(huì)的一份子，他們的價(jià)值觀(guān)肯定會(huì)受到政治、經(jīng)濟(jì)、文化方面的影響，從而影響科學(xué)研究的方式.

在科學(xué)定律和科學(xué)理論維度，有80.4%的教師認(rèn)為科學(xué)理論本來(lái)就存在于自然界中，是科學(xué)家們?cè)诳茖W(xué)探究中將其挖掘出來(lái)，有8.2%的教師對(duì)此不確定.這說(shuō)明絕大部分教師對(duì)科學(xué)知識(shí)具備主觀(guān)性、創(chuàng)造性不了解.有51.8%的教師認(rèn)為科學(xué)理論被反復(fù)證實(shí)，就會(huì)成為定律，20.00%的教師對(duì)此不確定.可見(jiàn)，絕大多數(shù)教師無(wú)法區(qū)分科學(xué)定律和科學(xué)理論之間的關(guān)系.實(shí)際上，科學(xué)定律與科學(xué)理論是屬于兩種不同類(lèi)型的知識(shí)，前者描述的是兩個(gè)或多個(gè)科學(xué)概念之間的關(guān)系，后者是解釋各種科學(xué)事實(shí)或規(guī)律的.兩者是不能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的.

觀(guān)察結(jié)果的特征維度的特點(diǎn)表明大多數(shù)教師對(duì)科學(xué)研究具有經(jīng)驗(yàn)性，對(duì)科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生由創(chuàng)造性思維和科學(xué)方法共同作用的相關(guān)科學(xué)本質(zhì)知識(shí)缺乏了解.實(shí)際上，任何實(shí)驗(yàn)觀(guān)察都受一定理論或理論上的傾向的影響,觀(guān)察不可能發(fā)生在理論之前.所以,不同的科學(xué)家即使觀(guān)察到相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,也可能得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù).

在科學(xué)研究的步驟維度方面，結(jié)果表明，有83.3%的教師認(rèn)為在形成和驗(yàn)證理論時(shí)，科學(xué)家應(yīng)該按照通用的的科學(xué)研究程序進(jìn)行,有9.0%的教師對(duì)此表示不確定.實(shí)際上，科學(xué)研究方法的多樣性決定了并不是所有的科學(xué)研究都應(yīng)該按照通用的研究范式進(jìn)行.

2.2 不同類(lèi)別高中物理教師科學(xué)觀(guān)念水平差異分析

采用單因子多變量分析方法分別對(duì)性別、層次、教齡、職稱(chēng)對(duì)高中物理教師科學(xué)觀(guān)念水平的影響進(jìn)行分析，見(jiàn)表4和表5.

表5 不同教齡、職稱(chēng)理科教師科學(xué)本質(zhì)觀(guān)水平表

表4的數(shù)據(jù)表明，男性與女性物理教師科學(xué)觀(guān)念水平均值分別為78.82和75.91，均值差異系數(shù)為0.03(P<0.05).說(shuō)明不同性別的物理教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)不了解，科學(xué)觀(guān)念水平存在明顯差異，進(jìn)一步分析可知，高中男、女物理教師在科學(xué)研究的想象力和創(chuàng)造力維度差異明顯，與女性教師相比，男性教師均分高出1.19分.

一、二、三層次高中物理教師科學(xué)觀(guān)念水平得分分別為78.67，78.01，78.32，均值都沒(méi)有達(dá)到80分的合格了解水平，說(shuō)明各層次學(xué)校教師對(duì)科學(xué)的本質(zhì)還不了解.各層次顯著性差異系數(shù)為0.93(P>0.05)，沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明各層次高中學(xué)校物理教師科學(xué)觀(guān)念水平幾乎相同，高中物理教師的科學(xué)觀(guān)念水平，不隨著任教學(xué)校的不同而不同.

表5的數(shù)據(jù)表明，不同教齡、職稱(chēng)的教師科學(xué)觀(guān)念水平均值都未超過(guò)80，均值差異系數(shù)分別為0.41和0.72(P>0.05)，說(shuō)明不同職稱(chēng)、教齡教師科學(xué)觀(guān)念水平?jīng)]有顯著性差異，對(duì)科學(xué)本質(zhì)均不了解.

3 結(jié)論與啟示

3.1 結(jié)論

(1)高中物理教師科學(xué)觀(guān)念水平有待提高

有60%的物理教師科學(xué)觀(guān)念水平得分未超過(guò)80，全體物理教師科學(xué)觀(guān)念水平得分為78.28.特別是對(duì)科學(xué)定律和科學(xué)理論方面的知識(shí)尤為欠缺，與中間分值相比少3.21分.可見(jiàn)，高中物理教師科學(xué)觀(guān)念處于較低水平，這與之前國(guó)內(nèi)類(lèi)似研究結(jié)論相同.調(diào)查結(jié)果表明，盡管?chē)?guó)內(nèi)對(duì)于教師科學(xué)觀(guān)念的相關(guān)研究已開(kāi)展20年，但在物理教師科學(xué)觀(guān)念水平提升方面，效果并不明顯.一直以來(lái)，受高考升學(xué)壓力的影響，絕大多數(shù)教育管理部門(mén)、高中物理教師注重對(duì)學(xué)科試題、教材分析、班級(jí)管理策略等方面的研究，往往忽視科學(xué)觀(guān)念對(duì)于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)形成的重要意義，使得提升教師科學(xué)觀(guān)念的相關(guān)策略無(wú)法得到落實(shí).

(2)高中男女物理教師科學(xué)本質(zhì)觀(guān)存在顯著性差異

高中男性物理教師比女性物理教師科學(xué)觀(guān)念水平均分高2.91，存在顯著性差異.具體來(lái)說(shuō)，男、女理科教師在科學(xué)研究中想象力和創(chuàng)造力存在顯著性差異.值得注意的是，這與文獻(xiàn)[4]的調(diào)查結(jié)論有所不同.其中原因可能是:

1)調(diào)查樣本不同.較與之前調(diào)查，本次調(diào)查樣本量大，涉及學(xué)科面廣，調(diào)查樣本更具代表性.

2)科學(xué)本質(zhì)觀(guān)的性別差異.在對(duì)科學(xué)研究的看法上，男性教師相較于女性教師，更富有創(chuàng)造力和想象力，更傾向于打破常規(guī)思維進(jìn)行科學(xué)研究.女性理科教師則更注重科學(xué)研究過(guò)程中的規(guī)范性與嚴(yán)謹(jǐn)性.

3)高中物理教師科學(xué)觀(guān)念水平與學(xué)科、學(xué)校、教齡無(wú)關(guān).

不同學(xué)科、學(xué)校、教齡的高中物理教師均對(duì)科學(xué)本質(zhì)缺乏了解，科學(xué)觀(guān)念水平無(wú)顯著性差異.說(shuō)明，高中理科教師科學(xué)觀(guān)念水平的高低，不隨學(xué)校層次、所在區(qū)位、任教時(shí)長(zhǎng)有所改變.

3.2 啟示

(1)轉(zhuǎn)變教育評(píng)價(jià)理念

各級(jí)教育管理部門(mén)應(yīng)通過(guò)改進(jìn)行政考核評(píng)價(jià)機(jī)制，助力破解社會(huì)“唯分?jǐn)?shù)”論的不良教育評(píng)價(jià)氛圍.應(yīng)引導(dǎo)一線(xiàn)教育機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)教育的實(shí)際意義，重視師生科學(xué)觀(guān)念這類(lèi)難以量化評(píng)價(jià)的科學(xué)教育內(nèi)容，促進(jìn)高中理科教師課程價(jià)值觀(guān)從單一的重學(xué)科知識(shí)、習(xí)題講解，輕學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的觀(guān)念，向多維的課程價(jià)值觀(guān)念轉(zhuǎn)變.

(2)培養(yǎng)教師正確的科學(xué)本質(zhì)觀(guān)念

完善教師科學(xué)本質(zhì)的相關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)高中理科教師認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)觀(guān)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要價(jià)值.各級(jí)教研機(jī)構(gòu)應(yīng)改良傳統(tǒng)的教研方式，通過(guò)舉辦系統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué)相關(guān)專(zhuān)題講座，使高中物理教師傳統(tǒng)的科學(xué)本質(zhì)觀(guān)向建構(gòu)主義科學(xué)本質(zhì)觀(guān)轉(zhuǎn)變，從而改變教師的教學(xué)行為與方式，提升學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀(guān).

(3)重視課程標(biāo)準(zhǔn)在學(xué)科教學(xué)中的作用，改變教師的教學(xué)行為

課程標(biāo)準(zhǔn)作為學(xué)科教學(xué)開(kāi)展、評(píng)價(jià)、改革的重要依據(jù)，在學(xué)科教學(xué)中起到統(tǒng)領(lǐng)作用.隨著我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教育的發(fā)展，2017版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)已將科學(xué)本質(zhì)教育作為學(xué)科課程目標(biāo)之一，這較以前已經(jīng)是長(zhǎng)足的進(jìn)步.但目前教學(xué)一線(xiàn)仍有不少教師對(duì)課標(biāo)重視不夠.各級(jí)教育管理部門(mén)應(yīng)大力引導(dǎo)教師重視課標(biāo)、研讀課標(biāo)，將課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于科學(xué)本質(zhì)教育的要求落到教學(xué)實(shí)際，做到教、學(xué)、評(píng)與學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)一致.鼓勵(lì)教師深挖教材中適合科學(xué)本質(zhì)觀(guān)培養(yǎng)的學(xué)科內(nèi)容，采用HPS教學(xué)模式，開(kāi)展以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀(guān)為目的的聽(tīng)、授、評(píng)課等相關(guān)主題教研活動(dòng).