科學(xué)教育中的科學(xué)資本：國外研究的現(xiàn)狀與啟示

徐海鵬 陳云奔 李天卓

科學(xué)資本（Science Capital）理論源于布迪厄（Bourdieu）的社會學(xué)理論研究，以阿奇爾（Archer）正式提出科學(xué)資本概念為標(biāo)志，科學(xué)資本在教育領(lǐng)域的研究正式開始。作為一種概念性工具，科學(xué)資本被用來捕捉個體與科學(xué)相關(guān)的資源或傾向性。在促進學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想塑造為導(dǎo)向的背景下，科學(xué)資本理論研究不僅得到了長足的發(fā)展，也應(yīng)用于具體的教學(xué)實踐之中。最早運用科學(xué)資本理論進行實證研究的ASPIRES項目表明，科學(xué)資本不僅影響著學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想的塑造，同時也影響著學(xué)生科學(xué)自我認同、科學(xué)學(xué)習(xí)興趣等方面。①Archer L, Moote J, Macleod E, et al. ASPIRES 2: Young People's Science and Career Aspirations, Age 10-19[EB/OL]. [2020-02-15]. https://discovery.ucl.ac.uk/id/eprint/10092041/.

科學(xué)資本作為闡釋學(xué)生塑造科學(xué)理想與進行科學(xué)學(xué)習(xí)的重要依據(jù)，得到了世界范圍內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注，在理論與實踐層面開展了相關(guān)研究。在我國，有學(xué)者從理論層面對科學(xué)資本的內(nèi)涵及構(gòu)成維度進行了系統(tǒng)性的界定，認為構(gòu)建科學(xué)資本有助于學(xué)生在科學(xué)教育和職業(yè)發(fā)展方面取得優(yōu)勢，科學(xué)資本理論為科學(xué)教育發(fā)展提供了新的視角。②樊文強, 張海燕, 李亮. 促進學(xué)生科學(xué)資本構(gòu)建：科學(xué)教育發(fā)展的新視角[J]. 中國電化教育, 2020(03): 42-48.在實踐層面，相關(guān)研究關(guān)注到了科學(xué)資本對不同區(qū)域、不同群體的科學(xué)職業(yè)理想與科學(xué)興趣的影響，如對我國西部107所學(xué)校九年級學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想的影響研究，③李玲, 朱海雪, 潘士美. 科學(xué)資本對西部學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想的影響研究[J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版), 2020,38(07): 117-126.對北京、上海、江蘇、廣東15歲學(xué)生STEM職業(yè)期望的影響研究，④杜欣, 趙文龍, 王晶瑩. 科學(xué)資本對我國15歲學(xué)生STEM職業(yè)期望的影響研究[J]. 科學(xué)學(xué)研究, 2018, 36(11): 1928-1937.對南京、泰州、龍巖5所小學(xué)和5所初中的四至六年級及七至九年級學(xué)生科學(xué)興趣的影響研究，⑤龍琪, 倪娟, 李永發(fā). 青少年科學(xué)興趣的形成路徑與提升對策--基于模糊集定性比較分析法的實證研究[J]. 基礎(chǔ)教育,2020, 17(05): 13-21.揭示了科學(xué)資本對學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想及科學(xué)興趣的中介作用及復(fù)雜作用機制。在國外，對于科學(xué)資本最權(quán)威的研究莫過于倫敦國王學(xué)院（King's College London）阿奇爾教授主持的ASPIRES研究項目。該項目不僅首次提出了科學(xué)資本理論，更在研究中量化了科學(xué)資本的測量內(nèi)容，在運用科學(xué)資本來闡釋學(xué)生科學(xué)參與與投入模式的基礎(chǔ)上，將科學(xué)資本理論應(yīng)用于學(xué)校及其他教育環(huán)境之中，從而開啟了科學(xué)資本研究的序幕。此后，國外關(guān)于科學(xué)資本的研究不斷深入，對科學(xué)資本理論的構(gòu)建、完善、測量、實踐等方面進行了多元化的研究。

科學(xué)資本在學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想與科學(xué)興趣培養(yǎng)中的重要作用及在科學(xué)教育領(lǐng)域中的不斷實踐，使得科學(xué)資本成為國外科學(xué)教育研究中的重要議題。鑒于此，本研究嘗試對國外教育領(lǐng)域科學(xué)資本研究的進展進行回顧與分析，以期對我國的科學(xué)資本研究與實踐有所裨益。

一、科學(xué)資本理論的建立與特征

在國外，越來越多的學(xué)生在后義務(wù)教育階段正在“逃離科學(xué)”，這使得公眾對提高學(xué)生科學(xué)參與率有著強烈的期待?；诖爽F(xiàn)狀，許多研究在實證主義的引領(lǐng)下，通過不同類型數(shù)據(jù)的分析與討論，指出了性別、種族、社會經(jīng)濟背景、資本等因素對提高學(xué)生科學(xué)參與率的影響。盡管長期以來人們一直在嘗試干預(yù)和解決這一困境，但科學(xué)的低參與模式仍頑強地抵御著變革。在這種情況下，關(guān)于低科學(xué)參與模式現(xiàn)狀的研究開始將關(guān)注點轉(zhuǎn)向于資本因素，并由此進入關(guān)于資本因素的多維度研究階段，而科學(xué)資本正是該研究階段的產(chǎn)物。

（一）科學(xué)資本理論的建立

科學(xué)資本理論是建立在布迪厄資本理論基礎(chǔ)之上的。資本是布迪厄社會再生產(chǎn)理論的重要組成部分，他將資本定義為社會中合法的、有價值的、可交換的資源，擁有這些資源可以讓個體在特定的領(lǐng)域內(nèi)取得社會優(yōu)勢。①Bourdieu P. Outline of a Theory of Practice[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1977: 171-183.布迪厄在此基礎(chǔ)上劃分了資本的四種關(guān)鍵類型：經(jīng)濟資本、社會資本、文化資本和象征資本，指出這些資本與個體所處背景下形成的品性相互作用，從而在社會中形成特權(quán)或從屬關(guān)系。②Bourdieu P. Forms of Capital[M]. Oxford: Blackwell Publishers Ltd, 1986: 241-258.資本在不同場域中發(fā)揮著不同的作用，在教育場域中，資本通過多種方式影響著學(xué)術(shù)成就和優(yōu)勢地位的再生產(chǎn)。

自布迪厄劃分資本的類型以后，社會也無時無刻都在發(fā)生著變化。社會發(fā)展也影響著資本理論的繼承與發(fā)展，人們意識到不能繼續(xù)以一種不變的形式對資本進行描述，四種資本形式之間的重疊程度極易導(dǎo)致它們被同義化處理，對資本的形式有必要進行重新思考。尤其是在當(dāng)代社會中，科學(xué)技術(shù)有了突飛猛進的發(fā)展并影響了文化領(lǐng)域的各個方面，資本不能僅僅與以人文為導(dǎo)向的經(jīng)典文化相關(guān)聯(lián)，而應(yīng)更廣泛地與科學(xué)技術(shù)及處理各種現(xiàn)實問題的能力相關(guān)聯(lián)。③Prieur A, Savage M. Emerging Forms of Cultural Capital[J]. European Societies, 2013, 15(02): 246-267.同科學(xué)在當(dāng)今社會享有很高的社會地位和文化地位一樣，與科學(xué)有關(guān)的資源應(yīng)被視為當(dāng)代社會重要的資本形式之一，這不僅是因為它在當(dāng)代社會中具有很高的象征價值和交換價值，也因為它在社會關(guān)系再生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。阿奇爾認為應(yīng)超越布迪厄的資本概念所概括的以知識和技能為基礎(chǔ)的個體化認知，從而以更廣泛的視角來看待科學(xué)資本。即通過承認文化和社會資本的科學(xué)形式，對現(xiàn)有的資本概念進行有益的補充?；诖耍茖W(xué)資本被重新定義：科學(xué)資本不是一種單獨類型的資本，而是一種用來整理與科學(xué)相關(guān)的各種經(jīng)濟、社會和文化資本的概念性工具，特別是那些有可能為個人或群體提供使用或交換價值的資本，以支持和加強個人或群體在科學(xué)方面的獲得感、參與感和分享的意愿。④Archer L, DeWitt J, Willis B. Adolescent Boys' Science Aspirations: Masculinity, Capital, and Power[J]. Journal of Research in Science Teaching, 2014, 51(01): 1-30.

（二）科學(xué)資本模型的構(gòu)成維度與特征

在科學(xué)資本內(nèi)涵不斷發(fā)展的同時，關(guān)于科學(xué)資本構(gòu)成維度的探討也逐漸進入研究者的視野。阿奇爾等人在借鑒以往文獻研究的基礎(chǔ)上，以方法論的視角提出了由三個方面八個維度構(gòu)成的科學(xué)資本理論模型：第一方面是科學(xué)相關(guān)的文化資本，包括科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)有關(guān)的傾向、關(guān)于科學(xué)在勞動力市場上可轉(zhuǎn)移的象征性知識；第二方面是科學(xué)相關(guān)的行為與實踐，包括科學(xué)媒體消費、參與校外科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境情況；第三方面是科學(xué)相關(guān)的社會資本，包括認知身邊從事科學(xué)工作的人、家長擁有的科學(xué)資格、日常生活中與他人談?wù)摽茖W(xué)的頻率與數(shù)量。①Archer L, Dawson E, DeWitt J, et al. "Science Capital": A Conceptual, Methodological, and Empirical Argument for Extending Bourdieusian Notions of Capital Beyond the Arts[J]. Journal of Research in Science Teaching, 2015, 52(07): 922-948.與阿奇爾側(cè)重點不同，威爾遜·洛佩茲（Wilson-Lopez）等人則以資本性質(zhì)的視角將科學(xué)資本劃分為四個方面：第一方面是內(nèi)在資本，包括個體科學(xué)知識、實踐能力、問題解決能力；第二方面是社會資本，包括與科學(xué)機構(gòu)、專家、同伴等建立的聯(lián)系；第三方面是物質(zhì)資本，包括擁有的科學(xué)設(shè)備、信息通信技術(shù)的使用；第四方面是制度資本，包括所獲得的科學(xué)獎勵、榮譽、學(xué)位。②Wilson-Lopez A, Sias C, Smithee A, et al. Forms of Science Capital Mobilized in Adolescents' Engineering Projects[J]. Journal of Research in Science Teaching, 2018, 55(02): 246-270.雖然不同研究根據(jù)不同側(cè)重點所闡述的維度有所差異，但總體來看，阿奇爾所提倡的維度仍是現(xiàn)階段許多研究所參考的起點和基礎(chǔ)。

雖然沒有研究單獨探討過科學(xué)資本的特征，但是隨著科學(xué)資本內(nèi)涵和構(gòu)成維度的不斷完善，可以總結(jié)出科學(xué)資本的一些特征：（1）整合性?？茖W(xué)資本并非一種獨立形式的資本，而是與文化資本、社會資本、經(jīng)濟資本密切相關(guān)的，它是個體處理科學(xué)相關(guān)事物的所有知識、態(tài)度、經(jīng)驗和資源的集合。（2）豐富性。不論基于任何視角，科學(xué)資本構(gòu)成維度并不是單一的，而是復(fù)雜且豐富的。（3）預(yù)測性。科學(xué)資本是影響個體塑造科學(xué)職業(yè)理想的重要因素，它能夠預(yù)測個體是否對科學(xué)課程感興趣、是否認同自己的科學(xué)身份、是否認為科學(xué)屬于自己等。（4）傳遞性。家長、同伴和個體自身所擁有的科學(xué)資本具有代際轉(zhuǎn)移的特性，家長擁有的科學(xué)資本可以通過知識、行為等方式傳遞給子女。同時，同伴所擁有的科學(xué)資本可以通過環(huán)境、交流等方式影響著個體對科學(xué)的感知、態(tài)度及所采取的行動。

二、國外科學(xué)資本理論的研究現(xiàn)狀

在國外，科學(xué)資本理論已經(jīng)成為科學(xué)教育研究中的重要指標(biāo)，在衡量學(xué)生科學(xué)認知趨勢方面起著重要作用，大量深刻而又豐富的實證研究不斷興起，使得科學(xué)資本在理論層面與實踐層面不斷完善。

（一）構(gòu)建科學(xué)資本：基于多維度探討

由于科學(xué)資本理論是基于對學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想的探索而提出的，所以構(gòu)建學(xué)生的科學(xué)資本是該領(lǐng)域研究的重中之重。概括起來，主要通過將正式學(xué)習(xí)情境與非正式學(xué)習(xí)情境相關(guān)聯(lián)，以及構(gòu)建教師和家長的代理身份兩種維度來促進學(xué)生科學(xué)資本構(gòu)建。

在正式學(xué)習(xí)情境與非正式學(xué)習(xí)情境相關(guān)聯(lián)維度，通過課堂來構(gòu)建學(xué)生科學(xué)資本是實施科學(xué)教育的首要途徑。但這并不意味著單純地依賴課堂教學(xué)，而是與學(xué)生的非正式學(xué)習(xí)情境相關(guān)聯(lián)來促進課堂教學(xué)。針對小學(xué)階段學(xué)生科學(xué)資本缺乏的現(xiàn)狀，有研究開展了兒童工程師（Children as Engineers）項目，即將工程相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生作為實習(xí)教師引入學(xué)校，通過課堂講解工程項目來促進科學(xué)學(xué)習(xí)。這種方法不僅可以拉近學(xué)生與實習(xí)教師間的溝通距離，而且可以聯(lián)結(jié)學(xué)生從家庭及校外經(jīng)歷所獲得的不同科學(xué)觀和經(jīng)驗，從而激發(fā)學(xué)生對科學(xué)和生活的熱情。①Edmonds J, Lewis F, Fogg Rogers L. Practical Steps to Building Science Capital in the Primary Classroom[J]. Primary Science,2018: 29-31.也有研究通過對教師定性訪談數(shù)據(jù)的主題分析，建議通過鼓勵學(xué)生在實驗室工作、與教師保持緊密聯(lián)系以及建立科學(xué)網(wǎng)絡(luò)共同體等方式，來構(gòu)建科學(xué)領(lǐng)域代表性不足學(xué)生群體的科學(xué)資本。②Ceglie R . Science Faculty's Support for Underrepresented Students: Building Science Capital[J]. International Journal of Science and Mathematics Education, 2020, 10(01): 1-19除此之外，有研究也將關(guān)注點轉(zhuǎn)向作業(yè)領(lǐng)域。通過布置在家庭環(huán)境中尋找與科學(xué)相關(guān)的科學(xué)實例作業(yè)，架起學(xué)生與父母合作的橋梁。通過理論與實踐相結(jié)合的方式，加深學(xué)生對身邊現(xiàn)實情境的認識來增加科學(xué)資本。③Livesey M, Hoath L. Using Homework to Develop Science Capital[J]. School Science Review, 2019, 100(372): 41-43.從廣義上來講，這些實踐研究都是基于與學(xué)生所擁有的社會文化科學(xué)資本、非正式文化科學(xué)資本及現(xiàn)實生活背景相關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建學(xué)生科學(xué)資本。

在構(gòu)建教師和家長的代理身份維度方面，研究者認為可以通過明晰教師和家長的代理身份來超越學(xué)生個體構(gòu)建，從而構(gòu)建學(xué)生的科學(xué)資本。為了明晰教師的代理身份，有研究將關(guān)注點放到科學(xué)教師培訓(xùn)方面，通過教師訪談、現(xiàn)場筆記和課堂觀察數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)錄，通過目的性、掌握性、反思性和自主性四個維度的數(shù)據(jù)審查，對照培訓(xùn)前后學(xué)生對教師變化后的定性數(shù)據(jù)分析得出教師應(yīng)進行批判性代理身份審視，即反思教師自身的教學(xué)目的和實踐，以公平正義的思維為所有學(xué)生提供科學(xué)參與和自我認同的機會、拓寬學(xué)習(xí)路徑、提升與學(xué)生生活相關(guān)的科學(xué)教育方式與能力，從而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)資本和科學(xué)理想。④King H, Nomikou E. Fostering Critical Teacher Agency: The Impact of a Science Capital Pedagogical Approach[J]. Pedagogy,Culture & Society, 2018, 26(01): 87-103.為了明晰家長的代理身份，有研究開展了家庭STEM教育項目。通過定量調(diào)查和案例研究指出，應(yīng)加深家長對科學(xué)的認知、科學(xué)對家庭的影響、科學(xué)在日常生活中的作用及STEM職業(yè)的理解和認識；通過家庭參觀動物園、水族館、博物館和天文館等非正式學(xué)習(xí)方式來支持學(xué)生的科學(xué)資本構(gòu)建和職業(yè)理想塑造。⑤Ennes M, Jones M G. Beyond the Child: Building Science Capital and Parent Science Habitus through Family STEM Programs[EB/OL]. [2019-09-15]. https://www.astc.org/wp-content/uploads/.

除學(xué)生群體外，非學(xué)生群體的科學(xué)資本構(gòu)建也得到了一定的研究。在構(gòu)建公民科學(xué)資本層面上，有研究指出應(yīng)重新思考公民科學(xué)學(xué)習(xí)方式，因為這本身也是一種教育形式。通過公民科學(xué)項目及在線科學(xué)項目增加科學(xué)資源的提供，系統(tǒng)化、多元化地完善科學(xué)研究與科學(xué)實踐互動模式，從而支持公民參與和了解科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。⑥Edwards R, Kirn S, Hillman T, et al. Learning and Developing Science Capital through Citizen Science[M]. UCL Press, 2018:381-390.同時，有研究對教授計算機編程課程來構(gòu)建輟學(xué)學(xué)生的科學(xué)資本也進行了探討。在2014年至2018年跟蹤研究了37名輟學(xué)學(xué)生的科學(xué)資本變化情況，通過編程制作視頻游戲的方式，提高參與者的參與興趣；通過營造參與者被重視和被尊重的氛圍，提升參與者的責(zé)任感。結(jié)果表明，所有參與者都成功地完成了從簡單到復(fù)雜的編程項目，參與者科學(xué)資本的四個維度：知識、態(tài)度、經(jīng)驗和社會水平都得到了顯著的提高。①Cerrato S, Rizzato F, Tealdi L, et al. A Coding Lab to Increase Science Capital of School Dropout Teenagers[J]. Journal of Science Communication, 2018, 17(04): 1-13.

（二）重塑科學(xué)資本：審視數(shù)學(xué)學(xué)科的缺失

在科學(xué)的資本理論提出后，許多研究都基于科學(xué)科目進行了深入的探討。但也有研究者注意到關(guān)于科學(xué)資本理論的論述中很少關(guān)注對數(shù)學(xué)知識的獲取和使用，從而認為有必要對科學(xué)資本進行重新認識，以彌補這一遺漏。數(shù)學(xué)是廣義科學(xué)的關(guān)鍵組成部分，學(xué)生所擁有的數(shù)學(xué)能力是其進入STEM學(xué)科的重要門檻，學(xué)生在數(shù)學(xué)課程中較高的參與率和獲得的較高分數(shù)與學(xué)生積極構(gòu)建科學(xué)資本高度相關(guān)。有學(xué)者基于對50名理工專業(yè)大學(xué)生的敘事性傳記研究表明，數(shù)學(xué)是影響學(xué)生選擇科學(xué)相關(guān)專業(yè)的重要影響因素，數(shù)學(xué)通過與STEM學(xué)科的交互作用，凸顯其在學(xué)生科學(xué)資本構(gòu)建過程中的交換價值與使用價值。基于此，科學(xué)資本框架需要體現(xiàn)出更多的包容性，建立更多的解釋概念來重塑科學(xué)資本，通過概念上的變革，從而提升學(xué)生對所學(xué)知識的使用價值和交換價值的認識來加強科學(xué)資本。②Black L, Hernandez-Martinez P. Re-thinking Science Capital: The Role of 'Capital' and 'Identity' in Mediating Students'Engagement with Mathematically Demanding Programmes at University[J]. Teaching Mathematics and Its Applications:International Journal of the IMA, 2016, 35(03): 131-143.在此基礎(chǔ)上，有研究者認為數(shù)學(xué)建模教學(xué)正是這種關(guān)注數(shù)學(xué)和科學(xué)使用價值和交換價值的手段，從而探討了在數(shù)學(xué)教學(xué)中運用建?；顒觼韯?chuàng)造教師科學(xué)資本的可能性。通過對三位高級中學(xué)數(shù)學(xué)教師訪談數(shù)據(jù)的分析表明，將數(shù)學(xué)建模實踐與校外實踐相聯(lián)系不僅可以強調(diào)數(shù)學(xué)的使用價值，也促進了數(shù)學(xué)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。為了發(fā)展這種建?；顒幽Ｊ降慕虒W(xué)實踐，既需要發(fā)展有關(guān)數(shù)學(xué)建模的科學(xué)素養(yǎng)，也需要提供可用的經(jīng)濟資本來開展校外實踐，這樣才能通過數(shù)學(xué)建模手段來構(gòu)建教師的科學(xué)資本。③Frejd P. Teachers' Possibilities to Generate Science Capital for Modelling[J]. Mathematical Modelling Education and Sensemaking, 2020, 14(03):39-49.除此之外，有研究對學(xué)生在非正式環(huán)境中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模的機會進行了探討，將學(xué)生對數(shù)學(xué)建模的認知、元認知、情感、興趣等相關(guān)資源納入科學(xué)資本的組成部分，通過對科學(xué)博物館中標(biāo)有數(shù)學(xué)或建模關(guān)鍵詞的展區(qū)進行實地考察及學(xué)生在展區(qū)現(xiàn)場活動的記錄進行分析表明，展區(qū)內(nèi)提供的相關(guān)活動雖然都隱含著深奧的數(shù)學(xué)建模思想，但與學(xué)生的現(xiàn)實生活相脫離，使學(xué)生難以發(fā)掘與數(shù)學(xué)建模的認知，對學(xué)生構(gòu)建科學(xué)資本的貢獻有限。從而建議科學(xué)博物館應(yīng)通過增加科學(xué)史講解或數(shù)字博物館資源等方式，與數(shù)學(xué)建模建立更清楚簡潔的聯(lián)系，以塑造學(xué)生科學(xué)資本。④Vos P. On Science Museums, Science Capital, and the Public Understanding of Mathematical Modelling[J]. Mathematical Modelling Education and Sense-making,2020, 14(03): 63-73.

（三）測量科學(xué)資本：研究方法不斷創(chuàng)新

阿奇爾在ASPIRES項目中首先量化了科學(xué)資本的測量方法：運用李克特量表法 （Likert Scale），通過12個題項測量了10－19歲學(xué)生的科學(xué)資本水平（見表1）。

表1 學(xué)生科學(xué)資本測量內(nèi)容

在此基礎(chǔ)上，瓊斯（Jones）等人在另一個項目中運用探索性因子分析（EFA）和驗證性因子分析（CFA）開發(fā)和驗證了科學(xué)資本測量方法的擬合模型，從而豐富了科學(xué)資本測量方法。研究設(shè)計了基于科學(xué)期望值、科學(xué)經(jīng)歷、未來科學(xué)任務(wù)值和家庭科學(xué)成就值這四個因素的48個題項對科學(xué)資本進行了測量，基于心理測量、人口統(tǒng)計學(xué)特征、特定職業(yè)興趣等方面創(chuàng)建了全面綜合的評估測量方法。①Jones M G, Ennes M, Weedfall D, et al. The Development and Validation of a Measure of Science Capital, Habitus, and Future Science Interests[J]. Research in Science Education, 2020, 35(03): 1-17.但也有研究者意識到相關(guān)研究過于集中于中學(xué)生而忽視了小學(xué)生，因此提出應(yīng)創(chuàng)新小學(xué)階段科學(xué)資本的測量方法。認為相關(guān)測量應(yīng)建立在學(xué)生能夠充分理解所測量題項含義的基礎(chǔ)上進行，從而保證研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了避免學(xué)生出現(xiàn)認知錯誤，研究將問卷使用的語言和概念簡化，將李克特量表法調(diào)整為以笑臉代替的圖形法，同時運用九級鉆石排名法（Diamond 9）測量了學(xué)生對科學(xué)家的印象及職業(yè)期望以完善科學(xué)資本的測量。②Padwick A, Dele-Ajayi O, Davenport C, et al. Innovative Methods for Evaluating the Science Capital of Young Children[C].2016 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE). IEEE, 2016: 1-5.

（四）實踐科學(xué)資本：科學(xué)資本教學(xué)模式的運用

在科學(xué)資本理論不斷完善的情況下，如何發(fā)揮科學(xué)資本的指導(dǎo)價值，體現(xiàn)科學(xué)資本的教育意義，將科學(xué)資本理論應(yīng)用于實踐是值得進一步思考的問題。在這種期待下，阿奇爾等人提出了科學(xué)資本教學(xué)模式，它以促進社會公正為理念、以支持教師反思現(xiàn)有教學(xué)模式為引領(lǐng)、以提升學(xué)生在科學(xué)中獲得更多意義和相關(guān)性為目標(biāo)，認為以科學(xué)資本為導(dǎo)向的科學(xué)教學(xué)模式可以為社會、教師以及學(xué)生帶來益處。但科學(xué)資本教學(xué)模式并不是完全獨立于其他教學(xué)模式之外，而是對原有教學(xué)模式進行了一些改進與調(diào)整，其科學(xué)資本教學(xué)模式可以概括為一個地基和三個支柱。①Nomikou E, Archer L, King H. Building ‘Science Capital' in the Classroom[J]. School Science Review, 2017, 98(365): 118-124.

一個地基：拓展學(xué)生與科學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，這是教師教學(xué)的基礎(chǔ)，其核心是承認學(xué)生擁有更廣泛的經(jīng)驗、技能和行為在科學(xué)課堂中有其應(yīng)有的地位。它承認場域的重要性，通過拓展場域來創(chuàng)造空間，讓所有學(xué)生都能從自己的經(jīng)驗、興趣和身份中作出貢獻并知曉他們因此會受到重視。

第一個支柱：個性化和本地化，這是教師教學(xué)的前提。將科學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的日常生活密切聯(lián)系，從而有助于學(xué)生認識到其自身的興趣、家庭背景以及學(xué)校資源的科學(xué)價值。

第二個支柱：引導(dǎo)、重視和聯(lián)系，這是教師教學(xué)的核心。引導(dǎo)是指利用問題引出學(xué)生基于個人、家庭和文化經(jīng)驗所獲得的知識；重視是指明確和認可學(xué)生的貢獻，強調(diào)這種貢獻是與科學(xué)知識相關(guān)的、是值得分享的；聯(lián)系是指將學(xué)生的貢獻和經(jīng)驗與科學(xué)課程的一些方面相聯(lián)系。通過這種教學(xué)思路的轉(zhuǎn)變，幫助學(xué)生感到自己有能力在科學(xué)課堂中做出貢獻和參與，從而樹立學(xué)生的科學(xué)自信。

第三個支柱：構(gòu)建科學(xué)資本的各個方面。這是教師教學(xué)的目標(biāo)，是指教師可以將科學(xué)資本的八個維度嵌入科學(xué)課程中，從而幫助學(xué)生積累更多的科學(xué)資本。

研究通過對教師與學(xué)生在實施科學(xué)資本教學(xué)模式前后的現(xiàn)場記錄，表明該模式對學(xué)生和教師都有一定的指導(dǎo)意義。在學(xué)生方面，該模式可以提高學(xué)生對科學(xué)內(nèi)容的理解和記憶、幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身與科學(xué)的相關(guān)性、提高學(xué)生在科學(xué)課程中的參與度、改善學(xué)生在科學(xué)課堂上的行為、增加學(xué)生對科學(xué)的自我認同感。在教師方面，該模式增強了教師的專業(yè)身份、使命感和目的感，激發(fā)了教師在科學(xué)課程中的創(chuàng)造力。

除此之外，也有研究注意到教師在理解和實踐科學(xué)資本教學(xué)模式中所遇到的問題。通過對教師發(fā)展培訓(xùn)項目中教師的訪談、課堂實踐的觀察及記錄的分析表明，雖然教師對科學(xué)資本教學(xué)模式都有著很高的認同，但是在現(xiàn)實中也遭遇到了諸如概念混淆、環(huán)境限制、超越職權(quán)、同伴影響、評價缺失等方面的問題，進而建議通過更深入廣泛地開展教師培訓(xùn)以支持和明晰科學(xué)資本教學(xué)模式。②King H, Nomikou E, Archer L, et al. Teachers' Understanding and Operationalisation of 'Science Capital'[J]. International Journal of Science Education, 2015, 37(18): 2 987-3014.

三、國外科學(xué)資本理論研究對我國的啟示

從整體上看，國外學(xué)者對科學(xué)資本的基本內(nèi)涵、構(gòu)成維度、涵蓋學(xué)科、構(gòu)建方式、計量分析和教學(xué)實踐等領(lǐng)域開展了深刻又系統(tǒng)的研究。我國現(xiàn)階段也正在進行科學(xué)課程的改革與整合，注重科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)?？茖W(xué)資本理論無疑對我國科學(xué)教育的研究與發(fā)展、科學(xué)人才的培養(yǎng)提供了深刻的啟示，幫助我們審視科學(xué)教育中存在的不足，從而進行有針對性的反思和調(diào)整。

（一）將科學(xué)資本作為科學(xué)教育研究中的重要方向

科學(xué)資本作為衡量學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想與科學(xué)學(xué)習(xí)的核心要素，應(yīng)在科學(xué)教育大規(guī)模調(diào)查與研究中占據(jù)重要地位。基礎(chǔ)教育年齡段是學(xué)生塑造科學(xué)職業(yè)理想的關(guān)鍵時期，學(xué)生此階段的職業(yè)理想與今后的職業(yè)選擇具有強烈的關(guān)聯(lián)性。①Trice, Ashton, D , et al. Do Children's Career Aspirations Predict Adult Occupations? An Answer from a Secondary Analysis[J].Psychological Reports, 1993(72): 368-370.對此階段學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想的培養(yǎng)關(guān)乎國家科技創(chuàng)新人才的質(zhì)量。已有的抽樣研究結(jié)果表明，我國中學(xué)階段學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想現(xiàn)狀不容樂觀，所占比例低于OECD國家的平均水平。②黃亮. 學(xué)生從事科學(xué)相關(guān)職業(yè)的期望及影響因素--基于PISA2015中國四省市數(shù)據(jù)的分析[J]. 教育發(fā)展研究, 2017,37(02): 50-56.這種嚴峻的形勢使得我們不得不重新審視我國科學(xué)教育存在的不足。以往的許多研究將這種不足歸結(jié)為科學(xué)教育中科學(xué)素養(yǎng)的缺失，提出的干預(yù)措施主要圍繞學(xué)生本體層面，把重點放在改變學(xué)生的態(tài)度、理想和價值觀上，并未深入挖掘出造成這種不足的深層原因，進而導(dǎo)致了對學(xué)生科學(xué)資本研究的忽視?？茖W(xué)資本作為一種內(nèi)涵豐富的理論，應(yīng)在研究中給予足夠的重視。我國可以在借鑒科學(xué)資本測量內(nèi)容及方法的基礎(chǔ)上，基于我國現(xiàn)狀對測量內(nèi)容進行適切性的修訂，通過開展大規(guī)模的檢測評估項目，全面準(zhǔn)確地把握科學(xué)教育中的新情況與新趨勢。

（二）不斷創(chuàng)新科學(xué)資本研究方法

雖然科學(xué)資本不具有有形的貨幣價值屬性，但它卻是可以測量的。它的可測量性為衡量個體對科學(xué)的接觸程度以及在科學(xué)方面所存儲的知識提供了一個新的視角，從而有利于考察為何某些個體會參與及如何參與科學(xué)相關(guān)活動。在ASPIRES項目首次對科學(xué)資本進行了量化分析后，我國許多研究基于最原始問卷項目的拓展、科學(xué)資本維度的可視化分析及針對不同學(xué)生群體都進行了富有成效的可計量研究與分析。③翟俊卿, 祝懷新. 我國中學(xué)生科學(xué)職業(yè)理想的調(diào)查與分析[J]. 科普研究, 2015, 10(01): 42-48+100.但從整體上來看，我國的相關(guān)研究仍存在著樣本信息片面化、研究過程缺乏追蹤、過于依賴定量分析等不足。我國科學(xué)資本測量評價方法應(yīng)在以下幾個方面有所創(chuàng)新與突破。其一是避免以功利主義認識論為基礎(chǔ)的片面測量，而是應(yīng)以建構(gòu)主義認識論為導(dǎo)向，將“協(xié)商、過程、共同建構(gòu)”納入測量評價范疇。其二在樣本信息上，應(yīng)注重樣本的代表性與全面性，避免樣本選擇上的偏差與樣本數(shù)量上的缺失，從而保證研究標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性。其三在研究方法上，應(yīng)豐富研究方法的使用，使定量與定性方法協(xié)同共研，互相補充。也應(yīng)避免局限于某一群體進行簡單的單階段橫向研究，而是應(yīng)將研究著眼于橫縱兩個坐標(biāo)系內(nèi)，持續(xù)地、廣泛地挖掘變量特征。最后是在研究的信效度檢驗上，應(yīng)確保研究結(jié)果的可靠性，借助多層次回歸模型、結(jié)構(gòu)方程模型、擬合度檢驗?zāi)Ｐ偷壤碚撃Ｐ蛯ρ芯孔兞窟M行檢驗，以判別變量發(fā)展、趨同和轉(zhuǎn)換的有效性。我國科學(xué)資本的評價測量應(yīng)從一定的理論視角出發(fā)，運用適合的測量標(biāo)準(zhǔn)、方法、技術(shù)、驗證等手段對科學(xué)資本的價值進行研究，遵循研究、構(gòu)建理論、指導(dǎo)實踐的三維體系，從而推動科學(xué)資本研究從當(dāng)前簡單的價值求證進入到深入的成效機制分析與現(xiàn)實價值反思的研究之中。

（三）不斷豐富學(xué)生科學(xué)資本的構(gòu)建方式

構(gòu)建學(xué)生的科學(xué)資本與科學(xué)教育的終極目標(biāo)是高度統(tǒng)一的，科學(xué)教育的主要目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、引領(lǐng)學(xué)生的科學(xué)興趣、提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力、塑造學(xué)生的科學(xué)職業(yè)理想，所以科學(xué)教育效果與學(xué)生科學(xué)資本水平相互影響。學(xué)生科學(xué)資本的構(gòu)建是學(xué)校教育、家庭教育和社會教育共同作用的結(jié)果，這意味著學(xué)生科學(xué)資本的構(gòu)建不能單一地依靠其中某一領(lǐng)域就能夠完成。教師應(yīng)重視和承認學(xué)生在科學(xué)課堂的權(quán)力主體地位，尊重每一個學(xué)生的課堂貢獻及求知權(quán)利，利用課堂使學(xué)生獲得科學(xué)自信和科學(xué)興趣。①潘士美, 吳心楷, 趙秋紅. 培育學(xué)生科學(xué)資本：英國教學(xué)理論、實踐與啟示[J]. 比較教育學(xué)報, 2020(06): 132-144.同時，應(yīng)重視課外科學(xué)活動的重要補充作用，鼓勵學(xué)生以參觀科技館和博物館、觀看或閱讀與科學(xué)有關(guān)的新聞媒介、與他人進行科學(xué)領(lǐng)域交流等方式，發(fā)覺、認知和關(guān)聯(lián)與科學(xué)相關(guān)的一切事物。②占小紅, 溫培嫻, 符吉霞. “開放性科學(xué)實踐活動”對初中生科學(xué)能力影響機制的實證分析[J]. 全球教育展望, 2021,50(05): 92-113.當(dāng)前我國的“雙減”政策，目的就是要讓學(xué)生回歸校園、回歸生活。科學(xué)教育不僅只是停留在課堂教學(xué)中的教育活動，也應(yīng)是延伸至課外活動中的親身體驗。構(gòu)建科學(xué)資本是一個遵循本源動機、過程體驗和實踐創(chuàng)新共同構(gòu)成的有機過程，不能囿于單一層面，而是應(yīng)在重視課堂構(gòu)建的基礎(chǔ)上，通過非正式學(xué)習(xí)情境、家庭環(huán)境、社會支持等層面來豐富科學(xué)資本構(gòu)建方式，形成課內(nèi)與課外的積極互動。同時也應(yīng)注重女生、貧困學(xué)生、移民學(xué)生等不具代表性群體的科學(xué)資本構(gòu)建，將科學(xué)資本維度更好地嵌入構(gòu)建體系當(dāng)中，以更廣泛、更公平、更深刻的視角來構(gòu)建科學(xué)資本。

（四）發(fā)揮教師在科學(xué)資本教學(xué)實踐的作用

教師是學(xué)生課堂學(xué)習(xí)中的直接參與者與指揮者，是影響學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)效果的最重要群體。教育理念與教學(xué)方法能否貫徹與實施依賴于教師的理解與實踐，這種代理角色使得教師在科學(xué)資本教學(xué)實踐中起到了重要的作用?？茖W(xué)資本教學(xué)模式的核心特征是讓教師參與持續(xù)性的反思，這種模式以教師個人的反思為基礎(chǔ)，以同事的反思為促進。它不能單純地以參考書的形式指導(dǎo)教師如何進行教學(xué)，而是應(yīng)以更寬泛的視角促使教師思考如何面對不同的現(xiàn)實問題來完善教學(xué)。這就要求對科學(xué)教師進行系統(tǒng)的培訓(xùn)，在培訓(xùn)中讓教師領(lǐng)會科學(xué)資本的內(nèi)涵、了解科學(xué)資本對學(xué)生的影響和價值以及運用科學(xué)資本教學(xué)模式。引導(dǎo)教師通過收集學(xué)生成績、學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)生行為、教師觀察與反思、學(xué)生科學(xué)資本調(diào)查、學(xué)生科學(xué)作品實例等方面的數(shù)據(jù)來衡量教學(xué)進展；引導(dǎo)教師不斷地反思自己的教學(xué)實踐，思考如何保持科學(xué)問題的開放性以及回答的多樣性，尤其是讓學(xué)生感受到在課堂中自己的價值和對課程的貢獻；鼓勵教師將學(xué)生的各種貢獻與科學(xué)課程聯(lián)系起來，以求在未來課程中可以恰當(dāng)?shù)厥褂眠@些貢獻?？茖W(xué)資本教學(xué)實踐不僅僅是一種教學(xué)模式，也是一種教學(xué)藝術(shù)，發(fā)揮教師在科學(xué)資本教學(xué)實踐中的重要作用可以更好地保證實際課堂教學(xué)效果、挖掘教材中的科學(xué)價值、聯(lián)結(jié)學(xué)生現(xiàn)有的知識從而促進學(xué)生科學(xué)資本的積累。