（教育经济与管理专业论文）广东省小学生科学素养调查研究.pdf

1 鼍龟 i f i 原创性及使用授权声明 论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：f 习撵 日期：砌f d 年岁月莎日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文 的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并 允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的 内容编入有关数据库进行检索，可以采用复e p 、缩印或其他方法保 存学位论文。 学位论文作：问缘 聊虢参嘶 日期：即加年岁月8 日 日期：幼年乡碉乡日 论文题目：广东省小学生科学素养调查研究 专业：教育经济与管理 硕士生：周璨 指导教师：朱新秤教授 摘要 在科学技术越来越重要的社会中，科学素养是公民必备的基本素质之一。 小学生作为未来社会的建设者，其科学素养的高低直接影响到一个国家未来的 国民素质。对小学生进行科学素养的相关研究不仅具有重要的理论意义，而且 具有重要的现实指导价值。 本研究在对国内外相关研究进行总结分析的基础上，编制小学生科学素 养调查问卷，选取广州市、深圳市、韶关市部分小学共2 4 0 0 位小学生进行抽 样调查，运用s p s s ( 1 1 o ) 进行统计分析，得到以下研究结果：( 1 ) 小学生 总体科学素养水平较低；( 2 ) 小学生科学素养与年级、地区、学校教育、科学 兴趣、科学精神显著相关，但与性别不相关。然后，对研究的结果从学生认知 发展的特征、科学情感与态度、学校科学教育、社区科普资源与大众传媒等几 方面进行讨论分析。最后，提出了提高小学生科学素养的对策建议：( 1 ) 引导 小学生学习兴趣向学习行动的转变；( 2 ) 着力培养小学生质疑精神；( 3 ) 深化 学校科学教育改革；( 4 ) 提高校外科普资源的利用率；( 5 ) 建立小学生科学素 养监测体系。 关键词：小学生科学素养广东省 t i t l e ：s t u d yo ns c i e n t i f i cl i t e r a c yo ft h ep r i m a r ys c h o o l s t u d e n t si ng u a n g d o n gp r o v i n c e m a j o r ：e d u c a t i o ne c o n o m ya n d m a n a g e m e n t n a m e ：z h o uj i n g s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h ux i n c h e n g a b s t r a c t s c i e n t i f i cl i t e r a c yi so n eo ft h ec i t i z e n s b a s i cq u a l i t i e si nt h ew o r l ds h a p e db y s c i e n c ea n dt e c h n o l o g y a st h ep o t e n t i a lh u m a n r e s o u r c e s ，p r i m a r ys c h o o ls t u d e n t s s c i e n t i f i cl i t e r a c yl e v e lw i l ld i r e c t l ye f f e c tt h eq u a l i t yo ft h ef u t u r ec i t i z e n s s oi ti s w o r t hs t u d y i n go ns c i e n t i f i cl i t e r a c yo ft h ep r i m a r ys c h o o ls t u d e n t s b a s e do nt h es u m m a r yo ft h er e l e v a n tr e s e a r c h e sa th o m ea n da b r o a d ，t h i s s t u d yp r e p a r e daq u e s t i o n n a i r eo nt h es c i e n t i f i cl i t e r a c yo ft h ep r i m a r ys c h o o l s t u d e n t s i ti n v e s t i g a t e d2 , 4 0 0p u p i l si ng u a n g z h o u ，s h e n z h e n ，s h a o g u a n t h e nw e u s e ds p s s ( 11 0 ) t oa n a l y z et h ed a t a t h em a j o rr e s u l t so ft h i ss t u d yw e r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) a saw h o l e ，t h el e v e lo ft h ep r i m a r ys c h o o ls t u d e n t s s c i e n t i f i cl i t e r a c yi sl o w ( 2 ) t h e r ew e r es i g n i f i c a n td i f f e r e n c e si nt h es c i e n t i f i cl i t e r a c yl e v e lb e t w e e np r i m a r y s c h o o ls t u d e n t so fg r a d e s ，s c h o o l s ，s c h o o le d u c a t i o na n ds c i e n t i f i cs p i r i t t h e n ，w e d i s c u s s e dt h er e s u l tf r o mt h ea s p e c t ss u c ha st h ec h a r a c t e r i s t i c so fc o g n i t i v e d e v e l o p m e n t ，s c i e n t i f i cs p i r i t ，s c h o o ls c i e n c ee d u c a t i o n ，c o m m u n i t yr e s o u r c e sa n d m a s sm e d i a a tl a s t ，a c c o r d i n gt ot h er e s u l t ，w es u g g e s t e dt h a tw es h o u l dt a k e m e t h o d sa st os t r e n g t h e nt h el e v e lo ft h es c i e n t i f i cl i t e r a c yo ft h ep r i m a r ys c h o o l 4 s t u d e n t sa sf o l l o w s ：( 1 ) w es h o u l dh e l pt h es t u d e n t st oc h a n g et h ei n t e r e s t st or e a l a c t i o n s ( 2 ) w es u g g e s t e dt h a tt h es c h o o ls h o u l dc u l t i v a t es t u d e n t s q u e r ys p i r i t ( 3 ) w es h o u l dd e e p e nt h er e f o r mo fs c i e n c ee d u c m i o n ( 4 ) w et h i n ki ti sn e c e s s a r yt o r a i s et h eu t i l i z a t i o no ft h ec o m m u n i t yr e s o u r c e s ( 5 ) w es u g g e s tt oe s t a b l i s ha m o n i t o r i n gs y s t e mo fs c i e n t i f i cl i t e r a c yf o rp r i m a r ys c h o o ls t u d e n t s k e y w o r d s ：p r i m a r ys c h o o ls t u d e n t s ，s c i e n t i f i cl i t e r a c y ，g u a n g d o n gp r o v i n c e 5 目录 第一章导论8 1 1 问题的提出8 1 2 研究的目的9 1 3 研究的意义9 1 4 研究技术路线1 0 第二章国内外研究综述1 2 2 1 科学素养的概念界定1 2 2 2 科学素养测量的研究现状1 6 2 3 国内外研究评价1 7 第三章调查基本情况及主要结果1 9 3 1 调查的基本情况1 9 3 2 问卷信度分析2 0 3 3 调查的主要结果2 0 第四章分析与讨论3 4 4 1 认知特征是小学生科学素养水平的决定因素3 4 4 2 科学情感与态度是影响小学生科学素养的内在动力3 5 4 3 学校科学教育是影响小学生科学素养的主要因素3 6 4 4 社区科普资源、大众传媒对小学生科学素养有重要影响3 7 第五章提高小学生科学素养的策略3 9 5 1 引导学习兴趣向行动的转变3 9 5 2 着力培养小学生的质疑精神4 0 5 3 深化学校科学教育改革4 0 5 4 提高校外科普资源利用率4 1 6 5 5 建立小学生科学素养监测体系4 3 第六章研究总结4 4 6 1 研究结果4 4 6 2 需要进一步探讨的问题4 4 参考文献4 5 附录4 8 7 1 1 问题的提出 第一章导论 在科学技术主导的社会中，科学素养在人们的日常生活中变得越来越重 要。提高全体学生的科学素养已经成为世界各国科学教育改革的主要目标。我 国研究者们对科学素养展开了大量的研究与测量，但是对小学生科学素养的重 视程度严重不足，加强小学生科学素养的研究具有必要性和紧迫性。 1 1 1 小学生科学素质教育在公民素质教育中具有重要地位 全面提高每个学生的科学素养己经成为世界各国进行科学教育改革的主 要目标。小学生是国家的未来，其科学素养是我国未来人力资源发展的保障， 对国家的科技创新能力、公民素质具有重要意义。从1 9 9 9 年第三次全国教育 工作会议中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定发 表以来，素质教育已经提升为党和国家的重大决策。培养和发展小学生的科学 素养是素质教育的重要内容，对学生进行科学素养方面的教育，能培养和提高 小学生的创新精神和实践能力，促进其全面发展。 1 1 2 小学生科学素养具有重要的研究价值 小学，是科学素养形成的重要阶段。一方面，小学生对科学充满了探索的 愿望，另一方面受其自身认知、行为特点的影响( 如小学生的思维是形象思维 到抽象思维，一年级以具体形象思维为主要形式，五年级学生的思维尽管还带 有具体的形象性，但基本上是逻辑抽象思维) ( 林崇德，1 9 8 0 ) ，小学生的科学 素养具有独特性，有重要的研究价值。 1 1 3 现有科学素养研究对小学生群体关注不足 2 0 0 6 年初，中国国务院颁布并开始实施公民科学素质行动纲要 ( 2 0 0 6 2 0 1 0 2 0 2 0 ) ( 下文简称纲要) ，这是我国历史上第一个提高全民科 学素质的纲领性文件，受到社会的广泛关注。它的实施对提高国家竞争力，建 8 设创新国家，构建社会主义和谐社会都具有极其重要的意义。纲要第六部 分提出“建立公民科学素质状况和科学素养纲要实施的监测指标体系”的 目标，这使得公民素质测评指标体系研究具有现实意义。小学生科学素养的调 查评估是这项工作的重要组成部分。中国科协从9 0 年代初开始，已经在全国 范围内开展了五次中国公众科学素养调查。但是，这些调查都是涉及到1 8 6 9 岁之间的成年人，没有涉及到未成年人，更没有专门针对小学生的专项调查。 针对小学生科学素养展开研究，是全面研究公民科学素质的需要。 1 2 研究的目的 本研究对广东省3 - 6 年级的小学生进行科学素养进行调查研究，研究的主 要问题有：广东省小学生科学素养的总体水平如何? 哪些因素影响了小学生科 学素养的养成? 为提高小学生科学素养有哪些建议对策? 基于以上考虑，本研 究选择了广东省小学生为调查对象，对他们的科学素养进行研究，以期找到问 题的答案。 ( 1 ) 了解小学生科学素养的现状： ( 2 ) 分析小学生科学素养在性别、年级、地区、科学课程的开设、科学 兴趣与科学精神等变量上的差异： ( 3 ) 寻找影响小学生科学素养的因素； ( 4 ) 提出提高小学生科学素养的对策与建议。 1 3 研究的意义 全面培养小学生的科学素养，既是科学课程标准( 3 6 年级) 的目的， 又是广大教育工作者探索的目标。因此，对小学生科学素养的研究与探讨不仅 能丰富我国学生科学素养的理论研究成果，同时对现实工作具有重要的指导价 值。 1 3 1 理论意义 有利于推动科学素养研究走向体系化、细分化。小学生阶段科学素养研究 9 具有不同于其它群体的特征，现有研究往往将研究重点集中在公众上，而将小 学生归为“未成年人”一类，很少有针对小学生群体的研究。这种取向，导致 了对小学生科学素养独特的内涵、构成与影响因素研究不足，难以形成系统的 科学素养研究体系，不利于各个群体之间的比较。 针对小学生的案例研究，为系统的比较研究积累素材。在有限的小学生科 学素养研究文献中，案例研究的不足已经严重影响了各个区域、年龄段之间的 比较，对j 下确地、历史地、跨地域地认识公众的科学素养水平十分不利。本研 究为小学生科学素养研究提供了广东省的案例，积累了有意义的素材。 为小学生科学素养评估监测体系的建立提供理论依据。评估和监测是息息 相关的两个方面，通过了解小学生科学素养的构成、影响因素，通过监测对小 学生科学素养的动态变化进行测量、预警。本研究的结果可能对监测体系的建 立，具有一定的借鉴意义。 1 3 2 现实意义 为决策者提供科学决策的依据。小学生科学素养的形成，是受到学校、社 会、家庭和个人等多个方面因素共同影响的。任何推进小学生科学素养的工作 应当建立在充分考虑到多方面的因素，对小学生科学素养的现状、问题和影响 因素等问题的了解的基础上，才能保证决策的科学性。该研究希望能对政府和 学校推进基础教育改革提供参考意见。 有助于教师、科普工作者等，有针对性地改进科学教育的手段、方式。本 研究中，可能会发现科学教育中存在的问题，将有利于教师、科普工作者进行 自评、测评，使他们了解n d , 学生科学素养的独特之处，并提出改进的措施、 方针。 1 4 研究技术路线 本研究主要借助问卷调查与理论分析的方法，以广东省为例，探讨小学生 科学素养相关问题。研究思路如图1 1 ： 1 0 检 验 、 充 实 图1 - 1 研究技术路线 为了调查小学生科学素养状况，在结合国内外有关科学素养的理论和相关 实证研究的基础上，联系小学生的特点，编制了一份小学生科学素养调查问 卷，问卷主要分为五大部分： ( 1 ) 个人基本情况调查，主要涉及性别、年龄、年级、地区等； ( 2 ) 调查小学生科学素养的总体水平，了解小学生科学素养达标率； ( 3 ) 调查小学生科学知识、科学原理与方法、科学情感与价值观、科学 与社会关系四个维度的水平如何； ( 4 ) 调查学校教育、科普教育是否对小学生科学素养存在影响； ( 5 ) 开放式问题，目的是了解学生对本次调查的意见与建议。 第二章国内外研究综述 2 1 科学素养的概念界定 2 1 1 科学素养的定义 科学素养是一个重要的概念，它不仅是调查评估科学素养水平的基础，也 是制定科学教育教学以及相关政策的基础。因此，对科学素养进行概念的定义， 是一项非常重要的基础研究。目前来看，对科学素养的内涵还没有统一的看法， 不同的国家或机构结合自身的特点和研究目标提出了不同的观点。下面我们列 举一些有关科学素养的有代表性的观点。 首次使用“科学素养”这一概念的是美国著名科学教育专家保罗赫德。 1 9 5 8 年，他在“科学素养：它对美国学校的意义 ( s c i e n c el i t e r a c y ：i t sm e a n i n g f o ra m e r i c a ns c h o o l s ) - - 文中把科学素养解释为“对科学的理解以及它在技术上 的应用已在我们的社会中成为这样的一个支配力量，因而难于讨论人类价值、 政治和经济问题或教育目标而不去思考科学的作用。 美国关于科学素养的定义很多，但最有影响的主要有两个，它们分别出现 在美国科学促进会的面向全体美国人的科学和美国国家研究理事会的美 国国家科学教育标准中。 1 9 8 9 年美国科学促进会在面向全体美国人的科学中，并没有对科学 素养进行严格的定义，而只是对具有科学素质的人进行了描述：“懂得科学、 数学和技术基础知识的人是有较强事业心和有自知之明独立的人；应理解科学 核心概念和原理；熟悉自然界、认识自然界的多样性和统一；能够按个人和社 会的目的运用科学知识和科学的思维方法”。 美国国家科学教育标准对科学素养的界定是，科学素养指个人决策、 参与公民和文化事务，从事经济活动所需要掌握的科学概念和科学过程。标准 还对科学素养做了补充说明：“科学素养意味着一个人对日常经历中各种事物 能够提出、能够发现或能够回答因好奇心而引发出来的一些问题。科学素养意 。l a r g i s hr u d i g e rc s c i e n t i f i cl i t e r a c y ：ac o n c e p t u a lo v e r - - v i e w s c i e n c ee d u c a t i o n ，2 0 0 0 8 4 ( 1 ) ：9 3 10 5 西美国科学促进会著，中国科学技术协会译，面向全体美国人的科学北京：科学普及出版社，2 0 0 1 ， x x i i 页 1 2 味着一个人具有描述、解释和预测自然现象的能力；科学素养意味着一个人能 够读懂通俗报刊刊载的有关科学的文章，能参与就有关结论是否有充分根据的 问题发表自己的看法。科学素养意味着一个人能识别国家决策所赖以为基础的 科学议题，并且能提出有科学技术根据的见解来。一个具有科学素养的公民， 应能根据信息的来源和产生此信息所运用的方法，来评估科学信息的可靠程 度。科学素养还意味着有能力提出和评价建立在论据之上的论点，并且能恰如 其分地应用从这些论证中得出的结论。 o c e d 将科学素养定义为应用科学知识，提出科学问题，并在证据的基础 上得出结论的能力，以便认识自然界以及认识人类活动给自然界带来的变化， 并帮助人们做出与之相关的决策。 1 9 9 9 年，印度把科学素养理解为“全民最低限度的科学( m i n i m u m s c i e n c ef o re v e r y o n e ) 。所谓全民最低限度的科学，指的是每个公民都需要具备 的某种最低限度的、基本的科学( 或技术) 知识，以及对科学方法有一个操作 性的、实践性的熟悉和理解。它强调公民应对关系到日常生活和安全，关系到 家庭、社区城市、省和国家的科学技术有较好的理解。 在我国，尽管不同的学者对科学素养的概念提出了多种定义，但从现有的 情况看，绝大多数学者都倾向于采用美国学者米勒的科学素养的定义，认为“公 民的科学素养指公民了解必要的科学知识，具备科学精神和科学的世界观，以 及用科学态度和科学方法判断及处理各种事务的能力。” 2 1 2 科学素质的结构模型 由于学者们从不同的角度对科学素养进行了定义，因此对科学素养的构成 维度也有不同的界定，主要有以下几种模型。 1 、三维度结构模型 米勒于1 9 8 3 年在科学素质：概述述评和经验评述一文中不仅对科学 素质提出了一个多维度的定义，而且提出了科学素质测量的问题。他明确提出， 科学素质包括三个维度：对科学规范和科学方法( 即科学本质) 的理解； 国美国国家科学教育标准( 美国) 国家研究理事会著戢守忠等译北京：科学技术文献出版社，1 9 9 9 ， 2 8 页 哪张下台依法开展科普t 作，提高公民科学素质学会月刊，2 0 0 3 ( 4 ) ，3 - 5 对重要科学词汇和概念( 即科学内容) 的理解；对科学技术对社会影响的认 识和理解。米勒的工作对于科学素养的研究具有重要的意义。美国公众科学素 养的调查都是由j o n d m i l l e r 等人设计和组织的。不过，值得指出的是，米勒 的调查对象局限于1 8 岁以上的成年人，对于未成年人没有涉及。 ( 2 ) “国际学生评估项目”( p i s a ) 认为，科学素养包括以下三个维度： 第一维度，科学概念( s c i e n t i f i cc o n c e p t s ) 。指为了理解自然界及其由于人 类的活动所导致的变化，学生需要掌握一系列基本的科学概念，这些概念涉及 物理、化学、生物科学、地球与空间科学等学科。 第二维度，科学过程( s c i e n t i f i cp r o c e s s e s ) 。p i s a 考察学生运用科学知识 及对科学过程的了解。要求学生有获取证据，解释证据和运用证据的能力。具 体讲，考虑以下5 个方面的过程：辨识科学问题；识别证据；得出结论；交流 或传播这些结论；用演示表明自己对科学概念的理解。除最后一条，其余几条 并不直接要求具体的科学知识。当然，其他过程严格地说也不是与“科学 内 容无关的。 第三维度，科学境况( s c i e n t i f i cs i t u a t i o n s ) 。科学素养测试想了解的主要 是日常生活中涉及的科技问题或科技事务方面与人们的关系。2 0 0 0 年的测试 主要涉及3 个方面：生活与健康中的科学；地球与环境中的科学；技术中的科 学。 ( 3 ) “第三次国际数学和科学研究”( t i m s s ) 认为，科学素养包括三个 方面：科学内容；科学认知维度，包括事实性的知识、概念的理解、推理和解 释；科学探究( i e a ，2 0 0 3 ，p 3 5 - 7 0 ) 。 t i m s s 的研究集中在三个年级段：小学阶段、初中阶段和中学最后一年。 研究问题集中于三级课程，即所谓“期望课程 、“实施的课程”和“达到的课 程”。对各级的课程则从科学课程的框架入手进行研究。其科学课程的框架包 括三个方面：( 1 ) 科学内容：地球科学、生命科学、物理科学( 包括化学) 、 科学、技术和数学、科学和技术史，环境问题、科学本质，科学和其他学科； ( 2 ) 预期的行为：理解、理论化、分析、问题解决、使用工具、常规做法和 科学过程，探索自然世界；( 3 ) 科学观点：态度、职业、参与、兴趣、安全、 思维习惯。 1 4 t i m s s 强调科学知识在真实背景或情景中呈现，因此科学素质测试的问 题应当是真实的而不是凭空编造的。科学素质的功能不仅仅在于理解和认识， 更在于对与科学有关的问题进行思考和判断，进而对问题作出决策。这些认识 被概括为指导科学素质测量的三个原则：内容原则、背景原则和过程原则。科 学素质依据这些原则来进行设计。 2 、四维度结构模型 ( 1 ) 联合国“2 0 0 0 + 计划”认为科学素养不仅包括科学和技术方面的阅读、 理解和写作的能力，还包括在生活工作和文化中应用科技概念和方法技能的能 力，以及使一个人区分恰当和不恰当使用科技的态度和价值观。这样的科学素 质意味着：1 ) 科技态度、方法和技能的发展；2 ) 对科技本质的理解和欣赏； 3 ) 获得有效的科技教学和实例训练；4 ) 熟悉获取和传播科技信息的途径。 ( 2 ) 我国科学( 7 9 年级) 的课程标准认为，科学素养包括四个方面：1 ) 科学探究；2 ) 科学知识与技能；3 ) 科学态度、情感与价值观；4 ) 科学、技 术与社会关系。但由于小学生的特点，科学课程标准( 3 6 年级) 认为，小 学科学素质的内容包括三个方面：科学探究、情感态度与价值观和科学知识。 ( 3 ) 我国学者王素( 1 9 9 9 ) 则认为，科学素养包含四个核心要素：1 ) 对 科学技术的理解；2 ) 对科学、技术、社会三者关系的理解；3 ) 科学的精神和 态度；4 ) 运用科学技术解决日常生活及社会问题的能力。 3 、多维度结构模型 ( 1 ) 美国国家研究理事会开发了美国国家科学教育教育标准及美 国国家技术标准，对于科学素养的内涵也进行了说明。美国国家科学教育 教育标准认为科学素质的内涵包括：作为探究的科学；物理科学；生命科学； 地球和空间科学；科学与技术；从个人和社会视角所见的科学；科学的历史和 本质。美国国家技术教育标准关于技术素质的内涵包括：理解技术的本质； 理解技术与社会；理解设计；培养应付技术世界的能力；理解设计的世界，如 医疗技术、信息技术、交通技术等。 ( 2 ) 美国科学教师协会课程委员从具有科学素养的人的特征出发，侧面 对科学素养内涵进行了规定，即：1 ) 当他与人或环境相处时，他会运用科学 魏冰科学素养教育的理念与实践理科课程发展研究广州：广东高等教育出版社，2 0 0 6 年版 1 5 概念、过程、技术和价值进行实际事物的抉择；2 ) 他了解产生科学知识必须 依赖探讨过程以及概念学说；3 ) 他能分辨科学的证据和个人意见的不同；4 ) 他证据事实和学说之间的关系；5 ) 他了解科学和技术对促进人类福祉的限度 和功能：6 ) 他了解科学和社会的关系；7 ) 他知道科学起源于人类，并了解科 学的暂时性，当资源充分之后，知识会改变；8 ) 因为拥有充分知识和经验， 所以他能够称赞别人的科学成就；9 ) 他对世界充满了乐观的态度；1 0 ) 他能 够采用和科学相同的价值观念，所以他能够使用科学和享受科学；1 1 ) 他一生 都持续探讨科学并增加其科学知识。 ( 3 ) h u a 等人( 1 9 9 9 ) 在实证研究的基础上，提出了科学素养可操作的 七个维度：1 ) 科学的概念化知识；2 ) 科学的方法论知识；3 ) 科学的本质；4 ) 科学在人类社会中的影响；5 ) 科学与技术的不同；6 ) 不同领域之间的相互关 系；7 ) 科学的美学方面。 2 2 科学素养测量的研究现状 2 2 1 公众科学素养的测量 科学素养的调查起源于美国，早在1 9 5 7 年美国就开展了对公众科学素养 的测评。自1 9 7 2 年起，每两年进行一次，期间从未间断，调查结果公布在科 学与工程指标上。我国从1 9 9 0 年才开始科学素养测评，起步比较晚，而且 集中在公众科学素养领域。截止2 0 0 3 年，中国科学技术协会分别在全国范围 内进行了五次公众科学素养调查( 何薇，2 0 0 4 ) 。 公众科学素养的测量工具主要以m i l l e r 的科学素养三维模型为基础，我国 也不例外，同样参照m i l l e r 的指标体系和测量方法，这说明我国在这个领域的 研究正处于探索阶段。 2 2 2 小学生科学素养的测量 学校教育中科学素养的测量工具很多，大多用来检测学校科学教育的成 效，最为典型的有p i s a 与t i m s s 两大国际学生科学素养测量项目。但是， o 上素以科学索养与科学教育目标比较以英、美、加、泰、中等五国为中心外国教育研究，1 9 9 9 ( 1 2 ) 1 6 这些测量工具中，没有专门的小学生科学素养测量工具。其中，p i s a 项目只 针对即将完成义务教育的学生，题目的设置与难度都不适合对小学生进行测 量。 相对而言，我国目前对学生科学素养测评的研究则更为薄弱，没有一套较 为正规的测评工具，研究的推广性和持续性较差，与国际学生评价项目有很大 差距。对学生的科学素养的研究大都集中在大、中学生身上，此类研究有：1 9 9 9 年中国科普研究所进行的全国2 2 个省( 市、自治区) “中国青少年科学素质调 查”；1 9 9 8 年江苏省大学生科学素养调查；上海市面向2 1 世纪的青少年科学 素养调查等等。除了大规模的调查之外，还有许多学者做过小范围的科学素养 测评的研究。而对于小学生的科学素养的调查则是少有问津，原因是对小学生 科学素养的测评是所有学生中最难的一部分。因为小学的科学素养水平在很大 程度上依赖于日常经验的积累和其认知水平的发展，年龄越小难度也就越大 ( 赵骏，2 0 0 3 ) 。针对国内对小学生科学素养现状没有足够重视的情况，樊琪、 赵骏等人于2 0 0 0 年下半年在全国1 2 个省市自治区首次进行了“国内小学自然 课教学现状调查”。但这此测量的目的是为配合皋础课程改革的需要，为小学 科学课程标准的研制、科学课实验教材的编写、科学课教学资源的利用和开发 等提供坚实的依据以及寻求改革的突破口( 赵骏，2 0 0 3 ) ，很难将得到的结果 与现有的公众测量结果进行比较。 2 3 国内外研究评价 从目前来看，对于科学素养的研究受到了世界各国的广泛重视，对于科学 素养的定义、内涵及其结构国内外学者也进行了广泛的探讨，取得的成果是有 目共睹的。特别是，国外在这方面的一些研究成果和实践是具有重要借鉴价值 的： ( 1 ) 把全民科学素质的提高与学生科学素养的培养密切联系起来，把学生 科学素养的培养作为重中之重。最为典型的是美国的“2 0 6 1 计划”的第一份 报告面向全体美国人的科学出版以后，出版一系列的报告如科学素养的 基准、科学素养的设计、科学教育改革的蓝本、科学素养的导航图等 都密切联系教育实际，为学生科学素养的培养设立了具体的标准和目标，提出 1 7 了科学教育改革的构想。可以说，美国科学素质的行动计划是立足教育，寄希 望于青少年。经合组织的“国际学生评估项目 ( p i s a ) 以及t i m s s 的评估与 研究都具有类似的特点。 ( 2 ) 学生科学素养的培养与学生科学调查评估密切相关。国外有关学生的 科学素养的研究在关注理论成果的同时，都开发了评估学生科学素养的调查工 具，如p i s a ，t i m s s 等调查工具受到世界许多国家的认可，被广泛加以采用。 这些先进的经验对于我国开展学生科学素养的建设具有重要的启发。 同时也必须看到，( 1 ) 国内外对小学生科学素养的研究关注还不够；( 2 ) 没有针对小学生的相对统一的科学素养测量工具。 随着公民科学素养行动纲要的实施，基础教育课程改革实施纲要( 试 行) 的步步推进，了解小学生科学素养的现状水平，探讨其影响因素，评价 相关政策的实施效果，是有待研究的问题。 1 8 第三章调查基本情况及主要结果 3 1 调查的基本情况 3 1 1 问卷的编制 本研究使用的调查问卷以教育部颁布的科学课程标准( 3 。6 年级) 、公 众科学素养调查表为依据，结合小学生的特点编制而来。 问卷由两个部分组成，第一部分是受调查人的基本信息，包括性别、年龄、 年级、所处地区等；第二部分由3 2 个问题( 其中3 0 道客观题、2 道主观题) 构成，分为判断题和选择题两大主要类型。判断题共1 道2 6 小题，分别测查 物质科学、生命科学、地球空间科学、环境与常识四个方面的科学知识；客观 选择题共2 9 题、主观题2 题，主要测查学生对科学基本概念与原理的理解、 科学研究方法与本质的理解、对科学技术与社会的关系的理解、获得科学信息 的渠道等四个方面的内容，这与公众科学素养保持了相同的测量维度。并且我 们在问卷中采用了部分国际问通用的调查标准和测试题目，即采用米勒的三维 模型，考察小学生科学素养的合格率。 3 1 2 调查对象基本情况 本次调查对象以广东省在校三年级以上的小学生为总体，抽取广州市、深 圳市、韶关市三个地区的小学共5 所，对其三年级以上的班级进行调查。实际 发放问卷2 4 0 0 份，回收有效问卷2 1 5 9 份，有效回收率为8 9 9 。实际调查样 本的构成情况见下表。 表3 - 1 调查对象性别分布 1 9 表3 2 调查对象年级分布 3 2 问卷信度分析 小学生科学素养一共分为四个维度，科学知识与原理、科学探究本质与方 法、科学精神与价值观、科学与社会的内在关系的理解。对这四个维度和整个 问卷进行内在一致性检验。c r o n b a c h0 c 系数是进行信度分析最常用的度量统计 量，该系数判断问卷内部一致性，反映测试的可靠程度。系数值越大，受随机 误差的影响就越小，测试就越可靠。结果如下，见表3 4 。 表3 4 小学生科学素养问卷各因子的信度检验 总问卷内在一致性系数为0 8 6 2 ，其余各维度的内在一致性系数在 0 8 1 0 8 5 之间。表示问卷具有良好的信度。 3 3 调查的主要结果 全部问卷资料由调查员检查核实后进行编码，然后输入计算机，利用 s p s s l l 0 分析软件进行统计分析。分析类型主要为单变量的描述统计和双变量 的交互分类统计。 3 3 1 小学生科学素养分维度分析 1 、科学基本概念和原理的理解 对重要科学术语的了解程度对重要科学术语和科学知识的理解是测 度科学素养水平的一个重要指标。根据国际通用的测量标准，我们选择了“分 子”、“i n t e m e t ”、“d n a ”三个科学术语来测量小学生对重要科学术语的了解 程度。结果显示，自认为了解这三个术语的人数比例分别为3 3 5 、4 1 3 、 5 6 8 。 当要求判断这三个科学术语分别属于哪些学科领域时( 在这里，我们结 合小学生的认知水平，没有要求学生对每个科学术语作出解释，只要求判断 出属于哪个学科领域即认为他能基本理解这个术语，如对分子只要能说出分 子是物理科学的概念) ，能基本理解分子的有1 3 2 ，能基本理解i n t e m e t 的有5 5 1 ，能基本理解d n a 的有4 1 5 。 从以上两组数据的落差可以看出，在对分子和d n a 两个概念的理解上， 部分学生高估了自己的理解水平。 对科学基本知识的了解程度测度小学生对科学知识的理解主要是通 过2 6 道是非判断题来实现，这2 6 道题目涵盖了物质科学、生命科学、地球 空问科学、环境与常识等领域的基础知识。 广东省小学生对科学知识的了解存在明显的差异性。通过对回答正确率 的平均值测算，发现学生对地理空问知识的掌握程度高于其他三个方面，回 答正确率的排名依次是地理空间知识、物质科学知识、生命科学知识、环境 与生活常识。( 详见表3 5 ) 。 2 、对科学原理与方法的掌握 对科学研究本质的了解科学素养的另一个重要标志是对科学研究方 法和科学思维方式的理解。在调查中，自报对科学研究本质有清楚了解的有 6 7 ，自认为有一些了解的为3 3 6 ，认为自己不了解或不知道的达到5 9 7 。 为进一步了解调查对象对科学研究的真正理解程度，我们设置了这个问 题的开放题，请学生用自己的语言作出简单的解释和说明。结合小学生的特 点，对于在解释中提到发现问题、提出假设、进行实验并验证理论的，我们 2 l 表3 5 对2 6 个基本科学观点的了解程度( ) 都将其算作理解科学研究。调查结果显示，只有6 8 的小学生能基本正 确描述“科学研究”的本质。 关于“对比法 、“概率题 的掌握本调查仍然采用国际通用的衡量 基本科学方法调查题目，包括一个对比法问题和一个概率问题。这两道题学 生回答正确的比例都比较高，分别有6 9 7 的人正确回答了科学对照实验问 题，有7 3 。9 的人正确回答了l 4 遗传概率问题。 3 、对科学技术与社会关系的理解 科技对社会的影响的了解程度科学的价值不仅仅体现在它给人类带 来的物质利益，更重要的是对社会的影响，人们对科学对社会的影响理解的 越好，在实际生活中就能更好的以科学的态度看待问题解决问题。 调查结果显示，在“对科学技术对你的生活和工作的影响”该题，有2 3 3 的学生认为有好的影响，同时也有4 8 2 的人认为好坏参半，仅有4 8 的学 生认为科学技术有坏的影h 向。这一结果说明，有接近半数的调查对象能客观 认识到科技对社会的影响。 对算命、星座的看法科学与伪科学的认识是我们分清世界的一种必 备知识，但是在本次的调查中发现广东省小学生对伪科学的态度存在令人忧 虑的一面。 在问及“算命是否科学”时，4 6 2 的学生认为完全不科学，4 1 7 的学 生认识比较模糊，觉得算命不太科学或说不清楚，但还有1 3 1 得学生认为 算命非常科学或有点科学。然而，在问及“星座是否能预测性格和命运”时， 只有2 3 6 的学生认为其完全不科学，4 3 5 的学生认识模糊，另外还有3 2 9 的学生选择非常科学或有点科学。( 见图3 1 ) 星座 俄撕阳2 仙| n 图3 1a ：算命是否科学? 2 7 b ：星座是否能预测性格、命运 f 吲 l - 仃点科学i i 口小太科学f l 口完全不科学l i ! 选丕缱整l 4 、科学情感与价值观 对待科学研究的态度是否对科学保持强烈的兴趣、求知欲，是否在学 习中具有合作精神，是否具有批判性思维对小学生的科学素养养成具有十分 重要的作用。为此，我们在调查中设计了相关题目，以期了解广东省小学生 对待科学研究与学习的态度。结果显示，调查对象具有较高的求知欲和合作 精神，但是具有批判性思维的比例较低( 如图3 2 所示) 。 图3 - 2 小学生对科学研究的态度 对待科学事业的态度为了解小学生对科学事业的态度，我们通过测算 小学生心目中“最希望从事的职业”来了解学生们对各项职业的看法。结果 显示，在小学生心中，排名前三的职业分别是科学研究人员、律师、服装设 计师。有2 9 4 的调查对象立志成为科学家，表明了科学家在学生心中有着 崇高的地位与声望。( 具体情况见图3 3 ) 图：3 - 3 小学生对待科学事业的看法 5 、获取科技信息的渠道 获取科技信息的途径广东省小学生获取科技信息最主要途径是科普 图书和广播电视，其次是课常教育、网络和科技馆或科普画廊。在获取科技 信息主要途径的调查中，由调查对象自由选择1 2 项获取科技信息的主要途 径。结果表明，4 1 5 的调查对象选择科普图书，3 1 5 的调查对象选择广播 电视，其次选择课堂教育、因特网、科技馆或科普画廊、报纸与杂志的有 2 5 7 、2 4 3 、2 2 1 、1 6 6 。然而，亲友同学谈话中获取科技信息的比例 图3 - 4 获取信息的途径 最低，只有3 2 。( 详见图3 - 4 ) 接触科技媒体的程度调查显示，广东省小学生主要接触室内科技媒 体，而参加户外科技活动程度较低。调查对象中经常阅读科普读物和观看电 视中的科学节目的比例明显较高，分别为3 5 5 和3 5 1 ，利用网络浏览科 技信息的比例为3 2 9 ，这与获取科技信息主要途径的结果一致，说明科普 读物、电视、互联网是广东省小学生获取科学知识的重要途径，也表明科普 读物、电视、互联网是主要的、大众化的科技传播媒体( 详见表3 6 ) 。 表3 6 接触科技媒体的程度( ) 除了接触电视、图书和网络外，调查对象经常参观科普画廊和收听广播 中的科学节目的比例仅为1 9 8 和1 4 o ，没有参观或没有收听广播的比例 达到3 9 6 和4 1 3 。表明广东省小学生接触科普馆与广播等媒体的程度相 当低。 另外，调查对象在选择参加户外科技活动的比例上呈现出相当大的差别。 结果显示，在过去的一年中，经常去公共图书馆或阅览室的学生比例高达 5 5 3 ，而参观动物园、植物园的比例为3 1 1 ，参观科技馆或科技展览的 比例分别为2 0 o 、2 1 5 ( 详见表3 7 ) 表3 7 参加户外科技活动的程度( ) 在网络上获取信息的情况从图3 5 中，发现在从互联网获取信息的过程 中，调查对象在网上学习与玩游戏的比例基本相同，分别为3 4 6 与3 4 o ， 与朋友聊天、阅读科技新闻、阅读时事报道的比例分别为2 7 o 、1 0 3 、7 3 。 从中可见，小学生利用网络搜索或了解科技信息的比例并不高。此外，值得注 意的是，有1 5 5 的调查对象很少或从未接触过网络。 图3 - 5 从网络获取信息的情况 3 3 2 小学生科学素养总体达标率比较低 为了得出小学生科学素质总体评价，首先根据国际通行的标准，对m i l l e r 教授定义的公众科学素养的三个维度，即：科学基本概念和原理的理解、科学 研究过程和方法的基本理解、科学与社会关系的综合评价，分别计算具备科学 素养的达标率，然后再进一步计算符合这三个维度的总体达标率。 在对科