2025年中国乡村青少年STEM活动的成效及其影响因素研究项目调查报告

本文是中国科协—联合国儿童基金会“追光行动—乡村青少年科学素养提升”项目中的《中国乡村青少年STEM活动的成效及其影响因素研究》的基线调查结果报告。基线调查旨状，分析乡村青少年科学学习的特征及存在的问题，初步分析乡村青少年性别、家庭背景等方面的因素对其科学学习的影响。基线调查结果一方面为本研究划定调查对象的基线水平，为后续的中期和终期调查奠定基础；另一方面，调查结果对于项目在试点地区投放具有针对性的校基线调查对广西省3个试点县的9所试点校中的45个班级发放调查问卷，问卷分析结果如下：总体而言，乡村青少年在知识与能力方面整体水平较低，低水平人群占比较高，且群体在在科学态度方面，乡村青少年非正式科学学习的方式较为单一，校内科学兴趣整体低于中国青少年的整体水平，校外科学兴趣较低，科学身份认同与科学职业期待的水平相对较低，未来并不倾向于选择科学相关的职业。性别差异分析结果表明，男女生在科学学习上的差异主要体现在科学态度的维度上，在知识与能力方面，女生的物理学科知识水平显著低于男生；在科学 1 1 1 2 2 2 3 2 4 6 6 7 7 8 8 9 9 中国科学技术协会与联合国儿童基金会在2021-2025年项目周期内启动了“追光行动――乡村青少年科学素养提升项目”，2023年6月北师大高潇怡教授课题组已赴广西省三个试点县（崇左天等县、来宾市兴宾区、钦州灵山县）开展实地调研，为基线调查的推进奠定了良好基于前期调研掌握的实地情况，课题组对基线测查的工具与施测方案进行了深入讨论与完善，并在9月正式启动基线调查工作，于9月18日至22日前往广西试点校进行调查工具的本次基线调查工作面向预先选取的3个试点县的9所试点校中的45个班级发放科学素养调查问卷，旨在了解试点县学生的科学素养水平及特征，并着重从性别角度对乡村女童的STEM学习情况及影响因素进行分析。基于本次问卷数据的整理与分析，课题组撰写了有关乡本次基线调查工作面向选取3个试点县的9所试点校中的45个班级发放科学素养调查问本次调查的结果将作为项目干预的基线水平，将为中国科证据，为后续项目干预效果评估和干预内容改进奠定基础。同时，调研结果能够为乡村学校与校外科学工作室更好地开展科学教育工作提供证据支持，从而更有针对性地提升乡村青少年的本次调研主要使用前期编制的科学素养调查问卷对乡村青少年的科学素养进行测评，并对测试的结果进行系统分析。首先，通过测评乡村青少年在科学知识与科学能力上的表现，分析其在科学知识、科学思维、探究实践等方面的具体表现；其次，通过测查乡村青少年的科学态度，具体分析其在科学学习上的行为、情感和认知情况。最后，通过均值比较的差异分析，父母亲工作类型、家庭资产（家庭藏书量、贵重物品拥有数量）。其中，本研究选纸笔测评是当前学生科学素养评价的主要手段，用于考察学生在科学知识与科学认知能力等方面的表现。本研究使用的《乡村青少年科学知识与能力测试卷》以中国科普研究所编制的科学素养测试题1为基础，该套试题曾多次被用于国内各省市大规模科学素养调查，试题质量有所保障。在该试题的基础上，综合考量知识覆盖面、试题难度、学生认知特点以及测查目标等因素，对部分试题进行替换，并邀请科学教育领域的专家、教研员以及一线科学教师对试题工程实践（3道题）四个学科的30道科学素养测试题。编制完成后，对北京市H中学新初一的四名学生进行了测试，结合其作答情况和报告反馈，最终确定了本次基线调查的测验时长和科学知识层面，本研究结合《义务教育科学课程标准（2022年版）》中强调的学生应掌握的13个核心科学概念，从不同层面考察了学生对“物质的结构与性质”“生命系统的构成象”“评价和设计科学探究”“利用科学知识进行决策和行动”等方面科学能力的同时，将新为更真实、有效地反映学生科学知识与能力水平，研究评分采取分档设分的原则，试卷回收后，研究人员通过计算每道试题的难度，结合试题所属的学科和概念领域维度，确定每道试程标准（2022年版）》中“展示对事物的系统、结构、关系、过程及循环的理解”“使用或建构模型，解释有关的科学现象和过程”“了解科学、技术、社会、环境之间的相互影响”等1注：该试题适用对象为小学六年级学生，本研究基线测查的对象为九月刚升入中学的初一学生，水平相当，较为物理√√√√√√√√√生物理√√√√√√√√√生物√√√√√√√√√权重赋分题号象究知识动3433333433333443343333441234567893%4%3%3%3%3%3%4%4%3%3%4%3%3%3%3%4%4%√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√34344343443%4%3%4%4%√√√√√√√√√√√√√√√√地球系统（-岩石和土壤）/√√3%3%3%3%3%3%3%3%3%4%3333334√√√√√√√√√√√√√√地球系统、地质作用人类活√√√√√√√7√√√8√√√√√8√√√3合6999计6999计即能测量到所要测量目标的程度，本研究主要采用内容效度进行检验，知识与能力测试卷改良表格3可信度高低与CronbachCronbachα系数3衷克定.SPSSforWindows数据统计分析工具应用教程[M].北京:北京师范大学出版社,2008:279.4LiuX.UsinganddevelopingmeasurementinstrumentinscienceeducNorthCharlotte:InformationAgePublishing,2020:2061基于CTT，采用分组计算法进行计算，区分度等于高分组和低分组在特定题目上的得分率之差，结果如表格6所示。区分度应在-1至+1之间。当区分度大于等于0.4时，说明该题目能起到很好的区分作用；当区分度小于等于0.2时，说明该题目的区分性很差；当区分度为负数时，说明试题或答案有问题。结果显示，个别试题低于0.3，大部分题目具有良好的IRT可以分别检验测试卷整体和具体项目的区分度（Separation）。分离度是指试题区分度（或被试的能力）的离散程度，分离度越高说明试题对不同能力水平的被试区分度越好。对明能够较好地对被试进行区分5。测试卷分离度结果如表格7显示，被试的分离度为1.69，试5LiuX.UsinganddevelopingmeasurementinstrumentinscieNorthCharlotte:InformationAgePublishing,2020:206项目反应理论建立在评价工具满足单维性假设的基础之上6，能够忽略其他因素对被试表现的干扰或影响。本研究利用标准残差值和标准残差图检验评价工具的单维性。结果显示（图2005.或一致程度。Rasch模型认为能力高的个体比样本大于500，属于大样本，关注OUTFIT值，且只需关注MSQ，OutfitMSQ取值范围为[0.6,1.4]8，计算结果如表格OutfitOutfitItemChisqdfp-valueMSQItemChisqdfp-valueMSQ110100000111气泡图可以更直观地显示被试或项目与模型的拟合程度和项目的测量误差。对于被试而言，由于本研究是大样本测评，被试与模型的拟合度数值表格条目较本研究的测试信息函数结果如图5所示，能够很好的覆盖能力值在0左右的人群，说明被项目特征曲线（ItemCharacteristicsCurve，ICC）可以反映出项目的实际测量与模型的使用图形显示题目的正确回答概率与受试者能力的关系。当与模型拟合良好时，观测到的ICC应该在给定的置信区间内匹配，ICC的下渐曲线，其对称中心体现项目的难度，曲线越陡表明区分度越高。项目sl01-08项目的特征曲线说明测试效果较好；难度较低的项目区分度较低，曲线走向并非为“反S型”，例如sl01、sl03，与前文怀特图中的难度分布相符。对于测试而言，难度较高和难度较低的项目分布基本本研究依据态度三元理论，将乡村青少年科学态度划分为科学学科学相关认知三个维度9编制了《乡村青少年科学态度问卷》。调查工具借鉴国内外已有量表其中科学学习行为的具体指标为学生非正式科学学习行为发生的频次；科学学习情感的具体指标为校内科学学习兴趣与校外科学学习兴趣；科学相关认知借鉴已有科学身份认同的相关在学生非正式科学学习行为发生的频次方面，以乡村青少年最近一年中该项学习行为的发指多于12次；科学学习情感和科学相关认知分量表为李克特五点量表，“非常不符合”“比 水平，问卷结果能够基本反映乡村青少年科学态度的基本情况。问卷具体题目及各维度分量表测量维度具体指标对应问卷题目测量维度具体指标对应问卷题目――59Reid,N.Thoughtsonattitudemeasurement[J].ResearchinScience&TechnologicalEducation,2006,Ⅱ卷缺失50%以上。满足上述三个原则中任意一项的问卷被剔除。最终回收的2160份问卷有1991份被认定为有效问卷，问卷回收的有效率为92.2%。针对剩余问卷中的缺失值，使用对于数据的处理，分别采用经典测量理论和项目反应理论进行分析。依据经典测量理论（ClassicalTestTheory，CTT）对数据进行描述性统计、差异分析与回归分析，数据分析工具为SPSS26.0。依据项目反应理论（ItemResponseTheory，IRT），采用单维Rasch模型进行拟合，对测评工具进行单维性检验、模型拟合、样本统计分析等，数据分析工具为参测青少年性别分布情况如表格所示。男生总计占比45.81%，女生总计占比52.54%，另有1.66%学生性别报告为缺失。各校参测青少年男女比例均1男722男男男男男113353来宾市兴宾区凤凰八一445667男388男39男7男参测学生民族分布情况如表格12所示。壮族学生总计占比为55.10%，汉族学生总计占比为40.93%，其它民族学生总计占比为1.56%。地域分布上，来宾市和崇左市参测学生中以172233来宾市兴宾区凤凰八一534324040340221社会经济地位是一个家庭或个人在社会制度中的相对地位，在社会制度中个人根据他们获得或控制的财富、权力和地位而排名11,1度、父母的职业地位、家庭财产等，并根据家庭组成进行适当调整13。其中，家庭财产常用某11MuellerCW,ParcelTL.Measuresofsocioeconomicstatus:Al13CowanCD,HauserRM,KominskiRA,etal.Improvinationalassessmentofeducationalprogress:Atheoreticalfoundation[J].NationalCenterforEducation14FriedmanM.Thepermanentincomehypothesis[M]//Atheoryoftheconsumptionfunction.Princeton在父母学历分布上，大多数学生父母的文化程度不高。有72.36%学生的父亲和69.31%学生的母亲学历在中学或以下，仅有5.21%学生的父亲和4.41%学生的母亲接受过高等教育），参照边燕杰15在研究中对精英职业的划分，将父/母亲的职业类型分为精英职业和非精英职业两类，精英职业包括“国家机关事业单位与工作人员”（政治精英）、“企业/公司中高级管理人员”（经济精英）、“科学家、工程师、教师、医生、律师”（技术精英其他职业类型与就业状况包括“技术工人（包括司机）”“生产与制造业一般职工”“商业与服务业一般职工”“个体户”“农民”“无业、失业、下岗”等“非精英职业”。根据上述划分，26.87%学生父亲和28.02%学生母亲从事精英职业在私家车数量上，47.40%学生家庭没有私家车，35.26%学生家庭有一辆私家车，少部在智能手机数量上，绝大多数学生家庭拥有智能手机，且拥有三台以上智能手机的学生家庭占比很高，约为73.52%。在电脑数量上，超过半数学生家庭中没有电脑，28.69%学生家庭中有一台电脑，超过一在书籍数量上，约有35.74%学生家庭有11-25本书，30.84学生家庭有26-100本书，使用R中的poLCA包对学生家庭资产进行潜在类别分析。结果表明二聚类方案最适合我总占比为61.9%，代表低家庭资产水平，第二类里“三台以上手机”和“500本以上书籍”的研究首先通过描述统计报告了参与测试的1991名青少年科学知识与能力部分得分的整体情况，学生平均分为40.53分（满分为100分使用同一套试题16测查全国（东、中、西乡村青少年科学知识与能力水平低于全国平均水平。总分排名前27%的学生18，其平均分仅为64.38分，亦说明乡村青少年科学知识与能力的整体水平较低。最高分为90分，最低分为值0），并表现出对应关系，既可以只看测量对象的能力表现，也可以看项目本身的情况，还可以同时看项目和对象的关系，以去评判现实和预期的差别。相当于基于数学理论和模型创建了一把量16其中有4题进行了替换，经专家研讨判定替换17黄瑄,李秀菊.我国青少年科学态度现状、差异分析及对策建议――基于全国青少年科学素质调查的实证研究18根据试题区分度的计算方法，总成绩排名前27%的学生为高分组，后27%的学生为低分组，故而此处采用排名前27%学生的平均分来报告高分组学生的整体水平。下半部分显示了项目及其与不同能力的被试人群对应关系；横坐标代表被试的能力值，纵坐标代表项目的难度，按照难度从低到高排列。从被试的知识与能力分布来看，被试群体的知识与能力值主要分布在-3到1之间，表明整体而言乡村青少年的知识与能力水平较低。从被试和项目的对应关系来看，测试卷覆盖了大部分的被试群体，然而知识与能力值在-2以下的被试群体和小部分知识与能力在1以上的群体没有被该测试题而言难度相对较高，反映出乡村青少年在科学知识与科学能力上水平相对较低，高水平的学生人数较少。总体来看，测试项目基本覆盖被试群体，然而被试群体存在偏态，在知识和能力上对乡村青少年在物理、生物、地理和工程实践四个科学相关学科上的得分率进行统计后发现，乡村青少年在地理学科上的得分率最低，仅为31.17%，表现相对较差。在物理和生物学得分率最低，仅30.10%，“宇宙中的地球”相关题目得分率也较低，仅33.85%，说明乡村4、569466基于科学能力对学生表现进行分析后发现，学生在“运用概率思维”这一能力维度上的得分率最低，仅为25%，远低于其他能力维度的得分。除此之外，乡村青少年在“利用科学知识进行决策和行动”以及“科学地解释现象”两个能力维度上的表现也相对较差，得分率分别为39.45%和39.63%。41对每道题目的难度进行单独分析后发现，有6道题目（占总题目数量的20%）的难度系数低于0.3，分别为s102、s112、s120、s122、s123、s130，说明学生在作答这些题目时遇到较大的困难，有较大分歧。以下将对学生在这些题项上的作答表现进行具体分析，以反映学2.上图中，这名同学在量筒上方松手，小球自由下落到量筒底部的该题主要考察乡村青少年对物体之间存在的相互作用力的理解和掌握情况，要求学生对现擦力”项（占总人数的29.63%也有15.02%的学生认为“小球自由下落到量筒底部的过程中，小球受到的力不包括浮力”，说明学生对日常生活中物体的常见受力情况缺乏基本的认科学家在野外考察时发现两个位置相邻、坡度相似，未经开发的坡面甲和乙，但是坡面甲的植被明显更为茂盛。为了探究其原因，科学家利用仪器测量两个坡面的太阳辐射、土壤湿度12.如下图所示，科学家在每个山坡上都放置了两个相同的测量仪器，对于这种做法，下列解释合理的是()土壤湿度传感器太阳辐射传感器该题主要考察乡村青少年“科学地解释现象”“设计和评价科学探究”以及“运用概率思维”等多方面的科学能力，涉及“生物与环境的相互关系”科学概念及相关知识内容，需要学生对测量的目的和思路有充分了解。该题正确答案为“A.①②③”,答对人数仅占总人数的25.11%，有34.81%的学生都选择了C项，认为科学家在每个山坡放置两个相同的测量仪器是为了“在两个数据中选择甲坡植被更为茂盛的数据”，说明大部分学生缺乏设计和评价科学探究的基本能力。此外，该题也考察了学生运用概率思维的能力。理解概率、不确定性和风险是大多数科学问题的核心特征，也是知情决策必不可少的要素，学生的表现说明其理解和应Y1120.这颗行星表面温度高达约480℃,但昼夜温差并不大。下列判断和理由叙述，你认为A.该行星表面温度很高可能是行星自身该题主要考察学生对“地球系统”“宇宙中的地球”等相关科学知识的掌握情况，需要学生调动所学知识，结合常识和数据证据对导致现象的原因行星昼夜温差不大可能与该行星上的温室效应有关，因为CO2是重要的温室气体”。对作答可能是其自转周期长的结果，因为一面面向太阳时间长，温度高”，说明学生错把“温度高”行星昼夜温差不大可能是行星与太阳距离近的结果，因为离太阳越近，温度越高”，说明学生根据材料回答21-22题。公元2135年，地球某国家向宇宙空间中发射了一艘宇宙飞船，探索一颗可能存在生命的X星球，飞船降落以后，开始收集X星球上的各种信息。飞船上还本题主要考察学生解读题意的能力以及对“生命存在的基本条件”等科学知识的掌握情况，正确答案为“B.X星球上是否存在液态水”，回答正确的人数仅占总人数的23.46%，另有20.49%的学生认为“D.X星球上是否存在土壤”是生命存在的基本条件，说明学生对“生依据材料回答23-24题。小明想通过实验证明土壤中的组成成该题主要考察学生运用“物质的结构与性质”相关知识，对实验结果进行预测的能力。正合液的体积变小”是将水和土壤混合后不可能观察到的现象，说明学生对土壤与水混合的过程该题为工程实践领域维度下得分率最低的题目，主要考察学生依据不同来源的证据，基于所学科学知识，对设计方案存在的问题进行检验、分轨迹呈现波状，需检查机身是否太重”，该项的飞机状况与检查内容关系不大，有26.87%的学生回答正确。除此之外，有18.48的学生认为“A.若飞机经常翻转，需检查机身是否对称”是不合理的，说明学生对工程设计中产品出现的问题及其原因缺乏合理推测，对相关科学原理本研究调查了乡村青少年的非正式科学学习行为，以青少年参与不同途径非正式科学学习（科技新闻、亲近自然、书籍杂志、网上浏览、科技社团）的频次为主要指标。图21呈现了由上图可知，书籍杂志是乡村青少年最常用的进行非正式科学学习的方式，网上浏览和科技新闻次之。乡村青少年在科技场馆、科技社团和亲近自然渠道中进行非正式科学学习的机会有70%以上的青少年在过去一年中从未通过科技场馆进行科学学习。总体而言，乡村青少年非正式科学学习的方式较为单一，走出家门、走向社会、走进自然的非正式科学学习方式亟待科学情感不仅是科学教育的重要目标，也是影响学生科学学习的重要因素。情感是一个非常复杂的概念。具体到科学学习情感而言，相关的概念包括科学态度（Attitude）、科学信念（Belief）、科学价值观（Value）、科学兴趣（Interest）和科学主张（Opinion）等等，这些概念之间既有区别又有联系。科学兴趣与科学态度概念之间的差别较小，代表了学生对于一些科学相关事物的喜好。本研究以学生的科学学习兴趣情况表征其科学学习情感的基本情况。分下图是各学校科学学习情感总体水平平均值的基本情况，从图片来看，各学校之间呈现出由数据结果可见，乡村青少年校内科学兴趣整体处于较为一般的水平，指标得分率62.7%。已有研究表明，中国青少年对学校科学课程内容和科学活动的兴趣较高19,20，同样测量工具所得结果在各题项的均值都大于4，维度得分率大于80%。可见乡村青少年校内科学兴20黄瑄,李秀菊.我国青少年科学态度现状、差异分析及对策建议—基于全国青少年科学素质调查的实证研究由整体均值来看，乡村青少年校外科学兴趣（平均值3.096，得分率62.0%）低于校内科学学习兴趣（平均值3.135，得分率62.7%可见乡村青少年对校外科学相关的活动表现出较低的科学兴趣，这与已有研究发现的中国青少年的整体情况一致21。从具体内容来看，乡村青少年乐于了解科学前沿的新发现，喜欢参观科学类的场馆，而对于科学类读物、科学类电视科学能力认同四个观测指标进行调查。四个指标平均分的基本情况如表格20和图25所示。由分析可见，乡村青少年的科学价值认同与科学能力认同水平相对较高，但科学身份认同与科学职业期待的水平相对较低。可见乡村青少年认同科学的价值，并认可自己学习科学的能力，然21黄瑄,李秀菊.我国青少年科学态度现状、差异分析及对策建议――基于全国青少年科学素质调查的实证研究图26是各学校科学相关认知总体水平平均值的基本情况，从图片来看，各学校之间呈现environmentsandmathematicalcareerintentions.ContemporaryEducationalPsychology,2015,有研究中，中国青少年在后5个选项的均值分别为4.53、4.51、3.90、4.36、4.4823但相对其他科学态度的指标来看更为积极。其中，乡村青少年认可科学对社会、生活便捷性的重要性，认同科学和技术领域正在发生着许多可喜的事情。然而乡村青少年对科学的“双刃剑”本研究从对科学相关职业的兴趣、想在未来继续学习科学相关的学科或专业，以及未来23黄瑄,郭舒晨,李秀菊.青少年科学兴趣想要继续从事科学相关的职业三个层面调查了乡村青少年科学职业期待的基本情况，详见表格由图表可知，乡村青少年的科学职业期待整体处于较低水平，乡村青少年既不乐大学继续学习科学相关的专业或学科，也不乐于未来继续从事科学相关的职业，对科学相关职业的兴趣不高。这与已有关于高一学生职业期望的研究结果类似24。具体来看，乡村青少年未来学习科学的意愿要高于从事科学类工作的意愿，这可能是由于当前初一学生对于个体的人生与职业规划并未形成较清晰的预期，并不能就自己的职业方向做出具体的定位，以及科学家在社会公众中所形成的刻板印象影响青少年对于科学职业的判断造成的。2524王宁,段巍.什么因素影响中学生的科学职业期望[J].湖南师范大学教育科学学报,2021,20(04):39-48.25黄瑄,李秀菊.我国青少年科学态度现状、差异分析及对策建议—基于全国青少年科学素质调查的实证研究科学身份认同既是从个体的经验中内化而建立起来的，也是在特定的社会背景下与他人一同建构起来的，指的是一个人具有科学能力，能像科学家一样工作，自己认可的同时，也被他人认可是一名“具备科学素养的人”26。本研究从乡村青少年自身、教师和父母三个层面探查26CarloneHB,JohnsonA.Understandingthescienceexperiencesofsuccessfulwomenofcolor:Science从数据结果来看，乡村青少年科学身份认同的现状不容乐观。无论是乡村青少年自身，还乡村青少年科学能力认知的基本情况如表格24和频数由图表可见，乡村青少年科学能力认知的基本情况处于一般水平，乡村青少年倾向p=0.001<0.01男生的物理学科知识水平显著高于女生。除此之外，男女生在生物、地理以t值男0.001**女男女男女男女注：**在0.01水平上显著相关；*在0.05水平上显著相关具体到各学科下属的科学概念层面（表格26），乡村青少年的科学知识水平在“物质的运动与相关作用”“技术、工程与社会”两个科学概念上存在极其显著的性别差异（前者t=5.522，p=0.000<0.01，后者t=5.501，p=0.000<0.01在“宇宙中的地球”这一科学概念上存在显著的性别差异（t=1.986，0.01<p=0.047<0.05男生的表现均显著好于女生。除t值男女男女0.000**男女0.000**男女0.047*男女男女男女男女男女男女男表格27呈现了乡村青少年科学能力水平的性别差异的基本情况。可以看出，男生在“科学地解释现象”“利用科学知识进行决策和行动”以及“运用概率思维”三个维度上的能力水平略高于女生，女生在“评价和设计科学探究”“科学地解释数据和证据”两个维度上的能力水平略高于男生。但从整体上看，乡村青少年科学能力水平在科学能力的各维度上均不存在显t值男女男女男女男女男女研究发现，乡村青少年的科学态度在科学学习行为、科学学习情感和科学相关认知上都体现出具体来看，女生更经常与周围人谈论电视、网络或报纸等媒体中的科技新闻；更频围人一起接触大自然、去科技场馆；更经常阅读科学类的课外书籍或杂志；更频繁地上网查询为探究乡村青少年科学学习情感的性别差异，本研究使用独立样本t检验分析了不同性别t值男0.000**女男0.000**女男0.000**女由表格28可知，乡村青少年科学学习情感呈现出特别显著的性别差异（t=-4.268，p=0.000<0.01男生的科学学习情感水平明显低于女生。具体来看，女生的校内科学学习兴趣和校外学学习兴趣水平都显著高于男生（p=0.000<0本研究继续通过独立样本t检验方法分析了不同性别乡村青少年科学相关认知的差异，结t值男0.000**女男女男女男0.004**女男女由表格29可知，乡村青少年科学学习认知呈现出显著的性别差异（t=-2.445，p=0.015<0.05男生的科学学习认知水平明显低于女生。具体来看，女生的科学价值认同水平明显高于男生（t=-4.205，p=0.000<0.01），女生的科学能力认同水平明显高于男生（t=-2.875，p=0.004<0.01）。国外已有研究表明，虽然高中生的科学身份认同在城乡背景下并不存在明显的差异，但性别差异却十分显著，男生的科学身份认同普遍高于女生27。然而本研究与国外已有研究的结果并不契合（男生女生的科学身份认同并无差异，t=0.822，），全国青少年科学素质调查的结果表明，在科学学习行为层面，女生均值都高于男生，而在情感和认知层面男生均值都高于女生28。但是本研究中无论是科学学习行为层面，还是情感和认知层面，乡村青少年中女生的水平都显著高于男生，体现出了乡村青少年科学态度的性别差27AghekyanR.ExploringHighSchoAttitudes[D].ProQuestDissertationsPublishing.2017.28黄瑄,李秀菊.我国青少年科学态度现状、差异分析及对策建议――基于全国青少年科学素质调查的实证研究[J].在科学知识与能力方面，乡村青少年科学素养呈现如下特征：总体上该群体学生在知识与能力方面表现不佳，整体水平较低，低水平人群占大多数，且群体内科学知识与能力水平差异较大。具体而言，在科学知识方面，乡村青少年在地理学科上的得分率最低，在物理和生物学科上的表现相对较好，但得分率仍处于较低水平。在科学能力方面，学生“运用概率思维”的能力最差，远低于其他能力维度的得分。除此之外，乡村青少年在“利用科学知识进行决策和在科学态度方面，乡村青少年科学素养呈现出如下特征：在科学学习行为上，乡村青少年非正式科学学习的方式较为单一；在科学学习情感上，乡村青少年校内科学兴趣整体处于较为在科学相关认知上，乡村青少年的科学价值认同与科学能力认同水平相对较高，但科学身份认在知识与能力方面，乡村青少年的科学知识水平存在显著的性别差异。男生的物理学科知三个知识维度上的表现显著好于女生。然而，乡村青少年科学能力水平在科学能力的各维度上在科学态度方面，乡村青少年的科学态度在科学学习行为、科学学习情感和科学相关认知上都体现出一定的性别差异。在科学学习行为上，女生普遍好于男生；在科学学习情感上，男生的科学学习情感水平明显低于女生；在科学相关认知上，乡村青少年科学学习认知呈现出显（一）营造重视科学的社会生态，通过强化社会化科学氛围历史和文化价值观能够强化学生对于科技领域的价值观和兴趣。29例如，有着丰富的传统医学文化史的国家中，女性历来不带偏见地参与到助产学、植物医学等学科中，30使得这些主题是女性科学兴趣的“社会可接受”领域。而女性对具体的医疗项目（如癌症、传染病和生殖已有研究表明，与城市青少年相比，农村青少年偏向于具体的改善园艺技术和使用望远镜方面的偏好，这可能与他们能够更加便捷地观察植物和夜空有关。31因此，可以有效利用农村的社会文化资本采取适当的干预措施营造重视科学的社会生态，进而提升乡村青少年对科学价值的认识。例如：可以向乡村青少年讲述相似文化背景下的科学家的故事，证明他们的文化在（二）多方资源联动，通过课程与资源补充促进乡村青少年由于成本、时间、交通等的制约，乡村青少年接触大学、相关科学教育机构等提供的STEM相关课程与资源的机会较少，这会限制他们的科学参与。32因此，为乡村青少年通过联动多方资源进行课程与资源补充，能够点对点有效为乡村学校中的乡村青少年提供支持，直接促进他们的科学参与。例如，美国生理学会主办了在美国乡村受欢迎的科学活动29AinleyM,AinleyJ.ACulturalPerspectiveontheStructureofStudentInterestinScience[J].International31HiteR,McdonaldTL.ExploringsciencerelevancybygenderandSESinTheBahamas:secondaryBahamianstudents'interestsinscienceandattractiveattributesoffuturecareers[J].InternationalJournal32HendricksonJL,ByeTK,CockfieldBA,etal.Developingascienceoutreachprograman"PhUn"allyearwithruralK-12studen“生理学理解周”，向乡村青少年介绍作为一种可能的职业的生理学，并让更多生社区中青少年和教师的互动，旨在提高乡村青少年对生活中生理学的兴趣和理解，自2005年大型的学术周活动，在本科生志愿者的帮助下，该活动每年影响约1000人；34密歇根理工大学平均每年举办五次科学活动，与密歇根州上半岛的28所接收大量乡村学生的公立学校进行联系，总共影响了超过3300名学生，同时为本校本科生、研究生和此外，在中国乡村振兴战略的大背景下，利用信息技术建构本土开放化的乡村教育是一大趋势。一方面，可以通过“互联网+”、人工智能、大数据等技术为乡村科学教育与城市科学教育共享优质教育资源提供重要渠道，探索多样化的乡村学校科学教学模式；另一方面，可以通过乡村全科教师培养计划、城乡优秀科学教师相互流动等项目来保障乡村教师的充足，打造科学教师学习共同体，加强乡村科学教师队伍建设，以此来支撑乡村科学教育可持续发展。36（三）加强城乡交流，通过交流活动促进乡村青少年的科学已有研究表明，职业期望是通过学生接触相关领域、39了解相关领域和相关学人”，能够在未来从事相关职业。4133StiebenM,HalpinPA,MatyasML.DevelopinganationwideK–12outreachmodel:Physiologyforbuildingrigor,postsecondaryaspirations,andrelevantcareeropportunities[J].PeabodyJournalof已有相关城乡科学交流活动实践表明，乡村青少年在交流期间及交流之后，从富有挑战性与的乡村青少年对于STEM的渴望，对STEM领域的归属感增强，且对女性参与者来说尤其突出，她们描述了第一次找到志同道合的学术同行的满足感。参与者报告称，他们的经历影响域职业广度知识的扩充。42（四）激活竞争准备，通过科技竞赛提升学生的科学兴趣与乡村青少年的科学学习往往面临许多挑战，如社区资源不足、家庭结构复杂以及教师流动性强等。43乡村青少年大多数学生来自低收入家庭，他们的家庭和学校缺乏提供高质量STEM动机-机会模型，个人的表现受到机会、动机和能力的影响。45STEM相关的科技竞赛可以成为提升乡村青少年科学学习动机和能力的有效途径。46此外，相关研究表明，为未来做好准备与新技能和能力的培养以及应对外部挑战的能力有关。47而竞争准备（Competitivepreparedness）是应对外部挑战的关键能力之一。在准备竞赛和进行竞赛的过程中，团队成员必须制定一个相互支持的计划，以便他们能够有效地完成竞43Lyons,T.,F.Quinn.RuralHighSchoolStudents'AttitudesTowardsSchoolScience[J].AustralianandTheRolesofProactiveness,RiskinessandWillingnesstoCannibalize[J].InternationalJournalofProject赛。此外，通过竞赛的准备和合作过程，青少年将意识到竞赛给他们带来的实际价值，如提高（五）关注性别差异，基于性别偏好有目的地促进不同性别研究表明，6-8年级（9-13岁）是多数职业抱负形成的时期，49尽管男生和女生在科学方缺乏榜样故事等。50已有研究表明，男生对能源、地球和空间科学、技术等科学内容具有显著偏好，而女生对科学兴趣偏好主要体现在主要与生殖、发育相关的生物学以及医学等。与城市学生相比，农村手工建造或修理物品和出名，而女生则更喜欢帮助他人、在工作中找到意义、与人而非物品打交道以及独立工作，与城市同龄人相比，农村学生对艺术和创造性工作的兴趣明显更高。51例如，在基于职业属性的兴趣上，成名（男生的偏好）和独立工作（女生的偏好）因性别而受到独特的重视，使用一定的关注不同性别学生偏好的策略可以吸引学生的兴趣，进而培养学生对科学和科学职业的兴趣。例如，向学生展示科学职业如何在物理科学（男生的偏好）中帮助人们（女生的偏好），或在医学科学（女生的偏好）中如何使用机器或工具（男生的偏好）。52perceivedvalue,cooperativeattitudeandcompetitionpreparednessinjoininganiSTEAMcontest[J].SustainedParticipationinEngineering,Computing,andTechnology(RESPECstudents'interestsinscienceandattractiveattributesoffuturecareers[J].Internationalstudents'interestsinscienceandattractiveattributesoffuturecareers[J].International[1]AghekyanR.ExploringHighSchoolStudents’ScienceIdentities,Motivationin[2]AinleyM,AinleyJ.ACulturalPerspectiveontheStructureofStudentInterestin[3]Appelbaum,E.,T.Bailey,P.Berg,andA.Kalleberg.ManufacturingCompetitive[5]CarloneHB,JohnsonA.UnderstandingthescienceexperiencesofsuccessfulTeaching:TheOfficialJournaloftheNationalAssociationforResearchinScience[6]ChenS,WeiB.DevelopmentandValidationofanInstrumenttoMeasureHighSchoolStudents'ScienceIdentityinScienceLearning[J].ResearchinScience[7]CowanCD,HauserRM,KominskiRA,etal.Improvingthemeasurementofsocioeconomicstatusforthenationalassessmentofeducationalprogress:A[8]FriedmanM.Thepermanentincomehypothesis[M]//Atheoryoftheconsumption[9]G