科學教育專業師范生科學本質觀的初步研究

周 青，馬 俊 萍，劉 洋

(陜西師范大學 化學與材料科學學院，陜西 西安 710062)

一、問題的提出

科學作為一種認識方式,其本質即“科學本質”或“科學的本質”(nature of science，縮寫為NOS)是指與科學知識發展相一致的價值和信念。[1]目前國際科學教育界一致認為理解科學本質是科學教育的目標之一, 是科學素養的核心成分之一。[2]科學本質觀是指人們對科學本質的認識。通過測量人的科學本質觀，可以判斷人們對科學本質的認識程度，從而從一方面確定其科學素養發展水平。

培養和提高學生的科學素養是我國科學教育的核心理念。[3] [4]科學教師的科學本質觀會直接影響其對教學目標、知識、教學方式以及對學生學習評價的選擇等，從而影響學生科學本質觀及學生的思維方式的形成。[5][6] [7]

為了適應我國基礎教育課程改革與發展的需要，[8]2001年教育部批準設立了科學教育本科專業，目前全國開設該專業的各類高等師范院校及相關高校已達60余所。[9]科學教育專業的師范生是未來科學教師的重要組成部分。學術界對中學[8][9][10]物理、化學[11][12][13]等分科教師科學本質觀已做了一定的研究。研究科學教育專業師范生的科學本質觀及其影響因素對于反思高等師范院校科學教師課程體系設置與教學模式，構建有利于科學教師科學素養發展的創新課程體系有重要的意義。

二、研究方法

本研究主要使用的方法是問卷調查法。

(一)問卷編制

問卷從科學本質的三個維度——科學世界觀、科學探究和科學事業來設計，依據VOSTS[14](Aikenhead & Ryan,1992)、VNOS[15] [16](Lederman, Abd-El-Khalick, Bell, and Schwartz,2002) 量表與VNOS-C開放式問卷設計出97個項目。“科學世界觀”包括科學知識的普適性、相對性、暫定性、局限性以及科學的發展模式和發展動力6個方面；“科學探究”包括學科間的聯系、實驗負載理論的特性、科學過程中創造力與想象力的作用、解釋與預見的作用、科學知識的客觀性、科學家的主觀性對科學的影響、科學過程中使用的模型、分類方法、科學方法的多樣性、猜想與驗證在科學過程中的運用、“假設、定律、理論”三者的關系11個方面；“科學事業”包括科學家的觀念形態、科學家也是公民、科學過程中科學家的合作與競爭關系、科學過程中要遵循的道德規范和STS五個方面。問卷由四部分組成：

第一部分是被調查者的基本信息，包括性別、專業、年級、種族等。

第二部分由67個判斷題組成，每個題目都包含若干個科學知識的正面或反面陳述，在計分時采用完全同意、部分同意、不確定、部分不同意、完全不同意5級評分，其中有20個正向題目，得分依次為5、4、3、2、1，其余40個反向題目得分相反。得分越高表示學生對科學本質的理解越高。

第三部分由23個多項選擇題組成，每個題目都包含若干個科學知識的正面或反面陳述。每個選項根據5級評分，計分的方法與判斷題的計分方法相同。得分越高表明學生的科學本質認識程度越高。

第四部分為7個開放性問題。目的在于定性地了解被調查者對科學本質的認識和看法，并用來判斷被調查者真實想法是否與所選的判斷題以及選擇題選項的一致性，從而檢查問卷的有效性。

問卷還設計了測謊題，用來判斷學生作答的態度和問卷的有效性。

(二)調查對象

研究的對象是陜西師范大學2007、2006級科學教育專業的學生。取樣人數為59。 發放問卷59份，收回49份，回收率為83.05%。

(三)數據的采集與分析

對收集回來的問卷進行統計與整理，用SPSS16.0軟件對數據進行分析，數據均轉換為百分制。

三、調查結果

(一)問卷的統計分析

1．問卷的信度檢驗

總問卷的信度系數為0.737(Alpha(α))(表1)。

盡管顧客導向型偏離是服務營銷和服務行為研究的新興主題，但有關其行為表征的研究在積極偏離行為、一線員工服務行為等相關研究領域中已有突顯。近幾年來，學者們對顧客導向型偏離的內涵界定、類型劃分、測量維度以及動力因素進行了初步探索，研究結論有助于學界認識這種行為，并圍繞顧客導向型偏離這一核心概念，展開更加廣泛和深入的研究。然而，顧客導向型偏離的相關研究仍處于起步階段，今后的研究可以從以下方面對相關問題予以探討和解答。

表1 問卷的信度

2．問卷的效度檢驗

表2 各維度之間及其總問卷之間的相關系數矩陣

由表2可以看出，總問卷與各維度之間的相關系數大于各維度之間的相關系數(P<0.01)，因此本問卷具有一定的結構效度。

(二)科學教育師范生的NOS以及影響因素

Halloun認為：科學本質觀可以分成“樸素”、“經典”、“現代”三種不同的取向。[17]平均分<50分為“樸素水平”，是指對科學本質的理解與當時的哲學、歷史和社會科學的發展不一致；平均分在50—70分的為“經典”水平，是指學生對某方面的認識沒有固定的框架，有時是成熟的，有時是不成熟的；平均分>70分的為“現代”水平，是指學生對科學的認識與現在的科學發展相一致。

1．科學教育師范生的NOS現狀分析

從圖可以看出，科學教育師范生的科學本質觀的總體認識的平均分為45.45分，處于樸素水平，說明科學教育師范生對科學本質的理解與當前的哲學、歷史和社會科學的發展不一致。

圖 科學教育師范生科學本質觀平均分

從科學本質的三個維度分析，科學教育師范生對科學事業的認識程度最高，平均值為50.34，處于“經典”水平，說明是指他們對科學事業的認識沒有固定的框架，有時是成熟的，有時是不成熟的，處于不穩定階段；學生對科學探究和科學世界觀的認識平均分分別為43.55和48.63，都處于樸素水平，對科學探究和科學世界觀的與當前的哲學、歷史和社會科學的發展不一致。

2．性別對NOS理解的影響

表3 男女生科學本質認識的平均分情況

表4 男女生科學本質認識性別差異T檢驗

表5 不同性別的ANOVA單因素方差分析

綜上所述，性別對科學教育師范生科學本質觀的認識沒有顯著影響。

3． 年級對NOS理解的影響

表6 不同年級學生科學本質觀認識的平均分表

由表6可以看出，07級學生的科學本質的總體平均分為46.53，06級學生的平均分為44.17，07級學生的認識水平稍高于06級。科學本質的三個子維度的得分，也是07級學生的認識水平稍高于06級。對兩個年級學生的均值差異進行兩組獨立樣本的T檢驗，得到科學本質總體認識的結果為：F=0.245，P1=0.623>0.05，所以不同年級學生對科學本質的認識是方差齊性的。在方差齊性的條件下，t檢驗的結果為：t=0.899，p2=0.373>0.05，表明不同年級學生對科學本質總體的認識不存在顯著性差異。從科學本質觀的三個子維度分析，三個方面的Levene方差齊性檢驗的結果均為P1>0.05，也即方差齊性。方差齊性的條件下t檢驗結果均為P2>0.05，所以不同年級學生對科學本質三個維度的認識也不存在顯著性差異。

表7 不同年級學生科學本質觀認識性別差異T檢驗

綜上所述，年級對科學教育師范生的科學本質觀的認識沒有顯著影響。

四、結論

(一)“科學本質觀調查問卷”的適用性

本研究中問卷的題目都是根據信效度可靠的國內外問卷以及學生的訪談為基礎設計的。此外在問卷中還設計了測謊題和主觀性問題 。通過SPSS16.0分析的總問卷的信度系數大于0.7，其他三個維度的信度也都介于0.57-0.61之間，具有一定的可信度。

(二)科學教育師范生科學本質觀發展水平及其影響因素

1．對科學本質的總體認識

研究表明科學教育專業師范生科學本質觀發展現狀處于樸素水平，不能令人滿意。科學教育專業師范生對科學本質的認識與當前哲學、歷史和社會科學的發展不一致。他們對科學的概念大都持有錯誤的認識，或者缺乏認識。比如，大部分同學認為科學模型是實物的拷貝，這與科學模型是對事物的簡化，科學家利用模型是為了加深我們對事物的理解，為了更好的解釋事物的運作方式是不吻合的。

2．對科學探究的認識

科學探究是科學家用以研究自然界并基于研究獲得的證據提出種種解釋的不同途徑，也指學生用于獲取知識、領悟科學的思想觀念和科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動。研究表明科學教育專業師范生對科學探究的認識程度也不能令人滿意。師范院校應在科學教育專業課程與教學中重視該問題。

3．影響因素

年級和性別對科學教育師范生的科學本質觀認識沒有顯著影響。

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