城鄉學生科學素養的差異調查與研究*

蔡志凌

（溫州大學 教師教育學院，浙江 溫州 325035）

城鄉學生科學素養的差異調查與研究*

蔡志凌

（溫州大學 教師教育學院，浙江 溫州 325035）

學生科學素養的高低將影響我國創新性人才的培養，關系到國家可持續發展的根基。為此，對城鄉學生進行了問卷調查。統計結果顯示：城鄉學生科學素養存在明顯的差異，城鄉學生在制作以及資料搜集上存在著明顯差異；在科學態度、精神和價值觀上鄉村學生的主動性、獨立探究精神差于城市學生，而責任感、協作精神好于城市學生等的結論。縮小城鄉學生的科學素養應著力于提高科學教師自身的科學素養，教育主管部門出臺相關扶植政策，動員全社會重視學生科學素養的培養等。

城鄉；中學生；科學素養；差異

一、研究的背景

科學素養是科學文化素質中的組成部分，“科學素養”這一術語最早使用是在20世紀50年代末，用來描述科學教育的預期成果，即普通民眾應知道的與科學有關的內容[1]。對于科學素養的界定和含義認識目前不同學者看法不同。但多數學者認為科學素養含義應包括：科學知識與原理，解決實際問題的能力，科學探究方法以及科學精神、態度和價值觀。學生科學素養的高低將影響我國創新性人才的培養，關系到國家可持續發展的根基。美國非常重視學生的科學素養教育，早在1985年就頒布了《2061計劃》。我國自從邁入21世紀來也高度重視學生科學素養的培養，教育部于2001年出臺的科學課程新課標（7～9年級），全面啟動了科學教育的改革。2006年國務院又頒布了提高全民科學素養的《全民科學素質行動計劃綱要》。總之，無論是國外還是國內都越來越重視學生科學素養的培養。然而，由于我國地域廣闊，不同地區的教育發展極不平衡，浙江省作為全國唯一在義務教育的7～9年級階段實施綜合科學課程的省份，自從1995年實施科學課程改革以來已將近有20年歷史了，那么，今后中小學科學教育需要注意哪些問題？學生科學素養的培養情況到底如何？城鄉學生差異怎樣？為此，我們對浙江省部分中學生展開城鄉學生科學素養的差異調查研究，為達到城鄉教育的均衡發展，提高學生科學素養的總體水平提供參考意見。

二、研究的設計

1.問卷的結構。《學生科學素養問卷調查問卷》是參考趙駿的碩士學位論文《學生科學素養測評工具的研究》修改而成，問卷分兩大項目：基本信息和科學素養調查，在科學素養調查上總共30個題目，對學生的科學素養從科學知識與原理、科學探究方法、科學精神、態度和價值觀、解決問題的能力以及STS內容進行調查，從中比較學生科學素養的不同。

2.被試抽取情況及時間。本問卷以浙江省的溫州、杭州和寧波地區18所學校七、八、九年級的學生為調查對象，每個地區城市中心學校3所，農村學校3所。共發放1800份問卷，回收1681份，回收率為93.4%，有效問卷1768份，有效率98.2%。調查時間2013年3月至10月。

三、調查結果

1.城鄉學生科學素養的總體差異調查。圍繞科學素養四個維度組成，即科學探究過程與方法，科學態度、精神和價值觀，科學知識。調查結果顯示：在總體水平上，鄉村學生的科學素養較城市學校學生的科學素養呈現比較低的水平。城市學生分別是13.4%、31.6%，鄉村學生分別是8.6%、17.6%，合格以上的城市學生占50.1%，鄉村學生占39.9%。城鄉學生科學素養的總體水平差異還是很明顯的，城市中學生科學素養的優秀率和良好率明顯高于鄉村中學。

2.城鄉學生科學知識差異調查。對于科學知識筆者從生命科學、地球與宇宙、物質世界三個子維度來調查。對于生命科學、地球與宇宙知識的掌握城市學生分別是26.8%、25.8%，鄉村學生分別是11.3%、10.2%，城市學生明顯好于鄉村學生，并且在正確率上也比鄉村學生好得多，但在物質世界方面的總體差異不是太大。調查進一步發現鄉村學生對于生命科學知識的了解比城市中學生薄弱很多，而在科學史知識兩者沒有很大的分別。鄉村學生不管是對于地球還是對于宇宙的知識都大大地不如城市的學生。城鄉學生在生物、化學、物理等物質世界的知識上并沒有很大的區別，兩者的知識程度水平較為一致，相差不大。鄉村學生對于常見昆蟲的認識是比較全面的，而城市學生對于昆蟲的認識僅在書本，因此在具體說出昆蟲特點時鄉村學生比城市學生說得更多更具體形象。

3.城鄉學生科學精神、態度和價值觀差異調查。對于科學態度、精神和價值觀方面通過懷疑與批判精神、協作精神、獨立思考精神、創新改革精神、好奇心、責任感和自主性七個子維度來研究。調查結果顯示：城鄉學生在科學態度、精神和價值觀方面存在著很大的差距，城市學生的優秀率與合格率分別是25.1%、26.8%，鄉村學生分別是14.7%、17.0%，城市學生明顯地好于鄉村學生。進一步調查結果顯示，城鄉學生對于科學的好奇心都非常濃厚，不管是城市學生還是鄉村學生都覺得世界很驚奇，都有欲望去探究它。在總體水平上，城市學生的科學態度精神和價值觀比鄉村學生良好。而在創新精神和自主性方面城市學生明顯好于鄉村學生，但在責任感與協作精神方面，鄉村的學生比城市的學生更有責任感與協作精神。

4.城鄉學生科學探究能力與方法差異調查。對于科學探究過程與方法的研究方面分為六個子維度，即提問、制定計劃、制作、搜集整理資料、思考與結論和表達與交流。調查結果顯示：城鄉學生科學探究過程與方法上存在著差異，城市學生的科學探究過程方法再優秀與良好分別是22.0%、44.1%，鄉村學生分別是21.0%、22.8%，明顯好于鄉村學生。進一步調查顯示，城鄉學生在提問、制定計劃、思考與結論以及表達與交流上存在的差別不是很大。對于科學課上遇到問題的情況，城市中學生大部分都會自己去思考然后進行解答；對于進行研究之前的計劃制定上，城鄉學生基本都會先制定好詳細的計劃然后再進行實施；對于思考與結論上城鄉學生會自己去親身試驗得出結論；對于表達與交流上，城市學生都會勇敢地表達自己的實驗結論，并且用相關實驗來證明自己的結論，差別不大。但在制作能力以及搜集整理材料方面就存在著明顯的差異。

5.城鄉學生對科學課興趣差異調查。筆者針對學生對科學課喜愛的程度以及喜愛的原因進行調查，調查結果顯示：城市學生和鄉村學生喜歡科學課的比率分別是91.5%和89.6%，表明城鄉學生和鄉村學生都比較喜歡上課學科，他們一致認為科學課上可以做試驗，極大地增加他們的興趣。但對于喜歡的原因不一樣，城市有32.4%的學生喜歡科學課是因為能學習知識，而鄉村學生學習知識成為理由的只占人數的13.5%。

四、結論與分析

1.城鄉學生科學素養的總體水平存在顯著差異。從研究的整體來看，城市學生的科學素養明顯好于鄉村學生的科學素養。特別是城市學生的動手操作能力、自主精神、對于世界的認識等明顯好于鄉村學生。主要原因一是城鎮學校的師資條件和學校的硬件如實驗室等比農村學校明顯要好，使他們有更多的動手機會和被指導的機會。二是城鎮教育主管部門比較重視，每年都會舉辦科技節、小科學家等活動，學生參與面廣，而且學生的作品質量逐年提高；而鄉村的學校由于不重視，缺少老師的指導，所以他們很少有科技節之類的活動，即使有學生的積極性也不高，提交的作品質量也低。三是城鎮學生的家長素質高，對于培養學生科學素養十分重視，他們經常帶領學生去動物園，參加科技展覽了解最新科技產品，觀看科技節目豐富科技知識。

2.城鄉學生在科學知識的生命科學以及地球宇宙領域的知識存在顯著差異。調查表明，生命科學以及地球宇宙領域的科學知識城市學生明顯比鄉村學生掌握得要好，而在物質世界兩者沒有存在顯著差異。其原因一是師資隊伍的素質，城鎮學校的教師對自身的要求，相對比較敬業，上進心也強，他們更重視自身科學素養的提高。而農村教師則不然，他們受到的壓力相對較低，對自身的要求不高，這是影響學生對科學知識掌握的主要原因。二是對于科學前沿知識的了解，城鎮學生大部分可以通過電視、網絡等傳媒資源得到，而在鄉村有些地方網絡還沒普及，他們了解知識的途徑僅僅靠電視。因此，在對于生命科學以及地球宇宙這兩大具有與時代緊密聯系的科學前沿知識部分，鄉村學生會比城市學生的知識面狹窄。而物質世界的知識主要涉及力學、電磁學的經典內容，這些知識更傾向于理解和應用，所以城鎮與農村學生沒有顯著差異

3.城鄉學生科學態度精神和價值觀的不同方面存在顯著差異。從調查中筆者發現城鄉學生在科學態度、精神及價值觀總體上城鎮好于農村學生，但協作精神與責任感方面鄉村學生要好。由于城鎮學校的課程資源比農村學校要好得多，所以他們培養的學生在科學態度、精神及價值觀總體上高不難理解。但對于協作精神與責任感就城鎮沒有鄉村學校的學生高似乎出乎意料。但筆者從調查問卷以及談話中仔細分析發現，城市學生獨生子女比率高，在家受到寵愛，養成他們怕吃苦、個性強、以自我為中心的習慣，這就使他們在集體或團隊活動時缺乏協作精神。而鄉村的孩子由于父母沒有太多的時間來照顧他們，因此他們很小就形成生活獨立、體貼他人的個性。

4.城鄉學生科學探究能力與方法存在差異，特別是制作與搜集資料能力存在顯著差異。調查表明，城鄉學生科學探究方法存在差異，他們從發現問題到解決問題有一套完整的體系，能夠主動地去發現問題，獨立思考解決問題。而鄉村學生在科學探究方法上主動性較差，經常遇到問題不是先解決的方法，而是直接詢問教師或者其他同學得出答案。而鄉村學校科學實驗匱缺，科學課上最主要是靠教師的示范試驗，而對于學生自己的動手操作與收集資料的機會很少。因此導致在動手操作、制作能力與收集資料方面能力城鎮學生要好于農村學生。

5.城鄉學生對科學課產生興趣的原因存在顯著差異。通過調查發現，城鄉學生都很喜歡上科學課，喜歡的原因主要是可以做實驗。但在可以通過科學課獲取知識的原因上，城市學生就與鄉村學生存在著很大的差異。通過進一步的訪談法發現，學生實驗是每一個學生都非常喜歡的、樂意接受的上課形式，喜歡動手是兒童的天性。但是由于鄉村實驗資源缺乏，科學實驗課往往是教師演示實驗，甚至是“紙上實驗”、“嘴上實驗”，很少有學生分組實驗。因此城鎮學生對科學課產生興趣的原因歸結為能夠自己動手實驗，而農村學生對科學課產生興趣的原因則歸結為教師教得好，而非實驗。

五、思考與建議

1.提高科學教師自身的科學素養。調查中發現農村教師的科學素養明顯低于城鎮小學教師，導致城鄉學生在科學知識的生命科學以及地球宇宙領域的知識要比農村學生好。科學課程是門綜合性很強的學科，涉及到學科門類多，教師要有物理、生物、化學和天文地理的基礎知識，所以擔任科學課程教學的老師最好是科學教育專業的畢業生。作為教師不管是科學教育專業還是非科學教育專業的畢業生，都必須加強職后的培訓和自我的學習，教師只有不斷地“充電”，不斷地自我反思，才能達到自我提高的目的，才能勝任這門多學科的課程教學。這是提高科學課質量的需要，也是縮小城鄉學生科學素養的關鍵。

2.教育主管部門出臺相關扶植政策。城鄉學生科學素養的整體差異較明顯，這與長期以來城鄉的不平衡發展有著較大的相關性。調查中發現農村學校的實驗室建設落后影響到學生對科學學習的興趣。因此，提高農村孩子對科學學習的興趣，要縮小城市與鄉村之間的差距，需要主管部門出臺相關的政策予以扶持。加強農村科學教育的基礎設施建設，加快科學實驗室建設，讓農村孩子也能像城鎮孩子一樣有更多的動手實驗機會。同時，要大力地支持城鎮優秀教師送教下鄉，通過頂崗支教的形式把他們的教學理念和方法帶到農村學校，主管部門應該采取評優評先等獎勵，提高教師的參與度，從而有效地提高農村學生的科學素養。

3.充分發揮學校的地域優勢。無論是城市學校還是農村學校都有各自的特點和地域的優勢。鄉村學校，首先要利用自身的自然環境優勢，從學生實際生活中的例子出發，引導學生掌握更全面的科學知識。可以開設具有鄉村特色的校本課程，以此為依托全面提高學生的科學素養。城鎮學校要利用自身的教育設施、教學資源的優勢，進一步全面地發展學生的科學素養。同時，要有意識底舉辦培養學生的協作精神以及責任感的活動，提高城鎮學生的科學態度和精神，培養學生自主探究、合作交流的精神。

4.動員全社會重視學生科學素養的培養。科學素養的培養不能局限于學校，我們應該重視校外的科學教育，動員全社會的力量支持科學教育的改革，學生科學素養的培養，特別是農村科學教育的投入。在目前國家教育經費不足的情況下，發動個人或企業資助農村科學教育硬件建設，如實驗室、電腦的配置等等，以提高農村學生的動手操作與收集資料的能力。像北京的桂馨慈善機構這幾年一直資助農村小學科學的發展就是一個典范。另外，應支持和鼓勵舉辦各類與科技有關的輔導班，如果這類科技興趣能像當今學作文、鋼琴一樣普及，我想學生的科學素養不愁不能提高。

5.重視家庭教育的有效輔助作用。調查發現農村學生比城市具有更高的社會責任感和家庭責任感，也更容易與同學進行合作。所以建議城鎮的家長要改變觀念，能積極配合學校教育，有意識地通過各種有效途徑提高孩子的科學素養，即便自身素養不高也能得到彌補。比如城市的家庭需要在全家一起參與到科學知識、科學探究方法學習的基礎上，有意識地讓學生主動地承擔一定家務，培養他們的責任感；讓他們參與到家庭的聚會討論中，培養他們與他人交流并有效進行合作的態度。農村的家庭則多與孩子一起觀看具有科學性質的書本或電視，以彌補農村學生在生命世界及宇宙與空間等知識方面的不足。同時，鼓勵孩子利用家里的廢舊材料進行科學制作，以培養孩子的制作能力；多給予孩子自己表現、自己做決定的機會，培養孩子的自主性。

[1]解紅暉.科學素養概念化進程及特征探究[J].寧波大學學報：教育科學版，2009，（8）：25.

課題項目：*本文系2011年度教育部人文社科課題《“第二代”綜合科學課程的理論與實踐》（項目號：11YJA880002）、2011年度浙江省哲社科規劃項目《浙江省科技教育改革與發展研究》（項目號：RZ1110017）的研究成果之一

G640

A

1674-9324（2014）43-0091-04

蔡志凌（1965-），男，浙江溫州人，溫州大學教師教育學院教授，碩士，主要從事教師教育，科學課程與教學論的研究。