科學態度測量的研究進展及啟示 お

張紅洋 張珍

科學態度是科學素養的核心要素，是科學教育的重要內容.培養學生形成正確的、積極的科學態度是科學教育的重要目標之一.我國理科課程標準（物理、化學、生物等）都將“對學生情感、態度和價值觀的教育”作為科學教育三維目標中的一維而明確提出.

科學態度具有顯著的學科相關性，物理學作為自然科學的基礎學科，在培養學生科學知識、科學方法、科學思維、科學態度等方面發揮著重要作用.然而，科學態度的研究，尤其是物理科學態度的研究在我國尚未得到足夠重視，有關科學態度的測量和評價則更缺乏科學工具，本文主要對科學態度測量研究等方面的進展和趨勢進行討論.

1 科學態度的內涵[HT]

科學態度的研究始于20世紀60年代，最初研究者將科學態度納入科學思維的范疇，并將情緒反應等同于科學態度.隨著科學態度研究的不斷深入，科學態度的內涵得以豐富和深化.當今存在著兩種典型的理解，第一，科學的態度（scientific attitudes）.科學的態度是指一個人解決問題、評估意見與信息、下決策的方式，也指對與科學有關的事物、想法或者活動的一種情感傾向.陳英豪認為科學的態度是指個人運用科學方法探究科學知識，并將其應用于日常生活的意愿、習慣和處置方式的總稱；第二，對科學的態度（attitudes toward science）.對科學的態度是指人們對事物的一種情感、信念和價值觀，這種情感的對象可以是科學學科本體或學?？茖W課程，也可以是科學家自身或科學家對社會的科學影響，如對科學家的態度等.若從教育的角度討論學生的科學態度，研究者更加傾向于前者，即學生是否具有科學的思維方式以及解決問題的能力.

2 科學態度的研究進展

2.1 科學態度研究歷程

科學態度的測量和研究對科學教學會產生非常重要的影響.研究者通過讓學生進行科學態度測試，了解學生科學態度現狀，把握學生學習狀態，分析學生心理，進而探究學生科學態度的培養與教師教學行為、學生學習方式、課程選擇、性別、年齡等因素之間的關系，提高教學效率.

由于科學態度屬于情感領域，因此很難去客觀地評價.近30多年來，研究者廣泛借鑒教育心理學、社會心理學、心理測量學等其他學科領域的研究成果，對學習過程中的情感評價開展了許多研究，總結出很多具體的評價方法.包括以下幾種：（1）觀察法；（2）談話法；（3）調查法；（4）李克特量表等.其中，李克特量表（Likert Scale）是測量態度最常用的方法之一，是由一系列相互關聯的項目或敘述句組成，由測試對象對這些項目作出判斷和響應，據此來推斷其態度的取向和強弱.

針對科學態度的測量研究者開發出了一系列工具，如：TOSRA（Test of Science Related Attitudes）、VASS（Views About Science Survey）、MPEX（Maryland Physics Expectation survey）、ATSI（Attitudes Toward Science Inventory）、ATSSA（Attitude Toward Science in School Assessment）、EBAPS（Epistemological Beliefs Assessment about Physics Science）、VNOS（Views of Nature of Science）等，也有針對教師科學態度的測量工具STAS-II（The Science Teaching Attitude Scale-II）.然而，態度的測量工具的開發具有很大的挑戰性，往往需要研究者對態度量表進行不斷地修正與完善.

2.2 物理科學態度測量工具

根據不同學科的學科內容、學科結構及其特點，科學態度的測量工具也有所不同.國際上最為典型物理科學態度測量工具有：VASS（Views About Science Survey）、MPEX（Maryland Physics Expectation survey）和EBAPS（Epistemological Beliefs Assessment about Physics Science）.

為幫助讀者對這三種物理科學態度量表有更多的了解，下面略作介紹.

（1）VASS是由美國亞利桑那州立大學于1993年開發的一種物理科學態度測量工具，量表由50個問題構成，測量內容是從科學內容和科學認知兩個維度設計的.科學內容維度包含科學知識的結構性、有效性以及科學方法三個方面；認知維度包括學習能力、反省思維以及與科學的相關性三個方面.

（2）MPEX是美國馬里蘭大學物理教育研究小組于1998年開發的一種態度測量工具，旨在研究學生的態度、信念和期望對物理課程學習結果的影響效應.該量表包含34個問題，使用李克特五點量表，主要從獨立性、連貫性、概念、現實聯系、數學聯系和成就等六個維度對學生進行物理科學態度進行測量與研究.

（3）EBAPS態度測量工具創始于1999年，由美國加州大學Andrew Elby等人開發，旨在調查學生對科學知識和物理學習的認知觀點，由30個問題組成，測量內容包括學科知識結構、知識與學習的本質、實際應用、知識的發展以及學習能力等五個維度.

上述三種態度量表在研究學生的物理認知、物理方法、實踐應用及評估學生物理科學態度中起著積極的推動作用.但為了深入了解學生科學態度與專家的科學態度之間有什么差異，從而引導學生建立起專家解決問題的思維方式以及熟練掌握物理知識結構的能力，美國科羅拉多州立大學歷經數年于2006年開發了CLASS科學態度測量工具.

2.3 CLASS物理科學態度測量工具

2.3.1 CLASS測量工具介紹

隨著人們對科學態度內涵認識的不斷加深，以往的物理態度測量工具不能滿足當前的研究需要.在此背景下，2006年由美國科羅拉多州立大學開發出一種新的態度測量工具即-CLASS（Colorado Learning Attitude about Science Survey），作為測量學生對物理學科以及物理學習態度的工具，具有顯著的物理學科特點.該工具在吸取了前三種測量工具優點的同時，包括了廣泛多樣的測試內容，比如增加了對學生態度研究的教育實踐解釋維度的內容；采用簡潔明了的問題陳述方式和里克特五點量表應答方式.不僅有利于研究對象對測量內容的理解，且縮短了測試時間.當然，該測量工具的信效度經過嚴格的測試，具有很好的信度和效度，并得到廣泛應用.

CLASS最早開始是針對物理學科內容而開發的，從八個維度來測量，其中包括：⑴真實世界的聯系；⑵個人興趣；⑶意義建構；⑷概念的聯系；⑸概念理解的應用；⑹一般問題的解決；⑺解決問題的信心；⑻問題解決的熟練度.每個維度包含4-8個陳述，總計由42個研究問題組成.隨著對CLASS測量工具研究的深化和擴展，對科學態度的測量已從單一的物理學科擴展至化學和生物學科，根據不同的學科特點，其內容也存在差異.物理學科測量內容由42個問題組成，化學測量內容由50問題組成，生物測量內容則由32個問題組成.

CLASS科學態度的研究在于揭示學生科學態度水平及其影響因素，研究在教師以及其他外界因素的作用下，如何促進學生由“新手型態度”向“專家型態度”轉變.研究者將被調查者的態度與物理學專家的觀點進行對比，得出被調查者與專家觀點的一致性水平，根據一致性水平的高低，將學生態度分為“專家型態度”和“新手型態度”.持“專家型態度”的學生思維方式與物理學專家相似，他們認為物理學是建立在以實驗為基礎的相互關聯和支撐的物理學知識概念框架，物理與人類發展和日常生活的聯系十分緊密；持“新手型態度”學生則認為物理是由教師所傳遞的零散信息，與日常生活沒有實質性聯系，未能將物理知識與大腦相關的認知結構進行聯結，而是將物理學習作為一種機械的概念記憶過程.

2.3.2 CLASS態度測量的典型研究

由于CLASS自身獨特的優越性，因此在有關科學態度的測量研究中得到了廣泛的應用，現就相關的研究及發現進行簡單列舉.

（1）物理科學態度與學業成績的關系

美國科羅拉多大學K·K·Perkins與W·K·Adams等人利用CLASS探索學生物理科學態度與學業成績之間的關系，研究發現學生的科學態度在物理課程的選擇以及在這些課程中注意力的集中方面都發揮著重要的作用，學生的物理科學態度與物理學習之間呈現正相關關系，科學態度測量中的贊同率高的學生其學業成績相對較高.

（2）學習方式與科學態度之間的關系

墨西哥普埃布拉博尼梅瑞塔自治大學的Mirko Marusic和Josip Slisko通過使用CLASS研究了兩種不同學習方式對學生科學態度形成的影響，這兩種學習方式分別為PQR（閱讀、展示、提問）和ED（實驗、討論），研究結果發現兩種學習方式對學生科學態度的提升均具有一定的促進作用.但是ED較PQR而言，對學生科學態度提升的作用更大.

（3）學習興趣與科學態度之間的關系

美國科羅拉多大學K·K·Perkins與M·M·Gratny等人通過使用CLASS研究學生學習興趣與科學態度之間的關系，研究結果發現學生的物理學習興趣與科學態度呈正相關（r=0.65），在測試中表現為專家型態度的學生同時也對物理學更感興趣.在對學生物理學習興趣轉變的原因進行分析時發現，教學過程中強調物理學與現實生活的聯系對學生興趣的提升具有顯著作用，而不恰當的教學方式則會導致學生對物理興趣下降.

（4）性別與科學態度之間的關系

相關研究發現男生的測量結果較女生而言更接近專家型，在CLASS量表近一半陳述中顯示出顯著的性別差異，尤其是“真實世界的聯系”、“個人興趣”、“解決問題的自信”、“問題解決的熟練度”等維度女生顯著低于男生，而在“努力與成就感”維度則高于男生.美國科羅拉多大學Kara E·Gray等人的研究發現，女性更善于去揣測專家的觀點，但是對專家觀點的贊同率卻低于男性.

3 啟示

態度測量作為心理測量和教育測量的重要組成部分，其測量結果對于教師教學以及教育決策的制定均具有重要的借鑒意義.但由于態度本身屬于情感領域，難以測量，不易量化，因此研究者需要對科學態度的測量工具不斷改進和提升.CLASS是目前國際上較為權威的物理科學態度測量量表，使用CLASS進行的教育研究得到了廣泛認可，相關的研究結論也給了我們很多啟示.然而我國的科學教育相對歐美國家來說還存在差距，雖說在我國科學態度教育已經受到了較多的重視，但在實際的教育教學工作中情況仍不容樂觀，而且基于不同國家的社會政治經濟制度、教育傳統以及人口等因素，學生科學態度測量結果也會有所差異，因此，提升我國教育研究者對科學態度的研究意識，實施科學態度測量，研發客觀、科學、適合我國國情的態度測量工具十分必要.

【本成果為：2013年陜西省教育科學規則課程（SGH13061）階段性成果】