“鄉村振興”背景下小學全科師范生科學素養提升策略
——以合肥幼兒師范高等專科學校為例

(合肥幼兒師范高等專科學校 安徽 合肥 230013)

1.問題提出

1995年5月，《中共中央、國務院關于加速科學技術進步的決定》中首次提出科教興國戰略，提高全民族的科學文化素質，要實現鄉村振興戰略，對鄉村孩子的科學教育不容忽視。十九大明確了鄉村振興戰略的目標任務，2018年中央一號文件又對鄉村振興戰略作出全面部署，習近平總書記在參加兩會代表團審議時，對鄉村振興戰略又作出更詳盡指示。可見實現鄉村振興，是歷史的必然、時代的要求，是實現“中國夢”的必經之路。要實現鄉村振興，關鍵是人才。鄉村小學教師作為引路人，是培養成才的重要人力資源。合肥幼兒師范高等專科學校作為安徽省首批鄉村小學全科教師的定向培養單位之一，肩負著實現本省鄉村振興目標的歷史使命，任重道遠。我校在人才培養方案中，強調培養具有“博雅強實”、“一專多能”、適應鄉村振興戰略的小學全科教師，顯然，自然科學素養的培養應與其它學科齊頭并進。

從研究者分析科學素養構成要素綜述：霍德森把學科素養分為學習科學知識、理解科學和做科學[1]；王素認為，科學素養有四個核心因素：對學技術的理解；對科學、技術、社會三者關系的理解；科學的精神和態度；運動科學解決問題的能力[2]；吳俊明將構成要素分為認知層面、感情方面、意識和行為四個層面[3]。本文從科學知識、科學態度、科學精神三個維度設置問卷，調查小學全科師范生目前的科學素養水平，并對調查結果進行詳實分析，提出改進實施方案，進一步促進師范生整體科學素養水平的提升。

2.結果與分析

本問卷參考第九次中國公眾科學素養調查問卷、義務教育階段教師科學素養調查問卷，并結合我校小學全科師范生的實際情況進行編制。問卷內容包括師范生的基本信息、科學知識測試題、科學態度和科學精神評估題，同時也對學生獲取科學知識的途徑和提升科學素養水平存在的困難進行了深入的調查。問卷共設置了判斷題、單選題和多選題三種題型。

2.1 學生基本信息分析

本次調查樣本是我校2016、2017級小學全科教育專業師范生，發放586份問卷，回收551份，有效回收率為94.02%。女生468人，男生83人；71.14%的師范生來自農村（392人），僅有32人來自于城市；494人年齡在15-17歲，占總人數的89.7%。

2.2 問卷信度和效度分析

利用SPSS軟件對調查問卷的信度檢驗，測量問卷設計的合理性、內在一致性，檢測出Cronbach的Alpha系數是0.861，一般認為編制的量表信度不低于0.60，因此整份問卷信度達到了要求，可作為正式問卷（表1）；利用SPSS對調查問卷的效度進行KMO與Bartlett檢驗，測量問卷能否有效測量各項變量、各問題與實際要研究的問題中的概念相符合的程度，得出KMO值為0.774，顯著性概率P＜0.05,表示問卷具有結構效度，適合做因子分析（表2）。

表1 信度檢測結果

表2 效度檢測結果

2.3 科學知識掌握情況分析

本問卷共設置60道有關自然科學知識的題目，涉及數學、物理、生物、化學、地理、計算機六大學科，每個學科設置10個題目，答對1題記作10分，答錯記作0分,滿分100分。從問卷數據分析（圖1），學生科學知識平均得分是65.5分，這與調查問卷中有283位同學（51.36%）認為自己的科學知識不扎實、需要查缺補漏是相符的，尤其是化學(52.9分)和生物學科(56.7分)更需強化。

圖1 科學知識調查情況

2.4 科學態度和科學精神分析

美國先進科學協會頒布的《2061計劃》中提出的科學態度主要是指對事物的好奇心、尊重事實、批判思考、靈活性、對變化世界的敏感性等內容。中國學生發展核心素養文化基礎方面中提到的科學精神是指“學生在學習、理解、運用科學知識和技能等方面所形成的價值標準、思維方式和行為表現，具體內容是指執著探索、質疑批判、創新改革、求實求真、嚴格精確等內容。”本問卷結合小學教育專業師范生特點，設置有關科學態度和有關科學精神的題目共17道，采用五級量表“非常同意”、“同意”、“不確定”、“不同意”、“非常不同意”的形式，相應的記分為5、4、3、2、1，對學生科學態度和科學精神現狀情況進行定量評估（圖2）。科學態度方面，學生尊重實證維度均分為4.38分，說明學生對科學要尊重事實的態度認可度較高；好奇心維度均分為4分，說明學生尋求科學知識、進行科學創造的欲望較強；靈活性和對世界變化的敏感性維度表現一般；而批判思考的均分僅有3.28分，說明學生比較依賴于權威，獨立思考、判斷、提出獨特的見解的意識較弱；科學精神方面，各維度得分情況都在3.5分及以下，特別是質疑批判和創新改革維度分數更低，這與學生長期的依賴教師和被動學習是息息相關的。

圖2 科學態度和科學精神現狀調查情況

3.影響因素

經對我校2016、2017級小學全科教育師范生科學素養調查問卷分析，得知學生科學素養整體水平不高，影響因素將從客觀和主觀兩方面分析。

3.1 客觀因素

我校小學教育專業師范生71.14%來自于安徽省農村地區，分布于16個地級市，通過與抽樣學生面對面交談了解到，學校把科學課作為副科，放在無關緊要的位置，甚至被所謂的主課以補課形式占用；師資力量薄弱，專業科學教師少、教學設備陳舊，每周課時量較少，課堂教學僅停留在枯燥的理論知識層面，許多科學實驗無法正常開展。經對16級和17級學生科學知識掌握情況進行分析（表3）得知，兩年級之間不存在顯著性差異，出現這種情況說明學生進入我校以來，學校及系部沒有針對學生科學素養水平不高的現狀而采取相應的措施。況且學生聽科普講座、參觀博物館、校內外科普信息交流等次數無法實現一月一次 （圖3）。在對目前提升學生科學素養水平存在的主要困難這個問題上，有51.36%的學生認為自己的科學知識不扎實，教學沒做到查缺補漏；49.18%的學生認為開的科技類活動較少，沒有形成良好的學習氛圍；47.01%的同學認為科學類選修課程開設甚少；43.56%的學生認為系部沒有經常組織學生進入到校進行參觀、交流、開展活動；有超過30%的學生認為理科教師教學內容及教法陳舊，上課沒有進行知識的拓展、理科實訓室沒有正常投入，缺乏實驗操作場所、沒有經常請專家來校進行科學知識普及、學校也缺乏專業的科技輔導員開展科技指導工作。

表3 科學知識模塊兩年級獨立樣本顯著性檢驗

圖3 小教學生獲取科技信息途徑（經常：一月一次；偶爾：半年或一年一次）

3.2 主觀因素

小學教育專業學生由于享有國家“包分配”的權利，無形中降低了學習的標準，學業成績達到合格成為大多數人的最終目標。雖科學信息獲取途徑較易，但獲取主動性較弱：如圖1顯示僅8.83%的學生做到經常借閱科技書籍，16.23%的學生在互聯網瀏覽科技信息，而大部分學生僅偶爾甚至從沒有主動獲取科學信息。且89.7%的師范生年齡在15-17歲，作為未成年人，自我管理意識和能力較弱，特別是對手機的控制力更弱，根據調查（圖4），學生每天利用手機進行娛樂時間為2-3小時的比例為22.41%，而超過3小時以上的比例為63.2%，癡迷于網絡世界，無心向學，學習興趣及效率嚴重低下是大多數師范生的常態。

圖4 使用手機時間

以上的主客觀因素都極大地影響了學生學習科學知識的興趣，成為培養學生的科學態度和精神的障礙,更成為限制學生科學實踐能力提升的絆腳石，最終影響整體科學素養水平的提升。

4.提升策略

在“鄉村振興”背景下，培養適合農村教育發展和新農村建設的小學全科鄉村教師，必須要綜合以上各方面因素，對癥下藥，提出合理有效的培養策略。

4.1 優化課程設置，增加科學類選修課

我校小學教育專業課程設置是根據國務院辦公廳《鄉村教師支持計劃（2015-2020年）》和國家教育部《關于實施卓越教師培養計劃的意見》的要求，結合安徽省鄉村基礎教育發展需求，構建以能力培養為主要導向的課程結構體系，由通識課程、專業課、教育課程和綜合實踐課程四部分構成。從表4可以看出，課程設置采取先分科、再綜合，先理論、再實踐，層次、目標性明確，在“核心素養”的理念下全面培養與提升師范生的科學素養水平，以期更好的適應小學科學教學。但通識課程完全以必修課的形式存在，且學生主要學習書本上的理論知識，科學發展的前沿知識不能充分的了解，科學實踐能力也得不到很好的培養，這樣會延遲學生科學素養水平的提升。因此，可以在保證通識課程按期完成的基礎上增設相應的科學類選修課程，使科學課程體系更加系統化，同時滿足學生對科學知識多途徑獲取的需求（47.01%的同學認為科學類選修課程開設甚少）。本文把約翰·彼格斯和凱文·科利斯教授以皮亞杰的發展階段論為基礎建立的“SOLO分類理論”應用在科學類選修課程設置上，以期通過可觀察的學習成果，及時評估學生達到的科學素養水平層次[4]（表 5）。

表4 初中畢業起點五年制小學教育（全科教育）專業科學類課程設置

專業課程初等數論（必修）速算與趣味數學（選修）現代農業科技（選修）環境科學（選修）計算機組裝與維修（選修）第四、五學年修完教育課程生活中的科學技術（選修）小學科學實驗與制作（必修）小學數學課程與教學（選修）小學數學思維訓練與指導（選修）小學科學教學活動與設計（選修）綜合實踐課程一、二、四學年分別進行一周

表5 科學選修課程

4.2 提升理科教師的職業素養，構建高效課堂

《中華人民共和國教育法》對教師內涵的解讀是：教師是履行教育教學職責的專業人員，承擔著教書育人，培養社會主義事業建設者和接班人，提高民族素質的使命。為了適應教育的要求，教師應具備相應的基本素質：正確的政治方向和高尚的道德情操、扎實的基礎知識和合理的知識結構、優秀的教學能力和出色的科研能力、職業心理健康。作為培養農村小學教師的學校來說，我校教師的基本素質需要達到更高的水平層次。

4.2.1提升熱愛學生的情懷，培養積極樂觀的職業態度

蘇霍姆林斯基在《帕夫雷什中學》一文中說：“一個好教師意味著什么？首先意味著他熱愛孩子，感到跟孩子交往是一種樂趣，相信每個孩子都能成為一個好人。”教師應該把每位學生放在心上，帶著愛心去教育學生。在實際教學中多些微笑、多些表揚、多些耐心，逐步形成親密型師生關系，師生交往正常而頻繁，相互理解，相互信任，相互尊重，教學氣氛生動活潑，師生配合默契，教學相長，人際關系融洽和諧。教師在職業活動中也需要有積極樂觀的態度和精神狀態，特別是當我們在教育和教學活動中遇到困難或障礙時，如面對學生屢次違反課堂紀律或學習能力比較弱時，如果沒有積極樂觀的態度，就沒有足夠的信心和勇氣，也難以把教育教學工作真正做好。

4.2.2科學并藝術地設計組織課堂教學

課堂教學是對學生知識輸入的核心過程，課堂教學的科學性是保證學生學習科學性的前提，更是對學生核心素養培養的關鍵因素。課前充分的備課，首先教師要確保知識正確性、課堂教學結構合理性、教法和學法的適用性、課堂教學各方面具有藝術性。其次科學課堂的設計要把學生作為課堂教學的中心，從學生的年齡特征、認知水平、心理特性、個體差異、接受知識的能力、最近發展區等方面考慮，預設學生在課堂上的情緒狀態、參與狀態、交往狀態、思維狀態和生成狀態。最后要考慮到學生的日常知識經驗。在設計教學時，讓學生意識到所學的科學知識取之于生活、用之于生活。如：學生學過綠色植物的光合作用后，希望學生會在家中養殖花草，從而減少家中二氧化碳的含量，增加氧氣的含量，營造清新的家庭環境；學生學過合理健康的搭配飲食后，希望能查閱資料，了解在生活中喝碳酸飲料的弊端，從而盡可能避免自己或他人飲用，保證身體健康成長；學生學過水資源的匱乏的知識后，希望能夠做到生活中節約用水，并普及與節約用水相關的科普知識。

在課堂教學環節，首先要重視導入的重要性。“良好的開端是成功的一半”，導入方式要符合教學的開展，方式要靈活多樣，除了運用傳統的復習舊課引入新知的導入方式外，還可以設計出故事、實驗、情境、話劇等具有藝術性的導入方式，能自然地把學生的無意注意轉化成對課堂教學任務的有意注意；其次，根據理科課程的特點，在教學過程中巧妙地利用直觀可感知的事物、圖形、模型、視頻等來描繪抽象知識的原型，能夠加強學生的印象記憶，促進對科學知識的理解，同時設計有趣的演示實驗、分組實驗、小組游戲、知識競答等教學形式，可以極大地調動學生學習的積極主動性，有利于學生注意力的集中和學習興趣的激發，增強師生間的交流和互動；最后，做好課堂總結。“課堂教學的總結對學生的學習具有歸納、小結的作用，對他們的思維起著整理的作用，對整堂課的教學起著“回爐”提煉的作用”。教師可以根據教學內容、學生特點等采用靈活多樣、生動活潑的總結形式，進一步加深學生對課堂教學的印象，牢固的掌握知識點之間的邏輯關系，主動建構獨特的知識網絡，完善科學文化知識。

4.3 改革傳統實驗教學，注重探究性實驗

“當前我國科學教育在實驗教學方面存在著諸如實驗教學知識化、實驗教學形式化、實驗教學虛擬化、實驗教學邊緣化等問題”[3]。這些做法忽略了實驗教學的根本目的，嚴重影響了學生的科學素養水平的提升。鑒于此，根據化學學科核心素養的要求，學校應制定相關的實驗制度，改革傳統實驗教學的不足，促進教師重視演示和分組實驗，凡是教材上要求的實驗操作必須認真對待和完成，盡可能的把演示實驗設計成分組實驗。教師還應該重視探究性實驗，培養學生的質疑能力和創新能力。教師在設計探究性實驗活動前，要充分了解學生身心發展特點和現有的科學知識水平，依據“最近發展區理論”，設計出系統的符合學習主體的實驗活動。

如在“基于化學實驗異常現象的學生科學探究能力提升策略研究”的課題中，我們課題組成員以實驗異常現象為研究對象，設計出系統的實驗活動和流程，學生在教師的引導下自主地按照實驗流程（圖6）分組進行實驗探究活動，最終找出引起異常現象的本質原因。在此過程中學生探尋未知世界的好奇心和求知欲被激發；學生的科學知識被提取、整合、重新建構；不斷創新、勇于質疑、協同合作、堅持不懈的科學精神也得以培養。學生在體驗科學探究的艱辛與成功的喜悅同時，易將科研的種子深植于他們心中，為將來成為創新型人才打下堅實的基礎。

圖6 異常實驗現象探究環節

4.4 開展科學實踐活動，積累豐富的科學知識

每年寒暑假及周末學校會組織學生開展社會實踐 “三下鄉”活動，以便更好的接觸社會、了解社會、利用所學知識和技能為社會服務。在這期間，可以組織部分學生開展科學實踐活動，了解生活中的科學知識，掌握科學原理，靈活運用科學知識，讓學生在“實踐中學習”。“實施科學實踐活動要具備4個要素：富有意義的選題、合理的實施過程、詳實的原始資料、良好的活動結果”[3]。首先，選題要和學生的生活經驗密切相關，同時要具有趣味性、探究性、拓展性、實踐性等特點，才能激發學生的好奇心和求知欲，使學生積極主動的參與；其次，在實施過程中教師的主導作用和學生主體性的發揮要協調統一，教師指導學生要點到為止，留給學生足夠的思考空間，學生以小組為單位，根據選題設計合理的科學實踐活動過程，經教師核查修改后進行活動方案的實施，并詳細記錄第一手資料為后期科學實踐活動的順利開展提供佐證；設計方案讓學生盡可能的通過小組合作發現問題尋找解決問題途徑；最后，活動成果要以小組為單位進行展示、匯報，在此基礎上教師對活動成果進行評析、指導，并經修正后制作成冊，方便師生交流學習。例如：皖北地區的學生可開展以糧食作物為主題的系列科學實踐活動，在教師的指導下，通過查閱資料設計合理的方案并進行實施，記錄小麥、玉米、大豆等糧食作物在選種和播種期間的注意事項，熟悉生長過程中進行灌溉、施肥、噴灑農藥的最佳時期和用量、參與收割、儲存等過程，在此基礎上教師指導學生深入調查農戶種植出的糧食作物在畝產量、質量等方面的差異，利用所學的科學知識和查閱相關的資料，找出導致差異的本質原因，把研究結果反饋給農戶，希望對提高種植質量有所幫助。在整個科學實踐活動中，學生的好奇心被激發，創新意識和能力得到培養，服務于社會的意識也得到加強。

4.5 校內外形成合力，普及科普知識

校內，在教師的指導下，學生自發成立科普協會，建立交流平臺，把瀏覽的科普知識及時上傳分享，定期開展討論會；組織學生定期開展校級的科普展進行學習和交流，鼓勵學生多積累素材，多進行創造；師生齊力，共同辦好每年一度的科技節活動，完善科技節活動方案、確定活動主題、豐富活動內容、建立表彰制度等，讓科技節活動發揮最大的作用，引導學生感受到科學的魅力和情趣。校外，采取“請進來，走出去”的策略，加強與外界的溝通與交流，請校外的知名專家、科技輔導員到校內開展系列講座及指導學生進行科技活動，讓學生及時了解科學發展的新動態，通過面對面交談解決存在的疑惑，進而樹立熱愛科學、崇尚科學的世界觀；教師定期組織學生赴名校參觀學習，感受名校的科技活動氛圍，欣賞名校學生的新創產品，逐漸積累科普素材；參加競技性比賽，如“生物標本大賽”、“科普知識競賽”、“創客比賽”等，以賽促進科普知識的學習與運用。