職前幼兒教師科學素養現狀調查與對策

趙 運 兵

(運城幼兒師范高等專科學校 教科研中心，山西 運城 044000)

習近平總書記強調，科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。公民科學素養是衡量一個國家綜合國力的重要指標。培養公民科學素養必須從娃娃抓起。幼兒園教師承擔幼兒園科學教育的重任，高水平的幼兒園教師才能開展高質量的幼兒科學教育，提升幼兒園教師科學素養迫在眉睫。中國科協調查顯示，2020年具備科學素質的公民比例達到10.56%。《全民科學素質行動規劃綱要(2021-2035年)》確定，2025年我國公民具備科學素質的比例超過15%，2035年達到25%[1]。調查表明，我國公眾科學素質水平較不平衡，學歷越高，公民科學素養越好，大學本科及以上學歷的公民具備科學素質比例達到38.89%，專科學歷公民具備科學素質比例為21.26%，高中及以上文化程度具備科學素質的比例為14.30%，遠超全國平均水平[2]。由此可見，公民受教育程度是影響科學素養的關鍵因素。幼兒科學領域的學習與發展依然是學前教育的短板，重視科學教育，提升職前幼兒教師科學素養教育成為當務之急。

一、職前幼兒教師科學素養的內涵

科學是人類認識自然界各類運動和變化以及社會發展、思維活動客觀規律的分科的知識體系。赫德定義科學素養，是指一個人對科學的基本理解。美國國際科學素養促進中心主任米勒教授提出科學素養的三維模型，包括科學知識、科學方法、科學與社會三個維度等[3]。科學知識是指人類與自然認識過程中產生的理論成果。科學知識包含科學事實、科學定律、科學假設、科學理論等。傳統科學知識體系包含物理、化學、天文、地理、生物等，現代科學知識體系包括物質科學、生命科學、地球與空間科學等[4]。科學方法是指探究科學問題的過程和科學研究方法，即科學探究過程和科學研究方法。科學與社會是指除了科學知識和科學方法以外的關于科學素養的所有內涵，包含科學精神、科學思想、科學態度、科學技術與社會、科學價值觀、科學文化等[5]。在我國，科學精神是科學素養的核心內容。科學精神是人類與客觀世界的認識和改造過程中創造出來的追求真善美的文化精神，培育科學精神是提升科學素養的關鍵。米勒認為，公眾科學素養就是指具有足夠能力閱讀報刊上各種不同科學觀點的詞匯量，和理解科學技術術語的能力，理解科學探究過程的能力，關于科學技術對人類生活和工作所產生影響的認識能力[6]。高職院校學前教育專業學生科學素養就是幼兒教師必備的科學素養，包含科學知識、科學方法、科學與社會三個維度[7]。

二、職前幼兒教師科學素養的現狀

參照李林霞問卷，從科學知識、科學方法、科學與社會三個方面編制幼兒教師科學素養調查問卷[8]。對運城幼師高專學前教育專業2019屆畢業生和山西省部分幼兒園在職教師科學素養開展問卷調查，發放問卷1861份，回收問卷1861份，有效問卷1805份。

(一)高考生科學素養遠高于對口生

如表1顯示，不同升學方式學生的科學素養差異極其顯著(t=7.774,p=0.000)。高考生的科學素養(M=70.31)要明顯高于對口生的科學素養(M=66.69)。高考生與對口生在科學知識(t=9.025，p=0.000)、科學與社會(t=6.224，p=0.000)維度上存在極其顯著的差異。高考生的科學知識得分(M=52.96)明顯高于對口生(M=49.67)。高考生科學與社會得分(M=10.91)明顯高于對口生(M=10.34)。科學方法維度也存在顯著差異(t=3.014，p=0.003)，高考生得分(M=6.67)高于對口生(M=6.46)。

表1 不同升學方式學前教育專業學生科學素養的差異分析

(二)父母學歷越高，子女科學與社會維度得分越高

如表2所示，父母不同學歷的學生在科學與社會(F=4.285，p=0.005)維度上存在顯著差異，父母學歷越高的學生得分越高。父母學歷是本科及以上的學生得分最高(M=11.07)，父母學歷是專科的學生次之(M=10.73)，父母學歷是專科及以下的學生得分最低(M=10.66)。父母專科學歷的學生科學素養總分以及科學知識、科學方法維度得分都低于其他。

表2 父母不同學歷學前教育專業學生科學素養的差異分析

(三)學前教育專業學生科學與社會維度得分低于在職幼兒教師

如表3顯示，學前教育專業學生與在職幼兒教師在科學與社會維度上存在顯著差異。在職幼兒教師科學與社會得分(M=10.96)明顯高于學前教育專業學生得分(M=10.70)。其他兩個維度上差異不明顯。在科學素養總分上，在職幼兒教師的得分(M=69.39)依然高于學前教育專業在校學生(M=68.89)[9]。

表3 學前教育專業學生與在職幼兒教師科學素養差異分析

三、職前幼兒教師科學素養現狀的成因

(一)高中比中職的科學教育實效性更高

高考生在中考升學成績較對口生更高，高中生比對口生學習基礎好。高考生聚焦升學唯一目標，數理化課程目標要求更為突出。高中課程設置數理化等基本科學課程，數理化知識和實踐學習更為系統。科學知識體系全面，科學知識結構完整，科學素養更高。對口生學習目標主要是就業，兼顧升學。面對就業和升學雙重壓力，職業中學開設課程主要面向職業，對接產業，數理化等基本科學課程比例較低，難度較小，不系統，教學中重實踐、輕理論，重技能、輕知識。對口生學習科學知識不系統，知識結構不完整。因此，高考生在科學知識維度上比對口生更好。

高中生和對口生都會參與實踐，但存在明顯差異。高中生重視科學理論學習與實踐結合，在實驗和實訓過程中驗證科學知識結論，深刻認識實驗對理論的重要性。對口生重視一線生產實踐學習，一線實踐與實驗實訓效果還是區別明顯，致使對口生在科學方法方面與高考生有顯著差異。

通過學習數理化，高中生的抽象理性思維發展比較成熟。對口生通過實訓培養具體操作能力，直觀形象思維得到發展，高中生與對口生思維方式發展出現差異，導致高中生在科學與社會方面明顯優于對口生。

總之，高中與職中不同的課程設置，不同的教學方式，不同的科學知識體系，不同的方法體系，不同的思維方式，對于科學的本質認識存在明顯的區別，致使對口生科學素養與高考生有明顯差距。

(二)學歷高的家長重視家庭教育中科學精神的培育

家庭教育主要是言傳身教。父母遺傳基因和受教育程度的差異，家庭教育環境不同都會導致孩子科學素養出現差異。家長的學歷決定家庭科學教育的高度。家長學歷越高，家長科學素養就越高，孩子科學素養越高。高學歷父母的孩子科學基礎更高。父母在生活中對于科學現象、科學事件、科學問題的處理和解決，都會對孩子的科學精神、科學態度、科學價值觀產生潛移默化的影響。

值得關注的是，本科以上學歷的父母受教育期間接受過更多科學知識的系統學習，擁有較為完整的科學知識結構，看待問題的視野更寬廣，對于更高層次的科學精神、科學態度、科學價值觀的理解更深刻，他們的認知通過言傳身教，會對子女產生深遠的影響。

(三)社會科普教育在科學方法上優于學校科學教育

學前教育專業未開設科學素養教育課程，在校生科學素養意識不強，只有日常生活中零碎科學知識的積累，只關注非常感興趣的科學信息或是教師資格考試指定的內容，科學信息已經被視為知識系統的補充和增益，導致科學與社會維度上在校生低于在職幼兒教師。另一方面，在職幼兒教師在教學實踐中，不斷面對幼兒提出的動物、植物、天文、地理、數學等各種科學問題。在職幼兒教師適應職業需求，必須具有更深層次的科學認知，思考解決生活實踐問題，諸如太陽能汽車、Wi-Fi、轉基因食物、納米技術等技術革新內容。將最新科學發現與教育理論相結合，引導幼兒感受新知，支持幼兒探索未知世界。因此在科學與社會上，在職幼兒教師明顯強于在校生。

科學素養差異表現在學習背景的不同。首先是在職幼兒教師多數第一學歷是中專或者高中，在中專或者高中曾經完整學習過數理化等科學基礎課程，而且數理化課程的目標及目標達成、課程實施、課程評價較為有效。但學前教育專業學生大多數是文科學習背景，缺乏數理化課程系統學習，科學知識結構不完整，導致其科學素養低于在職幼兒教師；其次，學前教育專業很少設置科學素養教育課程，在校生參與社會實踐的主動性不強，社會實踐經驗很少。在職幼兒教師能夠通過社會實踐獲取科學信息，如非典疫情、日本福島核泄漏、禽流感、新冠抗疫等科學事件認知科學與社會的關系。在職幼兒教師科學與社會認知高于在校生。再次，是科普教育與學校科學教育存在差異，科普教育實踐性強，有利于在職幼兒教師科學素養的持續發展。學校科學教育重視教學和實訓，不重視實踐與交流，導致學生科學素養不高。

四、提升職前幼兒教師科學素養的對策

科學素養是一個人對于科學的基本認識，是對科學本質認識的再深化。通過短期培訓或簡略學習很難提升科學素養。幼兒教師必須堅持長期的科學教育實踐和創新環境熏陶，才能深刻理解科學知識、科學方法和科學精神，繼而提升科學素養。

(一)深化科學教育改革，建立大中小學一體化的科學教育體系

科學知識內化是提升科學素養的必由之路。通過科學知識的系統學習，理解事物發展變化的規律。科學知識是人類認識科學過程中的成果。包含科學事實、科學定律、科學假說和科學理論。堅持深入學習科學理論，才能領悟科學真諦。

加強高職院校科學素養通識課程改革，可以借鑒美國綜合大學的經驗。借鑒哈佛大學的經驗，通過大班制的科學素養通識教育課程，幫助學生完善科學知識結構，理解不同科學領域的研究方法。學習哥倫比亞大學的做法，借助閱讀和小班化科學素養通識教育課程，強化科學方法的訓練，提高學生綜合實踐操作能力。一是創新科學教育理念。教育管理者一定要充分認識提升大學生科學素養的必要性。注重文理科的相互滲透，相互融合，探索科學素養與人文素養、藝術素養的綜合培養模式。注重培養科學精神和價值觀。強化生態文明教育，培育生態文明建設意識。二是拓展科學教育內容。建立小學、中學、大學等一體化的科學教育體系，完善一體化的科學教育內容。設置數學基礎課程，通過代數、函數、統計、概率、幾何等數學知識和邏輯思維的訓練，提升數學認知和數學邏輯思維能力。開設科學發展史的課程，通過學習科學史，讓學生從科學發展的歷史長河中汲取營養，形成嚴謹治學的態度，樹立敬畏科學，熱愛科學，崇尚科學的價值觀。增加科學方法教育課程，重視科學方法習得與訓練。開設STEM課程，融合數學、科學、技術與工程知識。三是加強高職院校科學教育實施。提升學前教育專業科學素養課程比例，引進科學教育優質資源，聘請數學、物理、化學、生物以及天文、地理等學科專家舉辦講座或講授科學課程，為學生解析科學領域的經典理論。加強校企合作，在校企合作實踐中探索科學實踐規律，習得科學方法，理解科學與社會的深刻關系。四是完善科學教育課程評價。科學課程的評價不同于專業課程，必須實施動態綜合評價。既要關注科學知識、科學方法、科學與社會的學習與訓練，又要強調科學教育教學實踐運用能力，還要考察科學精神、科學思想的認知和傳承[10]。

(二)重視科學閱讀與實踐，多元化、深層次培育科學精神

科學精神是指在科學研究過程中，科學本身所獨有的一種精神氣質及其關聯的科學思想、科學態度等。科學精神包含求真務實、批判質疑、開拓創新、人文關懷的精神。科學精神的熏陶一定要從科學史中汲取營養，體驗科學產生與發展的過程，領悟科學家實事求是、勇于探索和捍衛真理的精神。學習者感受科學家在科學研究中注重邏輯自洽、實驗驗證、批判接受的科學態度，感知科學家在不斷變化的環境中堅持探索創新，獲得未知見解和創新觀點，體會現代科學的團隊合作、人文關懷和相互信任的科學精神[11]。

家庭是一個人成長的原點。家庭是中國傳統文化傳承的重要載體。家庭教育的主要方式是言傳身教。家庭成員的科學素養對于下一代具有深刻影響。傳統的家庭教育中保守、穩定、功利、狹隘、含蓄、等級的觀念根深蒂固，制約和抑制科學發展的基因，壓制開放、冒險、創新、民主、平等、合作、分享等現代科學價值觀，排斥邏輯思維，不尊重實驗驗證。克服中國傳統文化中抑制科學的元素，大力提倡培育新時代科學思想。必須從娃娃抓起，從改進家庭教育開始，通過更新家長教育理念，提升家長素質，改造家庭教育方式，從而優化家庭教育效果。

重視閱讀科學經典著作，有利于系統把握科學發展的范式，是家庭教育的必由之路。通過閱讀人體組織、生活環境、物理環境、數學的本質、數學世界、科學發展歷史、科學的性質、技術本質、人類社會、改造世界等十個方面的經典科學著作，形成基本的科學認知和科學態度。芬蘭人正是通過閱讀提升全民科學素養，高素質的芬蘭人推動芬蘭國家成為生產力高度發達的經濟體。重視閱讀科技書籍、報紙、期刊的篩選，哲學、數學、自然科學方面的書籍非常多，必須堅持問題導向，圍繞科學主題，選擇相關圖書、相關文章、相關信息等。重視載體和平臺的選擇，通過錄音筆、電視、手機、電腦等多種載體閱讀與主題有關的科學信息[12]。值得一提的是，科學信息往往是抽象的內容，需要泛讀、細讀、精讀，有時甚至反復讀，才能完成對科學信息的吸收和內化。

(三)突出科學普及與知識融合，深化科學方法運用

提高幼兒教師科學素養乃政府職責。倡導科教興國，落實科普經費，開展科普活動，落實科普教育目標。開展科普實踐活動，如科普展、科學周、科學夏令營等。建立科普基地，培育科學文化生態，滋養先進科學文化，拓展科學文化宣傳，優化科學普及機制。堅持科學知識武裝頭腦，堅持科學思想滋養智慧、堅持科學精神培育價值觀、堅持科學方法培養好奇心。全面助力幼兒教師內化科學知識，體驗科學魅力，探索自然奧秘，激發探究興趣。

科學方法是科學研究過程中形成的實證研究或者思辨的方法。實證研究的方法主要有觀察法、調查法、實驗法和系統研究法等。觀察法是通過人的眼、耳、口、鼻、舌、身的感官去感受事物。觀察法直接感受事物變化的現象，只能總結出事物表面變化的規律。運用調查法，通過對事物變化間接的測試，獲得變化的數據，來判斷事物發展的規律。調查法只能獲得事物變化的統計規律，對于變化因素之間的關系，很難得出結論。運用實驗法，就可以通過控制自變量與變量的變化關系來探究事物發展的規律。思辨的方法主要有定義法、解釋法、判斷法、推理法等。對于事物的思辨，首先是形成概念，就是對事物進行定義。然后對概念進行解釋，包含其內涵和外延。概念與概念之間的關系就形成判斷。判斷與判斷之間的關系形成推理。訓練科學方法必須在實踐中才能真正學會。

科學實踐是社會科普中習得科學方法，探索未知、創造新知的最佳路徑。科普活動就是運用適切的途徑宣傳科學知識，習得科學方法，傳播科學思想，弘揚科學精神，繼而理解科學，消除迷信，培養人才，促進社會生產力發展的一種社會活動[13]。科學過程的體驗有助于提升科學實踐能力。從問題開始，提出猜想和假設，通過觀察、調查、實驗等實證方法驗證假設，形成證實或證偽的結果。培養動手做的實踐習慣，養成尊重事實的作風。圍繞主題，在觀察中滲透思辨，在調查中總結經驗，在實驗中驗證新知或探索未知。在科學實踐中，體驗科學方法的魅力，感受動手做的快樂，提升科學處理問題的能力[14]。

建立青少年科普教育平臺和實踐基地是提升科學素養的必由之路。少年宮、青少年活動中心、動物園、植物園、科技館、海洋館、航天公園等科普基地，尤其是天宮一號、天宮二號成為新時代科學普及的教育場域[15]。互聯網時代，自媒體成為傳播科學知識的重要載體。電視和微信已經成為傳播科學知識的主要方式，《是真的嗎》《加油向未來》《我愛發明》《科技史》等電視欄目中的優秀科學節目，微信公眾號《知識分子》《酷玩實驗室》《科壇春秋》《神州學人》也成為青少年獲取科學信息的有效途徑，尤其是中宣部《學習強國》互聯網平臺科學課程和廣泛的科學信息，成為全民學習科學的重要載體。