小学生科学素养现状调查研究-以贵阳市兴关小学为例

PAGEPAGEII小学生科学素养现状调查研究——以贵阳市市兴关小学为例摘要：小学生的科学素养的培养有赖于担负教育任务的广大小学生队伍的自身的科学素养，国内关于小学生科学素养的研究尚不多见。本研究采用自编调查问卷的方法，对265名贵阳市兴关小学的小学生进行问卷调查，目的是了解贵阳市兴关小学生科学素养的现状，为提高小学生科学素养提供参考。研究结果表明：（1）贵阳市兴关小学生的科学素养存在年级上的显著差异。（2）不同专业小学生的科学素养有一定的差异。主要是自然科学的学生与文科的学生在科学素养上存在一定的差异。（3）贵阳市兴关小学生的科学素养在教龄、性别、城乡方面的差异不明显。关键词：小学生；科学素养；调查研究

目录一、前言 1二、科学素养的相关概述 1（一）科学素养的概念 1（二）科学素养的内涵 1（三）提高学生科学素养意义 3（四）文献综述 4三、研究和分析方法 5（一）研究方法 51.问卷调查法 52.问卷的编制 5（二）研究过程 6四、研究结果及分析 6（二）兴关小学小学生科学素养调查结果分析 61.小学生科学素养与年级 62.小学生科学素养与该校城镇、农村学生 73.小学生科学素养与性别 74.小学生科学素养与小学科学学科成绩 7（二）兴关小学小学生科学态度调查结果分析 81.小学生科学态度与年级 82.小学生科学态度与该校城镇、农村学生 83.小学生科学态度与小学科学学科成绩 9五、讨论与建议 9（一）小学生的年级差异特点给提高小学生科学素养带来的启示 9（二）同一学校的城乡小学生差异特点给提高小学生科学素养带来的启示 10（三）小学生的科学学科成绩差异特点给提高小学生科学素养带来的启示 11参考文献 12PAGE13一、前言经过20世纪的激烈竞争，世界各国越来越多地把研究和制定走向未来的发展战略目光聚焦到了科学技术的进步上，聚焦到了人的素质的提高上.1996年的世界竞争力报告表明，现在国家之问的竞争己从原来的产品竞争、加工竞争和结构竞争，转向了国民素质的竞争。历史的实践、时代的发展使人们不得不认识到，国民素质，特别是国民的科学素养方面，已成为现代社会发展进步的最根本的制约因素。良好的国民科学素养不仅是20世纪发达国家兴旺昌盛的经验法宝，而且必将是21世纪各国扬帆远航的权基所在。二、科学素养的相关概述（一）科学素养的概念科学素养:科学素养一词源自英文“ScientificLiteracy”，是山文化素养，即基本文化水平引申而来的。科学素养的标准取决于科学素养的定义。山于中外文化的差异和对科学技术的普及所应该达到的效果的理解的差异，同时，由于还存在“素质”一词，人们对这个问题的理解就有所不相同.科学素养调查是从美国开始的。美国“2061计划”核心著作之一《面向全体美国人的科学》将“科学素养”定义为:“应理解科学核心概念和原理：熟悉自然界，认识自然界的多样性和统一性；能够按个人和社会目的运用科学知识和科学的思维方法。”（二）科学素养的内涵由于世界各国经济、文化、教育体制、教育思想、社会制度、宗教信仰、社会信仰、社会传统、意识形态等的差异，科学技术传播的方式也不一样，因此，世界上不存在适用于所有国家公众的统一的科学素养的标准，同时，科学素养的内涵也是随着时代的发展在变化的。20世纪50年代，科学素养注重“概念性知识”、“科学的本质”、“科学的伦理”。60年代，克劳普法解释科学素养是指“每个人所应具备的对科学的基本理解。它有五个方面:（1）了解重要的科学事实、概念原则和理论；（2）把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；（3）具有利用科学探究过程的能力；（4）理解科学性质的一般原理和关于科学、技术与社会的相互作用；（5）具有明智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣”。综上所述，世界各国对科学素养内涵的讨论涉及四个部分:科学术语和科学基本观点:科学的探究过程;科学对个人和社会的影响:科学学术研究团体的组织功能。随着时代的发展，各国对科学素养的表述尽管有所侧重，但其核心的因素有着共同之处。即：对科学技术的理解，包括理解科学技术的性质、概念、原理、过程:对科学、技术、社会三者关系的理解;科学的精神和态度;运用科学方法的能力、判断和决策的能力、与他人合作交流的能力、自我补充和继续学习的能力。我国从1992年开始进行的公民科学素养调查中对科学素养的指标解释是：（1）对于科学知识的基本了解程度；（2）对科学方法的基本了解程度；（3）对于科学技术对社会和个人所产生的影响的基本了解程度。只有在上述三个方面都达到要求者，才算是具备基本科学素养的公众。我国的一些教育学者认为，通过科学教育的训练和熏陶能使学生达到的科学素养包括五个方面：科学知识:科学工作者在科学实践中所获得的关于客观世界的各种事物的本质及规律性的认识。它是用系统概念和命题表达的，经过实践检验和逻辑证明的系统认识。科学方法：进行科学活动，必须运用一定的方法。这方法是人们在认识和改造客观规律世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和行为方式，是人们认识世界和改造自然的有效工具。科学精神：包括求真、求实、客观精神，合理怀疑和批判精神，创新精神，民主、平等、自由合作精神，人文精神，不断求知精神，超功利精神，探索精神，原理精神，群众参与精神，高瞻远瞩、超越前人的精神，宽宏大度、谦恭能达的精神，顽强执著、锲而不舍的精神。在科学发展史上，无数科学家以严谨的态度、辛勤的劳动、无私无畏的精神为人类的科学事业而耕耘、献身。他们的高贵品质为下一代树立了光辉的典范。在他们的影响下，在科学研究的交流的过程中，科学界逐渐地、自然而然地形成了一些约束科学家行为的规范和准则。科学态度：是通过对科学知识的正确理解和科学发展的整体把握而形成的科学信念和科学习惯。是科学教育的重要的学习目标。对实际问题，能够遵循事物本身的脉络，实事求是，做真实反映的倾向，即客观而公平、精益求精、存诚务实等。反对伪科学、迷信邪说、利用科学做杀人武器、利用科学做假冒伪劣、在科学上剽窃，等等。科学价值：对科学有一个共同基本信念和评估标准。对科学活动中的目的、行为、态度、选择等都能作出正确判断。如世界是可以认识的，科学设想是变化的原因，科学是一个产生知识的过程，知识的发展是不可避免的;即使遇到挫折也不会动摇。（三）提高学生科学素养意义学生作为一个个体，在复杂的社会中，有实现个人价值的愿望，有学会适应社会的需要，学生要具备科学的价值观，要用科学的态度和科学的精神来解决生活中遇到的问题，因而小学生必须要具备适应现代社会生活的基本科学素养。而且具备一定的科学素养有利于小学生自身专业的发展。提高全体国民的科学素养是我国科学教育的总目标，国务院日前印发的《全民科学素质行动计划纲要》中就要求要提高全民的科学素质，大力加强公民科学素质的建设。提高公民科学素质，对于增强公民获取和运用科技知识的能力、改善生活质量、实现全面发展，对于提高国家自主创新能力、建设创新型国家、实现经济社会全面协调可持续发展、构建社会主义和谐社会，都具有重要的意义。科学素养是科学文化素质中的一个重要组成部分。而小学生的科学素养是提高全体国民科学素养的基础。只有全民族的科学素养得到提高，科学技术才会发展的更快，经济才会加速发展，国家的可持续发展才能继续，但是我国公众整体的科学素养水平不是很高，所以提高公众的科学素养很重要。提高公众的科学素养的渠道是多方面的，但最主要的应该是学校教育。青少年时期的教育能为成人的科学素养打下良好的基础，如果在学校里没有很好的培养他们的科学能力，他们就会失去提高自身科学素养的最好机会，而在学校教育中最关键的在于高素质的学生队伍。学生具备一定的科学素养有利于学生学业的进步和良好人格的形成，有利于学生科学价值观的确立和科学精神的培养。如果学生不具备良好的科学素养，教出来的学生又如何会具有良好的科学素养呢，因此，培养学生的科学素养首先就要有科学素养高的学生，学生科学素养的培养与提高要走在公众科学素养的前面，小学生的科学素养是提高公众科学素养的基础。具有良好的科学素养可以提高小学生的教学水平。科学素养的内涵所包含的科学知识、科学方法和科学精神不仅为教学提供了知识基础，也为教学提供了方法论支持，有助于提升学生的道德情操。综合性的科学知识促使学生形成科学的、合理的知识结构；科学的方法培养了学生的创新能力和实践能力，为创造性的教学打下良好的基础，因此，良好的科学素养能够提高学生的教学水平。（四）文献综述关于科学素养与学生的有关研究我国目前还不多见，就现有的研究来看，主要是张奇、丁邦平等人的研究，他们通过分析个人的科学、公开的科学、历史的科学、社会的科学、技术的科学的科学课程框架以及小学科学教育的心理学、教育学基础，为科学课程和教学改革提供新的视角，同时说明在科学教育领域，学生尤其应该注重培养学生的科学兴趣、科学态度以及科学的价值观。决定科学教育水平的主要一个方面是师资。小学生科学能力的培养、科学态度的培养都对学生科学素养提出了更高的要求。一名学生在课程实施时必须有较高的科学素养，训练有素的学生应努力使目标行为与直觉思维保持平衡，创造丰富多彩的课堂环境，让所有的孩子自由自在的学习，分享责任和决策的制定。一个具有良好科学素养的学生，能在潜移默化中影响学生，使其养成科学精神。(曹维平，2002)要培养高度科学素养的学生需要一支高水平的学生队伍。在一些欧洲国家，从事科学教学的职业者的人数和/或质量成了人们越来越关心的问题。全欧洲似乎没有关于科学学生不断进行职业进修的措施的类别、范围或效果的有价值的数据，而不断进行职业进修是师资教育中对那些教授发展变化很快的科学科目的学生来说显然是极为重要的一个问题。美国对小学科学学生提出明确要求:(1)对科学、科学研究的本质和科学研究过程的深入理解;(2)对学习者学习的过程、方法和理论的深入理解和合理运用；(3)对学生错误观念的产生和矫正等方面知识的理解和运用。(张奇等，2001)相比之下，我国的自然科学学生队伍与发达国家有一定差距。科学技术的飞速发展要求我们需要以一种更加开明、反思和人性化的方式对科学进行传授和学习，这当中需要提高学生水平，使其与科学教育的新方法保持一致。(杜祖贻，2002)而目前出现的许多科学技术的错用和滥用或不能深刻了解科学技术导致的问题，都在警示我们不能忽视对于儿童时期的科学素养的培养。影响科学教育的因素很多，如:科学教育目标、科学教育课程设置、分科教学的弊端等等，但其中学生的科学素养作为影响科学教育质量的一个重要因素的确不容忽视。对作为基础教育的小学生的科学素养进行广泛的调查研究，针对问题提出相应的改进对策，是目前我们进行基础课程改革中一个值得讨论的问题。三、研究和分析方法（一）研究方法1.问卷调查法问卷调查是调查研究中最常使用的一种方法，它是指调查者用书面或通信形式收集资料的一种手段，即调查者就调查项目编成问题或表式，分发或邮寄给有关人员，请求填写答案，然后收回整理、统计和研究。问卷法具有方法简便，时间经济，匿名性强和效率高等优点。本次调查时问紧、涉及面较广，因此采用这种方法。样本采用分层随机抽样，抽取各级小学科学学生102人，师范学校毕业班学生57人。2.问卷的编制为了了解当前小学科学学生的科学素养及《自然》课的教学情况，并进一步了解他们对科学教育的看法及对师范教育的具体要求，以探讨提高小学生科学素养，推动小学科学教育的有效途径。我们设计了针对小学科学学生的科学素养调查问卷，并对小学科学学生进行调查。问卷的编制过程包括：（1）进行文献检索和整理确定贵阳市兴关小学科学教育的结构构想，并以此来确定问卷的基本框架，初步形成问卷的维度和题项。（2）根据框架构想并参照国内外有关科学素养的调查问卷编制预测问卷。（3）对贵阳市兴关的部分小学科学学生进行预测，并征询其意见进行题项分析与评定。（4）修改问卷，并再次征求相关学生的意见，确定正式问卷。（5）打印，并核对无误后统一印刷。（二）研究过程首先将问卷在一所小学的学生中进行测试，数据拿回后进行项目分析。项目分析结果表明测题中有49道题的鉴别度较好，其中第六题的鉴别度较差，故删掉。一个月后对这所学校的学生进行复测，根据复测结果，得出复测相关系数。测卷经修改后，在贵阳市兴关的4所城市学校和5所农村学校的小学生中进行测试，共发出问卷265份。问卷调查过程中，为保证问卷的科学准确性，要求学生在统一的时间里同时答卷，不漏答题，答卷过程必须独立完成，并写明自己的姓名、教龄、性别、年级、所教专业、所在学校。四、研究结果及分析（二）兴关小学小学生科学素养调查结果分析1.小学生科学素养与年级 把调查结果的总分按年纪求出中师、大专、本科不同年级小学生科学素养测验得分的平均数和标准差，列于表3。表3小学生科学素养(测验总分)的年级差异年级平均数人数标准差一31.7537674.9016二34.10001853.4723三35.4615133.1719合计33.57362654.0096从表3可以看出，现阶段小学生的科学素养存在年级差异，高年级的学生科学素养比低年级的学生的科学素养的平均数高，学生科学素养的得分均值随着年级的增高而增高。对不同年级小学生科学素养测验得分的平均数进行一元方差分析，分析结果表明：不同年级的学生科学素养水平差异非常显著（f=10.664；p<0.0001）。对不同年级学生间的差异水平进行对比差异检验，结果表明中师年级的学生与大专年级学生的科学素养水平差异非常显著（p<0.0001），与本科年级学生的科学素养水平差异非常显著（p<0.01）；大专与本科年级学生的科学素养水平差异不显著（p=0.438）。2.小学生科学素养与该校城镇、农村学生 把调查结果的总分按地区分别求出城市、乡村小学生科学素养测验得分的平均数和标准差，列于表4。表4小学生科学素养(测验总分)的城乡差异地区平均数人数标准差城市33.54581313.8383农村33.60071344.1845合计33.57362654.0096从表4可以看出，城市与农村小学生间的科学素养的测验得分的平均数差异不大，经方差检验，差异不显著(f=0.012；p=0.911)。分析结果表明：小学生科学素养水平的城乡差异不大。3.小学生科学素养与性别 把调查结果的总分按性别分别求出男、女小学生科学素养测验得分的平均数和标准差，列于表5。表5小学生科学素养(测验总分)的性别差异性别平均数人数标准差男34.4300503.0640女33.37441321544.1800合计33.57362654.0096从表5可以看出，男、女小学生间的科学素养的测验得分的平均数差异不大，男生的测验得分的均值略高于女生，经方差检验，差异不显著(f=0.012；p=0.911)。分析结果表明小学生科学素养水平的性别差异不大。4.小学生科学素养与小学科学学科成绩把调查结果的总分按不同学科分别求出常识、数学、语文外语、音体美及其他4个专业的小学生科学素养测验得分的平均数和标准差，列于表6。表6小学生科学素养(测验总分)的专业差异所教专业平均数人数标准差常识35.6500102.3339数学33.9367793.4066语文、外语33.7760964.2469音、体、美及其他32.7125804.2988合计33.57362654.0096从表6可以看出，不同学科间的小学生科学素养测验得分的平均数存在差异，常识专业学生的科学素养测验得分的均值略高于其他专业学生，经方差检验，差异不显著(f=2.462；p=0.063)。分析结果表明不同学科小学生的科学素养水平有一定的差异，但未达到显著差异的程度。（二）兴关小学小学生科学态度调查结果分析 1.小学生科学态度与年级把调查结果中的科学态度的测验总分按年级分别求出不同年级小学生科学态度测验得分的平均数和标准差，列于表8。从表8可以看出，现阶段小学生的科学态度测验得分的均值存在年级差异，高年级的学生比低年级的学生的科学态度测验得分的平均数高，学生科学态度测验得分的均值随着年级的增高而增高。对不同年级学生的科学态度测验得分的平均数进行方差分析，结果表明不同年级的小学生在科学态度方面的差异非常显著(f=8.058；p<0.0001)。表8小学生科学态度的年级差异年级平均数人数标准差一7.0597671.4861二7.78921851.3448三8.1538130.8987合计7.62262651.40112.小学生科学态度与该校城镇、农村学生 把调查结果中的科学态度测验总分按地区分别求出城市、乡村小学生科学态度测验得分的平均数和标准差，列于表9。表9小学生科学态度的地区差异地区平均数人数标准差城市7.64121311.3871农村7.60451341.4196合计7.62262651.4011从表9可以看出，城市与农村小学生的科学态度的测验得分的平均数差异不大，经方差检验，差异不显著(f=0.045；p=0.831)。结果表明小学生在科学态度方面的城乡差异不显著。3.小学生科学态度与小学科学学科成绩 把调查结果中的科学态度的测验总分按性别分别求出男、女小学生的科学态度的测验得分的平均数和标准差，列于表10。表10小学生科学态度的性别差异性别平均数人数标准差男7.5200501.1648女7.64652151.4519合计7.62262651.4011从表10可以看出，男、女学生的科学态度的测验得分的平均数差异不大，经方差检验，差异不显著(f=0.330；p=0.566)。结果表明小学生在科学态度方面的性别差异不显著。五、讨论与建议（一）小学生的年级差异特点给提高小学生科学素养带来的启示 （二）同一学校的城乡小学生差异特点给提高小学生科学素养带来的启示（三）小学生的科学学科成绩差异特点给提高小学生科学素养带来的启示（一）小学生的年级差异特点给提高小学生科学素养带来的启示从整个调查结果可以看出，小学生的科学素养的差异主要表现在年级方面，从总体上看，年级高的学生的科学素养高于年级低的学生。具体从科学素养构成的诸方面来看，高年级与低年级学生在科学知识水平上虽未达到显著差异的程度，但高年级学生的科学知识测验得分的均值高于低年级学生。其次，在科学态度方面，年级高与年级低的学生差异非常显著，年级高的学生的科学态度测验得分的平均分值高。第三，现阶段小学生科学方法及科学行为习惯也存在年级差异，高年级的学生比低年级的学生的科学方法及科学行为习惯的测验得分的平均数高，且差异也十分显著。调查结果不难看出，年级制约着小学生的科学素养。年级高，相对的科学素养就高。从总体上看，大专和本科年级的学生所表现出的科学素养水平相差不是很大，要提高小学生的科学素养，就必须提高学生的年级。据《2000年教育公报》统计，全国小学生中，大专及以上年级的学生仅占20.04%，辽宁省的比例略高，为26.84%。世界上的许多发达国家规定的学生的年级标准都比较高，70%-85%的学生受过大学教育。上海市正着手把小学生的年级提高到专科毕业。(张人杰，2000)我国正全面进行教育改革，作为经济对外开放的大连地区，正积极建设学习型城市，这是经济和社会发展对当代人提出的挑战。要培养更高素质，具有较高科学素养的人才，就必须重视起从小开始的基础教育。因此，建立有效的小学生培养途径，有计划地对小学生进行专科以上的年级教育，不断进行职业进修对小学生师资教育来说显然是极为重要的一个问题。另外，制定相应的科学素养标准，更有效的考察学生的科学素养水平也是一个急需解决的问题。（二）同一学校的城乡小学生差异特点给提高小学生科学素养带来的启示从整个调查结果可以看出，不同地区小学生科学素养有一定的差异。教常识专业的学生的科学知识测验得分的平均数略高于其他专业学生，有一定差异，但未达到显著水平；不同专业学生的科学态度差别十分显著，其中教常识、数学的学生的科学态度的测验得分的平均数高于语文外语和音乐、体育、美术及其他两个专业:教数学的学生与教音体美及其他专业的学生在科学态度方面的差异最为显著。而小学生科学方法及科学行为习惯水平与所教专业关系不大。以上调查结果显示，教自然科学的学生和文科学生在科学素养上存在一定的差异。音体美及其他专业的学生的科学态度不及数学学生的差异最为显著。从科学素养的整体来看，科学知识水平的高低在于科学工作者在科学实践中所获得的关于客观世界的各种事物的本质及规律性的认识。科学态度是通过对科学知识的正确理解和科学发展的整体把握而形成的科学信念和科学习惯。科学态度往往决定一名学生对待科学的认识和科学精神。在本世纪初，蔡元培先生谈及文理科学时，主张文理沟通。而目前我国小学生的教育依赖高等教育，高等教育的课程使文理隔离的现象十分普遍，文科学生基本不懂自然科学，理科学生对哲学、经济学等毫不感兴趣，学生的知识结构单一，这的确给我们带来启示，即对学生的培养应打破学科的界限，注意文理兼顾。随着社会经济和教育事业的不断发展，科学素养成为适应社会和文化战略转变而采用的一种策略，这对每个教育工作者和学生职业的要求也将越来越高，因此，在对学生的有计划培养过程中，加强对音体美专业学生的年级配置和对他们的职业综合培训。同时小学生的培养应有别于其他专业人才的培养，应改革高校教育师资的教育体制，注重对他们各学科知识及学生科学态度、科学方法和科学行为习惯等的综合培养，小学生的综合培养不能仅仅局限于“唱唱、跳跳、写写、画画”上，应全面提高他们的综合科学素养;作为学生，不能固守某一门专业知识，应根据社会的进步和发展，不断接受再学习，扩大和更新知识结构，让学生在接受各种不同学科的教育时，都能接受高水平的科学素养的教育和熏陶，从而适应未来社会的需要。（三）小学生的科学学科成绩差异特点给提高小学生科学素养带来的启示从整个调查结果可以看出，年轻学生的科学素养高于大龄学生。其中，年轻学生的科学知识、科学态度、科学方法及科学行为习惯的测验得分的平均数均略高于年老学生，其他阶段的学生科学知识、科学态度、科学方法及科学行为习惯的测验得分的均值差异不大。这个结果告诉我们，学生的科学素养与教龄的关系不是很大，但也给我们一个信息，即应重视对年轻学生的培养和使用，注重对年老学生的继续再教育。在调查中发现，25-35年教龄的学生仅有15.6%使用计算机，而年轻学生几乎都能使用计算机。教龄短的学生往往表现出的科学素养水平较高，这说明现阶段的学生素质高于以往的学生素质，这是一个好的现象，同时，我们也应重视老学生的职业进修和对新的科学技术的应用，把对学生进修的要求，同学生的加薪、晋级、职称评定结合起来，建立相应的激励机制和管理制度，加强不同教龄学生间的交流与合作，调动老学生的接受再教育的积极性；学生应把进修当作一个连续不断、持续终生的过程，不断提高