信息技術對提高學生科學素養的研究

回望三年來的科研歷程，是我們對建構主義的學習與教學方法探究的過程;是我們以學生為本積極促進其科學素養的提高的過程;更是我校把計算機教學和應用作為我校教育教學創特色上水平、實施素質教育突破口，并以此溶入我校的教育改革和科研工作的過程。

一、課題立項的背景

在世界高速發展的今天，科技已融入我們生活的方方面面，在給我們帶來極大便利的同時，也促進了經濟和社會的發展。鄧小平同志曾經提出：科技是第一生產力。由此可見，科學技術是一個國家和民族崛起的動力，而具備一定科學素養的人則是動力的源泉。在這樣的背景下，世界各國都注重培養本國公民的科學素養。在傳統的課堂教學中，學生科學素養的培養主要是依賴于科學課程，然而在科學課程的教學過程中，重科學知識的傳授，輕科學情感與價值觀、科學與社會的關系等方面的培養，這嚴重阻礙了學生科學素養的整體而全面的發展。在這種背景下，通過實際調查和文獻分析發現，在中小學的其他課程的教學中，尤其是信息技術課，對有關科學素養方面的內容的涉及則更為有限。

基于此，探討信息技術課能否提高學生的科學素養？信息技術課對提高學生科學素養的哪些方面有效？這對于改革傳統的信息技術教學，深化信息技術課程改革都是具有十分重要意義的。本課題的研究也是在此基礎上展開的。

二、課題研究的目標與具體作法

1、研究目標與內容

本論文的研究目標：在對科學素養理論的研究的基礎上，通過測量調查了解中學生科學素養的原有水平，然后選取實驗班進行教學控制，分析驗證相對于傳統一般的信息技術教學，是否有助于提升學生的科學素養，進而驗證，通過教學控制的信息技術課對學生科學素養的哪些方面有所提高，從而為信息技術的教學改革提供直接經驗或作參考依據。

課題研究的主要內容：

1） 探索中學階段學生科學素養的一些評價方法，為科學素養的測量提供依據。

2） 利用信息技術教學課堂，對課程內容進行整體教學設計，探討分析培養學生科學素養的途徑與方法。

3） 結合各級中小學生電腦制作活動，積極開展信息技術課外活動，探索一些對普通中學課外活動有推廣價值或指導意義的教學方法。

4） 收集、對比經過實驗實施的實驗班級與非實驗班級的科學素養測量數據，采用目前較先進的SPSS17.0統計軟件進行數據分析，為課題實驗效果作科學性評價。

2、具體作法

實驗對象：初中學生，年齡集中在11-13歲。

1） 研究方法：在實驗過程中，我們將實驗對象分為實驗組和控制組，通過對兩組對象進行不同的教學實驗和嚴格的前測與后測。檢測的方法采用隨機抽樣調查法、觀察法、測驗法、對比法、個案研究法，并對干擾因素（如偏科思想、硬件配置、學生個性差異等）進行了嚴格控制，定期進行橫向對比、匯總和作出階段性小結，并探究對學生的科學素養作合理評價的方向與方法。

2） 核心概念界定：1983年，國際科學素養發展中心主任米勒（Miller）總結了已有的理論和實證研究，在《科學素養：概念和經驗的回顧》一文中界定了科學素養的內含，提出了科學素養概念的三維模型：①關于科學概念的理解;②關于科學過程和科學方法的認識;③關于科學、技術和社會的相互關系的認識。

我國教育部2006年10月在《國家科學課程標準（7-9年級）》中指出，科學素養包括科學探究（過程、方法和能力），科學知識與技能，科學態度、情感與價值觀以及對科學、技術與社會關系的認識等。

綜上我們可以看出，由于國內外各個組織或個人的文化、社會背景的差異，對科學素養的界定也不完全相同，但是它們之間也有很多共通之處。在本課題研究過程中，我們將科學素養的定義界定為三個維度：科學知識，科學情感與價值觀，科學與社會的關系。

科學情感態度與價值觀是指：通過對科學知識的正確把握，形成科學的信念和態度，主要包括好奇心求知欲，求真求實的客觀精神，平等合作的精神，創新與批判等。

科學與社會的關系則是指：公眾對科學技術發展的態度，社會責任感以及對迷信、偽科學的識別。

基于以上核心概念的界定，我們確定了用于測量科學素養的包含科學知識、科學情感態度與價值觀、科學與社會的關系等三個維度的檢測試題，用于課題的前測與后測標準，從而提高本課題研究對象的科學素養的測量的科學性。

三、課題成果，及其特色與價值

1、我們對科學素養的測量方法：在三年的課題實驗過程中，為解決科學素養的測量問題，探究科學素養的評價方式，我們閱讀了大量的文獻資料，并對每年的初一新生都作相關測評，再不斷調整測試題目的精準度，以提高測量的科學性。在科學素養的測量方面，目前在國際上得到廣泛認可和使用的是美國米勒（Miller）教授提出的測量標準，我國也采用該標準分別于1992年、1994年、1996年、2001年和2003年對公眾的科學素養進行了五次大規模的調查。但是，由于該標準的三維模型是針對成人來設計的，而我們的研究對象是中學生，因此，直接照搬具有一定的局限性。因此，我們針對中學生的年齡特征和知識結構，作了多次討論和修改。

2、校本教材開發：為了促進實驗班的學生的科學素養的提高，我們將科學素養的培養目標作為教學環節納入到信息課的教學設計中，每節課有意創設一定的科學話題作為教學情境，并針對相關話題作信息收集和討論，或利用多媒體信息強化學生對相關科學知識的認識與理解。從實驗分析和實驗過程來看，我們的課題預設與我們的實驗結果還是存在一定的差距的，比如在促進學生的科學情感與價值觀的形成這方面，預期與結果存在著一定的差距。可見，我們的課題策略對學生的科學情感與價值觀的形成未產生明顯的作用。盡管如此，我們通過課題實驗和探究，我們認為學生的科學情感與價值觀的養成可能與學生的家庭環境、成長背景，以及其年齡、身體發育過程等諸多客觀因素有關，甚至可能與更多的因素有關，有待我們進一步的研究。也就是說我們發現，青少年科學素養的培養是一個比較復雜而值得全社會共同關注的課題，也是多學科相互配合共同努力長期合作的教育過程，有待我們每一位教育工作者長期不懈地關注與研究。

3、我們的思考：通過三年的基于信息技術課堂對學生科學素養的提高的實驗與研究，我們對中學生如何提高其科學素養作了一次較為深入的剖析與研究，使我們對科學素養的形成有了較深刻的認識，并對信息技術課如何教和學生如何學，如何培養和提高學生的科學素養等問題有了新的認識與作法。盡管我們為課題做了許多工作和努力，實驗效果仍不是非常明顯，但是這個課題研究不失其意義，對我們將來的教學有十分重要的意義和收獲。