職前幼兒園教師科學本質觀現狀調查

趙頂位　沈龍啟越　計蘇燕　 安冉　劉宇

【摘要】本研究對262名本、專科職前幼兒園教師科學本質觀進行調查，發現職前幼兒園教師科學本質觀總體處于認識充分水平，但專科生與本科生存在顯著差異。結合質性資料進一步分析發現，職前幼兒園教師在科學知識觀、科學方法觀、科學工作觀、科學事業觀等方面存在一定的認識模糊、“新”“舊”混雜、認識不完整和“知其然不知其所以然”的現象。研究者據此提出相關建議。

【關鍵詞】職前幼兒園教師;科學本質觀;本科生;專科生;教育建議

【中圖分類號】G615? ?【文獻標識碼】A? ?【文章編號】1004-4604（2021）1/2-0045-05

科學本質觀即對科學是什么的認識，是個體對科學知識、科學特征的理解。教師的科學本質觀即教師對科學本質問題的認識和理解。教師的科學本質觀既會影響其自身的教學行為，也會影響科學教育的結果，如學習者對科學本質的看法，對科學知識的習得以及科學思維的形成等。〔1〕當前，國內外學者開展了大量的教師科學本質觀調查，〔2-4〕不過調查對象多為中小學教師，較少涉及幼兒園教師，對職前幼兒園教師科學本質觀的調查幾乎沒有。科學教育能力是幼兒園教師必備的專業能力之一。《3～6歲兒童學習與發展指南》指出，“幼兒的科學學習是在探究具體事物和解決實際問題中，嘗試發現事物間的異同和聯系的過程”，其核心是“激發探究興趣，體驗探究過程，發展初步的探究能力”。這對幼兒園教師的科學教育能力提出了新要求。職前教師教育是培養幼兒園教師科學本質觀，發展科學教育能力的重要時期。本研究以本、專科職前幼兒園教師為研究對象，對其科學本質觀進行調查，以期為學前教育專業科學教育課程改革和職前幼兒園教師科學教育能力培養提供參考。

一、研究設計

（一）研究對象

本研究選擇262名在Z師范大學Y學院學前教育專業就讀的本、專科職前幼兒園教師（以下簡稱本科生、專科生）為調查對象。其中，本科生138名，專科生124名。

（二）研究方法

本研究采用問卷調查法，使用布阿拉潘（Buaraphan）研制的《科學本質觀調查問卷》〔5〕為調查工具。該問卷共14個題項，包括科學知識觀（6個題項）、科學方法觀（3個題項）、科學工作觀（2個題項）、科學事業觀（3個題項）四個維度。每個題項由一個有關科學本質的不太準確的陳述，如“科學知識是不變的”，和“同意”“不確定”“不同意”三個選項組成。經檢驗，該問卷具有較好的內容效度，克隆巴赫系數為0.79，信度較好。該問卷除要求填答者對各種表述做出“同意”“不確定”“不同意”等選擇外，還要求其寫出選擇的理由，從而幫助研究者了解職前幼兒園教師對科學本質的理解水平，以及在不同理解水平上的具體解釋。

（三）資料搜集和分析

本研究采用現場發放和回收問卷的方式開展調查，問卷回收率為100%。在計分方面，“同意”計1分，“不確定”計2分，“不同意”計3分。調查獲取的量化數據采用SPSS18.0軟件進行統計處理，并根據布阿拉潘建立的劃分標準，將職前幼兒園教師科學本質觀水平劃分為三個等級，即認識不足（0～1分）、認識模糊（1～2分）和認識充分（2～3分）。〔6〕質性資料則在轉錄匯總后根據每個題項的不同特點提取出現的主題，并加以分類、比較。

二、研究結果與分析

（一）職前幼兒園教師科學本質觀總體水平

由表1可知，本科生和專科生科學本質觀總平均分均達到2分以上水平，說明職前幼兒園教師科學本質觀總體處于認識充分水平，不過本科生和專科生間存在顯著差異。

（二）職前幼兒園教師科學本質觀各維度水平

1.科學知識觀

科學知識觀主要調查個體對假設與理論的關系、定律的確定性、理論與定律的關系、知識的可變性、證據與知識的關系以及科學模型的認識情況。由表2可知，在對假設與理論的關系、定律的確定性以及知識的可變性的認識上，本科生和專科生均達到認識充分水平，尤其是在對知識的可變性的認識上，本科生和專科生的得分都非常接近3分，說明他們對科學知識會隨研究發展而變化這一事實持有堅定的認識。在對科學模型的認識上，本科生處于認識充分水平，而專科生處于認識模糊水平。在對理論與定律的關系和證據與知識的關系的認識上，本科生和專科生均處于認識模糊水平。T檢驗結果表明，本科生和專科生在所有題項上的得分都存在顯著差異。

以往對小學科學教師、初中科學教師科學本質觀的調查也發現，教師對理論與定律的關系的認識得分偏低。〔7，8〕調查發現，部分職前幼兒園教師認為，從假設出發可以得到理論，而理論如果被證明是正確的則可以得到定律。這反映了職前幼兒園教師更傾向于認可假設、理論、定律之間存在確定的發展序列和層級關系，〔9〕即科學發展遵循從提出假設、形成理論和定律，確定性逐步提高的序列。事實上，并不存在這樣一種發展序列，理論和定律實屬不同的知識類型，有著不同的作用。定律用以描述可觀察的現象之間的關系，理論則可構成一套解釋系統。定律“原則上是由觀察、實驗所獲得的經驗概括、歸納得來的”，“理論則常常是由科學家提出的，它們的建立并不完全基于經驗，而可能與特定的模型有關”。〔10〕

調查發現，職前幼兒園教師對知識的可變性的認識最好，但在證據與知識的關系的認識上，又普遍認同“證據的累積可使科學知識更可靠”這一結論，處于認識模糊水平。事實上，這一結論面臨兩個難以克服的挑戰。〔11〕一是歸納無法窮盡，即使有再多例證，也無法保證下一事例不是“例外”或“特例”。二是從“證據”到“結論”并無確定方法，即證據積累雖多，但無法保證必然能由此通達可靠結論。從科學本質哲學觀的演進歷程看，職前幼兒園教師對知識的可變性的認識與以證偽主義、后實證主義為代表的新科學本質觀是一致的，而對證據與知識的關系的認識又落在以經驗主義、實證主義、邏輯經驗主義和理性主義為代表的客觀主義科學本質觀范疇，〔12〕說明職前幼兒園教師對科學知識本質的認識具有“新”“舊”混雜的特點。這與高瀟怡、李維的研究結果一致。〔13〕究其原因，可能是因為我國近年來雖持續大力推進科學教育轉型，但這一轉型仍在不斷推進的過程中，從而容易導致這一時期的職前幼兒園教師科學知識觀處于“新”“舊”混合的狀態。

2.科學方法觀

科學方法觀主要調查個體對科學方法是否有固定步驟、科學方法是否能回答所有問題、是否只有實驗才能產生科學知識，即科學方法的確定性、科學方法的全能性以及科學方法的唯一性的看法。由表3可知，本科生在科學方法的確定性、全能性和唯一性上的得分均達到認識充分水平。專科生在科學方法的全能性和唯一性上的得分達到認識充分水平，但在科學方法的確定性上的得分處于認識模糊水平，說明專科生在科學方法是否是按固定的步驟逐步進行的過程認識不清。此外，本科生在所有題項上的得分均高于專科生，且存在顯著差異。

以往研究發現，有半數以上（61.3%）的小學科學教師認為，“每一項科學研究都要經過提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、數據分析與解釋、報告結果的順序和步驟”，表明其對科學方法與科學過程的關系缺乏真正的認識和理解。〔14〕本研究中專科生也存在類似問題，即對科學方法的確定性認識模糊。此外，盡管本科生、專科生都充分認識到科學方法不能解決所有問題，實驗并非獲取科學知識的唯一方法，但進一步的質性資料分析表明，這種認識更多是“知道”意義上的，而非“理解”意義上的，即“知其然不知其所以然”。例如，絕大多數職前幼兒園教師不認同科學方法能解決所有問題，但在具體舉例說明時又少有確切處于科學認識范疇之外的道德、倫理、美學、社會和哲學方面的舉例。〔15〕這表明職前幼兒園教師并不確認科學方法的適用范圍及其局限性。自然科學研究方法多種多樣，大致包括觀察法、實驗法等獲得經驗的方法和抽象法、歸納法與演繹法等構建理論的方法，以及信息論、控制論、系統論等新方法。〔16〕然而，職前幼兒園教師在普遍認同實驗法并非科學研究的唯一方法的同時，對于多樣化的科學研究方法到底有哪些，并無準確的認知。

3.科學工作觀

科學工作觀主要調查個體對創造力、想象力在科學工作中的作用，以及對科學工作的看法。由表4可知，本科生和專科生在科學工作中的創造力、想象力和科學工作的主觀性兩方面的認識都達到了認識充分水平，但本科生和專科生在對這兩個問題的認識上存在顯著差異。

關于科學工作中創造力、想象力的作用，以及科學工作是否是純粹客觀的，還是不可避免要受到主觀性的影響，一直是科學本質觀調查的重點。梁永平對初中理科教師的調查表明，只有約三分之一的教師認為創造力和想象力貫穿于科學活動的全過程。〔17〕對創造力、想象力在科學工作中的作用和科學工作主觀性的認識，反映了是視科學為對客觀世界已有規律的“發現”，還是將科學看作在客觀觀察基礎上通過理論建構取得的“發明”。這是兩種截然不同的科學認識論。當代科學哲學對這一問題的解釋日益傾向于后者，即“正是通過主觀提出問題，通過思維進行創造，才能導致真正的科學發現”。〔18〕從這個意義上講，本次調查中的職前幼兒園教師對科學工作持有與時俱進的看法。然而，對相關質性資料的分析發現，多數職前幼兒園教師只提到創造力、想象力在提出問題和假設時是必不可少的，對其在其他研究環節中的作用認識不足;而從職前幼兒園教師對科學家的“偏見”的解釋看，多把“偏見”理解為科學家的個人觀點、錯誤或人格特質（如偏執），與科學哲學意義上的“價值有涉”“理論負載”仍有一定距離，說明職前幼兒園教師對科學工作的認識仍有一定不完整性。

4.科學事業觀

科學事業觀主要調查個體對科學作為一項社會事業，包括科學與技術的關系，科學事業的社會性和社會、政治、文化對科學事業的影響等所持的看法。調查發現，本科生和專科生在這三項內容上的得分都接近3分，說明職前幼兒園教師對科學事業有關問題的認識達到認識充分水平，但本科生在各項目上的得分均高于專科生，且存在顯著差異。

隨著對“什么是科學”研究的深入，人們日益認識到科學不僅是一種特定的知識體系、研究方法或過程，而且是一種社會建構或社會活動。〔19〕高瀟怡、李維的調查結果表明，幼兒園教師對科學事業本質的理解水平總體較高且較為穩定，但幼兒園教師認為受過良好訓練的科學家能夠使科學研究免受社會和文化的影響，說明幼兒園教師對科學事業的理解仍有一定片面性。〔20〕在本次調查中，職前幼兒園教師對科學事業的認識達到了認識充分水平，無論是對科學與技術的聯系、區別，還是對科學活動自身的社會性，以及科學與其他社會子系統的關系，都持有較為充分的認識。這可能與科學進步在社會發展中發揮了引人矚目的作用，公眾對科學事業的關注和了解越來越多，對科學技術與社會、生活的密切聯系越來越明晰，觀察體驗日漸豐富有關。

三、教育建議

（一）在學前教育專業課程中增加與科學本質觀有關的內容

盡管在科學本質觀四個維度的大多數項目上，職前幼兒園教師都達到了認識充分水平，但在科學知識觀方面，尤其是在理論與定律的關系、證據與知識的關系的認識上，職前幼兒園教師還處于認識模糊水平，在科學方法觀的認識上更是存在“知其然不知其所以然”的現象。因此，高校應當在學前教育專業課程中增加與科學本質觀有關的內容，如科學知識、科學方法等。一是設置有關自然科學的通識課程，并在其中增加與科學知識觀、科學方法觀有關的內容模塊。二是在現有的科學領域教學法課程中，特別是與科學本質相關的，如對“何為科學”的解釋說明中，增加科學知識觀、方法觀的擴展內容，如采用知識卡片、知識鏈接等方式進行擴展內容的補充。學生可以通過教師對相關內容的講授，并結合自身對擴展內容的自主學習，提高對科學知識、科學方法本質的認識水平。

（二）采用顯性和隱性相結合的方式推進科學本質觀教學

在課程中增加了科學本質觀的內容后，為促進學生對科學本質的理解，可通過顯性和隱性相結合的方式推進科學本質觀教學。〔21〕顯性方式是指通過直接教授有關科學本質的內容，或通過引入科學史和科學哲學中與科學本質有關的內容，提升學習者對科學本質的理解。隱性方式是指通過探究式的科學教學，使學習者在科學探究的過程中體驗科學的本質。一方面，高校可以直接教授一些關于科學本質問題的認識內容，如科學知識是暫定的，但會在一定時間內處于穩定狀態;科學知識是以經驗為基礎的，是基于對自然世界的觀察形成的;科學知識在一定程度上具有創造性;科學知識的產生具有主觀性;科學知識與社會和文化有關;科學理論的建構是從觀察到推論的過程等。〔22〕另一方面，高校可以利用校內相關系部或校外有關場館的資源，組織學生親身參與科學探究活動，在參與探究的過程中體驗科學探究過程及其結果的特性，積累感性經驗，促進學生理論與實踐經驗的結合，從而提高其對科學本質的認識水平。

（三）加強對專科學歷職前幼兒園教師的科學本質觀教育

本研究調查結果顯示，在大多數題項上，專科生的得分低于本科生，且兩者之間存在顯著差異，說明專科生的科學本質觀水平還有待提升。高校可以采取線上線下結合的方式加強對專科學歷職前幼兒園教師的科學本質觀教育，即一方面在線下課程中對科學本質觀進行概要介紹，另一方面開發或選擇科學哲學、科學教育，特別是科學史方面的線上課程，供學生進一步深入學習，從而緩解科學本質觀教學必要性與課堂教學時空有限性之間的矛盾，不斷提升專科學歷職前幼兒園教師對科學本質的認識水平。

參考文獻：

〔1〕〔4〕萬東升，魏冰.中國科學教師科學本質觀的國內外研究述評〔J〕.中小學教師培訓，2017，（4）：70-74.

〔2〕王晶瑩.美國理科教師科學本質觀研究述評〔J〕.首都師范大學學報：自然科學版，2011，（2）：22-26.

〔3〕高瀟怡，胡巧.教師的科學本質觀：研究進展及趨勢〔J〕.外國教育研究，2010，（8）：1-6.

〔5〕BUARAPHAN K，SUNG-ONG S.Thai pre-service science teachers conceptions of the nature of science〔J〕.Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching，2009，（6）：35-47.

〔6〕BUARAPHAN K，FORHAD Z.Thai and Bangladeshi in-service science teachers conceptions of nature of science：

A comparative study〔J〕. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching， 2014，（1）：1-26.

〔7〕〔14〕高瀟怡，胡巧.小學科學教師科學本質觀的現狀調查與思考〔J〕.教師教育研究，2012，（4）：78-84.

〔8〕吳銀銀.初中科學教師科學本質觀的調查研究〔J〕.全球教育展望，2011，（3）：82-87.

〔9〕〔11〕〔15〕MCCOMAS W F.The principal elements of the nature of science：Dispelling the myths〔J〕.The Nature

of Science in Science Education，2002，（1）：53-70.

〔10〕黃正華.科學技術哲學導論〔M〕.北京：社會科學文獻出版社，2008：74.

〔12〕袁維新.科學本質理論：基本觀點與范疇〔J〕.科學學研究，2010，（6）：809-815.

〔13〕〔20〕高瀟怡，李維.幼兒教師科學本質觀的調查研究〔J〕.教師教育研究，2019，（1）：58-65.

〔16〕林德宏.科技哲學十五講〔M〕.北京：北京大學出版社，2004：195.

〔17〕梁永平.理科教師科學本質觀調查研究〔J〕.教育科學，2005，（3）：59-61.

〔18〕〔19〕李醒民.什么是科學〔M〕.北京：商務印書館，2014：1-15.

〔21〕黃曉.體現科學本質的科學教學：基于HPS的視角〔M〕.北京：人民出版社，2014：28-36.

〔22〕LEDERMAN N G.Students and teachers conceptions of the nature of science： A review of the research〔J〕.Journal of? Research in Science Teaching， 1992， （4）： 331-359.

【Abstract】This study investigated the conceptions of nature of science of 262 pre-service kindergarten teachers with 3 and 4 years of college study， and found that their overall level is at sufficient level with significant difference between teachers with 3 years of college study and those with 4. Further analysis using qualitative literature reveals that pre-service teachers still have problems of vague conception， mixing “new” with “old”， incomplete understanding， and “dont know why” in the aspects of science knowledge， scientific methods， scientific working methods， science careers. The researchers made relevant suggestions accordingly.

【Keywords】pre-service kindergarten teacher; conception of science nature; undergraduate student; student with 3 year certificate; suggestions for education