教育信息2.0時代下五年制公費(fèi)師范生科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀及策略研究

田 穎 黃學(xué)藝 黃 蘭 朱錫勇 李潤建

（懷化師范高等專科學(xué)校 湖南·懷化 418000）

2006年，國務(wù)院頒布實(shí)施了《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要(2006～2010～2020)》，2016年3月又發(fā)布了《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實(shí)施方案(2016～2020年)》。公民科學(xué)素質(zhì)發(fā)展目標(biāo)還被正式寫入了國家“十三五”規(guī)劃綱要。

在2017年2月，教育部發(fā)布了《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，明確將小學(xué)科學(xué)課程起始年級調(diào)整為一年級，并基于學(xué)生的年齡特征與認(rèn)知規(guī)律，劃分為1～2年級、3～4年級、5～6年級三個學(xué)段；同時明確規(guī)定小學(xué)科學(xué)課程是面向全體學(xué)生、與語文及數(shù)學(xué)同等重要的基礎(chǔ)性課程。按照要求，到2020年由教育部主導(dǎo)的面向21世紀(jì)的基礎(chǔ)課程改革中也包括了科學(xué)課程的改革，明確把培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)列為課程的宗旨。

當(dāng)前世界基礎(chǔ)科學(xué)教育正處于改革的重要階段，STEM（Science，Technology，Engineering,Mathematics）課程已成為很多發(fā)達(dá)國家教育政策的重要議題。我國推出了《中國STEM教育2029創(chuàng)新行動計劃》計劃，借助STEM課程為助推器的小學(xué)科學(xué)教育改革要想持續(xù)良性地發(fā)展，還需培養(yǎng)大批具有較高科學(xué)素養(yǎng)的小學(xué)科學(xué)教師。

1 研究設(shè)計

1.1 農(nóng)村公費(fèi)師范生

農(nóng)村公費(fèi)師范生是指應(yīng)屆初中畢業(yè)學(xué)生在師范類院校公費(fèi)讀五年而獲得大專文憑，但畢業(yè)后必須回到農(nóng)村從事小學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生。本課題主要以懷化師范高等專科學(xué)校五年制農(nóng)村公費(fèi)小學(xué)教育專業(yè)學(xué)生為研究對象，該專業(yè)的學(xué)生既是現(xiàn)在的學(xué)生，又為將來的小學(xué)教師，該群體科學(xué)素養(yǎng)的高低將直接關(guān)系到以后農(nóng)村小學(xué)科學(xué)教育質(zhì)量的好壞，因為農(nóng)村公費(fèi)師范生的學(xué)制為（4年在校學(xué)習(xí)+1年校外實(shí)習(xí)），本研究的研究對象為在校的農(nóng)村公費(fèi)師范生，下文簡稱師范生。

1.2 農(nóng)村公費(fèi)師范生科學(xué)素養(yǎng)

PISA 2015對于科學(xué)素養(yǎng)（Scientific Literacy）的解釋，認(rèn)為擁有良好科學(xué)素養(yǎng)的個人應(yīng)具備以下三種能力：科學(xué)地解釋現(xiàn)象、設(shè)計與評價科學(xué)探究、科學(xué)地闡釋數(shù)據(jù)和證據(jù)。

在PISA2015科學(xué)素養(yǎng)框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合懷化市小學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行修改，本研究認(rèn)為農(nóng)村公費(fèi)師范生的科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括如下三個方面：科學(xué)知識（包括小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的生物、物理、化學(xué)、地理、天文等學(xué)科的基礎(chǔ)及拓展知識的掌握程度）、科學(xué)方法（包括實(shí)驗操作技能、解釋及處理科學(xué)教學(xué)問題的能力、查找科學(xué)資源的能力以及科學(xué)方面的教學(xué)方法和思維方法等）、科學(xué)態(tài)度（包括對科技成果的關(guān)注、職業(yè)的熱愛以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展等）。

1.3 調(diào)查對象基本情況

本研究在通過對小學(xué)科學(xué)教師科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查問卷的試測、修改并咨詢相關(guān)專家基礎(chǔ)上得到正式問卷，對懷化師范高等專科學(xué)校各年級的公費(fèi)生發(fā)放問卷547份，回收547份，回收率100%，其中有效546份，有效率99.82%，調(diào)查對象基本情況如表1。

表1：調(diào)查對象基本情況

1.4 問卷設(shè)計

問卷共計100分，每題5分，學(xué)生得分在60以下為差，60-70為中等，70-80為良好，80分以上為優(yōu)秀。問卷設(shè)計的正向積分題：A、B、C、D 分別對應(yīng) 5、4、3、2、分，同時設(shè)有反向題，計分 A、B、C、D 分別對應(yīng) 2、3、4、5 分。問卷維度設(shè)計如表2所示。

表2：問卷維度設(shè)計

2 調(diào)查結(jié)果分析

2.1 各維度調(diào)查結(jié)果分析

據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖1可知，科學(xué)素養(yǎng)的平均得分是3.89分，可知其科學(xué)素養(yǎng)處于一般水平。

圖1：各維度平均得分對比

2.1.1 科學(xué)知識維度

該維度共十題，涉及化學(xué)、物理、生物、地理等學(xué)科的知識，考查師范生的知識結(jié)構(gòu)和對于科學(xué)知識掌握情況。該維度平均得分為3.03分，在三者中得分最低，說明師范生的知識結(jié)構(gòu)待加強(qiáng)和知識儲備較差，每道題的平均得分在0-4分之間，兩極分化嚴(yán)重。例如：在考查宇宙中能發(fā)光物體知識題目時，此題平均得分僅為1.06，說明在物理方面知識欠缺；在考查熱量知識題目時，平均得分也只為1.64分；另外在考查空氣、密度、蛋白質(zhì)、科學(xué)難題、計算機(jī)輔助教學(xué)的知識上得分也較低，均低于4分。因此師范生的科學(xué)知識亟待加強(qiáng)，這既是為了提高他們自身的科學(xué)素養(yǎng)，也是為了提高未來教師和未來農(nóng)村小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.1.2 科學(xué)方法維度

該維度共五題，考查師范生實(shí)驗操作技能、解釋及處理科學(xué)教學(xué)問題的能力、查找科學(xué)資源的能力以及科學(xué)方面的教學(xué)方法和思維方法等等。此維度平均得分為4.17分，說明師范生掌握一定的科學(xué)方法。但是在治療用藥的題上得分不高，僅為3.3分。這說明師范生在科學(xué)方法上整體得分良好，但還需不斷加強(qiáng)。

2.1.3 科學(xué)態(tài)度維度

此維度共五題，包括對科技成果的關(guān)注、職業(yè)的熱愛以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，平均得分為4.47分，比其他兩個維度得分高，每得分均在3.5分以上。只是在對于與書本上的標(biāo)準(zhǔn)答案是否一致、是否應(yīng)該作為學(xué)生探究活動的標(biāo)準(zhǔn)的題目上得分僅為3.58，說明師范生在科學(xué)態(tài)度上整體是積極的，不過在細(xì)節(jié)方面還需要提高。

2.2 人口學(xué)背景分析

2.2.1 性別

本次調(diào)查學(xué)生中男性177名占32.42%，女性269名占67.58%。由圖2可知，不同性別的學(xué)生在科學(xué)素養(yǎng)三維度及整體上的平均得分無顯著差異。在科學(xué)知識維度上，女生得分比男生高1.1分；在科學(xué)方法維度上，男生得分比女生高0.1分；在科學(xué)態(tài)度上，男生和女生的得分相同；在整體維度上，女生比男性學(xué)生得分高1.5分，這可能與師范院校女生的人數(shù)比例更高有關(guān)。

圖2：不同性別分析

2.2.2 所處年級

由圖3可知，不同年級學(xué)生間科學(xué)素養(yǎng)有很大差別，其中一年級學(xué)生平均得分最高為77.8分，二年級學(xué)生得分最低為68.6分，呈現(xiàn)出了科學(xué)素養(yǎng)一年級最高，二年級最低，從二年級開始逐漸提高的趨勢，但是四年級的得分并未超過一年級，在科學(xué)知識維度上也呈現(xiàn)出同樣的變化，出現(xiàn)這類現(xiàn)象的原因是，從初中剛剛畢業(yè)的一年級師范生知識在集中做題的狀態(tài)下有保存，由于科學(xué)素養(yǎng)相關(guān)的科目在二年級才開設(shè)，之前的學(xué)習(xí)積累有遺忘，二年級時逐漸認(rèn)識到了自己知識的遺忘，三四年級才逐步提高，各年級師范生在科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度上的得分區(qū)別不明顯。

圖3：不同年級分析

2.2.3 畢業(yè)學(xué)校分析

本次調(diào)查的學(xué)生中初中畢業(yè)學(xué)校，有259人來自城鎮(zhèn)的學(xué)校，262人來自農(nóng)村學(xué)校，25人來自市區(qū)學(xué)校，科學(xué)素養(yǎng)的整體上來自市區(qū)的師范生強(qiáng)于來自城鎮(zhèn)和農(nóng)村的師范生如圖4所示，城鎮(zhèn)和農(nóng)村師范生的得分區(qū)別不大，在科學(xué)知識維度上也一樣，但是在科學(xué)態(tài)度上卻出現(xiàn)了相反的趨勢，城鎮(zhèn)和農(nóng)村的師范生在科學(xué)態(tài)度上的得分大于來自市區(qū)的師范生，在科學(xué)方法上畢業(yè)不同區(qū)域?qū)W校的師范生無明顯差異。出現(xiàn)此類現(xiàn)象的原因是市區(qū)學(xué)校科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)水平要高于城鎮(zhèn)和農(nóng)村學(xué)校，所以在科學(xué)知識維度上畢業(yè)自市區(qū)的師范生得分更高，但是因為市區(qū)的教學(xué)資源更豐富，畢業(yè)自市區(qū)學(xué)校的師范生，對于科學(xué)知識渴望的態(tài)度并不如畢業(yè)自城鎮(zhèn)和農(nóng)村學(xué)校的師范生。

圖4：不同畢業(yè)學(xué)校分析

3 提升科學(xué)素養(yǎng)的策略

3.1 學(xué)校

（1）調(diào)整人才培養(yǎng)方案，使課程設(shè)置與人才培養(yǎng)目標(biāo)更匹配，關(guān)注師范生的課程需求，適當(dāng)增加開設(shè)物理、化學(xué)、生物、地理等有關(guān)科學(xué)素養(yǎng)的課程的課時，并嚴(yán)抓科學(xué)素養(yǎng)相關(guān)科目的教學(xué)質(zhì)量。

（2）拓寬途徑，整合資源，促進(jìn)師范生科學(xué)與人文素養(yǎng)的共同提高。

首先，重視微信公眾號、官方微博等新媒體的科技傳播力量。其次，整合學(xué)校文理科實(shí)驗教學(xué)資源，給師范生創(chuàng)建一個適合進(jìn)行人文科學(xué)實(shí)踐和自然科學(xué)實(shí)驗的平臺，增加在科學(xué)課程相關(guān)的投入，多開展一些科技相關(guān)的活動，比如科技社團(tuán)、實(shí)驗技能比賽或者科技競賽等。再者，擴(kuò)大師范生參與教師科研項目。最后，利用信息技術(shù)或多方資源，改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)方式，提高師范生的科學(xué)素養(yǎng)。

（3）重視學(xué)校教師科學(xué)素養(yǎng)的提高與培訓(xùn)，優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育必須要有一流的教師。教師作為學(xué)校教育教學(xué)的主要實(shí)施者，其科學(xué)素養(yǎng)水平的高低對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有直接而重要的影響。

3.2 師范生

（1）利用網(wǎng)絡(luò)、微信公眾號或者科技相關(guān)網(wǎng)站資源，培養(yǎng)提升科學(xué)素養(yǎng)的習(xí)慣。

（2）堅持主動學(xué)習(xí)，優(yōu)化現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)，提升科學(xué)素養(yǎng)。

3.3 相關(guān)教育部門

（1）制定對公費(fèi)的師范生考核驗收機(jī)制，例如四年級結(jié)束后實(shí)習(xí)之前，增加對科學(xué)素養(yǎng)方面的知識進(jìn)行考核，考核合格才能成為小學(xué)教師。

（2）小學(xué)科學(xué)教師數(shù)量缺口較大，亟待建設(shè)一支具有較高科學(xué)素養(yǎng)的專職科學(xué)教師隊伍，以提高教師整體的科學(xué)素養(yǎng)。

（3）適當(dāng)增大在科學(xué)素養(yǎng)培訓(xùn)上的投入。