中學生參與科技類競賽現狀及影響因素研究

摘" 要" 創新科技人才培養是國家教育改革與發展的重要方向，而科技類競賽對于科技創新人才培養與篩選具有重要意義。通過扎根理論編碼，采用質性分析方法得到影響中學生參與科技類競賽的四個因素。進一步構建中學生參與科技類競賽的“意愿—條件—行為”作用機制模型，其中參賽意愿是內驅力、自身基礎是內部因素，家庭支持和學校支持是外部因素。提出提升中學生參與科技類競賽意愿的三個策略，以期提升中學生參與科技類競賽的意愿，進而促進中學生參與科技類競賽行為的發生。

關鍵詞" 科技類競賽；影響因素；扎根理論；作用機制

中圖分類號：G632.0" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）07-00-06

0" 引言

近年來，國家愈加重視創新科技人才的培養。十八大以來，習近平總書記圍繞人才工作特別是科技人才的培養問題，指出人才是科技創新的首要資源，強調科技人才在社會發展與國家科技創新事業中的引領作用[1]。科技競賽是培養創新人才的重要路徑，它可以激發學生的創新創業興趣[2]，提升學生的綜合素養，培養學生的創新思維和計算思維[3]。它既是激勵和推動科技活動在學校蓬勃開展的一種手段，也是選拔具有科技創新潛質的科技后備人才的一種途徑[4]。但目前科技競賽的開展仍存在諸多問題，且影響學生參與科技競賽的因素復雜多樣[5]。當前已有研究者采用問卷等量化的研究方法調查學生參與競賽的影響因素。例如，王亞娜等[6]通過探索性因子分析得到學科競賽中大學生創新績效影響因素7個維度的因子。在Fulton和Britton[7]的關于STEM與社區學習的研究中，從教師角度強調學生參與競賽需要管理人員的支持。但量化的調查研究多從研究者的角度出發，通過閱讀文獻和提出的研究問題預設理論模型的建構，發放問卷進行數據的收集與分析，最后驗證模型[8]，研究結果容易受到研究者的主觀影響。

扎根理論是一種質性的分析方法，研究者不會提前設計概念框架，而是遵循“自下而上”的邏輯，針對現象以開放的態度系統地收集和分析資料，從資料中生成理論[9]。基于此，本研究通過對參與過科技類競賽的中學生進行深度訪談并進行扎根編碼，以了解中學生參與科技類競賽的現狀及影響因素，并對競賽開展過程中出現的相關問題提出建議。

1" 研究設計與資料分析方法

1.1" 資料分析方法及工具

本研究采用扎根理論的質性分析方法對影響中學生參與科技類競賽的因素進行分析。扎根理論的核心在于研究者要帶著“理論敏感性”將收集的文本、訪談資料等進行分析整理，逐級概括歸納，選擇編碼形成故事線，最后構建理論[10]。本研究編碼主要借助NVivo 12軟件完成，采用的編碼方法沿著斯特勞斯和科賓的“程序化扎根理論”中開放式編碼、主軸編碼、選擇性編碼的步驟進行[11]。按其步驟，對中學生的訪談錄音轉化成文本進行編碼分析，逐級概括得到影響中學生參與科技類競賽的相關影響因素，并嘗試構建模型分析其作用機制，就競賽開展過程中出現的問題提出建議。

1.2" 研究對象及樣本來源

本研究的訪談對象為北京市5所中學16位在科技競賽中獲過獎項的學生，具體情況如表1所示。研究采用半結構化訪談的方式，圍繞以下問題進行訪談。

1）你為什么參與科技競賽？

2）你的父母對你參與科技類競賽的態度如何？

3）你的學校是否支持你參與科技類競賽？

4）你認為如何才能在比賽中獲得較好的成績？

每位學生的訪談時間控制在20分鐘左右。訪談結束后，將訪談錄音轉錄整理成訪談文本，共計62 354字。

2" 數據分析

2.1" 開放性編碼

開放式編碼是將收集的訪談資料打散，經仔細閱讀，將認為關鍵的事件或主題賦予新的概念，并以新方式重新組合并予以操作化[12]。本研究經第一次編碼，共抽象出53個概念和13個類屬，包括價值認知、參賽動機、參賽成本、備賽難忘經歷、知識基礎、學習方式、家長情感投入、家長資金投入、家長知識投入、學校政策支持、學校教師投入、學校硬件支持、學校人際支持。表2為開放式編碼后形成“價值認知”“參賽動機”兩個類屬的示例。

2.2" 主軸編碼

根據斯特勞斯和科賓的編碼典范模型，主軸編碼為尋找一級編碼之間存在的某種關系，并將它們相互關聯起來，形成關聯范疇[13]。例如，家長情感投入、家長資金投入、家長知識投入都包含了家長投入，從語義、語境中仔細分析，其本質都是家庭支持。本研究開放式編碼將得到的13個類屬歸納整理為參賽意愿、自身基礎、家長支持、學校支持4個主類屬，如表3所示。

2.3" 選擇性編碼

選擇性編碼是在主軸編碼的基礎上更進一步的歸納整理類屬之間的關系，經過分析梳理后理清了故事線：中學生在參與競賽前需要首先考慮自己是否有意愿參與比賽，若有參賽意愿則會綜合考慮自身知識能力的內部條件以及家庭、學校是否支持的外部條件，若內外部條件都支持則會導致學生參與比賽行為的發生，若有不支持的情況，則會影響中學生的參賽意愿導致學生的參賽行為無法發生。由于中學生的參賽意愿、自身基礎以及學校與家庭的支持都會對學生的行為產生影響，因此，研究提取出的核心類屬為“中學生參與科技類競賽的影響因素及作用機制”。本研究額外抽取4位中學生進行訪談，以進行理論飽和度檢驗分析，沒有發現新的概念和類屬，表明編碼已基本達到飽和。以三級編碼為基礎，中學生參與競賽的作用機制模型基本成形。

3" 中學生科技類競賽參與影響因素及作用機制

3.1" 基于質性編碼的中學生科技類競賽參與影響因素分析

經過以上編碼分析，本研究得到中學生科技類競賽參與的影響因素，主要包括以下四個。

3.1.1" 參賽意愿

參賽意愿是中學生參與科技類競賽的內驅力，共有以下四條影響路徑。

1）對競賽的價值認知對中學生參與科技競賽的意愿產生正向影響。訪談學生認為參與競賽可以開拓視野、提升人際關系、科學素養、心理素質、團隊協作能力等。如S06：“科技競賽對自主學習還有心理素質方面有很大幫助……參加競賽以后，很多時候我可以自己去尋求學習方法……還對我的心理素質有很大的提高”。

2）積極的參賽動機有利于激發中學生參與科技類競賽的意愿。學生對于名譽、分數的需求以及參賽興趣等會影響其參與科技類競賽的意愿。如S13：“參加比賽拿到獎項是一件光榮的事，通過比賽也可以去評價我的科技能力和水平”。如S02：“對中考、高考作用較大，其他競賽感覺投入產出不成比例”。

3）參賽成本會影響中學生參與科技類競賽的意愿。參與競賽需要學生付出自己的課外時間進行訓練，也需要花費資金進行課外輔導、購買練習題或者備賽器材等。如S13：“我覺得課外生活中花費的練習時間也占據了生活很大的一部分”。

4）備賽或者競賽過程中或喜或悲的難忘經歷會對中學生參與科技類競賽的意愿產生影響。如S08：“我競賽成績不是很好，中間有一段時間準備放棄。但老師當時跟我談了很久，后來意識到自己不應該為了某一個獎項去打比賽，然后找到了學習的興趣，就堅持到現在”。

3.1.2" 自身基礎

自身基礎是影響中學生參與科技類競賽的重要因素，共有以下兩條影響路徑。

1）學生的知識積累以及比賽經驗會影響中學生參與科技類競賽的表現。如S16：“我從小學二年級開始涉及體育競賽，三年級開始涉及數學和編程競賽，四年級開始文學競賽，積累了很多比賽經驗”。

2）學生通過自學、社團學習或者家長輔導以及課外教師輔導等學習方式會影響中學生參與科技類競賽的表現。如S02：“我上小學的時候在輔導班學過，但小學半年學的內容還沒有上初中在社團一周學的內容多”。

3.1.3" 家庭支持

家庭支持是中學生參與科技類競賽的強大動力，包含以下三條影響路徑。

1）家長對學生的參賽態度以及情感投入會對學生參與科技類競賽的意愿產生影響。如S07：“我父母都支持，遇到瓶頸時，他們也會鼓勵安慰我”。并不是所有家長都支持學生參與競賽，如S04：“我家里有點反對，有點耽誤文化課”。

2）在備賽過程中上輔導班以及購買練習題等需要家長的資金投入。因此，家長的資金投入也是正向影響中學生參與科技類競賽意愿的因素。如S14：“父母支持，平時會給我一些經費上的支持，也會鼓勵我”。

3）家長幫學生收集參賽信息或對其進行輔導等的知識投入對學生的參賽意愿產生正向影響。如S16：“我爸從事相關工作，所以他會輔導我一點”。

3.1.4" 學校支持

學生得知競賽報名的渠道、主要的備賽場地和備賽方式等都離不開學校的支持。學校支持是影響中學生參與科技類競賽的重要外部條件之一，包含以下四條影響路徑。

1）學校的政策支持對中學生參與科技類競賽的意愿產生正向影響。如S02：“學校有政策，社團每周三下午會輔導數學或信息學的內容”。

2）學校教師對參賽學生的時間、精力以及情感投入等對中學生參與科技類競賽的意愿產生正向影響。如S08：“當初由于競賽壓力大準備放棄，但老師跟我聊天安慰之后，讓我意識到了自己心態不對，后來找到了學習興趣”。

3）學校為學生提供訓練場地、設備等硬件支持會影響學生參與科技類競賽的意愿。如S09：“在學校每人都有訓練器材可做訓練”。

3.2" 中學生參與科技類競賽的“條件—意愿—行為”作用機制模型基于上述分析，本研究構建了中學生參與科技類競賽的“條件—意愿—行為”作用機制模型，如圖1所示。

3.2.1" 內驅力：參賽意愿

參賽意愿可以影響中學生參與科技類競賽的心理體驗，從而驅動參賽行為的形成，其包括價值認知、參賽動機、參賽成本和難忘經歷四個要素。動機理論中馬斯洛的需求層次理論指出認知需要屬于成長需要的范疇，是人滿足基本需要后為了更好地發展逐漸產生一種比較強烈的需要[14]。認知需要驅使人由開始的單純好奇變成深入研究探索并理解，促使人產生并追求自我實現的需要，最終實現全面發展[15]。也就是說，當學生認識到競賽對自身學習、成長的價值和影響，或者曾有過難忘或愉快的備賽或比賽經歷，都會促進其參賽意愿。相反，如果競賽需要投入過多的課外時間，或者資金成本，會削弱學生的參賽意愿。

3.2.2" 內部因素：自身基礎

中學生的自身基礎可以影響其參與科技競賽的自我效能感，進而影響參賽意愿，驅動參賽行為的形成，其包括經驗基礎和學習方式兩個要素。建構主義學習理論強調學習者自身經驗世界的豐富性和差異性，注重學生已有的學習經驗[16]。而學習風格理論強調學生學習風格的多樣性，因此，不同學習風格的學生想要有較好的學習表現，對學習方式以及學習環境的選擇就更為重要[17]。也就是說，當學生的知識經驗越豐富且能夠找到適合自己的學習方式時，參與科技競賽的意愿就會更高。

3.3.3" 外部因素：家庭支持與學校支持

家庭支持和學校支持是影響中學生參賽意愿的外部驅動力，能促進參賽行為的產生，其中家庭支持包含情感、資金、知識三方面，學校支持包含政策、教師、硬件以及人際四方面。人本主義心理學的家庭觀強調在家庭教育中，要考慮學生的意見，聆聽學生的心聲，支持鼓勵學生[18]。而以人為本的教育發展觀強調學校要注重并鼓勵支持學生的個性化發展[19]。因此，學校與家庭的支持對中學生參與科技類競賽具有重要作用。

4" 促進中學生參與科技類競賽的策略

4.1" 構建科技競賽培養創新科技人才的新觀念

在中學生參與科技競賽的“條件—意愿—行為”作用機制模型中，外部因素是影響學生參與意愿和行為的重要因素。由于目前科技競賽已不再加分，部分家長會擔心學生因為競賽而影響學習成績，但科技競賽仍在舉辦。科技競賽可以提高中學生的創新思維，而創新思維又是創新科技人才必須具備的優良品質并且“強基計劃”中也強調科技競賽成績與證書的重要性[20]。參與科技競賽不僅有助于國家進行創新人才的培養與選拔，也有助于提升學生的創新思維與綜合素質。家長需要轉變心態，不必過于擔心學生的學習成績。相反，若學生的競賽成績較好，則有助于學生憑借競賽成績或獎項而享受高考政策的支持。因此，在學生有興趣參與科技競賽的前提下，家長應積極鼓勵學生參與，為學生提供外部支持。

4.2" 重視基礎學科，注重知識與能力培養的結合

在中學生參與科技類競賽的“條件—意愿—行為”作用機制模型中學生自身基礎是影響學生參與意愿與行為的內部因素。針對訪談中學生提到的競賽題目區分度太大、難度較高，導致時間不夠的問題，建議相關人員在出題時重視基礎學科，注重將知識與學生能力的培養相結合，全面考慮學生的自身能力水平，逐步將競賽內容與難度遞進[21]。若每一題的難度都較高，超出學生本身應有的能力水平，則會導致學生超前學習，學生會投入更多時間去準備競賽，或者投入更多資金找專人輔導從而提高參賽成本，造成學生的參賽負擔，這不僅違背國家的“雙減”政策，而且影響學生的參賽意愿[22]。因此，科技類競賽的相關題目還應根據學生的身心發展與知識能力基礎進一步完善，既要保證學生在規定時間內將題目做完，又要能在難度上有所區分，體現選拔機制。

4.3" 基于智能技術提升參賽體驗

在中學生參與科技類競賽的“條件—意愿—行為”作用機制模型中學生的參賽意愿是影響學生參與行為的驅動力，因此，通過提升學生的參賽體驗而提高學生的參賽意愿可以直接影響學生的參與行為。針對訪談學生提到的器具檢查要求嚴格，可能會導致參賽器具浪費以及比賽時間頒布不及時的問題，建議競賽組織與管理人員利用AI智能視覺檢測技術與AI修復技術自動識別參賽人員器具的規范性。若器具不規范，則可通過AI修復技術將器具進行修復，這既能節省人力資源又可避免資源浪費；也可以利用定時任務技術盡量避免比賽時間頒布不及時的問題，從而提升學生的參賽體驗，進而提升學生的參賽意愿。

5" 結束語

本研究以“中學生參與科技類競賽”為研究主題，采用質性方法進行分析，通過扎根理論進行編碼得到影響中學生參與科技類競賽的四個因素：參賽意愿、自身基礎、家長支持以及學校支持，并以此構建了中學生參與科技類競賽的“意愿—條件—行為”作用機制模型。針對訪談過程中學生提到的問題結合此模型，本研究提出了構建科技競賽培養創新科技人才的新觀念、重視基礎學科，注重知識與能力培養的結合以及基于智能技術提升參賽體驗三個對策，以期解決目前科技類競賽中的問題，提升中學生參與科技類競賽的意愿。未來還需針對不同學段學生、不同類型競賽開展更加全面更有針對性的研究，以全面了解目前各類競賽開展的不足，為之后各類競賽的開展提供借鑒。

6" 參考文獻

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*項目來源：北京市教育科學“十四五”規劃課題（2021）“數字時代北京市中小學教師設計思維能力的框架建構與測評研究”（項目編號：CFCA21123）的階段性研究成果。

作者簡介：陳鵬，博士，高級實驗師。