農村學生科學素質現狀及提升策略：基于對江蘇省1427名學生的調研分析

[中圖分類號]G424.74[文獻標識碼]A [文章編號] 1673—1654（2025）04—050—008

科學素質是國民素質的重要組成部分，是社會文明進步的基礎。習近平總書記強調，“科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼\"，“要在教育‘雙減'中做好科學教育加法\"2]。青少年作為國家的希望，將在未來一段時間內走入社會，成為社會經濟建設的主力軍。國務院《全民科學素質行動規劃綱要（2021一2035年）》“實施青少年科學素質提升行動”中明確指出：“加強農村中小學校科學教育設施建設和配備，加大科學教育活動和資源向農村傾斜力度”[3]。

Progress，NAEP）、國際數學和科學成就趨勢研究（Trends in International Mathematics and ScienceStudy，TIMSS），相關測試題和對部分中小學教師的前期訪談情況，并參考呂澤恩畢業論文相關試題4，設計了《科學素養調查問卷》，主要包括基本信息、相關題目（科學知識、科學態度）養成路徑三部分，獲取學生的姓名、性別、年級、是否住校及科學知識、科學態度等信息。

研究選取部分縣區共學生作為調研對象（小學6所、初中8所、九年制學校1所），共獲取問卷1502份，其中有效問卷1427份。

一、調研設計

二、調研結果

根據《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課標》），結合國內外測評體系，如美國國家教育進展評估（NationalAssessmentofEducational

主要采用《科學素養調查問卷》開展調查，涉及科學知識（1-26題）科學態度（27-40題）養成路徑

（41-46題）三方面，其中科學知識方面總分26分，每題計1分。

（一）科學知識方面

1.總體情況

科學知識方面，主要涵蓋物質科學、生命科學、地球與空間科學、技術與工程素養，分別對應問卷第1-8題、9-13題、14-19題、20-26題。調查前期開展了相關試測，問卷具備一定信效度。對“科學知識”進行了可靠性檢驗，分半信度為0.701，表明內在一致性較好，試題可靠性較高。

（1）科學知識總分方面

大部分學生得分比較接近，整體近似正態分布，平均分為14.95分。學生總成績主要分布在15-20之間，這個得分區間的人數為614人，占總人數的 43% 。

（2）科學知識各部分得分方面

物質科學、生命科學、地球與空間科學、技術與工程素養四部分最高分均為滿分，最低分為零分，且四部分平均分均超過了各項總分的一半，見表1。

為進一步探究科學知識四部分之間以及與總分是否存在某種依存關系，采用相關性分析進行內部相關性的檢驗5。檢驗發現，各部分得分與總分之間高度相關，這四部分是科學素質的主要素。通過這些要素的分析，可以了解中小學生的科學素質水平發展情況，見表2。

2.影響因素（1）性別

在“總分”“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”方面，男女生之間沒有達到顯著性，但總體上呈現男生得分優于女生。在“技術與工程素養”維度， plt;0.05 ，男女學生選擇差異顯著，得分均超過了該項總分的一半，但男生得分（4.15分）明顯高于女生（3.87分）。

（2）年級

在“總分”“生命科學”“地球與空間科學”“技術與工程素養”方面，初中、小學之間沒有達到顯著性。

在\"物質科學\"維度， plt;0.05 ，初中、小學學生選擇差異顯著，初中學生得分均超過了該項總分的一半，但小學生未超過一半，總體上，初中生（4.48分）高于小學生（3.77分）。

（3）是否住校

在“物質科學\"“生命科學\"“技術與工程素養\"方面，住校生、走讀生之間沒有達到顯著性。在“總分”“地球與空間科學”維度， plt;0.05 ，住校生、走讀生選擇差異顯著；在“地球與空間科學”維度，學生得分均超過該項總分的一半，總體上，住校生得分（3.37分）高于走讀生得分（3.12分）。在“總分\"方面，學生得分均超過該項總分的一半，總體上，住校生得分（15.36分）高于走讀生得分（14.78分）。

（4）父母文化程度

父母文化程度方面，未達到顯著性。總體上，物質科學、地球與空間科學兩部分，父親為大專學歷的學生得分最高；而生命科學、技術與工程素養、總分方面，父親為本科學歷的學生得分最高。物質科學、生命科學方面，母親為大專學歷的學生得分最高；地球與空間科學方面，母親為本科學歷的學生得分最高；技術與工程素養方面，母親為研究生學歷的學生得分最高。

（5）父母務工

父親外出打工不存在差異，總體上，各部分得分及總分均呈現父親在家比外出打工高的情況。母親在外打工存在差異，學生在“物質科學”“地球與空間科學”方面無差異，但總體上，各部分得分及總分均呈現母親在家比外出打工高。在“生命科學”“技術與工程素養”“總分\"維度， plt;0.05 ，學生選擇差異顯著，均呈現母親在家優于母親外出打工。如在“生命科學\"方面，學生得分均超過該項總分的一半；總體上，母親在家（3.65分）高于母親外出（3.48分）。在“總分”上，學生得分均超過該項總分的一半；總體上，母親在家（15.23分）高于母親外出（14.49分）。

（6）居住對象

在“物質科學”\"生命科學\"維度無差異。在“地球與空間科學\"\"技術與工程素養”\"總分”維度， plt; 0.05，學生選擇差異顯著，均呈現父母長輩陪伴優于獨自居住或與他人居住。

（7）是否獨生子女

在“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”“總分\"維度無差異。在\"技術與工程素養”維度， plt; 0.05，學生選擇差異顯著，均呈現獨生子優于非獨生子。

（二）學生科學態度總體情況

對中小學生科學態度的14個題項進行探索性因子分析，采用主成分分析法，選擇正交轉軸法，抽取特征根大于1的因子。結果顯示， KMO=0.800 Bartlett球形檢驗顯著性小于0.001，表明適合進行因子分析。根據總方差解釋、碎石圖、轉后的成分矩陣，參照《課標》提出的“形成基本的科學態度和社會責任感”及“科學課程培養的學生核心素養”要求，“科學態度”體現在保持好奇心和探究熱情，樂于探究和實踐；有基于證據和邏輯發表自己見解的意識，嚴謹求實；不迷信權威，敢于大膽質疑，追求創新；尊重他人的情感和態度，善于合作，樂于分享。結合“核心素養”相關要求，突出學生在學習科學課程的過程中逐步形成的、適應個人終身發展和社會發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，是科學課程育人價值的集中體現，主要包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面，因此將“科學態度”探索出的四個因子分別命名為科學觀念、探究實踐、態度責任、科學思維。在“科學觀念\"“探究實踐”“態度責任\"\"科學思維\"等維度，學生的年級、住校情況、父母學歷、居住對象及父母外出務工方面，均沒有達到顯著性。在“科學思維”維度， plt;0.05 ，男女學生選擇差異顯著，呈現男生優于女生；住校非住校學生選擇差異，呈現住校生優于非住校生。

（三）學生科學素養養成路徑情況

1.授課頻次方面

在農村中小學中，正常開設科學課的占比達89.1% ，其中每周2次占主流，占比達三分之一。在“總分”“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”“技術與工程素養\"維度，沒有達到顯著性，但總體上呈現開設科學課程的學生得分的比不開設的高。

2.授課教師情況

在農村中小學中，專職科學教師占比為 46% ，接近一半。有 33.7% 的授課教師為其他學科教師，經與學生訪談及問卷調查發現，其他任課老師多為數學老師。此外，仍有超過五分之一的沒有授課教師。學生得分在“總分”“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學\"“技術與工程素養”等維度的差異均未達到顯著性。在\"物質科學\"維度，其他老師（數學老師）作為授課老師的學生得分最高，其次是專職老師，最后是沒有老師。“生命科學”“技術與工程素養\"維度，專職老師和其他老師（數學老師）一樣高，沒有老師的最低。在“地球與空間科學\"維度，專職老師得分最高，其次為其他老師，最后是沒有老師。在總分方面，有專門科學課授課老師的學生得分最高，為15.03分。

3.學校科普活動組織

在農村中小學中，近四分之三的學校組織過相關科普活動，其中有 22.9% 的學校經常組織學生進行科普活動，但仍有超四分之一的學校從未組織過相關科普活動。學生得分在“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”等維度的差異未達到顯著性，但總體上呈現組織過活動的學校學生得分比未組織過的高，如在“物質科學”“生命科學”方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不。而“地球與空間科學”與“物質科學”“生命科學”有所不同，學生得分依次為偶爾、經常、從不。“技術與工程素養”及總分維度差異顯著，組織過的成績比未組織的好。例如，“技術與工程素養”方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不，同時經常及偶爾參加的學生得分超過了所調查的平均值（4.01分）；總分方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不，同時“經常”及“偶爾\"參加的學生得分超過了所調查的平均值（14.95分）。

4.父母參與科普活動

近四分之三的父母帶孩子參加過科普活動，其中有 35.5% 的父母經常帶孩子參加相關活動。但仍有超四分之一的父母從未帶孩子參加過科普活動。學生得分在“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”維度的差異未達到顯著性，但總體上呈現帶孩子參加過的比未帶過的學生得分高。例如，在“物質科學\"方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不；總分方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不，其中，“經常”及“偶爾”被父母帶去參加相關活動的學生得分超過了調查的平均值（14.95分）。

5.自身課外興趣

超四分之三的學生表示自己喜歡看科教節目及圖書。學生得分在“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”維度的差異未達到顯著性。“技術與工程素養”及總分差異顯著，不喜歡看的學生比喜歡的學生得分高。“技術與工程素養”方面，不喜歡看的學生（4.26分）比喜歡看的學生（3.92分）高，但兩者都超過了該項總分的一半。總分方面，不喜歡看的學生（15.47分）比喜歡看的學生（14.78分）高，但兩者都超過了該項總分的一半。

6.科普活動參與度

八成學生參加過科普活動，其中近 30% 的學生經常參加，但仍有五分之一的學生從未參加過相關活動。學生得分在“物質科學”“生命科學”“地球與空間科學”維度的差異未達到顯著性，但總體上參加過的學生比未參加過的學生得分高。“技術與工程素養”及總分差異顯著，參加過的學生比未參加過的學生好。“技術與工程素養”方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不，都超過了該項總分的一半；但僅有經常參加的學生超過了調查的平均值（4.01分）。總分方面，學生得分依次為經常、偶爾、從不，都超過了該項總分的一半；經常參加的學生超過了調查的平均值（14.95分），偶爾參加的學生正好等于調查的平均值（14.95分）。

三、討論與分析

（一）農村中小學生具備了基本的科學知識水平

物質科學、生命科學、地球與空間科學、技術與工程素養四部分得分與總分之間高度相關，均為科學素質的主要素。通過對這些要素的分析，可以了解中小學生的科學素質水平發展情況。同時，學生的總分主要分布在10至20分之間，大部分學生得分接近。從總分均值來看，目前農村中小學生具備了基本的科學知識水平，這與當前我國基礎教育階段的扎實訓練緊密相關，為后續高中、大學學習的進一步提升奠定了基礎。

（二）男生整體表現優于女生

科學知識方面，性別因素對學生的表現存在影響，總體上呈現男生得分優于女生。“技術與工程素養”和“科學思維”側重于學生的邏輯思維和實際動手能力，呈現出“男生更突出直觀認識、女生更注重感性認識\"的特點。從心理學角度來看，這與男女生心理特征、思維方式等方面的差異有關，一般來說，中小學女生比男生更加早熟一些，語言能力較強但動手能力相對不足。同時，我國家庭的傳統性別觀念為“男主外、女主內”，孩子從小就會學習和遵守這種性別規范，并以此支配后續的學習、生活行為，造成了男女間的性別差異[8]。

（三）住校生整體表現優于走讀生

在科學知識特別是“地球與空間科學”方面，住宿情況因素對學生的表現存在影響，住宿生的得分普遍高于走讀生。在核心素養特別是“科學思維\"方面，住宿情況因素對學生的表現存在影響，住宿生的得分普遍高于走讀生，其自主意識、動手能力更好。一方面，住校生由于學習、生活均在學校，一定程度上有利于其獨立思考及實操能力的提升。另一方面，由于與同學合住，同伴之間的影響也比走讀生更大，群體性的榜樣示范作用及同伴交流能力的提升，有利于學生保持好奇心和探究熱情，同時促使其形成“尊重他人的情感和態度，善于合作，樂于分享”的理念[]。

（四）家庭因素影響學生科學知識水平

家庭因素主要涉及父母陪伴以及子女構成。父母陪伴影響學生的科學知識水平，如科學知識總分、地球與空間科學、技術與工程素養等維度。其中，超過六成的父母至少有一方在外工作，加之家長對于“科學知識”的內涵認識不足，影響了學生科學素養的培養，導致科學教育在家庭教育中的缺位。具體而言，在“生命科學”“技術與工程素養”“總分\"三方面，呈現出母親在家陪伴的學生得分普遍優于母親在外工作的學生。居住對象方面，在“地球與空間科學\"“技術與工程素養”“總分”三方面，呈現父母長輩陪伴的學生得分優于獨自居住或與他人居住學生的得分。此外，在“技術與工程素養”方面，呈現獨生子女優于非獨生子女。四至八年級學生正處于一個由“學齡期”向“青春期\"轉換的階段，是其身心發展的關鍵時期，需要父母耐心陪伴與引導。

（五）課程頻次、師資力量、課外活動影響學生科學知識水平

在課程開設頻次上，農村中小學正常開設科學課的占比達 89.1% ，其中每周上兩次占主流，占比達三分之一。在師資配比上，專職老師占比為 46% ，接近一半，同時有 33.7% 的授課老師為其他老師，經與學生訪談及問卷調查發現，其他任課老師多為數學老師。此外，仍有超過五分之一的學校沒有授課老師。科學教育師資力量較薄弱，不利于學生科學素養的培養[10]。此外，課外科普活動參與度影響學生科學知識水平。學校方面，在農村中小學中，近四分之三的學校組織過科普活動，有 22.9% 的學校經常組織學生進行相關活動，但仍有超四分之一的學校從未組織過相關科普活動，調查呈現組織過的比未組織過的學校學生得分高。家庭方面，近四分之三的父母帶孩子參加過相關科普活動，其中有

35.5% 的父母經常帶領學生參加相關活動，但仍有超四分之一的父母從未帶孩子參加過相關科普活動，呈現帶孩子參加過的比未帶過的學生得分高。這些現象的產生，與當前科學教育的重視程度不高相關聯。在高考指揮棒的指引下，農村基礎教育的著力點依然在“語數外”等主課上，對于科學教育的重視程度依然薄弱。

（六）學生自身興趣高低影響學生科學知識水平

學生自身興趣高低影響學生科學知識水平，主要表現為兩方面：超四分之三的學生表示自己喜歡看科教節目及圖書；但不喜歡看的學生（4.26分）比喜歡看的學生（3.92分）得分高。這一點與常規看法不同，究其原因，可能是因為學生對科學知識的“主觀興趣”比較重，但是由于農村學校等客觀因素的影響，其實操等動手能力還不足。科普活動參與度方面，八成學生參加過科普活動，其中近 30% 的學生經常參加，但仍有五分之一的學生從未參加過相關活動，總體上參加過的學生比未參加過的學生得分高。

四、對策與建議

（一）國家層面

國家層面，必須貫徹“轉變教育觀念，提高對科學課程的重視程度”的要求，包括觀念的轉變和師資的培養兩方面。

1.轉變觀念

政府需要積極引導學校、教師、學生樹立正確的科學教育觀念。第一，細化明確科學教育目標。《課標》明確提出，基礎教育階段科學教育的培養目標是提高科學基本素養，形成良好的科學知識、態度和精神。應當根據學生年齡階段，依據評價指標，細化制定各年齡段科學教育分目標，并在此基礎上優化相關的科學課程設置。第二，強化科學學科地位。這需要教育部門和學校共同努力，從學生的實際出發，檳棄錯誤的“不愛科學、輕視科學\"觀念，幫助學生形成正確的觀念。第三，轉變家長教育觀念。學校可通過家長會、微信公眾號、微信群等方式對家長加強培訓，宣傳科學教育理念，積極爭取家長對相關科學活動的支持，最終實現“家校共促\"學生科學素養的提升[]。

2.培養師資

學校建設，教師為重。教師專業素質水平的高低對于提升學生科學素養起著舉足輕重的作用，必須優化培養科學教育師資12]。一是深刻貫徹《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》“實施教師科學素質提升工程\"的要求，將科學精神納入教師培養過程，加大對科學、數學、物理等學科教師的培訓力度[3]。二是強化師資隊伍建設。首先，建立專職的科學教師隊伍。強化專職教師的定期培訓，提升教師的業務能力及科學教育認識，激發教師對崗位的熱愛，不斷提升教學能力。其次，可聘請兼職科學教育教師。學校可以根據自身實際情況，通過多種渠道聘請相關領域專家作為兼職教師來補充師資。當然，由于兼職專家可能缺乏相關的教育教學知識，應當強化對專家的培訓，如讓其了解相關的教育規律及學生的心理特點，從而更好地達到“聘請專家來更好提升學生素養”的目的[14]。

（二）學校層面

1.遵循學生身心發展規律

調查結果顯示，不同學段的學生在科學知識、科學態度等方面有顯著差異，男生和女生在表現上也各不相同。因此，要尊重學生身心發展規律，提供靈活多樣的科學教育內容，通過實際有效的實踐活動，加強家校結合，讓科學與成長相結合。隨著學生年齡的增加，其身心發展逐漸成熟，對學生科學教育的要求應當逐漸提高。要加強一體化設置，促進學段銜接，提升課程科學性和系統性。進一步精選對學生終身發展有價值的課程內容，減負提質。

2.有效開發科學教育資源

充分利用和開發科學課程資源，拓展科學教育渠道。一是強化科學設施建設。加強農村中小學校科學教育設施建設和配備，加大科學教育活動和資源向農村傾斜力度。一般來說，凡是在科學課程的發展過程中可以利用的一切人力、物力以及自然資源可以稱為科學課程資源[15]。為此，教育部門、學校應該積極改善農村學校辦學條件，豐富農村科學課程資源，拓展科學教育渠道，保證科學課程順利開展。二是強化科學資源開發。學校及教育部門可以根據相關的課程標準，并結合當地特色開發適合本地的校本教材，使教材和學生的生活實際有機聯系起來，從而實現學生科學觀點和思想觀念的“雙掌握”。

3.重視強化科學素養測評[]

可以積極借鑒國外相關測評體系，秉持“繼承基礎上創新”的理念，圍繞評估內容、試題編制開展研究。一是強化學段鏈接，構建有效評估體系。制定各學段統一連貫的科學課程標準，借鑒“群體適應性評估”的概念，不僅要注重學生最后共同標準的實現，更要著重體現學生在不同起點上的提高過程。二是營造真實情境，評測解決問題能力。要積極破除“忽視情境”“缺少實踐”“高分低能”的傾向，“激發學習動機，加強探究實踐”，需要營造相關情境，保護學生的好奇心，激發其求知欲和想象力。三是重視非正式環境，強調“基于證據中心”。要強調“日常生活和學校學習的各種環境因素”，突出“問題的提出與解決（解釋）均建立在證據基礎之上\"這一理念。充分利用學校、家庭、社區的各種資源，如采取家校合作機制，圍繞科學素養發展問題，為家長提供切實可行的咨詢和建議，提升其對科學教育的重視程度，以便學生在實際生活中樹立基本的科學態度，形成正確的價值觀和社會責任感[18]。

（三）家庭層面

家庭是教育的第一場所，父母對子女科學素養的影響巨大。首先，家長特別是父母要改變傳統的“男主外、女主內”的家庭觀念，培養孩子“積極探索科學知識\"的意識，提升學生的科學學習主動性。其次，要做好榜樣示范作用。身教重于言教，父母自身要為孩子樹立起愛科學、用科學的榜樣，讓孩子在潛移默化中培養“科學意識”。第三，要保證孩子的科學學習時間。科學素質的養成與提升不是一蹴而就的，需要堅持不懈、持之以恒。家長要重視科學教育，引導孩子多學習科學知識；還可以經常帶孩子參觀科技館等各類科技教育場所，讓孩子感受科學的熏陶[19]。最后，要做好家校協同。父母要積極配合學校，破除\"重智育輕科學\"的教育理念，形成學校與家庭共建科學氛圍的局面，讓學生的科學教育取得事半功倍的效果[20]。

（四）社會層面

完善校內外科學教育聯動機制。要充分開發和利用農村自然資源，農村雖然缺乏科技館、博物館等現代科普資源，但卻有著得天獨厚的自然資源，如河流、農田、作物等。教師可以充分利用這些資源彌補農村課程資源的不足，帶領學生走入田間、菜園觀察動植物，為學生講解各種動植物的特性。還可以利用周邊自然資源開展探究活動，培養學生的探究能力。總之，科學教師要將農村資源充分利用起來，這不僅可以提升學生的科學素養，還能讓學生體驗別樣的愉悅生活[21]。

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Current Status and Improvement Strategies of Rural Students‘Scientific Literacy：An Analysis Based on a Survey of 1，427 Students in Jiangsu Province

Gu Naijing

Yancheng TeachersUniversity，Yancheng，Jiangsu，224002

Abstract：A \"Scientific Literacy Questionnaire\" was compiled to obtain data on scientific knowledge， scientific literacy，and development paths of 1，427 students from 15 rural primary and secondary schools in some countiesand districts in Jiangsu Province.Itwas found that rural students have basicscientific knowledge，and the frequency of courses，facultyand extracurricular activitiesaffcted their scientific knowledge level.To this end，suggestionsareputforwardfromtheaspectsofnational，school，family，society，etc.，suchaschanging the concepts，training the teachers，folowingthelawsof students‘physical and mental development，effectively developing scientificeducation resources，attching importance to scientific literacy assssment，doing a good job in home-school coordination，and improving the linkage mechanism of science education inside and outside schools.

KeyWords：Rural Students，ScientificLiteracy，Improvement Pathways

（責任編輯：吳茫）