蔣甫玉 鐘堅龍
(中國青年政治學(xué)院:科研處,青少年工作系;北京100089)
“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的論斷說明了科技對于經(jīng)濟、社會的發(fā)展極其重要。改革開放以后,經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展急需培養(yǎng)頂尖科技人才,社會的進步也需要提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)水平,因而對科學(xué)素養(yǎng)的研究引起了教育界、科技界、哲學(xué)界、社會學(xué)界、新聞媒體及科技決策部門、科研管理機構(gòu)等各部門、各領(lǐng)域的關(guān)注。從1989 年我國做的第一個公眾科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查開始算起,科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查已有25 年的歷史。在這二十多年中,我國科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查的具體狀況究竟如何?筆者系統(tǒng)地回顧了二十多年來關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的社會調(diào)查狀況,分析了調(diào)查對象、測量維度和調(diào)查結(jié)果,期望促進科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查合理、科學(xué)地發(fā)展。
從目前發(fā)表的關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)術(shù)文章來看,科學(xué)素養(yǎng)的研究主要分為三類。第一類是關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的探索性研究,主要是對國外科學(xué)素養(yǎng)研究的介紹和理論探索。例如,魏冰通過對國外文獻的分析,系統(tǒng)地介紹了美國科學(xué)素養(yǎng)從20 世紀(jì)50 -90 年代的研究進展,他認(rèn)為,科學(xué)素養(yǎng)的具體內(nèi)容會因時代的不同和社會文化背景的差異而變化,不同的人從不同的理論出發(fā)會提出不同內(nèi)容的科學(xué)素養(yǎng)[1]。這類研究只是對國外新課題的引入,屬于探索階段的研究,主要是對科學(xué)素養(yǎng)的闡述和介紹,為我國科學(xué)素養(yǎng)研究與國際接軌做了理論準(zhǔn)備。第二類是對我國大陸地區(qū)公民科學(xué)素養(yǎng)水平的社會調(diào)查。這類研究經(jīng)過了本土化發(fā)展,內(nèi)容豐富繁雜,是本研究的重點。這類研究是科學(xué)素養(yǎng)研究中國化、本土化的過程,屬于調(diào)查階段的研究,調(diào)查報告公布了我國公眾的科學(xué)素養(yǎng)水平,并為提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)水平出謀劃策。第三類是對科學(xué)素養(yǎng)研究的總結(jié)與反思。如李大光在回顧科學(xué)素養(yǎng)研究歷史后總結(jié)認(rèn)為,中國(關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的)許多研究基本上是照搬西方模式進行的,導(dǎo)致對中國國情的研究不夠深入,且缺乏必須的概念化過程,導(dǎo)致照搬西方國家的指標(biāo)和測試問卷[2]。文獻表明,目前關(guān)于第三類的研究極少,尚沒有用系統(tǒng)的方法從總體上概括和描述科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查的研究。
本研究采用內(nèi)容分析的方法,通過搜集公開發(fā)表的學(xué)術(shù)期刊中關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)術(shù)論文,對論文進行編碼和統(tǒng)計,用定量的方法描述和概括已有研究。搜索出的文章篇數(shù)分別為:核心期刊共215 篇;非核心期刊172 篇;共計387 篇。通過閱讀文章標(biāo)題和摘要,大體了解文章內(nèi)容后,刪除了不屬于本研究的文獻。最后,確定為研究對象的文章有:核心期刊文獻58 篇;非核心期刊文獻34 篇;而確定作為筆者研究對象的文獻共76 篇。
為了了解我國科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查現(xiàn)狀,本文分析了在全國公開發(fā)表的核心期刊里的學(xué)術(shù)論文,論文要求必須是有數(shù)據(jù)的、能反映國民科學(xué)素養(yǎng)水平的經(jīng)驗研究,即排除純理論的學(xué)術(shù)探討。中國知網(wǎng)(CNKI)搜索類別為“核心期刊”搜索出來的文獻,或者所屬期刊為“2011 全國中文核心期刊要目總覽(第六版)”所列期刊的文獻,均是本文所指的核心期刊文獻,搜索時間截止日期為2013 年7 月,共計58 篇核心期刊文章,現(xiàn)分析如下。
近年來,科學(xué)素養(yǎng)水平調(diào)查數(shù)量呈波動增長的趨勢,表明社會對科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查越來越重視。仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn),1998 年以前和1999-2001 年之間并沒有相關(guān)調(diào)查;2002 -2008 年開始增多但各年差異不大,平均每年只有3 篇;2008 年以后對科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查逐漸增多。1998 年只有1 篇調(diào)查報告;2008 年最多,達(dá)到11 篇,占總體的19%。2008 年、2011 年、2012 年發(fā)表的論文明顯比其他年份多。自1992 年起,我國每兩年開展一次針對18 歲以上成年人的全國性公民科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查,最近的兩次是在2007 年和2010 年。2006 年,“國際學(xué)生測評項目”在多國開展調(diào)查。受PISA2006國際調(diào)查和我國2007 年全國性調(diào)查的影響,2008 年我國對科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查增多,一方面是對PISA2006調(diào)查的結(jié)果進行分析;另一方面則是地方機構(gòu)運用這兩次的調(diào)查問卷對地方公眾開展調(diào)查。而2011 年、2012 年發(fā)表的論文也是在2010 年全國范圍的科學(xué)素養(yǎng)水平調(diào)查之后撰寫的。
筆者在論文閱讀中發(fā)現(xiàn),研究資料的收集主要采用定量、質(zhì)性和引用數(shù)據(jù)的方法。其中,定量的方法主要是問卷法和問卷結(jié)合訪談法,質(zhì)性的方法只有觀察法。在資料收集方法方面,使用問卷作為收集資料途徑的占有絕對優(yōu)勢,占到總數(shù)的82.9%,問卷結(jié)合訪談的研究只各占5.7%,引用數(shù)據(jù)和觀察法也占5.7%,而只用訪談法的研究則沒有。問卷法在科學(xué)素養(yǎng)的實證研究中幾乎成為資料收集的唯一方法。這是因為問卷法有很多優(yōu)點,它既能節(jié)省時間、經(jīng)費和人力,便于大范圍調(diào)查,又有很好的匿名性,所得的資料便于定量處理和分析。但它也有自身的缺點,有時問卷的回收率、質(zhì)量難以保證,對被調(diào)查對象的文化水平也有一定的要求。
中小學(xué)生是研究的重點,對中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查占所有調(diào)查的31.5%。中小學(xué)生是未來的建設(shè)者,是科學(xué)知識普及的重點對象,他們科學(xué)素養(yǎng)的高低影響著國家的發(fā)展。經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)開展的國際學(xué)生能力評估計劃(PI-SA)只針對15 歲的學(xué)生進行;2006年,國務(wù)院發(fā)布的《全民科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要(2006 -2010 -2020 年)》中,未成年人是重點關(guān)注對象,這些都證明中小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)教育受到國家和社會的高度重視,對他們的調(diào)查自然就會更多。對公眾和教師科學(xué)素養(yǎng)水平的調(diào)查,分別占25.9%和24.1%,教師的科學(xué)素養(yǎng)水平也受到重視是因為他們是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)知識的直接傳授者。
從上文中我們了解到,科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查對象最多的是中小學(xué)生,使用最多的資料收集方法是問卷法,為了進一步了解科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查的具體內(nèi)容,本文對搜集到的34 篇不同級別期刊中使用問卷法調(diào)查中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的論文進行分析。
在問卷調(diào)查中,選擇樣本的抽樣方法非常有講究,如果一個社會調(diào)查沒有用科學(xué)的抽樣方法,選取的樣本就沒有代表性,沒有說服力。分析發(fā)現(xiàn),有56.3%的文章明確說明是用概率抽樣的方法,明確說明采用非概率抽樣方法的有8.8%,但還有38.2%的文章沒有對抽樣方法進行說明。實際上,在一篇社會調(diào)查報告中,對抽樣方法的說明是十分必要的。因為如果是采用概率抽樣,那么文章結(jié)論可以反映總體情況;如果是采用非概率抽樣,得出的結(jié)論只能作為參考,而不能推之于總體。分析發(fā)現(xiàn),在采用概率抽樣的文章中,23.5%采用了隨機抽樣,17.6%采用了分層抽樣,11.8%采用了整群抽樣,沒有文章使用系統(tǒng)抽樣和多段抽樣,這說明研究者在調(diào)查中小學(xué)生時,偏好使用簡單隨機的概率抽樣方法。作為一項正規(guī)的社會調(diào)查,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某闃臃椒ㄊ欠浅1匾?,而且?yīng)該在報告中加以說明,這樣的調(diào)查才有可靠性。
目前使用較為普遍的數(shù)據(jù)分析軟件是excel、spss、amos、sas。通過分析文章內(nèi)容發(fā)現(xiàn),58.8%使用了較為簡單的excel 分析數(shù)據(jù);47.1%使用了較為專業(yè)的spss 數(shù)據(jù)分析軟件;amos和sas 軟件的使用只占5.9%和2.9%??梢娪袑⒔话氲恼{(diào)查使用了spss 軟件分析數(shù)據(jù),但這個比例不太樂觀,因為一般的數(shù)據(jù)分析都應(yīng)使用專業(yè)的分析軟件,這樣的分析結(jié)果才是科學(xué)的,這說明很多研究對數(shù)據(jù)的分析不夠深入。
另外,統(tǒng)計分析是評價一個調(diào)查報告質(zhì)量好壞的重要方面。調(diào)查顯示,頻數(shù)、百分比、平均分這些統(tǒng)計方法是十分簡單易行的,研究者使用的較多,分別占總篇數(shù)的100%、100% 和67.6%,但只能做到對數(shù)據(jù)基本情況的描述。排序居中的統(tǒng)計方法是標(biāo)準(zhǔn)差、交互分類、單雙變量統(tǒng)計檢驗(如X2、Z、F、T 檢驗),分別占總篇數(shù)的35.3%、50.0%、41.2%,這些統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)的分析更深入。而排序靠后的是單雙變量相關(guān)測量(如Lambda、Gamma 等)、多變量高級統(tǒng)計分析(包括回歸分析、路徑分析、因子分析、模型擬合檢驗等)、信效度檢驗,分別占總篇數(shù)的8.8%、11.8%、11.8%。對于發(fā)放問卷收集資料的社會調(diào)查來說,做試測和分析問卷信效度是十分必要的,然而只有11.8%的文章明確說明了調(diào)查問卷的信效度。要想進一步深入了解科學(xué)素養(yǎng)的水平、影響因素以及多個變量之間的關(guān)系,后期的研究者需要提高統(tǒng)計分析水平,多使用較高級的統(tǒng)計分析技術(shù),如單雙變量相關(guān)測量、統(tǒng)計檢驗和多變量高級統(tǒng)計分析。
根據(jù)美國著名科學(xué)素養(yǎng)專家喬恩·D·米勒關(guān)于公眾科學(xué)素養(yǎng)評價的三個標(biāo)準(zhǔn),科學(xué)素養(yǎng)包括三個方面的內(nèi)容:“一是對科學(xué)術(shù)語和科學(xué)基本概念的理解;二是對科學(xué)研究過程和方法的理解;三是科學(xué)技術(shù)對社會影響的理解。”[3]這是國內(nèi)外使用較為廣泛的測量維度,后來美國學(xué)者克勞普福將科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)興趣和生活情境也納入科學(xué)素養(yǎng)的范疇[4]。這使得科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)容更加豐富,維度更加多樣,主要有以下幾個特點(見下表)。
中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查維度情況表
在調(diào)查中,占64.7%的問卷包含“科學(xué)知識”和“科學(xué)過程與方法”維度的測量,說明國內(nèi)在對小學(xué)生的調(diào)查中比較認(rèn)可米勒的科學(xué)素養(yǎng)三個標(biāo)準(zhǔn)的前兩個。從文章內(nèi)容來看,“科學(xué)知識”主要包括科學(xué)術(shù)語和科學(xué)概念,科學(xué)術(shù)語包括計算機、納米、DNA 等,科學(xué)概念包括地心非常熱、人類呼吸的氧氣主要來源于植物、地球上的陸地一直在漂移等。對“科學(xué)過程和方法”的測量有兩種形式,一種是測量學(xué)生對科學(xué)方法相關(guān)結(jié)論的態(tài)度,如是否贊同“只要獲得足夠多的證據(jù),理論就可以成為規(guī)律”;另一種測量學(xué)生在多種研究方法中選擇科學(xué)的方法。如在測量對“科學(xué)方法”的掌握時,設(shè)計的題目為“要了解種子在亮處容易發(fā)芽還是在暗處容易發(fā)芽,該怎么做容易?”。
科學(xué)素養(yǎng)的維度有“三要素”說、“六要素”說和“九要素”說。但隨著科學(xué)素養(yǎng)概念的普及和廣泛使用,對科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了九個維度,主要有兩個表現(xiàn)。第一,多個學(xué)科參考科學(xué)素養(yǎng)的“三要素”模型,創(chuàng)新性地把科學(xué)素養(yǎng)學(xué)科化。2007 年周建榮在包頭市調(diào)查初中生“生物科學(xué)素養(yǎng)”時,問卷內(nèi)容包括初中生生物信息素養(yǎng)、生物知識素養(yǎng)、生物學(xué)方法素養(yǎng)、生物學(xué)能力素養(yǎng)、生物學(xué)品質(zhì)素養(yǎng)、生物學(xué)意識素養(yǎng)。2013 年商執(zhí)娜等在研究廣州中學(xué)生“體育科學(xué)素養(yǎng)”時,調(diào)查的則是中學(xué)生對體育鍛煉常識、體育鍛煉的技能和技術(shù)、體育保健和救護知識、體育科學(xué)文化對人及社會影響的認(rèn)識。第二,測量范圍更加廣泛。2005 年李維等在寧波市調(diào)查時加入了“科學(xué)精神”這一維度,陸真等在江蘇省的調(diào)查中則加入了“科學(xué)態(tài)度”這一維度。還有的研究人員在科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查中加入了探索自然世界、對自然的態(tài)度、科學(xué)品德等維度。值得思考的是,這些維度已和國際上提出的科學(xué)素養(yǎng)測評不一致,這樣得出來的結(jié)論是否能反映中小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平,這樣以增加內(nèi)容為主的本土化策略是否科學(xué),還有待進一步探討。
經(jīng)過文本分析發(fā)現(xiàn),有67.6%文章明確指出了中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的影響因素,并對數(shù)據(jù)進行了差異檢驗。本文對調(diào)查結(jié)果進行統(tǒng)計整理并分析后,發(fā)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的影響因素狀況大致如下。
群體因素主要包括自然因素和社會因素,其中性別和年齡屬于自然因素,年級和戶籍屬于社會因素。個體因素則是指中小學(xué)生自身的因素,主要包括科學(xué)自我效能感、對科學(xué)類科目的興趣等。圖1 中的實線箭頭是指研究結(jié)論顯示差異顯著;而虛線箭頭則是指研究結(jié)論顯示差異不顯著,或者不同的研究結(jié)論顯示的結(jié)果不同(見圖1)。
圖1 群體因素和個體因素影響路徑模型
圖2 環(huán)境因素和教育因素影響路徑模型
從模型來看,中小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平在戶籍和科學(xué)自我效能感、對科學(xué)類科目興趣等個體因素方面表現(xiàn)了顯著的差異。其中,戶籍可直接預(yù)測科學(xué)素養(yǎng)水平,而科學(xué)探究的知覺、對科學(xué)類科目的興趣、動手實驗的知覺和關(guān)注、科學(xué)自我效能感則間接預(yù)測科學(xué)素養(yǎng)水平。另外,性別、年齡、年級、課堂交流知覺的不同并不一定導(dǎo)致科學(xué)素養(yǎng)水平的差異,不同的調(diào)查得出不同的結(jié)論。如在性別方面,甘露等在廣州的調(diào)研中用獨立樣本的T 檢驗兩組數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),不同性別高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)總分差異不顯著[5];而秦浩正等人在上海的研究發(fā)現(xiàn),上海初中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的發(fā)展在性別上存在差異,差異主要產(chǎn)生于初一,女生的起點比男生高;男生的發(fā)展比女生快[6]。
環(huán)境因素是指影響中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平的外界因素,主要包括學(xué)校環(huán)境和家庭環(huán)境。教育因素是指中小學(xué)生受到的學(xué)校教育和家庭教育,有研究者探討的教育因素有科學(xué)課程學(xué)習(xí)和新舊課程(見圖2)。從模型來看,已有調(diào)查表明中小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)水平因所在學(xué)校的類型、學(xué)校設(shè)施利用、辦學(xué)層次、父母文化水平的不同而不同,且差異顯著;而在父母職業(yè)、家庭經(jīng)濟條件、科學(xué)課程學(xué)習(xí)、新舊課程變化方面的差異則不一定顯著。其中,科學(xué)課程的學(xué)習(xí)和新舊課程的學(xué)習(xí)對科學(xué)素養(yǎng)的影響較為復(fù)雜。屈型杰等在研究長沙市岳麓區(qū)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)時發(fā)現(xiàn),五年級已實施科學(xué)素養(yǎng)《手冊》教育的學(xué)生和未實施組在科學(xué)素養(yǎng)全量表上的差異非常顯著。在科學(xué)知識這一維度上,實施組與未實施組之間差異非常顯著,而在情感態(tài)度、價值觀、科學(xué)探究方面,兩者之間的差異不顯著[7]。而李維等在研究中將被試個人基本信息的有關(guān)變量與被試在科學(xué)本質(zhì)量表各維度的得分分別進行F 檢驗后發(fā)現(xiàn),學(xué)生在科學(xué)本質(zhì)的各維度上均存在極其顯著的地區(qū)差異,這種顯著差異并不是由科學(xué)課程本身教學(xué)成效的不同引起的,很可能與兩地的生源條件有關(guān)[8]。因而科學(xué)課程學(xué)習(xí)對科學(xué)知識水平的影響顯著,而對科學(xué)素養(yǎng)水平的直接影響不一定顯著。新舊課程對科學(xué)素養(yǎng)水平的影響也相似,新舊課程的學(xué)習(xí)對“科學(xué)技術(shù)與社會”影響顯著而對“科學(xué)知識和科學(xué)過程”影響不顯著。
筆者采用內(nèi)容分析的方法,對二十多年來的76 篇關(guān)于青少年科學(xué)素養(yǎng)實證調(diào)查的論文進行統(tǒng)計分析。研究結(jié)果表明,在調(diào)查科學(xué)素養(yǎng)水平的時間分布上,在國際上和國家的大型調(diào)查后,地方對科學(xué)素養(yǎng)的社會調(diào)查會增多;在研究對象上,中小學(xué)生是最主要的調(diào)查對象;在資料搜集方法上以問卷法居多,占所有搜集方法的82.9%。
在說明使用抽樣方法的調(diào)查報告中,所選用的抽樣方法最多的是簡單隨機抽樣方法;數(shù)據(jù)分析軟件使用較多的是excel 和spss,對amos 和sas 軟件使用較少;統(tǒng)計方法對相關(guān)測量、高級統(tǒng)計分析、信效度檢驗的使用較少,說明研究者對數(shù)據(jù)的分析需要更加深入;中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)維度的特征是:測量維度以“知識”和“方法”的掌握程度為多,科學(xué)素養(yǎng)測量維度多樣化;調(diào)查結(jié)果表明,中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的影響因素主要有群體因素、個體因素、環(huán)境因素和教育因素,不同的因素對科學(xué)素養(yǎng)的影響不同。
目前測量國民科學(xué)素養(yǎng)的問題中主要是關(guān)于自然科學(xué)方面的知識,在科學(xué)術(shù)語方面有“分子、DNA、Internet、納米”等,科學(xué)基本觀點也主要是涉及生物、物理、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)等,而沒有人文社會方面的知識。薛飛在測量浙江省公眾人文社會科學(xué)素養(yǎng)時參考了米勒的“三要素”模型,主要包括人文社會科學(xué)基本術(shù)語、人文社會科學(xué)基本觀點、人文社會科學(xué)常識和特定社會問題。人文社會科學(xué)術(shù)語有“三個代表”、政治文明、GDP、恩格爾系數(shù)等;科學(xué)基本觀點主要涉及社會學(xué)、政治學(xué)、法學(xué)等學(xué)科知識。這種用國外科學(xué)素養(yǎng)模型嵌入社會科學(xué)知識的創(chuàng)新方法是否科學(xué)?國外有無關(guān)于人文社科素養(yǎng)調(diào)查的研究?目前科學(xué)素養(yǎng)的測量中為何沒有涉及人文社科方面的知識?這些問題有待進一步研究。在文獻中我們沒有發(fā)現(xiàn)對中小學(xué)生人文社會科學(xué)素養(yǎng)方面的社會調(diào)查。筆者認(rèn)為,人文社科素養(yǎng)和自然科學(xué)素養(yǎng)對于中小學(xué)生來說同樣重要,人文社科素養(yǎng)水平的高低可以反映出中小學(xué)生社會化程度、對經(jīng)濟和政治等方面的關(guān)心程度等。展開人文社會科學(xué)素養(yǎng)方面的調(diào)查對中小學(xué)生的教育工作也有一定的參考意義。因此,人文社會科學(xué)素養(yǎng)對中小學(xué)生和中小學(xué)生教育的重要程度與對人文社會科學(xué)素養(yǎng)的研究不成比例,研究者應(yīng)該對中小學(xué)生人文社會科學(xué)素養(yǎng)的研究更加重視。
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