“乡村振兴”背景下小学全科师范生科学素养提升策略——以合肥幼儿师范高等专科学校为例

(合肥幼儿师范高等专科学校 安徽 合肥 230013)

1.问题提出

1995年5月，《中共中央、国务院关于加速科学技术进步的决定》中首次提出科教兴国战略，提高全民族的科学文化素质，要实现乡村振兴战略，对乡村孩子的科学教育不容忽视。十九大明确了乡村振兴战略的目标任务，2018年中央一号文件又对乡村振兴战略作出全面部署，习近平总书记在参加两会代表团审议时，对乡村振兴战略又作出更详尽指示。可见实现乡村振兴，是历史的必然、时代的要求，是实现“中国梦”的必经之路。要实现乡村振兴，关键是人才。乡村小学教师作为引路人，是培养成才的重要人力资源。合肥幼儿师范高等专科学校作为安徽省首批乡村小学全科教师的定向培养单位之一，肩负着实现本省乡村振兴目标的历史使命，任重道远。我校在人才培养方案中，强调培养具有“博雅强实”、“一专多能”、适应乡村振兴战略的小学全科教师，显然，自然科学素养的培养应与其它学科齐头并进。

从研究者分析科学素养构成要素综述：霍德森把学科素养分为学习科学知识、理解科学和做科学[1]；王素认为，科学素养有四个核心因素：对学技术的理解；对科学、技术、社会三者关系的理解；科学的精神和态度；运动科学解决问题的能力[2]；吴俊明将构成要素分为认知层面、感情方面、意识和行为四个层面[3]。本文从科学知识、科学态度、科学精神三个维度设置问卷，调查小学全科师范生目前的科学素养水平，并对调查结果进行详实分析，提出改进实施方案，进一步促进师范生整体科学素养水平的提升。

2.结果与分析

本问卷参考第九次中国公众科学素养调查问卷、义务教育阶段教师科学素养调查问卷，并结合我校小学全科师范生的实际情况进行编制。问卷内容包括师范生的基本信息、科学知识测试题、科学态度和科学精神评估题，同时也对学生获取科学知识的途径和提升科学素养水平存在的困难进行了深入的调查。问卷共设置了判断题、单选题和多选题三种题型。

2.1 学生基本信息分析

本次调查样本是我校2016、2017级小学全科教育专业师范生，发放586份问卷，回收551份，有效回收率为94.02%。女生468人，男生83人；71.14%的师范生来自农村（392人），仅有32人来自于城市；494人年龄在15-17岁，占总人数的89.7%。

2.2 问卷信度和效度分析

利用SPSS软件对调查问卷的信度检验，测量问卷设计的合理性、内在一致性，检测出Cronbach的Alpha系数是0.861，一般认为编制的量表信度不低于0.60，因此整份问卷信度达到了要求，可作为正式问卷（表1）；利用SPSS对调查问卷的效度进行KMO与Bartlett检验，测量问卷能否有效测量各项变量、各问题与实际要研究的问题中的概念相符合的程度，得出KMO值为0.774，显著性概率P＜0.05,表示问卷具有结构效度，适合做因子分析（表2）。

表1 信度检测结果

表2 效度检测结果

2.3 科学知识掌握情况分析

本问卷共设置60道有关自然科学知识的题目，涉及数学、物理、生物、化学、地理、计算机六大学科，每个学科设置10个题目，答对1题记作10分，答错记作0分,满分100分。从问卷数据分析（图1），学生科学知识平均得分是65.5分，这与调查问卷中有283位同学（51.36%）认为自己的科学知识不扎实、需要查缺补漏是相符的，尤其是化学(52.9分)和生物学科(56.7分)更需强化。

图1 科学知识调查情况

2.4 科学态度和科学精神分析

美国先进科学协会颁布的《2061计划》中提出的科学态度主要是指对事物的好奇心、尊重事实、批判思考、灵活性、对变化世界的敏感性等内容。中国学生发展核心素养文化基础方面中提到的科学精神是指“学生在学习、理解、运用科学知识和技能等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现，具体内容是指执着探索、质疑批判、创新改革、求实求真、严格精确等内容。”本问卷结合小学教育专业师范生特点，设置有关科学态度和有关科学精神的题目共17道，采用五级量表“非常同意”、“同意”、“不确定”、“不同意”、“非常不同意”的形式，相应的记分为5、4、3、2、1，对学生科学态度和科学精神现状情况进行定量评估（图2）。科学态度方面，学生尊重实证维度均分为4.38分，说明学生对科学要尊重事实的态度认可度较高；好奇心维度均分为4分，说明学生寻求科学知识、进行科学创造的欲望较强；灵活性和对世界变化的敏感性维度表现一般；而批判思考的均分仅有3.28分，说明学生比较依赖于权威，独立思考、判断、提出独特的见解的意识较弱；科学精神方面，各维度得分情况都在3.5分及以下，特别是质疑批判和创新改革维度分数更低，这与学生长期的依赖教师和被动学习是息息相关的。

图2 科学态度和科学精神现状调查情况

3.影响因素

经对我校2016、2017级小学全科教育师范生科学素养调查问卷分析，得知学生科学素养整体水平不高，影响因素将从客观和主观两方面分析。

3.1 客观因素

我校小学教育专业师范生71.14%来自于安徽省农村地区，分布于16个地级市，通过与抽样学生面对面交谈了解到，学校把科学课作为副科，放在无关紧要的位置，甚至被所谓的主课以补课形式占用；师资力量薄弱，专业科学教师少、教学设备陈旧，每周课时量较少，课堂教学仅停留在枯燥的理论知识层面，许多科学实验无法正常开展。经对16级和17级学生科学知识掌握情况进行分析（表3）得知，两年级之间不存在显著性差异，出现这种情况说明学生进入我校以来，学校及系部没有针对学生科学素养水平不高的现状而采取相应的措施。况且学生听科普讲座、参观博物馆、校内外科普信息交流等次数无法实现一月一次 （图3）。在对目前提升学生科学素养水平存在的主要困难这个问题上，有51.36%的学生认为自己的科学知识不扎实，教学没做到查缺补漏；49.18%的学生认为开的科技类活动较少，没有形成良好的学习氛围；47.01%的同学认为科学类选修课程开设甚少；43.56%的学生认为系部没有经常组织学生进入到校进行参观、交流、开展活动；有超过30%的学生认为理科教师教学内容及教法陈旧，上课没有进行知识的拓展、理科实训室没有正常投入，缺乏实验操作场所、没有经常请专家来校进行科学知识普及、学校也缺乏专业的科技辅导员开展科技指导工作。

表3 科学知识模块两年级独立样本显著性检验

图3 小教学生获取科技信息途径（经常：一月一次；偶尔：半年或一年一次）

3.2 主观因素

小学教育专业学生由于享有国家“包分配”的权利，无形中降低了学习的标准，学业成绩达到合格成为大多数人的最终目标。虽科学信息获取途径较易，但获取主动性较弱：如图1显示仅8.83%的学生做到经常借阅科技书籍，16.23%的学生在互联网浏览科技信息，而大部分学生仅偶尔甚至从没有主动获取科学信息。且89.7%的师范生年龄在15-17岁，作为未成年人，自我管理意识和能力较弱，特别是对手机的控制力更弱，根据调查（图4），学生每天利用手机进行娱乐时间为2-3小时的比例为22.41%，而超过3小时以上的比例为63.2%，痴迷于网络世界，无心向学，学习兴趣及效率严重低下是大多数师范生的常态。

图4 使用手机时间

以上的主客观因素都极大地影响了学生学习科学知识的兴趣，成为培养学生的科学态度和精神的障碍,更成为限制学生科学实践能力提升的绊脚石，最终影响整体科学素养水平的提升。

4.提升策略

在“乡村振兴”背景下，培养适合农村教育发展和新农村建设的小学全科乡村教师，必须要综合以上各方面因素，对症下药，提出合理有效的培养策略。

4.1 优化课程设置，增加科学类选修课

我校小学教育专业课程设置是根据国务院办公厅《乡村教师支持计划（2015-2020年）》和国家教育部《关于实施卓越教师培养计划的意见》的要求，结合安徽省乡村基础教育发展需求，构建以能力培养为主要导向的课程结构体系，由通识课程、专业课、教育课程和综合实践课程四部分构成。从表4可以看出，课程设置采取先分科、再综合，先理论、再实践，层次、目标性明确，在“核心素养”的理念下全面培养与提升师范生的科学素养水平，以期更好的适应小学科学教学。但通识课程完全以必修课的形式存在，且学生主要学习书本上的理论知识，科学发展的前沿知识不能充分的了解，科学实践能力也得不到很好的培养，这样会延迟学生科学素养水平的提升。因此，可以在保证通识课程按期完成的基础上增设相应的科学类选修课程，使科学课程体系更加系统化，同时满足学生对科学知识多途径获取的需求（47.01%的同学认为科学类选修课程开设甚少）。本文把约翰·彼格斯和凯文·科利斯教授以皮亚杰的发展阶段论为基础建立的“SOLO分类理论”应用在科学类选修课程设置上，以期通过可观察的学习成果，及时评估学生达到的科学素养水平层次[4]（表 5）。

表4 初中毕业起点五年制小学教育（全科教育）专业科学类课程设置

专业课程初等数论（必修）速算与趣味数学（选修）现代农业科技（选修）环境科学（选修）计算机组装与维修（选修）第四、五学年修完教育课程生活中的科学技术（选修）小学科学实验与制作（必修）小学数学课程与教学（选修）小学数学思维训练与指导（选修）小学科学教学活动与设计（选修）综合实践课程一、二、四学年分别进行一周

表5 科学选修课程

4.2 提升理科教师的职业素养，构建高效课堂

《中华人民共和国教育法》对教师内涵的解读是：教师是履行教育教学职责的专业人员，承担着教书育人，培养社会主义事业建设者和接班人，提高民族素质的使命。为了适应教育的要求，教师应具备相应的基本素质：正确的政治方向和高尚的道德情操、扎实的基础知识和合理的知识结构、优秀的教学能力和出色的科研能力、职业心理健康。作为培养农村小学教师的学校来说，我校教师的基本素质需要达到更高的水平层次。

4.2.1提升热爱学生的情怀，培养积极乐观的职业态度

苏霍姆林斯基在《帕夫雷什中学》一文中说：“一个好教师意味着什么？首先意味着他热爱孩子，感到跟孩子交往是一种乐趣，相信每个孩子都能成为一个好人。”教师应该把每位学生放在心上，带着爱心去教育学生。在实际教学中多些微笑、多些表扬、多些耐心，逐步形成亲密型师生关系，师生交往正常而频繁，相互理解，相互信任，相互尊重，教学气氛生动活泼，师生配合默契，教学相长，人际关系融洽和谐。教师在职业活动中也需要有积极乐观的态度和精神状态，特别是当我们在教育和教学活动中遇到困难或障碍时，如面对学生屡次违反课堂纪律或学习能力比较弱时，如果没有积极乐观的态度，就没有足够的信心和勇气，也难以把教育教学工作真正做好。

4.2.2科学并艺术地设计组织课堂教学

课堂教学是对学生知识输入的核心过程，课堂教学的科学性是保证学生学习科学性的前提，更是对学生核心素养培养的关键因素。课前充分的备课，首先教师要确保知识正确性、课堂教学结构合理性、教法和学法的适用性、课堂教学各方面具有艺术性。其次科学课堂的设计要把学生作为课堂教学的中心，从学生的年龄特征、认知水平、心理特性、个体差异、接受知识的能力、最近发展区等方面考虑，预设学生在课堂上的情绪状态、参与状态、交往状态、思维状态和生成状态。最后要考虑到学生的日常知识经验。在设计教学时，让学生意识到所学的科学知识取之于生活、用之于生活。如：学生学过绿色植物的光合作用后，希望学生会在家中养殖花草，从而减少家中二氧化碳的含量，增加氧气的含量，营造清新的家庭环境；学生学过合理健康的搭配饮食后，希望能查阅资料，了解在生活中喝碳酸饮料的弊端，从而尽可能避免自己或他人饮用，保证身体健康成长；学生学过水资源的匮乏的知识后，希望能够做到生活中节约用水，并普及与节约用水相关的科普知识。

在课堂教学环节，首先要重视导入的重要性。“良好的开端是成功的一半”，导入方式要符合教学的开展，方式要灵活多样，除了运用传统的复习旧课引入新知的导入方式外，还可以设计出故事、实验、情境、话剧等具有艺术性的导入方式，能自然地把学生的无意注意转化成对课堂教学任务的有意注意；其次，根据理科课程的特点，在教学过程中巧妙地利用直观可感知的事物、图形、模型、视频等来描绘抽象知识的原型，能够加强学生的印象记忆，促进对科学知识的理解，同时设计有趣的演示实验、分组实验、小组游戏、知识竞答等教学形式，可以极大地调动学生学习的积极主动性，有利于学生注意力的集中和学习兴趣的激发，增强师生间的交流和互动；最后，做好课堂总结。“课堂教学的总结对学生的学习具有归纳、小结的作用，对他们的思维起着整理的作用，对整堂课的教学起着“回炉”提炼的作用”。教师可以根据教学内容、学生特点等采用灵活多样、生动活泼的总结形式，进一步加深学生对课堂教学的印象，牢固的掌握知识点之间的逻辑关系，主动建构独特的知识网络，完善科学文化知识。

4.3 改革传统实验教学，注重探究性实验

“当前我国科学教育在实验教学方面存在着诸如实验教学知识化、实验教学形式化、实验教学虚拟化、实验教学边缘化等问题”[3]。这些做法忽略了实验教学的根本目的，严重影响了学生的科学素养水平的提升。鉴于此，根据化学学科核心素养的要求，学校应制定相关的实验制度，改革传统实验教学的不足，促进教师重视演示和分组实验，凡是教材上要求的实验操作必须认真对待和完成，尽可能的把演示实验设计成分组实验。教师还应该重视探究性实验，培养学生的质疑能力和创新能力。教师在设计探究性实验活动前，要充分了解学生身心发展特点和现有的科学知识水平，依据“最近发展区理论”，设计出系统的符合学习主体的实验活动。

如在“基于化学实验异常现象的学生科学探究能力提升策略研究”的课题中，我们课题组成员以实验异常现象为研究对象，设计出系统的实验活动和流程，学生在教师的引导下自主地按照实验流程（图6）分组进行实验探究活动，最终找出引起异常现象的本质原因。在此过程中学生探寻未知世界的好奇心和求知欲被激发；学生的科学知识被提取、整合、重新建构；不断创新、勇于质疑、协同合作、坚持不懈的科学精神也得以培养。学生在体验科学探究的艰辛与成功的喜悦同时，易将科研的种子深植于他们心中，为将来成为创新型人才打下坚实的基础。

图6 异常实验现象探究环节

4.4 开展科学实践活动，积累丰富的科学知识

每年寒暑假及周末学校会组织学生开展社会实践 “三下乡”活动，以便更好的接触社会、了解社会、利用所学知识和技能为社会服务。在这期间，可以组织部分学生开展科学实践活动，了解生活中的科学知识，掌握科学原理，灵活运用科学知识，让学生在“实践中学习”。“实施科学实践活动要具备4个要素：富有意义的选题、合理的实施过程、详实的原始资料、良好的活动结果”[3]。首先，选题要和学生的生活经验密切相关，同时要具有趣味性、探究性、拓展性、实践性等特点，才能激发学生的好奇心和求知欲，使学生积极主动的参与；其次，在实施过程中教师的主导作用和学生主体性的发挥要协调统一，教师指导学生要点到为止，留给学生足够的思考空间，学生以小组为单位，根据选题设计合理的科学实践活动过程，经教师核查修改后进行活动方案的实施，并详细记录第一手资料为后期科学实践活动的顺利开展提供佐证；设计方案让学生尽可能的通过小组合作发现问题寻找解决问题途径；最后，活动成果要以小组为单位进行展示、汇报，在此基础上教师对活动成果进行评析、指导，并经修正后制作成册，方便师生交流学习。例如：皖北地区的学生可开展以粮食作物为主题的系列科学实践活动，在教师的指导下，通过查阅资料设计合理的方案并进行实施，记录小麦、玉米、大豆等粮食作物在选种和播种期间的注意事项，熟悉生长过程中进行灌溉、施肥、喷洒农药的最佳时期和用量、参与收割、储存等过程，在此基础上教师指导学生深入调查农户种植出的粮食作物在亩产量、质量等方面的差异，利用所学的科学知识和查阅相关的资料，找出导致差异的本质原因，把研究结果反馈给农户，希望对提高种植质量有所帮助。在整个科学实践活动中，学生的好奇心被激发，创新意识和能力得到培养，服务于社会的意识也得到加强。

4.5 校内外形成合力，普及科普知识

校内，在教师的指导下，学生自发成立科普协会，建立交流平台，把浏览的科普知识及时上传分享，定期开展讨论会；组织学生定期开展校级的科普展进行学习和交流，鼓励学生多积累素材，多进行创造；师生齐力，共同办好每年一度的科技节活动，完善科技节活动方案、确定活动主题、丰富活动内容、建立表彰制度等，让科技节活动发挥最大的作用，引导学生感受到科学的魅力和情趣。校外，采取“请进来，走出去”的策略，加强与外界的沟通与交流，请校外的知名专家、科技辅导员到校内开展系列讲座及指导学生进行科技活动，让学生及时了解科学发展的新动态，通过面对面交谈解决存在的疑惑，进而树立热爱科学、崇尚科学的世界观；教师定期组织学生赴名校参观学习，感受名校的科技活动氛围，欣赏名校学生的新创产品，逐渐积累科普素材；参加竞技性比赛，如“生物标本大赛”、“科普知识竞赛”、“创客比赛”等，以赛促进科普知识的学习与运用。