职前幼儿教师科学素养现状调查与对策

赵 运 兵

(运城幼儿师范高等专科学校 教科研中心，山西 运城 044000)

习近平总书记强调，科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。公民科学素养是衡量一个国家综合国力的重要指标。培养公民科学素养必须从娃娃抓起。幼儿园教师承担幼儿园科学教育的重任，高水平的幼儿园教师才能开展高质量的幼儿科学教育，提升幼儿园教师科学素养迫在眉睫。中国科协调查显示，2020年具备科学素质的公民比例达到10.56%。《全民科学素质行动规划纲要(2021-2035年)》确定，2025年我国公民具备科学素质的比例超过15%，2035年达到25%[1]。调查表明，我国公众科学素质水平较不平衡，学历越高，公民科学素养越好，大学本科及以上学历的公民具备科学素质比例达到38.89%，专科学历公民具备科学素质比例为21.26%，高中及以上文化程度具备科学素质的比例为14.30%，远超全国平均水平[2]。由此可见，公民受教育程度是影响科学素养的关键因素。幼儿科学领域的学习与发展依然是学前教育的短板，重视科学教育，提升职前幼儿教师科学素养教育成为当务之急。

一、职前幼儿教师科学素养的内涵

科学是人类认识自然界各类运动和变化以及社会发展、思维活动客观规律的分科的知识体系。赫德定义科学素养，是指一个人对科学的基本理解。美国国际科学素养促进中心主任米勒教授提出科学素养的三维模型，包括科学知识、科学方法、科学与社会三个维度等[3]。科学知识是指人类与自然认识过程中产生的理论成果。科学知识包含科学事实、科学定律、科学假设、科学理论等。传统科学知识体系包含物理、化学、天文、地理、生物等，现代科学知识体系包括物质科学、生命科学、地球与空间科学等[4]。科学方法是指探究科学问题的过程和科学研究方法，即科学探究过程和科学研究方法。科学与社会是指除了科学知识和科学方法以外的关于科学素养的所有内涵，包含科学精神、科学思想、科学态度、科学技术与社会、科学价值观、科学文化等[5]。在我国，科学精神是科学素养的核心内容。科学精神是人类与客观世界的认识和改造过程中创造出来的追求真善美的文化精神，培育科学精神是提升科学素养的关键。米勒认为，公众科学素养就是指具有足够能力阅读报刊上各种不同科学观点的词汇量，和理解科学技术术语的能力，理解科学探究过程的能力，关于科学技术对人类生活和工作所产生影响的认识能力[6]。高职院校学前教育专业学生科学素养就是幼儿教师必备的科学素养，包含科学知识、科学方法、科学与社会三个维度[7]。

二、职前幼儿教师科学素养的现状

参照李林霞问卷，从科学知识、科学方法、科学与社会三个方面编制幼儿教师科学素养调查问卷[8]。对运城幼师高专学前教育专业2019届毕业生和山西省部分幼儿园在职教师科学素养开展问卷调查，发放问卷1861份，回收问卷1861份，有效问卷1805份。

(一)高考生科学素养远高于对口生

如表1显示，不同升学方式学生的科学素养差异极其显著(t=7.774,p=0.000)。高考生的科学素养(M=70.31)要明显高于对口生的科学素养(M=66.69)。高考生与对口生在科学知识(t=9.025，p=0.000)、科学与社会(t=6.224，p=0.000)维度上存在极其显著的差异。高考生的科学知识得分(M=52.96)明显高于对口生(M=49.67)。高考生科学与社会得分(M=10.91)明显高于对口生(M=10.34)。科学方法维度也存在显著差异(t=3.014，p=0.003)，高考生得分(M=6.67)高于对口生(M=6.46)。

表1 不同升学方式学前教育专业学生科学素养的差异分析

(二)父母学历越高，子女科学与社会维度得分越高

如表2所示，父母不同学历的学生在科学与社会(F=4.285，p=0.005)维度上存在显著差异，父母学历越高的学生得分越高。父母学历是本科及以上的学生得分最高(M=11.07)，父母学历是专科的学生次之(M=10.73)，父母学历是专科及以下的学生得分最低(M=10.66)。父母专科学历的学生科学素养总分以及科学知识、科学方法维度得分都低于其他。

表2 父母不同学历学前教育专业学生科学素养的差异分析

(三)学前教育专业学生科学与社会维度得分低于在职幼儿教师

如表3显示，学前教育专业学生与在职幼儿教师在科学与社会维度上存在显著差异。在职幼儿教师科学与社会得分(M=10.96)明显高于学前教育专业学生得分(M=10.70)。其他两个维度上差异不明显。在科学素养总分上，在职幼儿教师的得分(M=69.39)依然高于学前教育专业在校学生(M=68.89)[9]。

表3 学前教育专业学生与在职幼儿教师科学素养差异分析

三、职前幼儿教师科学素养现状的成因

(一)高中比中职的科学教育实效性更高

高考生在中考升学成绩较对口生更高，高中生比对口生学习基础好。高考生聚焦升学唯一目标，数理化课程目标要求更为突出。高中课程设置数理化等基本科学课程，数理化知识和实践学习更为系统。科学知识体系全面，科学知识结构完整，科学素养更高。对口生学习目标主要是就业，兼顾升学。面对就业和升学双重压力，职业中学开设课程主要面向职业，对接产业，数理化等基本科学课程比例较低，难度较小，不系统，教学中重实践、轻理论，重技能、轻知识。对口生学习科学知识不系统，知识结构不完整。因此，高考生在科学知识维度上比对口生更好。

高中生和对口生都会参与实践，但存在明显差异。高中生重视科学理论学习与实践结合，在实验和实训过程中验证科学知识结论，深刻认识实验对理论的重要性。对口生重视一线生产实践学习，一线实践与实验实训效果还是区别明显，致使对口生在科学方法方面与高考生有显著差异。

通过学习数理化，高中生的抽象理性思维发展比较成熟。对口生通过实训培养具体操作能力，直观形象思维得到发展，高中生与对口生思维方式发展出现差异，导致高中生在科学与社会方面明显优于对口生。

总之，高中与职中不同的课程设置，不同的教学方式，不同的科学知识体系，不同的方法体系，不同的思维方式，对于科学的本质认识存在明显的区别，致使对口生科学素养与高考生有明显差距。

(二)学历高的家长重视家庭教育中科学精神的培育

家庭教育主要是言传身教。父母遗传基因和受教育程度的差异，家庭教育环境不同都会导致孩子科学素养出现差异。家长的学历决定家庭科学教育的高度。家长学历越高，家长科学素养就越高，孩子科学素养越高。高学历父母的孩子科学基础更高。父母在生活中对于科学现象、科学事件、科学问题的处理和解决，都会对孩子的科学精神、科学态度、科学价值观产生潜移默化的影响。

值得关注的是，本科以上学历的父母受教育期间接受过更多科学知识的系统学习，拥有较为完整的科学知识结构，看待问题的视野更宽广，对于更高层次的科学精神、科学态度、科学价值观的理解更深刻，他们的认知通过言传身教，会对子女产生深远的影响。

(三)社会科普教育在科学方法上优于学校科学教育

学前教育专业未开设科学素养教育课程，在校生科学素养意识不强，只有日常生活中零碎科学知识的积累，只关注非常感兴趣的科学信息或是教师资格考试指定的内容，科学信息已经被视为知识系统的补充和增益，导致科学与社会维度上在校生低于在职幼儿教师。另一方面，在职幼儿教师在教学实践中，不断面对幼儿提出的动物、植物、天文、地理、数学等各种科学问题。在职幼儿教师适应职业需求，必须具有更深层次的科学认知，思考解决生活实践问题，诸如太阳能汽车、Wi-Fi、转基因食物、纳米技术等技术革新内容。将最新科学发现与教育理论相结合，引导幼儿感受新知，支持幼儿探索未知世界。因此在科学与社会上，在职幼儿教师明显强于在校生。

科学素养差异表现在学习背景的不同。首先是在职幼儿教师多数第一学历是中专或者高中，在中专或者高中曾经完整学习过数理化等科学基础课程，而且数理化课程的目标及目标达成、课程实施、课程评价较为有效。但学前教育专业学生大多数是文科学习背景，缺乏数理化课程系统学习，科学知识结构不完整，导致其科学素养低于在职幼儿教师；其次，学前教育专业很少设置科学素养教育课程，在校生参与社会实践的主动性不强，社会实践经验很少。在职幼儿教师能够通过社会实践获取科学信息，如非典疫情、日本福岛核泄漏、禽流感、新冠抗疫等科学事件认知科学与社会的关系。在职幼儿教师科学与社会认知高于在校生。再次，是科普教育与学校科学教育存在差异，科普教育实践性强，有利于在职幼儿教师科学素养的持续发展。学校科学教育重视教学和实训，不重视实践与交流，导致学生科学素养不高。

四、提升职前幼儿教师科学素养的对策

科学素养是一个人对于科学的基本认识，是对科学本质认识的再深化。通过短期培训或简略学习很难提升科学素养。幼儿教师必须坚持长期的科学教育实践和创新环境熏陶，才能深刻理解科学知识、科学方法和科学精神，继而提升科学素养。

(一)深化科学教育改革，建立大中小学一体化的科学教育体系

科学知识内化是提升科学素养的必由之路。通过科学知识的系统学习，理解事物发展变化的规律。科学知识是人类认识科学过程中的成果。包含科学事实、科学定律、科学假说和科学理论。坚持深入学习科学理论，才能领悟科学真谛。

加强高职院校科学素养通识课程改革，可以借鉴美国综合大学的经验。借鉴哈佛大学的经验，通过大班制的科学素养通识教育课程，帮助学生完善科学知识结构，理解不同科学领域的研究方法。学习哥伦比亚大学的做法，借助阅读和小班化科学素养通识教育课程，强化科学方法的训练，提高学生综合实践操作能力。一是创新科学教育理念。教育管理者一定要充分认识提升大学生科学素养的必要性。注重文理科的相互渗透，相互融合，探索科学素养与人文素养、艺术素养的综合培养模式。注重培养科学精神和价值观。强化生态文明教育，培育生态文明建设意识。二是拓展科学教育内容。建立小学、中学、大学等一体化的科学教育体系，完善一体化的科学教育内容。设置数学基础课程，通过代数、函数、统计、概率、几何等数学知识和逻辑思维的训练，提升数学认知和数学逻辑思维能力。开设科学发展史的课程，通过学习科学史，让学生从科学发展的历史长河中汲取营养，形成严谨治学的态度，树立敬畏科学，热爱科学，崇尚科学的价值观。增加科学方法教育课程，重视科学方法习得与训练。开设STEM课程，融合数学、科学、技术与工程知识。三是加强高职院校科学教育实施。提升学前教育专业科学素养课程比例，引进科学教育优质资源，聘请数学、物理、化学、生物以及天文、地理等学科专家举办讲座或讲授科学课程，为学生解析科学领域的经典理论。加强校企合作，在校企合作实践中探索科学实践规律，习得科学方法，理解科学与社会的深刻关系。四是完善科学教育课程评价。科学课程的评价不同于专业课程，必须实施动态综合评价。既要关注科学知识、科学方法、科学与社会的学习与训练，又要强调科学教育教学实践运用能力，还要考察科学精神、科学思想的认知和传承[10]。

(二)重视科学阅读与实践，多元化、深层次培育科学精神

科学精神是指在科学研究过程中，科学本身所独有的一种精神气质及其关联的科学思想、科学态度等。科学精神包含求真务实、批判质疑、开拓创新、人文关怀的精神。科学精神的熏陶一定要从科学史中汲取营养，体验科学产生与发展的过程，领悟科学家实事求是、勇于探索和捍卫真理的精神。学习者感受科学家在科学研究中注重逻辑自洽、实验验证、批判接受的科学态度，感知科学家在不断变化的环境中坚持探索创新，获得未知见解和创新观点，体会现代科学的团队合作、人文关怀和相互信任的科学精神[11]。

家庭是一个人成长的原点。家庭是中国传统文化传承的重要载体。家庭教育的主要方式是言传身教。家庭成员的科学素养对于下一代具有深刻影响。传统的家庭教育中保守、稳定、功利、狭隘、含蓄、等级的观念根深蒂固，制约和抑制科学发展的基因，压制开放、冒险、创新、民主、平等、合作、分享等现代科学价值观，排斥逻辑思维，不尊重实验验证。克服中国传统文化中抑制科学的元素，大力提倡培育新时代科学思想。必须从娃娃抓起，从改进家庭教育开始，通过更新家长教育理念，提升家长素质，改造家庭教育方式，从而优化家庭教育效果。

重视阅读科学经典著作，有利于系统把握科学发展的范式，是家庭教育的必由之路。通过阅读人体组织、生活环境、物理环境、数学的本质、数学世界、科学发展历史、科学的性质、技术本质、人类社会、改造世界等十个方面的经典科学著作，形成基本的科学认知和科学态度。芬兰人正是通过阅读提升全民科学素养，高素质的芬兰人推动芬兰国家成为生产力高度发达的经济体。重视阅读科技书籍、报纸、期刊的筛选，哲学、数学、自然科学方面的书籍非常多，必须坚持问题导向，围绕科学主题，选择相关图书、相关文章、相关信息等。重视载体和平台的选择，通过录音笔、电视、手机、电脑等多种载体阅读与主题有关的科学信息[12]。值得一提的是，科学信息往往是抽象的内容，需要泛读、细读、精读，有时甚至反复读，才能完成对科学信息的吸收和内化。

(三)突出科学普及与知识融合，深化科学方法运用

提高幼儿教师科学素养乃政府职责。倡导科教兴国，落实科普经费，开展科普活动，落实科普教育目标。开展科普实践活动，如科普展、科学周、科学夏令营等。建立科普基地，培育科学文化生态，滋养先进科学文化，拓展科学文化宣传，优化科学普及机制。坚持科学知识武装头脑，坚持科学思想滋养智慧、坚持科学精神培育价值观、坚持科学方法培养好奇心。全面助力幼儿教师内化科学知识，体验科学魅力，探索自然奥秘，激发探究兴趣。

科学方法是科学研究过程中形成的实证研究或者思辨的方法。实证研究的方法主要有观察法、调查法、实验法和系统研究法等。观察法是通过人的眼、耳、口、鼻、舌、身的感官去感受事物。观察法直接感受事物变化的现象，只能总结出事物表面变化的规律。运用调查法，通过对事物变化间接的测试，获得变化的数据，来判断事物发展的规律。调查法只能获得事物变化的统计规律，对于变化因素之间的关系，很难得出结论。运用实验法，就可以通过控制自变量与变量的变化关系来探究事物发展的规律。思辨的方法主要有定义法、解释法、判断法、推理法等。对于事物的思辨，首先是形成概念，就是对事物进行定义。然后对概念进行解释，包含其内涵和外延。概念与概念之间的关系就形成判断。判断与判断之间的关系形成推理。训练科学方法必须在实践中才能真正学会。

科学实践是社会科普中习得科学方法，探索未知、创造新知的最佳路径。科普活动就是运用适切的途径宣传科学知识，习得科学方法，传播科学思想，弘扬科学精神，继而理解科学，消除迷信，培养人才，促进社会生产力发展的一种社会活动[13]。科学过程的体验有助于提升科学实践能力。从问题开始，提出猜想和假设，通过观察、调查、实验等实证方法验证假设，形成证实或证伪的结果。培养动手做的实践习惯，养成尊重事实的作风。围绕主题，在观察中渗透思辨，在调查中总结经验，在实验中验证新知或探索未知。在科学实践中，体验科学方法的魅力，感受动手做的快乐，提升科学处理问题的能力[14]。

建立青少年科普教育平台和实践基地是提升科学素养的必由之路。少年宫、青少年活动中心、动物园、植物园、科技馆、海洋馆、航天公园等科普基地，尤其是天宫一号、天宫二号成为新时代科学普及的教育场域[15]。互联网时代，自媒体成为传播科学知识的重要载体。电视和微信已经成为传播科学知识的主要方式，《是真的吗》《加油向未来》《我爱发明》《科技史》等电视栏目中的优秀科学节目，微信公众号《知识分子》《酷玩实验室》《科坛春秋》《神州学人》也成为青少年获取科学信息的有效途径，尤其是中宣部《学习强国》互联网平台科学课程和广泛的科学信息，成为全民学习科学的重要载体。