科学教师科学素养十年变化及其与中庸思维的关系

张红霞 万东升 郁 波

（南京大学 教育研究院，江苏 南京 210093）

科学教师科学素养十年变化及其与中庸思维的关系

张红霞 万东升 郁 波

（南京大学 教育研究院，江苏 南京 210093）

通过对2003和2013两次全国21个省市自治区小学科学教师的大样本问卷调查数据对比分析发现，教师科学素养整体水平仍然较低；对科学本质的认识仍然不够清晰，尤其对以客观性为代表的经典科学性质缺乏认识；尽管在科学知识和对科学方法的理解方面都有显著进步，但其教学行为几乎未变。在此基础上，通过引入“中庸思维”变量分析发现，教师的中庸思维水平与其科学素养不存在相关性，但与后现代科学观显著相关。初步结论是中西文化处于两个独立的系统，因而中国的科学教育应该从经典科学教育阶段开始，循序渐进，不可“跨越式”发展。

科学素养；调查研究；科学性质；中庸思维

一、引言

全球化带来的国际合作与竞争，以及公民科学素养在人力资本存量中的首要位置，使得各国政府越来越重视科学教育，近年来纷纷加大对科学教育改革的投入。在发展中国家还面临一个特殊问题，即科学文化与本土文化冲突的处理。教育的重要使命之一是民族文化的传承，然而，不少学者提出儒家文化不利于科学文化的发展，不利于创新思维的发展。［1］因此，正确理解中西方教育文化关系是发展中国家进行教育改革，尤其是科学教育改革的基础理论问题。

关于中国文化的研究很多，以港台地区的研究较为深入。目前主要进展在于中国文化的内涵解析和心理测量上，如对“中庸”“自谦”“礼让”等概念的阐释以及初步的测量尝试。然而，心理学界很少有将这些文化因素放在中国当代教育实践中以实证方法探讨其作用机制的研究。另一方面，国内外科学教育学界也很少从中国文化的视角进行实证研究。十年前本课题组进行的全国小学科学教师科学素养调查发现，中国教师在对经典科学性质认识尚不清晰的情况下，接受了大量后现代科学哲学思潮的影响，其结果不利于中国科学教育改革。［2］因此本文在十年前调查发现的基础上，采用心理学家杨国枢和杨中芳提出的中庸思维概念［3-4］，以赵志裕教授设计的中庸量表为基本模板［5］，通过在十年前问卷中引入“中庸思维”变量的方法，初步探讨科学教师科学素养的十年变化以及中国文化是否与科学素养的形成有关。

二、研究方法

1.调查对象

2003年调查地区为北京、天津、广东、浙江、四川、重庆、福建、湖北、山东、辽宁、吉林、黑龙江、陕西、山西、河南、甘肃、宁夏、内蒙、云南、贵州、新疆等21个省市自治区。2013年调查地区总数不变，地点略有变化：缺少了湖北、陕西、宁夏、新疆，新增了江苏、江西、安徽、青海。调查对象为上述各地区1～2个主要城市的1～2个区的现任小学科学教师。2003年和2013年有效回收问卷分别为1 737和2 005。

2.调查问卷

问卷结构和题目设计以国内外重要文献中关于科学素养的定义［6］为基础，将科学素养定义为三大维度：科学知识、科学方法、科学性质（Nature of Science）。问卷内容包含五大部分。

第一部分：被调查者的人口学特征（性别、年龄、本科专业、职称和参加在职科学教育培训累计时间）。题目形式皆为非等距变量。

第二部分：科学知识。题目内容为具有情境的应用题，包括科学与迷信的区别、科学的一致性、证据概念、实验思想等4个题目。题目形式为多项单选题，例如考察实验思想的题目如下：

假设一种治疗高血压的新药被怀疑疗效不好，您认为科学家会采用下列方法中的哪一种进行进一步研究：

［1］对患者的意见进行调查，然后作统计分析。

［2］对患者和医生进行调查，并对两组调查资料进行统计对比分析。

［3］用最新的医学理论来判断新药的实际疗效。

［4］将病人分成两组，一组服新药，一组服老药，然后进行比较分析。

［5］不知道。

第三部分：对科学性质的理解。该部分包含以重视观察、客观性、统一性为特征的经典科学性质题目（11题），题目为自编。2013年问卷还包含后现代科学观量表（23题）。题目形式皆为李克特量表。后现代科学观量表引自Liang.L.（2007）编制的问卷，该问卷反映了美国一种代表性的科学本质观，强调科学的创新性和主观性等特征，包含六个维度：观察与推理、科学理论的本质、科学定律与理论、社会文化对科学研究的影响、科学研究中的创造力和想象力，以及科学方法的多样性。2013年调查中该量表测得数据的内部一致性系数为0.71，高于原作者的信度。［7］

第四部分：教学行为。题目内容能够反映教师教学中的科学态度和行为，例如：“您规定学生按时做完实验或探究活动吗？”题目形式为多项单选题。

第五部分：中庸思维。根据赵志裕开发的量表改编，共16题，6级记分。通过因子分析可初步得出四个维度：深思熟虑、无为、谦让和拿捏。中庸量表内部一致性系数（0.45）较低，主要原因应该是人格测量中社会期许效应的存在［8］，而中庸人格测量更加难以避免亚洲人的“中庸”行为。［9］不过大样本可以使误差得到一定的控制。

3.调查实施

由中央教育科学研究所（现中国教育研究院）有关部门责成相关省、市级教育主管部门，利用教师集中开会或培训的机会集体填写、当堂交卷。问卷采取匿名填写的形式。回收率为100%，废卷率为1%。废卷中未做回答的题目主要属于“科学性质”的题目。

4.数据分析方法

首先对“科学知识”“科学性质”“教学行为”三个方面的十年变化进行描述，然后将“科学知识”“科学性质”“科学行为”得分与“中庸思维”进行相关分析，估计相互联系。最后将“科学知识”“科学性质”“教学行为”等变量与教师的学历、职级、专业背景、科学课培训情况等进行列联分析。统计分析软件为SPSS11.6。

三、调查结果

1.人口学特征

参与调查的教师中，2013年男性占35.4%，女性占64.6%，与2003年相比，男性比例下降了1%。教师年龄从2003年以21～30岁组为众数，发展到以31～40岁组为众数。本科学历从17.3%上升到63.8%。具“高级教师”职称人数从35.5%上升到59.6%。参加科学教育在职培训时间超过14周的人数从0（无人）上升到32.9%。但具有本科为理科专业背景的人数从27.0%下降到21.2%。

2.科学素养十年变化的基本情况

2013年科学教师在“科学知识”方面的平均分为2.19，如果将其转换为百分制则为67.25分，比2003年提高了24%；“科学客观性”得分为60分，比2003年提高了13%；“教学行为”得分为43分，比2003年下降约1%。前两个方面十年前后变化的t检验皆具有0.001水平上的显著性，但“教学行为”的变化不具统计上的显著性（见表1）。

表1 科学教师科学素养的十年总体变化

具体而言，教师在“科学知识”上的进步主要在于对科学与有神论之间的差异的认识，正确率（选择正确答案的教师比例）从34.8%提高到74.2%。然而，对于科学与世俗迷信之间的区别仍然感到困难，正确率从77.3%微降到73.9%。教师在科学知识应用上的主要问题在于对实验思想（具体题目如上文所示）的认识仍然不清，正确率刚刚超过半数（58%），不过比十年前（22%）已经进步很大。此外，对于证据与权威关系的认识仍然有较大问题，正确率从85.5%退至62.2%。

教师对科学的客观性理解概念模糊。例如，对于“认真细致的分析可以弥补观察步骤的缺失”的陈述，竟有59.8%的人选择“同意”，与2003年（46.3%）相比甚至有所退步。此外，科学客观性量表得分的内部一致性系数很低（0.21）也说明了被调查教师认识模糊。不过，此题明确表示“不同意”的人数（39.2%）比2003年（1.4%）大幅增加。其他题目调查结果具有相似的发现，详见表2。

表2 教师在“科学客观性”认识上的十年变化（%）

续表

最后，与上述两个方面相比，教师的行为变化很小。2013年的数据显示，有超过半数（53.3%）的教师“总是”或“经常”在科学实验/活动课上让学生竞赛，这种情况比十年前（29.6%）严重得多。科学课堂上从来不搞竞赛的教师2013年只有3.2%，2003年有4.0%。事实上，53.6%的教师认为“在探究活动中，培养学生的竞争意识应该成为教学目标之一”。此外，63.5%的教师不能理解自由精神在探究中的位置，因此“总是”或“经常”规定学生按时完成实验或探究活动，这比十年前的75.7%已经有所好转。

关于后现代观念对教学行为的影响方面，仍然有高达67.5%的教师明确表示探究活动的设计应该遵循孩子们自发设计的步骤而不是科学研究的步骤，不过这比十年前的86.5%已经有所进步。此外，对于这样的题目：如果孩子们把化学中的溶解过程看成是一种生命活动您会怎样做，教师们选择“及时纠正”的只占24.8%，这比十年前（13.2%）稍有进步，其余人则表示任学生自由探索或对其进行鼓励以发展想象力。

3.中庸思维与科学素养的关系

将教师的中庸思维与其科学知识、对科学客观性的认识以及教学行为三部分的得分分别进行皮尔森相关分析，结果发现所有相关系数都不具有统计上的显著性，且相关系数都在0.1数量级上。即使将教师的中庸得分分为高分组和低分组后分别进行相关分析，结果不变。再者，将中庸的四个维度（深思熟虑、无为、谦让和拿捏）分别进行上述相关分析，结果仍然没有本质上的差异。

然而，中庸思维与后现代科学思想却有统计上的显著性关系，尽管相关系数同样较小。表3给出后现代科学观与中庸总量表及其四个分量表（深思熟虑、无为、谦让和拿捏）的皮尔森相关系数与显著性水平。

表3 中庸思维与后现代科学观的相关分析

4. 教师人口学特征与科学素养关系

2003年的调查研究发现，与科学素养水平有显著关系的首要因素是学历，其次是培训时间的长短，而教师职级与科学素养的三个方面都没有显著关系。2013的调查发现，随着学历层次的普遍提高，学历的首要作用已经让位于专业类型，尽管专业只是与教学行为有弱相关关系（F=2.88，p＜0.01），而与知识和性质方面没有关系。不过职级与科学素养的三个方面以及与科学的主观性仍然没有显著的统计关系。

培训时间的影响仍然很小（见表4）。t检验结果显示培训时间对于科学知识应用和教学行为的影响不具显著性，而对于科学客观性和后现代观的影响具有显著性。但遗憾的是，客观性认知水平是随着培训时间增加而显著性地退步；后现代观念是随着培训时间变长而显著性地进步。

表4 培训时间对教师科学素养的影响

四、讨论与结论

综上分析可以看出，第一，总体而言我国小学科学教师科学素养水平仍然较低。从科学知识方面看，还有相当多的人对科学与迷信不能加以区分。第二，对科学本质认识模糊，表现在一方面对经典科学的“客观观察”的内涵认识不够，另一方面对后现代科学观盲从或误解。第三，就“科学知识”“科学性质”和“教学行为”三个方面而言，教师们十年来在前两个方面具有较大进步，但在教学行为上基本未变。这就是说，教师的非科学的教学行为具有相当的顽固性。例如，教师们虽然对《美国国家科学教育标准》［10］56中提出自主探究、鼓励合作的理念耳熟能详，但在教学中仍然经常采用竞赛、限时的做法，误解、误用建构主义原理，错把孩子们的“前概念”当成科学假说。

教学行为顽固性的主要原因一部分源于客观条件所限，如可能由于课时限制而规定学生完成科学探究活动的时间，并不是因为对探究的“自由”特性缺乏理解。不过，教师对科学性质本身的理解不够也是重要原因。由于我们的文化传统缺乏对科学观察的重视，近代科学没有在中国产生，因此对于科学研究过程中核心的基本的步骤——“观察”缺乏认识和践行。事实上教师们日常生活中很少有机会、有环境进行客观观察；即便是进行了客观观察，其结果也很难被采纳并应用到各级政策制订过程中去。因此尊重事实、重视观察的文化得不到鼓励。而中庸思维中辩证的、整体的观念与后现代思潮有许多形式上的相似之处，所以导致中庸思维与后现代科学思想有较高的相关性而与科学客观性等无关的结果。

本研究发现“中庸”思维与科学素养不存在相关性具有重要意义。它可以初步说明中国文化对科学素养的培养并没有直接的阻碍作用，它们处于两个完全不同的系统中。或者说“中庸”思维是一个复合变量，反映了前科学阶段的人类思维模式，尚未开始进入科学文化的阶段。这也就解释了我们的科学教师教育工作，由于深受美国的后现代阶段理念的影响，给教师带来概念上的混乱，所以培训效果不佳。也正因为如此，发展中国家的科学教师培训应该遵循循序渐进的原则，以科学史上最早的经典科学教育阶段为起点，强调观察环节教学和实践的基础性地位，不可“跨越式发展”。同样，基础科学教育的目标要定位在经典科学认识论的基础上，要以培养学生重视观察的知识观、求真务实的探索精神为重点。那些质疑科学知识客观真理性的后现代主义科学观，在欧美，尤其在英国受到许多批评［11］，在发展中国家至少不适合基础教育阶段学习者的认知能力，因为可能助长不理性、不严谨，甚至反科学的态度。科学无国界，但科学教育有国界。

（致谢：南京大学教育研究院研究生李婉芹、窦晓妮、赖秦江，教育科学出版社刘宝辉参与了数据收集和录入工作。）

［1］Paletz S，Peng K. Problem Finding and Contradiction：Examining the Relationship between Naive Dialectical Thinking，Ethnicity and Creativity［J］. Creativity Research Journal，2009，21（2-3）.

［2］张红霞，郁波.小学科学教师科学素养调查研究［J］.教育研究，2004，（11）.

［3］杨国枢，等，中国人的心理与行为：本土化研究［M］.北京：中国人民大学出版社，2004.

［4］杨中芳，林升栋. 中庸实践思维体系构念图的建构效度研究［J］.社会学研究，2012，（4）.

［5］赵志裕. 中庸思维的测量，一项跨地区研究的初步结果［J］. 香港社会科学学报（香港），2000，（18）.

［6］Liu X F. Beyond Science Literacy：Science and the Public［J］. International Journal of Environmental & Science Education，2009，4（3）.

［7］Liang L，Chen S，Chen X，et al. Preservice Teachers’ views about Nature of Scientific Knowledge Development：An International Collective Study［J］. International Journal of Science and Mathematics Education，2009，（7）.

［8］Smith P B. Acquiescent Response Bias as an Aspect of Cultural Communication Style［J］. Journal of Cross-Cultural Psychology，2004，35（1）.

［9］林升栋，杨中芳.自评式两极量尺到底在测什么——寻找中庸自我的意外发现［J］.心理科学，2007，（4）.

［10］国家研究理事会.美国国家科学教育标准［M］.戢守志，等，译.北京：科学技术文献出版社，1999.

［11］Osborne J. Beyond Constructivism［J］. Science Education，1996，80（1）.

［责任编辑：江 波］

张红霞（1959— ），女，江苏淮阴人，南京大学教育研究院教授、博士生导师，主要从事高等教育、科学教育、教育与文化研究；万东升（1976— ），男，安徽无为人，南京大学教育研究院博士生，滁州学院副教授，主要从事科学教育、高等教育研究；郁波（1948— ），女，江苏江阴人，中国教育研究院副研究员，主要从事科学教育研究。

江苏高校哲学社会科学研究重点项目“江苏高校本科拔尖创新人才培养模式研究”（项目编号：2010ZDIXM018）阶段性成果。

G451

A

2095-7068(2013)01-0072-05

2013-12-10