生活化学实验课程中对学生科学素养的调查研究

◆訾学红 陈永宝 刘淑珍

(北京工业大学环境与能源工程学院基础化学实验中心)

生活化学实验课程中对学生科学素养的调查研究

◆訾学红 陈永宝 刘淑珍

(北京工业大学环境与能源工程学院基础化学实验中心)

在《生活化学实验》课程中对学生进行了科学素养的调研，主要从科学态度、科学方法、科学精神、科学知识四个方面进行了调查，并对调查问卷结果进行评价分析，为今后的教学实践提供指导。

科学素养 生活化学实验 教学实践

近年来，各大高校在课程的理论研究和教学改革实践中，都加强了科学探究、科学过程和方法的教育，把培养和发展学生的科学素养作为核心目标，科学素养理念的提出，是把在以往教学过程中注重对学生科学知识的传授转向全面的提高学生科学素养的教育，强调学生在知识、科学探究技能、情感态度与价值观、思维品质以及对科学、技术和社会的认识等领域的全面发展。作为手段之一，各大高校开设了越来越多的选修课，选修课的开设，有利于拓宽学生知识面，培养学生的创造性思维和初步科研能力，更好的培养学生的科学素养。可以说，选修课的开设为培养学生的科学素养提供了实践的舞台，而科学素养的逐步形成又有利于学生更好的进行后续学习。本校在2013年以来面向全校各专业本科生开设了《生活化学实验》通识教育选修课，用于培养各专业学生的化学科学素养，为了检验课程实践教学是否能有效达到培养学生科学素养的目的，对学生科学素养的评价工作随之展开。

一、科学素养的内涵、构成

科学素养(Scientific Literacy)：国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分，即对于科学知识达到基本的了解程度；对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度；对于科学技术、对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。国际学生科学素养测试大纲(PISA)中提出，科学素养的测试应该有三个方面组成：科学基本观念、科学实践过程、科学场景，在测试范围上由科学知识、科学研究的过程和科学对社会的作用三个方面组成；欧盟国家科学素质调查的领导人J·杜兰特认为，科学素养由三部分组成：理解基本科学观点、理解科学方法、理解科学研究机构的功能。美国学者米勒[6]认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成：科学知识、科学方法和科学对社会的作用，具体说就是，具有足够的可以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的影响的认识能力。

二、科学素养评价的内容

课程设置了调查问卷，针对化学实验中可能出现的问题，并综合国际、国内普遍认同的科学素养的评价指标，从“了解必要的科学知识”“掌握基本的科学方法”“崇尚科学精神”“具备严谨的科学态度”等4个方面定量测度设置调查问卷，从而调研选修本课程学生的化学科学素养水平。

1.科学精神

为了调查学生是否崇尚科学精神，并结合生活化学实验可能出现的情况，可以设置这样的题目。例如，如果您在做化学实验时失败了，重做实验既费时，又可能被老师发现而遭批评，此时您会如何做？可以设置如下三个选项：A)按书上的实验结果写实验报告；B)按失败的实验结果写实验报告和C)重做实验并寻找原因。调查时如果学生选择选项C，可认为其崇尚科学精神；如果选择B，那么认为其比较崇尚科学精神；如果选择A，那么认为其比较不崇尚科学精神。同样的，可以设置这样的题目在听到“将碱液滴在‘心里美’萝卜上会使萝卜变蓝”时，您的反应是什么？选项可以设置为：相信这一说法(比较不崇尚科学精神)；很想试试，有机会时做个实验(比较崇尚科学精神)和一定做个实验(崇尚科学精神)。然后出一系列这样的题目，根据被调查学生的回答情况来分析其是否崇尚科学精神。

2.科学方法

为了调查学生是否能掌握基本的科学方法，并结合生活化学实验可能出现的情况，可以设置这样的题目。例如，当您遇到某有趣或是令人惊奇的现象(如牛奶中加入颜料和洗洁精可能形成一个脸谱)时，您会如何做？选项可以设置为：A)当时觉得很有意思，过后便将它放在脑后了；B)觉得很有趣，很想知道原因；C)觉得很有趣，很想知道原因，并且自己尝试着去解决和D)对这个现象不感兴趣。如果学生选择选项C，认为其掌握基本的科学方法；如果选择B，那么认为其基本掌握；如果选择A，认为其基本没掌握；如果选择D则认为其没掌握。然后出一系列这样的题目，根据被调查学生的回答情况来分析其是否掌握基本的科学方法。

3.科学态度

为了调查学生是否具备严谨的科学态度，并结合生活化学实验可能出现的情况，可以设置这样的题目，例如：荷叶上的露珠会滚来滚去，切洋葱时人会流眼泪，苹果在削皮后会生锈，日常生活中这些司空见惯的现象是否能引起您的兴趣，并很想弄清楚其中的道理：A)从来不想；B)有时想；C)常常想和D)每次都想。调查时如果学生选择选择D，认为其具备严谨的科学态度；选择C，认为其具备比较严谨的科学态度；选择B，认为其基本不具备严谨的科学态度；选择A，认为其不具备严谨的科学态度。然后，出一系列这样的题目，根据被调查学生的回答情况来分析其是否具备严谨的科学态度。

4.科学知识

为了调查学生是否了解基本的科学知识，并结合生活化学实验课程中必做的固体酒精、化妆品、居室环境、饮用水、指纹、密信、化学钟、饮料中Vc的鉴定这8个实验，可以设置这样的题目，造成臭氧层破坏的原因是什么？将面粉、水、盐和酵母混合后，放在一个容器中几小时，面粉团就会膨胀，为什么？酸雨形成的原因是什么？饮用水中TDS是什么检测指标？化妆品中丙三醇(甘油)的功能主要是什么？哪种指示剂遇到酸后会变成红色？如果用杨梅果实浸出液(浅红)写字，干后无明显痕迹，收信人将信浸入哪种液体中，可见蓝色字迹？哪种蔬菜可以做化学生物钟？硝酸银溶液与指纹中的氯化钠产生反应后，在阳光下会产生什么颜色的指纹？等等这样的题目，根据学生回答情况来分析学生基本科学知识的掌握情况。

三、科学素养评价的效果

对三年选修该课程的79名学生进行调查，评价调查学生的科学素养，其中科学知识的题目设置了16道，设定答题正确率13道以上的学生了解了必要的科学知识。从调查结果分析发现，了解必要科学知识的学生人数为28位，比例为35.4%。

根据文中对于科学方法、科学精神和科学态度的评价方法，对79名学生进行调查并测算后，崇尚科学精神的学生比例为53.7%；具备严谨的科学态度的学生比例为33.2%；掌握基本科学方法的学生比例为41.7%。

四、结论

对近三年选修《生活化学实验》课程的79名学生进行了关于科学素养的调查研究，分别对学生是否了解必要的科学知识、掌握基本的科学方法、崇尚科学精神、具备严谨的科学态度四个方面进行了评价，然后对评价结果进行分析可以看出，学生崇尚科学精神的学生比例为53.7%，说明他们具有创新探索科学的精神，但是科学态度、科学方法和科学知识还比较欠缺，还需要通过通识选修课来更好培养他们的科学素养。

[1]方丽梅，刘根旺.工科大学物理教学中科学素养与科学探究能力的培养.实验技术与管理，2008，(10)：134-141.

[2]张永带.在化学教学中注重科学教育，培养学生的科学素养.四川职业技术学院学报，2005，(02)：90-92.

[3]徐学福.多层面理解学生的科学素养.学科教育，2001，(06)：40-43.

[4]王犇，孟韵.大学选修课中对学生科学素养的培养.山东教育学院学报，2004，(03)：14-15.

[5]王晞，黄慧娟，许明.PISA:科学素养的界定与测评.考试与评价，2004，(04)：49-52.

[6]郭元婕.“科学素养”之概念辨析.比较教育研究，2004，(11)：12-15.