科学态度测量的研究进展及启示 お

张红洋 张珍

科学态度是科学素养的核心要素，是科学教育的重要内容.培养学生形成正确的、积极的科学态度是科学教育的重要目标之一.我国理科课程标准（物理、化学、生物等）都将“对学生情感、态度和价值观的教育”作为科学教育三维目标中的一维而明确提出.

科学态度具有显著的学科相关性，物理学作为自然科学的基础学科，在培养学生科学知识、科学方法、科学思维、科学态度等方面发挥着重要作用.然而，科学态度的研究，尤其是物理科学态度的研究在我国尚未得到足够重视，有关科学态度的测量和评价则更缺乏科学工具，本文主要对科学态度测量研究等方面的进展和趋势进行讨论.

1 科学态度的内涵[HT]

科学态度的研究始于20世纪60年代，最初研究者将科学态度纳入科学思维的范畴，并将情绪反应等同于科学态度.随着科学态度研究的不断深入，科学态度的内涵得以丰富和深化.当今存在着两种典型的理解，第一，科学的态度（scientific attitudes）.科学的态度是指一个人解决问题、评估意见与信息、下决策的方式，也指对与科学有关的事物、想法或者活动的一种情感倾向.陈英豪认为科学的态度是指个人运用科学方法探究科学知识，并将其应用于日常生活的意愿、习惯和处置方式的总称；第二，对科学的态度（attitudes toward science）.对科学的态度是指人们对事物的一种情感、信念和价值观，这种情感的对象可以是科学学科本体或学校科学课程，也可以是科学家自身或科学家对社会的科学影响，如对科学家的态度等.若从教育的角度讨论学生的科学态度，研究者更加倾向于前者，即学生是否具有科学的思维方式以及解决问题的能力.

2 科学态度的研究进展

2.1 科学态度研究历程

科学态度的测量和研究对科学教学会产生非常重要的影响.研究者通过让学生进行科学态度测试，了解学生科学态度现状，把握学生学习状态，分析学生心理，进而探究学生科学态度的培养与教师教学行为、学生学习方式、课程选择、性别、年龄等因素之间的关系，提高教学效率.

由于科学态度属于情感领域，因此很难去客观地评价.近30多年来，研究者广泛借鉴教育心理学、社会心理学、心理测量学等其他学科领域的研究成果，对学习过程中的情感评价开展了许多研究，总结出很多具体的评价方法.包括以下几种：（1）观察法；（2）谈话法；（3）调查法；（4）李克特量表等.其中，李克特量表（Likert Scale）是测量态度最常用的方法之一，是由一系列相互关联的项目或叙述句组成，由测试对象对这些项目作出判断和响应，据此来推断其态度的取向和强弱.

针对科学态度的测量研究者开发出了一系列工具，如：TOSRA（Test of Science Related Attitudes）、VASS（Views About Science Survey）、MPEX（Maryland Physics Expectation survey）、ATSI（Attitudes Toward Science Inventory）、ATSSA（Attitude Toward Science in School Assessment）、EBAPS（Epistemological Beliefs Assessment about Physics Science）、VNOS（Views of Nature of Science）等，也有针对教师科学态度的测量工具STAS-II（The Science Teaching Attitude Scale-II）.然而，态度的测量工具的开发具有很大的挑战性，往往需要研究者对态度量表进行不断地修正与完善.

2.2 物理科学态度测量工具

根据不同学科的学科内容、学科结构及其特点，科学态度的测量工具也有所不同.国际上最为典型物理科学态度测量工具有：VASS（Views About Science Survey）、MPEX（Maryland Physics Expectation survey）和EBAPS（Epistemological Beliefs Assessment about Physics Science）.

为帮助读者对这三种物理科学态度量表有更多的了解，下面略作介绍.

（1）VASS是由美国亚利桑那州立大学于1993年开发的一种物理科学态度测量工具，量表由50个问题构成，测量内容是从科学内容和科学认知两个维度设计的.科学内容维度包含科学知识的结构性、有效性以及科学方法三个方面；认知维度包括学习能力、反省思维以及与科学的相关性三个方面.

（2）MPEX是美国马里兰大学物理教育研究小组于1998年开发的一种态度测量工具，旨在研究学生的态度、信念和期望对物理课程学习结果的影响效应.该量表包含34个问题，使用李克特五点量表，主要从独立性、连贯性、概念、现实联系、数学联系和成就等六个维度对学生进行物理科学态度进行测量与研究.

（3）EBAPS态度测量工具创始于1999年，由美国加州大学Andrew Elby等人开发，旨在调查学生对科学知识和物理学习的认知观点，由30个问题组成，测量内容包括学科知识结构、知识与学习的本质、实际应用、知识的发展以及学习能力等五个维度.

上述三种态度量表在研究学生的物理认知、物理方法、实践应用及评估学生物理科学态度中起着积极的推动作用.但为了深入了解学生科学态度与专家的科学态度之间有什么差异，从而引导学生建立起专家解决问题的思维方式以及熟练掌握物理知识结构的能力，美国科罗拉多州立大学历经数年于2006年开发了CLASS科学态度测量工具.

2.3 CLASS物理科学态度测量工具

2.3.1 CLASS测量工具介绍

随着人们对科学态度内涵认识的不断加深，以往的物理态度测量工具不能满足当前的研究需要.在此背景下，2006年由美国科罗拉多州立大学开发出一种新的态度测量工具即-CLASS（Colorado Learning Attitude about Science Survey），作为测量学生对物理学科以及物理学习态度的工具，具有显著的物理学科特点.该工具在吸取了前三种测量工具优点的同时，包括了广泛多样的测试内容，比如增加了对学生态度研究的教育实践解释维度的内容；采用简洁明了的问题陈述方式和里克特五点量表应答方式.不仅有利于研究对象对测量内容的理解，且缩短了测试时间.当然，该测量工具的信效度经过严格的测试，具有很好的信度和效度，并得到广泛应用.

CLASS最早开始是针对物理学科内容而开发的，从八个维度来测量，其中包括：⑴真实世界的联系；⑵个人兴趣；⑶意义建构；⑷概念的联系；⑸概念理解的应用；⑹一般问题的解决；⑺解决问题的信心；⑻问题解决的熟练度.每个维度包含4-8个陈述，总计由42个研究问题组成.随着对CLASS测量工具研究的深化和扩展，对科学态度的测量已从单一的物理学科扩展至化学和生物学科，根据不同的学科特点，其内容也存在差异.物理学科测量内容由42个问题组成，化学测量内容由50问题组成，生物测量内容则由32个问题组成.

CLASS科学态度的研究在于揭示学生科学态度水平及其影响因素，研究在教师以及其他外界因素的作用下，如何促进学生由“新手型态度”向“专家型态度”转变.研究者将被调查者的态度与物理学专家的观点进行对比，得出被调查者与专家观点的一致性水平，根据一致性水平的高低，将学生态度分为“专家型态度”和“新手型态度”.持“专家型态度”的学生思维方式与物理学专家相似，他们认为物理学是建立在以实验为基础的相互关联和支撑的物理学知识概念框架，物理与人类发展和日常生活的联系十分紧密；持“新手型态度”学生则认为物理是由教师所传递的零散信息，与日常生活没有实质性联系，未能将物理知识与大脑相关的认知结构进行联结，而是将物理学习作为一种机械的概念记忆过程.

2.3.2 CLASS态度测量的典型研究

由于CLASS自身独特的优越性，因此在有关科学态度的测量研究中得到了广泛的应用，现就相关的研究及发现进行简单列举.

（1）物理科学态度与学业成绩的关系

美国科罗拉多大学K·K·Perkins与W·K·Adams等人利用CLASS探索学生物理科学态度与学业成绩之间的关系，研究发现学生的科学态度在物理课程的选择以及在这些课程中注意力的集中方面都发挥着重要的作用，学生的物理科学态度与物理学习之间呈现正相关关系，科学态度测量中的赞同率高的学生其学业成绩相对较高.

（2）学习方式与科学态度之间的关系

墨西哥普埃布拉博尼梅瑞塔自治大学的Mirko Marusic和Josip Slisko通过使用CLASS研究了两种不同学习方式对学生科学态度形成的影响，这两种学习方式分别为PQR（阅读、展示、提问）和ED（实验、讨论），研究结果发现两种学习方式对学生科学态度的提升均具有一定的促进作用.但是ED较PQR而言，对学生科学态度提升的作用更大.

（3）学习兴趣与科学态度之间的关系

美国科罗拉多大学K·K·Perkins与M·M·Gratny等人通过使用CLASS研究学生学习兴趣与科学态度之间的关系，研究结果发现学生的物理学习兴趣与科学态度呈正相关（r=0.65），在测试中表现为专家型态度的学生同时也对物理学更感兴趣.在对学生物理学习兴趣转变的原因进行分析时发现，教学过程中强调物理学与现实生活的联系对学生兴趣的提升具有显著作用，而不恰当的教学方式则会导致学生对物理兴趣下降.

（4）性别与科学态度之间的关系

相关研究发现男生的测量结果较女生而言更接近专家型，在CLASS量表近一半陈述中显示出显著的性别差异，尤其是“真实世界的联系”、“个人兴趣”、“解决问题的自信”、“问题解决的熟练度”等维度女生显著低于男生，而在“努力与成就感”维度则高于男生.美国科罗拉多大学Kara E·Gray等人的研究发现，女性更善于去揣测专家的观点，但是对专家观点的赞同率却低于男性.

3 启示

态度测量作为心理测量和教育测量的重要组成部分，其测量结果对于教师教学以及教育决策的制定均具有重要的借鉴意义.但由于态度本身属于情感领域，难以测量，不易量化，因此研究者需要对科学态度的测量工具不断改进和提升.CLASS是目前国际上较为权威的物理科学态度测量量表，使用CLASS进行的教育研究得到了广泛认可，相关的研究结论也给了我们很多启示.然而我国的科学教育相对欧美国家来说还存在差距，虽说在我国科学态度教育已经受到了较多的重视，但在实际的教育教学工作中情况仍不容乐观，而且基于不同国家的社会政治经济制度、教育传统以及人口等因素，学生科学态度测量结果也会有所差异，因此，提升我国教育研究者对科学态度的研究意识，实施科学态度测量，研发客观、科学、适合我国国情的态度测量工具十分必要.

【本成果为：2013年陕西省教育科学规则课程（SGH13061）阶段性成果】