幼儿高科学问题解决能力的家庭科学资本要素组态构型分析

钟淑娴，于冬青，王晓冉

（东北师范大学教育学部，吉林长春 130024）

一、问题提出

党的二十大报告强调了科技在中国式现代化进程中的重大作用，加强科学教育以培养公民良好的科学素质既是时代对人才的要求，也是国家整体科学素养发展的有效推动力。已有研究证实儿童期的科学成就差距可以追溯到幼儿阶段，并且这种影响会持续到八年级［1］，因此，强调早期科学教育的价值对于促进个体的科学思维和科学能力的发展都具有十分重要的意义。探究能力是儿童早期科学学习的关键构成要素，而科学问题解决是儿童科学探究的一种重要形式［2］。幼儿科学问题解决能力主要指幼儿利用已有的科学知识和经验、生活常识以及相关科学探究技能，理解与日常生活相关的问题情境并有效解决科学问题的个人条件［3］。已有研究表明，发展幼儿科学问题解决能力不仅对发展儿童科学探究能力、提升儿童科学素质具有十分积极的作用，还能够预测其在青少年之前的科学成就［1］。

通过梳理已有文献发现，幼儿科学问题解决能力主要受到内部因素和外部因素的共同影响。内部因素主要包括生理发展水平［4］、个体自身的认知能力［5-6］以及非认知因素［7］，外部因素则主要包括幼儿园教育［8］、家庭因素［9］。已有研究多关注幼儿园科学教育对幼儿科学学习的重要性，而较少有研究聚焦幼儿家庭科学教育。家庭是儿童最早探索和认识周围世界的场所，父母作为儿童最重要的社交者，对儿童的科学信念和行为表现有重要的影响［10］。探究家庭如何促进幼儿科学问题解决能力的发展十分重要，却未得到充分的研究。以往相关研究仅探索家庭文化资本某一因素如家长教育卷入［3］、父母教养方式［9］对幼儿科学问题解决能力单一路径的作用，但影响幼儿科学问题解决能力的家庭因素并不是独立作用的，而是相互依赖、共同促进的。为系统地探讨家庭对幼儿科学问题解决能力的作用，本研究在科学资本概念的基础上尝试构建家庭科学资本框架，相对家庭文化资本而言，能够区分那些文化资本高但科学资本低的人［11］。另外，本研究改变以往仅采取访谈法等质性方法或传统线性回归等量化方法的研究范式，采用能够解决多重并发问题的定性比较分析方法。该方法采取整体的视角，进行案例层面比较分析，将每个案例都视为条件变量的“组态”，通过案例间的比较，找出条件组态与结果间的因果关系，回答“条件的哪些组态可以导致期望的结果出现？哪些组态导致结果的不出现？”这类问题［12］。因此，本研究运用定性比较分析方法从组态视域生成家庭科学资本各变量对幼儿科学问题解决能力起预测作用的组合路径，归纳并分析幼儿高科学问题解决能力的前因组态构型，并依据实证研究结果有针对性地改善家庭科学资本，从而为借助家庭力量支持幼儿科学学习与发展提供建议。具体而言，本研究主要关注两个问题：第一，是否存在家庭科学资本要素能成为幼儿实现高科学问题解决能力发展的必要条件？第二，家庭科学资本要素如何耦合以驱动幼儿发展高科学问题解决能力？

二、理论模型

随着时代的更迭、发展，科学技术变革取得了根本性的进步，影响着人们文化生活和实践的所有领域。阿彻尔等人意识到科学在当今社会的重要性，将布迪厄的资本概念扩展到艺术之外的领域并发展出了科学资本的概念。科学资本涵盖一系列与科学相关的资源，包括科学相关的行为和实践、科学相关的文化资本以及社会资本，能够支持个体的科学学习和参与［13］。家庭拥有的科学资本是一种科学文凭和资源，具有潜在的使用和交换价值，它能够形成一种家庭氛围从而为幼儿提供更多的科学信息［14］，阿彻尔将家庭惯习和资本概念化为父母科学态度、价值观和实践，探索其如何共同塑造、约束或促进儿童对科学的渴望及参与，发现在科学资本充足的家庭，科学似乎是一种“自然选择”，父母会为儿童提供接触科学经验的机会和资源，以塑造其科学兴趣、发展其科学能力；而对于科学资本匮乏的家庭，科学对于父母和孩子的日常生活更为“边缘”，即使孩子热衷于科学的探索，在某种程度上也会受到家庭资本的限制［15］。

根据科学资本的概念化框架，科学相关的行为和实践主要包括科学相关的媒体消费和非正式科学学习环境的参与［16］。因此，家庭科学活动主要指儿童依托父母所提供的科学资源与机会展开的科学实践。它能够支持儿童的科学学习［17］，被归纳为家庭科学资本的要素之一，具体包括带孩子去科学博物馆参观科学展品［18］、与孩子进行科学对话［19］、为孩子解释科学相关概念［20］、为孩子提供科学玩具［21］，家庭科学教育经验对幼儿科学问题解决能力起到显著预测作用已得到研究的证实［6］。科学相关文化资本包括科学相关倾向（科学态度、价值观）、期望及偏好等［13，16］，家庭科学文化资本主要是指父母的科学价值观、父母的科学能力期望以及父母的科学效能感，会通过活动、娱乐、休闲、谈话和社交等融入到儿童的日常生活中促进其科学学习。已有研究证实父母对科学的效用价值信念能够预测孩子的科学动机信念和成就［22］，父母的科学期望对儿童的科学成就具有显著的预测作用，这种作用超过了教师期望及儿童自我效能感的作用［23］。同样地，父母科学自我效能感是支持幼儿参与非正式STEM 学习的关键预测要素，认为自己有能力参与科学活动的父母更经常让幼儿参与科学活动，并在活动过程中自信地指导幼儿［24］，进而支持幼儿的科学学习与发展。科学相关社会资本包括家长的科学资历、认识从事科学工作的人以及有和别人谈论科学的机会［16］。家庭科学社会资本是家庭所拥有的相对稳定的、在一定程度上得到制度化的社会关系网所为儿童提供的实际的或潜在的科学资源聚集［25］，在本研究中主要抽取为父母从事科学职业这一要素。已有研究证明从事STEM 相关职业的父母，既能通过塑造孩子的科学动机来支持孩子的科学学习［26］，也能够依赖家庭物质资源、家庭教育资源以及家庭文化资本显著增加儿童追求STEM职业机会的优势［27］。因此本研究将家庭科学资本主要细化为家庭科学活动、父母科学价值观、父母科学能力期望、父母科学效能感以及父母从事科学职业五个要素，家庭科学资本各要素在理论假设上协同驱动幼儿科学问题解决能力的发展，家庭科学资本各要素抽取及其对幼儿科学问题解决能力影响的理论模型如图1。

图1 家庭科学资本要素抽取及其对幼儿科学问题解决能力的影响

三、研究方法

（一）模糊集定性比较分析方法

定性比较分析（QCA）是查尔斯·拉金基于布尔代数和集合论提出的一种结合定性与定量研究优势的研究方法［28］5-6，能够通过系统研究影响事件进程的因素、条件的内在关系和逻辑组合，分析导致案件结果的关键影响因素、多种影响因素的复杂组合。定性比较分析法根据数据赋值和分析操作的不同，可分为清晰集、多值集和模糊集三种分析法。相较于前两者，模糊集定性比较分析方法（fsQCA）保留了一般QCA方法的主要方面，但它分析定距、定比变量的能力更优化，不仅可以处理类别问题，也可以处理程度变化的问题和部分隶属的问题［12］。鉴于家庭科学资本各变量和幼儿科学问题解决能力均非二分类别变量，呈现由低到高的程度变化，因此，本研究选择模糊集定性比较分析方法。在本研究中，幼儿科学问题解决能力的高低受到多个家庭科学资本要素的共同影响，家庭科学资本要素形成不同的组态路径“殊途同归”促使幼儿提升科学问题解决能力。因此，本研究运用模糊集定性比较分析方法进行跨案例的比较分析，识别哪些家庭科学资本要素为必要条件，哪些要素为核心条件以及边缘条件；既考察家庭科学资本各要素对幼儿科学问题解决能力的解释力，同时探索各要素之间的协同效应与互动关系，从整体性角度来揭示家庭科学资本要素的协同驱动机制。

（二）数据来源及数据采集过程

本研究采取整群抽样方法，选取浙江省温州市四所幼儿园的中大班幼儿及其父母，其中两所城市幼儿园、一所乡镇幼儿园和一所农村幼儿园。总共发放312 对父母问卷和幼儿问卷，将幼儿问卷和父母问卷进行匹配后，严格剔除缺失值较多、填答时间短、出现规律性回答等无效父母问卷，并剔除回答含糊不清或仅回答了部分测验任务的幼儿问卷，最后保留297 对父母问卷和幼儿问卷。

在研究开始之前，研究者先与幼儿园负责人联系，详细说明调查内容，在征得幼儿园负责人和父母的知情同意后，在各班教师的协助下，在2022 年10 月开始发放问卷以收集研究所需数据。发放的问卷包括儿童问卷和父母问卷。幼儿问卷的收集由受过严格训练的学前教育研究生与幼儿一对一进行。测试的具体流程是，主试将幼儿带到一个安静的教室，首先向幼儿自我介绍，向幼儿表明家长和老师对测试的知情同意，幼儿表示同意参加后，询问幼儿基本的信息（例如年龄、性别），然后开始正式的科学问题解决能力测试。主试先向幼儿展示科学问题情境图片，然后配合图片描述科学问题的情境并对幼儿进行提问，再将幼儿的回答记录下来。关于父母问卷的收集，主试人员将父母基本信息题项和调查家庭科学资本各变量的问卷题项整理为一份父母问卷，并在父母问卷上写上与幼儿问卷对应的数字记号。在家长从幼儿园接孩子时，主试人员和各班主班配合，将父母问卷和知情同意书一对一分发给幼儿家长，并在家长送孩子上幼儿园时收回问卷。

（三）变量的测查与校准

1.变量的测查

（1）结果变量

采用Maria 和Maureen 等人于2018 年编制的幼儿科学问题解决能力测验及其编码系统（吴荔红等人修订版）［4］，对幼儿科学问题解决能力进行测查，该测验主要包括1 个练习任务以及7 个正式任务。每个任务幼儿回答出一个有效答案记1分，回答出三个或三个以上的有效答案得满分3分，一个任务满分为3 分，测试总分为21 分。幼儿有效回答包括三类：使用有效工具进行辅助以解决问题；在不使用工具的情况下采取某种有效手段解决问题；在幻想情境中提出某种有效方法解决问题。幼儿的无效回答分为两类，包括不符合规范的策略和无法有效解决问题的策略。研究人员对幼儿提出的所有回答根据编码系统进行有效性评估与编码。为保证两名主试对于测验评分标准的一致性，研究者在297 名被试幼儿中选择25%即74名幼儿的测验结果进行了kappa一致性系数检验，所得kappa 值约为0.81，两名主试具有较好的一致性。

（2）条件变量

父母科学价值观采用Lee等人编制的父母科学价值观量表［22］来测量，此量表包括父母感知科学对自己的价值和父母感知科学对孩子的价值，总共包括6个题项。量表所有题项均采用李克特5 点计分，从1 分到5 分表示“非常不同意”到“非常同意”。信度检验结果显示，该量表的克隆巴赫α系数为0.92。

父母科学能力期望的测量采用Thomas 等人根据Weisgram和Bigler的科学态度量表改编形成的父母对孩子科学能力期望的调查问卷［23］，共包含9个题项。量表所有题项均采用李克特5点计分，从1 分到5 分表示“非常不同意”到“非常同意”。信度检验结果显示，该量表的克隆巴赫α系数为0.87。

父母科学效能感采用Van Egeren等人编制的科学态度量表中的父母科学效能感子量表［29］进行调查，总共包括5 个题项。量表所有题项均采用李克特5 点计分，从1 分到5 分表示“非常不同意”到“非常同意”。信度检验结果显示，该量表的克隆巴赫α系数为0.76。

家庭科学活动采用Van Egeren 和Stein 编制的家庭科学活动问卷［30］，包括科学相关社区活动和家庭科学资源的使用频率，问卷题项均由家长报告。科学社区活动包括带幼儿去儿童科学博物馆、动物园、公园和水族馆等，家庭科学资源的使用频率包括观看科学相关的电视节目或动画片、阅读科学相关书籍、与科学相关玩具互动的频率。本研究采用科学社区活动、科学图书、科学视频和科学玩具四个维度，问卷题项总计36项，评分标准为1 分代表“从不”，5 分代表“总是”。信度检验结果显示，该问卷总体的克隆巴赫α 系数为0.96，各维度的克隆巴赫α 系数为0.89～0.95。验证性因子素分析显示该问卷的结构效度较好（χ2/df=2.488，RMSEA=0.071，RMR=0.052，CFI=0.900，IFI=0.901，TLI=0.889），可以作为评估家庭科学活动的测量工具。

父母从事科学职业通过题项“孩子的父亲从事什么工作？”和“孩子的母亲从事什么工作？”测查，将父母的回答根据PISA2015对科学相关的职业的分类（具体包括四种类别的工作：科学和工程专业人员、医疗保健专业人员、信息和通信技术专业人员以及科学技术员和专业助理人员［31］282-283），形成0=父母均非科学相关职业、1=父母中有一方为科学相关职业、2=父母双方均为科学相关职业的定距变量。

2.变量的校准

进行fsQCA分析的前提是要对研究中涉及的变量进行校准（calibrate），以提高结果的可解释性。首先，利用求算数平均值的方法将前因变量中的4 个连续变量——父母科学能力期望、父母科学价值观、父母科学效能感、家庭科学活动的观察分项整合。然后，按照Ragin提出的5%（fully out）、95%（fully in）以及交叉点50%（crossover point）的标准［32］44-68，利用fsQCA3.0 软件中Calibrate 函数对数据进行校准。本研究尽量规避中间值的赋值选择即（0，0.5，1）此类三值模糊集的应用，目的是使得案例及指标的重要性均有所区别。因此，对于分类变量父母从事科学职业，将父母均不从事科学职业校准为0，父母中有一人从事科学职业校准为0.75，父母中有两人从事科学职业校准为1。校准后的精确值隶属度分布于0到1之间（见表1）。

表1 结果和因果条件的校准值

四、研究结果与分析

（一）必要条件分析

在运用真值表算法分析家庭科学资本要素组态对幼儿科学问题解决能力的影响之前，首先需要检验单个家庭科学资本变量是否构成幼儿实现高科学问题解决能力的必要条件［28］95，这些条件变量包括：父母科学能力期望（SE）、父母科学价值观（SV）、父母科学效能感（SC）、家庭科学活动（SA）、父母从事科学相关职业（SJ）。如果一个变量是结果变量的必要条件，为了保证结果科学性的前提下，这个变量不能加入后续的充分条件分析中。检验一个条件变量是否为结果变量的必要条件的标准是：其一致性（consistency）必须要大于等于0.9。家庭科学资本各条件变量与幼儿高科学问题解决能力这一结果变量的必要条件分析结果见表2。

表2 单个条件的必要性检验

结果显示，在本研究所有案例的各个变量中，没有一致性达到0.9的，说明没有一个变量可以单独作为结果变量的必要条件，同时也说明家庭科学资本各要素需要协同驱动幼儿实现高科学问题解决能力。因此，本研究将预先设置的所有家庭科学资本条件变量都纳入后续的充分条件的检测。

（二）条件组态分析

从集合论角度而言，条件组态分析就是寻找具体哪些条件变量的组合可以作为设置的结果变量的子集。进行条件组态分析前需要先构建真值表，本研究将案例频数阈值设置为1［33］，一致性门槛值设置为0.8［34］。对数据进行检验后发现，并不存在矛盾组合，即同一条件组合构成不同结果，说明可以继续后续的组态分析。

运用fsQCA3.0 软件通过Quine-Mccluskey 算法进行模糊集定性比较分析，得出三种形式的条件组合结果。一是复杂解，在复杂解中设定余下未观测到逻辑组合均为假，拒绝所有反事实的存在；二是简约解，简约解是最简因果条件组合，有助于产生逻辑上更简单的余数；三是中间解，中间解只允许将简单类反事实情况纳入解决方案中，它是介于前两个解之间的一种解，既不会违背案例事实，又不会一成不变的按照变量设置出现，所以最能说明问题。因此，一般来说，中间解是首选［35］126，大部分研究将中间解作为主要的分析结果，以此得出相关结论。同时，中间解可以用于充分性的核心-边缘条件构型，是fsQCA分析中不可或缺的常规分析部分。

在反事实分析后，需要对实现预期结果的条件组合结果进行进一步构型分析。通过构型分析可以找到核心条件和边缘条件（也称辅助条件）。核心条件是指与结果存在很强的因果关系的前因条件，边缘条件是指与结果的因果关系较弱的前因条件。在定性比较分析方法中，要找到核心条件和边缘条件需要观察反事实分析结果中的中间解和简约解。根据拉金和菲斯等人的解释方法，如果前因要素是中间解和简约解的交集，则其为核心条件；如果前因要素仅出现于中间解，则其为边缘条件。为形象报告结果，采用符号实心圈和空心圈表达：“●”代表核心条件存在，“·”代表边缘条件存在，“⊗”代表核心条件缺乏，“⊗”代表边缘条件缺乏［36-37］。fsQCA 对因素组合的可靠性论证主要采用模糊子集的一致性来描述，即前因变量集合X 与结果集合Y 的交集占集合X 的比例［38］93，其公式如下：Consistency（Xi≤Yi）=Σ（min（Xi，Yi））/Σ（Xi）。此外，覆盖度是评估因素组合对结果拟合的第二度量，对覆盖度的评估不存在原则上的下限，张明和杜运周认为从管理学研究看，基于问卷数据的QCA 总体解的覆盖度应高于0.3，达到0.5 就算理想［39］。本研究最终得到的核心-边缘条件组合构型见表3，各组态构型一致性介于0.820～0.892 之间，总体解的一致性为0.804，高于推荐临界值0.8［38］104，总体解的覆盖度约为0.722，各数据指标良好。

表3 高科学问题解决能力组态构型

分析表3，根据高科学问题解决能力组态构型的共线因素与作用机制进行命名。组态A1 和A2 的核心条件一致，均为家庭高科学活动，可构成二阶等价组态，故将其合并命名为“科学活动主导驱动型”。组态B1、B2、B3 具有触发幼儿高科学问题解决能力的共有因素父母高科学能力期望和家庭高科学活动，将其合并命名为“科学期望-活动协同型”。组态C的核心条件为父母高科学能力期望，因此将其命名为“科学期望主导驱动型”。组态D 的核心条件为父母高科学能力期望、父母高科学效能感以及父母从事科学职业的先赋优势，因此将其命名为“科学职业-期望-效能感协同型”。

1.科学活动主导驱动型

组态A1 显示在父母科学价值观较低的情况下，即使父母双方均不从事科学职业，如果能够为幼儿提供丰富的家庭科学活动，依然可以帮助幼儿发展较高的科学问题解决能力。该组态的原始覆盖率约为0.362，这表明该组态可以解释36.2%的幼儿高科学问题解决能力的案例。组态A2 显示在父母科学价值观较低且父母科学效能感较低的情况下，较多参与各种家庭科学活动的机会能够促进幼儿发展较高的科学问题解决能力。该组态的覆盖率约为0.34，这表明该组态可以解释34%的幼儿高科学问题解决能力的案例。

该组态构型充分体现了丰富的家庭科学活动是支撑幼儿形成高科学问题解决能力的驱动力。家庭为儿童提供的非正式科学机会和活动资源作为家庭经济资本在科学领域的一种外化表现，是促进儿童科学学习的物质保障［40］192。当父母科学价值观较低时，即使父母均非从事科学职业或父母效能感较低，家庭科学活动和资源能够发挥促进幼儿科学问题解决能力发展的关键作用。父母可以通过陪伴幼儿参与科学活动，如带幼儿去动物园、与幼儿一起参观科学博物馆，与幼儿共同讨论、探究科学问题，为幼儿提供丰富的科学经验。家庭所提供的持续性的日常科学经验能够拓展个体的科学知识和技能［41］98。另外，充足的科学资源能够支持幼儿的科学兴趣，塑造儿童积极的科学身份和认同感，进而激励儿童的科学参与［42］。当幼儿在家庭场域内探究过类似情境下的科学问题时，幼儿的自信心将得到增强，使其在幼儿园的科学活动中表现得更加自如［43］，在之后更多地选择参与科学活动［44］，从而获得科学问题解决能力的发展。

2.科学期望-活动协同型

组态B1 和B2 显示，在父母双方均不从事科学职业或父母科学价值观较低时，父母对幼儿的科学能力抱有较高的科学期望，并且给予幼儿充足的科学活动和资源的支持，能够驱动幼儿科学问题解决能力良好的发展。组态B1和B2分别能够解释约46.9%和28.6%的幼儿高科学问题解决能力的案例。组态B3显示，在给予幼儿充足科学活动和资源的支持时，如果父母不仅对幼儿抱有较高的科学能力期望，而且在面对科学议题和任务时自身也具有足够的信心，那么就能够触发幼儿发展较高的科学问题解决能力。因此组态B3也可进一步命名为“科学效能助力下的期望与活动协同型”，组态B3 在该类型乃至所有七条组态路径中所占的原始覆盖率最高，能够解释49.6%的幼儿高科学问题解决能力案例。

家庭科学资本和惯习间的结合会为儿童的科学学习形成“肥沃的土壤”，塑造或感知并捕捉儿童的科学兴趣，帮助儿童实现追求科学的愿望［15］。当父母关注幼儿在科学领域的学习与发展时，父母会创造与幼儿共同感知与探究科学的机会，在这个过程中，父母与孩子由于科学互动建立积极的情感纽带和联结，使幼儿萌生对科学的兴趣和亲近感。而且，当幼儿感受到父母重视科学的信念，会更主动地参与科学活动，从而获得科学能力的发展。另外，通过组态路径B3 可知，父母科学自我效能感能够与父母科学能力期望、家庭科学活动相互作用，共同促进幼儿科学能力的发展。已有研究表明，科学效能感高的家长通常更多地与幼儿一起参与科学相关活动［45］，且更愿意让幼儿参与非正式的STEM学习［24］。因此，当父母对幼儿科学能力抱有积极期望且有信心解答幼儿的科学问题时，父母与孩子之间的亲子沟通与对话会更多地与科学相关的主题有密切的关系［46］，引起幼儿对科学的浓厚兴趣，拓展幼儿的科学知识经验。

3.科学期望主导驱动型

组态C 显示，当父母科学价值观和科学效能感较低，且父母均不从事科学职业时，无论是否提供丰富的家庭科学活动，只要存在父母高科学能力期望这一核心条件就可以驱动幼儿发展较高的科学问题解决能力。该组态的原始覆盖率约为0.271，这表明该组态可以解释27.1%的幼儿高科学问题解决能力的案例。

父母科学能力期望的效力在该组态构型得到证实，即使其他类型的家庭科学文化资本较为匮乏（父母科学价值观和父母科学效能感较低），无论父母是否为幼儿提供充足的科学资源和机会，父母科学能力期望依然能够驱动幼儿的科学问题解决能力的发展。这与已有研究的结果相似，相较其他维度的家庭科学资本，父母科学相关的期望与孩子科学表现的关系最强［47］。儿童能够潜移默化地继承其父母的科学文化资本，并在自己的身上得以体现，实现资本的代际传承［40］。已有研究证实，父母对孩子在科学成就的期望通过孩子的科学能力期望作用于孩子的科学成就［23］，这也适用于解释该构型。当父母重视幼儿科学方面的发展时，会通过日常社交、休闲、谈话，如对幼儿表现出的科学行为作出正面的评价（如表扬和称赞），鼓励幼儿对科学的探究欲望和好奇心，促使其更积极地参与科学活动，获得科学能力的发展。

4.科学职业-期望-效能感协同型

组态D 显示，无论父母是否为幼儿提供丰富的家庭科学活动和资源，只要父母双方有一方或双方从事科学职业，具有较高的科学效能感和科学能力期望，且父母科学价值观较高时，能够驱动幼儿发展较高的科学问题解决能力。该组态的原始覆盖率约为0.127，这表明该组态可以解释12.7%的幼儿高科学问题解决能力的案例。

与其他类型不同，该组态构型很好地解释了有父母从事科学职业的家庭是如何调动科学资本来支持幼儿发展科学问题解决能力。作为一种重要的家庭科学社会资本，父母从事科学相关职业对幼儿科学学习与发展是一种先赋优势，父母从事科学职业的身份能够为幼儿营造专心探究、积极反思的科学学习氛围，父母崇尚科学知识、严谨钻研科学问题的态度和行为对幼儿来说是一种榜样示范［48］，在父母耳濡目染下幼儿也会在潜移默化中形成科学学习动机，积极参与科学相关的活动，从而获得科学思维和探究能力的发展。已有实证研究证实，父母从事STEM 职业会通过父母的科学期望、父母的科学自我效能感以及父母科学价值观影响他们对孩子科学学习的参与［24］。从事科学职业的父母拥有较高的科学自我效能感和科学价值观，当他们对幼儿的科学能力抱有积极期望时，他们对科学的态度会内化为日常生活中的行为，有意识地与幼儿讨论科学现象和话题［49］，让幼儿在科学对话中萌生科学兴趣，鼓励幼儿参与科学探究。而且面对幼儿提出的科学问题不会回避，即使遇到自己不清楚的科学问题，该类型的父母也会和幼儿一同查阅相关资料，能够在幼儿遇到科学相关困惑时给予较为科学合理的解释，拓展幼儿科学知识视野。

（三）稳健性检验

本研究采用适用于QCA 的集合论特定的稳健性检验方法，将一致性阈值从0.80 提高至0.85［50］，使用更为严格的阈值再次对驱动幼儿发展高科学问题解决能力的家庭科学资本各变量进行组态分析，发现各组态路径及其覆盖率和一致性基本一致，可见研究结果稳健。

五、结论、启示与展望

（一）结论

本研究基于科学资本概念构建家庭科学资本框架，采用模糊集定性比较分析方法从组态视阈分析家庭科学资本各变量的相互作用关系及其对幼儿科学问题解决能力的内部作用机理。通过研究，得出以下结论：

（1）家庭科学资本的单一要素对幼儿科学问题解决能力具有一定的解释能力，但不构成影响幼儿科学问题解决能力发展的必要条件。

（2）家庭科学资本对幼儿科学问题解决能力的协同驱动作用存在七条不同的组态路径，具体可概括为四种条件组合构型：科学活动主导驱动型；科学期望-活动协同型；科学期望主导驱动型；科学职业-期望-效能感协同型。

（二）启示

通过研究发现，家庭对幼儿科学问题解决能力的促进作用不能仅通过改善家庭科学资本某一要素来实现，而需要多种家庭科学资本要素的组合驱动，本研究揭示了多条能够“殊途同归”、触发高科学问题解决能力的组合路径。如此，能够为从多元的、系统的、整体的角度展开家庭科学教育提供有效借鉴。

1.对家长的建议

（1）家长对幼儿科学能力应抱有积极期望

经济条件不太充裕的家庭往往不具备充足数量和质量的物质财富，科学对于他们的日常生活而言较为“边缘”，短期难以改变这些家庭物质财富不足的情况，那么父母可以通过选择其他路径如改善自身对幼儿科学学习的期望值（科学期望主导驱动型）来支持幼儿科学学习。父母应认识到早期科学启蒙教育的重要性，转变自身对幼儿科学学习的观念。一些父母可能会认为科学学习是一种正式的教学活动，然而事实上，日常生活中蕴含着非正式的科学学习机会，如和幼儿在公园散步时，可以和幼儿一起观察昆虫和鸟类，谈论随着季节转变周围生物的变化。另外，很多家长认为科学对于学前阶段的孩子来说是困难的，因此在幼儿时期更为关注幼儿在识字、阅读、算术领域［51］，而并不重视幼儿科学教育。然而幼儿生来好奇，当他们开始探索自己周围的世界时，他们就化身为科学家和工程师［52］1-7。因此，父母应该相信幼儿在科学领域获得发展的潜能和可能性，对幼儿的科学能力抱有积极的期待，并在幼儿探索、追求科学发展的道路上予以鼓励与支持。例如，父母应注重日常生活中向孩子传递自身的科学信念，关注家庭科学探究氛围的营造。

（2）家长应努力为幼儿提供丰富多样的科学活动和资源

对于有条件的家庭，可以通过为幼儿提供丰富的科学活动和资源，以多样化的形式激发幼儿对科学的兴趣，发展幼儿的科学能力。具体而言，首先，家长要为幼儿创造非正式科学学习机会。家长可以带领幼儿去动物园、植物园和海洋馆等非正式科学学习场所，依托生动的科学情境，展开亲子对话，支持幼儿调动多感官亲身体验，建构对科学知识的理解，进而内化自己的心理结构［53］。除参与科学场馆活动外，父母也应在日常生活中抓住科学教育的契机，例如在种植植物时，父母可以和幼儿谈论植物的生长需要什么，鼓励幼儿观察、记录植物的生长如何随季节变化，帮助幼儿掌握科学方法，发展敏锐的科学观察能力和动手操作能力。其次，父母可以为幼儿选择一些能操作、多变化、多功能的玩具材料或废旧材料，在保证安全的前提下，鼓励幼儿拆装或动手自制玩具，获得丰富的科学经验和体验。同时，父母可以购置科学实验材料，与幼儿合作进行科学小实验，如“有趣的溶解”“水的浮力”等，在实际操作的过程中提问幼儿，引发幼儿对科学问题的思考，并为幼儿提供符合其年龄特点的解释和指导，从而激发幼儿的科学动机、提升幼儿的科学探究能力。此外，父母也可以鼓励幼儿阅读科普读物，绘本故事中的科学内容易于幼儿接受，能够激发幼儿的探究兴趣，引起幼儿对科学现象和问题的想象和猜测。因此，父母可以为幼儿提供蕴含科学元素的绘本，如《小种子》《月亮的味道》《神奇的礼物盒子》等，支持幼儿在自主阅读或亲子共读中积累科学知识经验，尊重幼儿在阅读中分享富有想象力和创造力的想法。最后，随着数字化时代的到来，屏幕媒体日益渗透入家庭生活之中，父母可以陪伴幼儿观看科学类的动画片、自然纪录片等，在幼儿提问科学问题时给予耐心的回应，为幼儿提供符合其年龄特点的解释，进而保护幼儿的好奇心和求知欲，增强幼儿探索周围自然世界的热情。当然，为幼儿提供丰富的科学活动和资源的同时，家长也需要努力改善自身对幼儿科学学习的期望值（科学期望-活动协同型），该类型解释了最高比例的幼儿实现高科学问题解决能力的案例，能够更好地支持幼儿科学学习。

（3）家长应善于发挥自身科学职业优势支持幼儿科学学习

对于从事科学职业的父母，可以通过“科学职业-期望-效能感”路径支持幼儿科学学习与发展。父母从事科学职业属于家庭科学相关社会资本，可以与家庭社会经济文化资本深度相融，是一种塑造幼儿科学动机、促进幼儿科学探究能力提升的先赋优势。涉足科学领域的父母在面对科学相关问题时往往会表现出较高的自信心，需要注意的是，父母需要相信幼儿具备科学领域的发展潜能，并在幼儿科学学习的过程中，给予其言语鼓励和情感支持，用温和、耐心的态度以适宜幼儿年龄特点的方式，为幼儿解释科学相关现象和概念，扩展幼儿的科学知识经验，促进幼儿科学探究能力的提升。

2.对幼儿园的建议

（1）幼儿园需要了解幼儿家庭占有科学资本的情况进而提供针对性的指导

支持幼儿科学学习并不意味着父母需要成为科学领域的专家，也不要求父母具有很高的受教育水平或积极的科学兴趣，日常生活和游戏就可以成为幼儿探索自然现象和发现科学问题的理想环境。因此，对于低收入和低受教育水平的父母，幼儿园可以让家长了解幼儿自身具有科学学习的潜力以及保护幼儿天生的好奇心和探究欲的重要性，帮助家长识别日常生活中STEM 学习和游戏的机会，例如制作和烹饪食物、探究影子的变化等。家长可能并没有意识到生活中科学学习的机会，而这些能够帮助幼儿在日常生活中获得科学知识经验。对于因经济条件限制，无法通过提供丰富的家庭科学活动驱动幼儿科学学习发展的家庭，幼儿园可以为父母提供更多STEM 学习的信息和科学学习资源，减轻父母的科学成本负担，例如为父母提供简单易行的科学小游戏、科学小实验，让科学效能感低的父母也能够参与到与幼儿共同探究的过程。

（2）幼儿园要与家庭、科学场馆协同促进幼儿科学学习与发展

《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》［54］提出，建立校内外科学教育资源有效衔接机制，加强对家庭科学教育的指导。幼儿园在与幼儿父母形成合力协同促进幼儿更好地科学学习与发展的同时，应与科学场馆建立良好的合作关系，共同营造有助于幼儿科学资本构建的生态环境，让幼儿在充满关爱的共同体中探究科学。具体而言，幼儿园可以组织博物馆一日亲子研学活动，请家长做博物馆讲解员，在参观前告诉家长如何发现孩子的兴趣点，在参观过程中通过怎样的方式向孩子发起启发性对话，在参观后如何开展后续科学探究和学习等。在研学活动过程中，幼儿园帮助家长以科学博物馆为依托，与孩子共同展开亲子科学对话，通过提问幼儿科学问题和为幼儿提供科学现象的解释，增强幼儿与科学的亲密感，拓展幼儿的科学知识经验。例如父母和孩子一同探讨不同蝴蝶标本的纹路，主动为幼儿讲述恐龙化石背后的故事，引起幼儿对科学的浓厚兴趣，促进幼儿科学能力的发展。

（三）展望

由于研究条件的限制，本研究仍存在一些局限性，有待未来研究的进一步完善。首先，本研究的研究数据仅来源于J 省，限制了研究结论的适用和推广。考虑到不同省份经济发展存在差异的情况，一些公共科学资源，如科学博物馆、科技馆、水族馆等在某些地区的易得性，在未来的研究可以进一步扩大研究范围，覆盖多样、更具有代表性的样本，使研究结果更具有推广价值。其次，研究以家庭科学资本为框架，主要考察了家庭因素对幼儿科学问题解决能力的影响机理。而教师方面的因素包括，教师专业科学素养、科学活动教学质量等；幼儿的科学动机信念包括，幼儿科学兴趣、幼儿科学效能感，这些因素对幼儿的科学问题解决能力存在重要影响，因此未来可以探究多重因素对幼儿科学问题能力的作用机制。