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基于PISA对中职幼师学生科学素养的调查

范文

何剑兰

科学素养一直以来是幼儿教师非常重要的职业素养。新冠疫情发生以来，更加凸显科学素养的重要性。就实际而言，中职幼师的科学素养一直以来是一个短板，并处于被忽视的状态。基于此，本调查引用PISA对科学素养的理解，对笔者所在市的三所中职学校幼师学生的科学素养进行调查，为幼师专业课程改革提供依据。

PISA对科学素养的定义，即能应用科学知识和技能从事各种研究活动，并了解大千世界的各种奥秘。参与PISA项目评价的国家从2000年的32个，到2009年增加到63个，其中包括中国上海;2012年为65个，2015年增长到72个国家和地区正式参与，其中包括中国江苏、广东、北京、上海等4个省（市）。辐射范围广，认可程度高，因而本文借鉴PISA2015科学素养卷，借助鸟类迁移、在天气炎热下跑步、坡面研究、流星体和陨石坑、可持续性的渔业五个单元的试题，以及相关的评分方法，从科学的兴趣、评价科学探究方法的价值和环境意识三个维度进行考查。

一、调查方法

（一）调查对象

本调查对象是河源市三所公办中职学校二年级的150名幼师学生，包括河源理工学校幼师学生50名，河源市技师学院中职段学生50名，河源市职业技术学校幼师学生50名。

（二）调查问卷设置依据

本问卷借鉴了PISA2015科学卷其中五个单元的题目，测评框架包含三个维度：科学基本观念、科学实践过程、科学情境。从背景、知识、能力、态度相互关联的四个方面去考查三个方面的科学能力，如科学地解释现象、评价和设计科学实验、分析数据并作出科学结论。

（三）调查问卷设置内容及计分方法

本问卷共五个单元，共18个小题，包括8个单选题、4个多选题、6个问答题。其中鸟类迁移3个问题、在天气炎热下跑步5个问题、坡面研究2个问题、流星体和陨石坑3个问题、可持续性的渔业3个问题。本问卷对18个问题（20个项目）用两级计分，答对1题得1分，答错得0分，满分20分。同时结合问卷星平台收集学生第13—17题共6个问答题答题情况，根据数据了解学生科学解释科学现象、数据和证据的能力。

二、调查结果

（一）PISSA调查结果

1.“鸟类迁移”得分

问题1单选题考查学生解释现象的能力。问题是“下列哪种解释能最科学地阐述大多数迁徙鸟类这种行为的进化？”答案是“独自迁徙或小群体迁徙的鸟类，存活下来并能繁衍后代的可能性较小”。选择正确的49人，正确率为32.67%。

问题2问答题考查学生评价和设计科学实验的能力。问题是“写出一种可能导致志愿者对候鸟计数不准确的因素，并解释该因素会如何影响计数”，答案是至少写出“观察者可能因为鸟飞太高而没计算到”等8个备选答案中的一项。按答对计1分，答错计0分，未答计9表示。学生本问题得分情况具体见表1。

问题3多项选择题考查学生分析数据得出结论的能力。问题是“材料中的地图支持下列哪个（些）关于金斑鹆迁徙的陈述？”答案是选择“地图显示了一些金斑鹆向南方迁徙的路线与向北方迁徙的路线是不同的”和“地图显示了金斑鹆会迁徙到它们繁殖地或筑巢地的南方、西南方的区域越冬”两个选项。按同样的计分方法，学生此题得分23分，正确率为13.33%。

2.“在炎热天气下跑步”得分

问题1和问题2都是单选题，考查学生评价和设计科学实验的能力。问题1“在这种条件下，跑步者会遭遇何种健康威胁？通过什么显示出来？”答案是“脫水，通过失水量显示出来”。按同样的计分方法，中职生此题得分75分，正确率为50%。问题2是“在跑步过程中饮水，对跑步者发生脱水和中暑的风险会有什么影响？”答案是“饮水会降低脱水的风险，但不会降低中暑的风险”。按同样的计分方法，学生此题得分50分，正确率为33.33%。

问题3、问题4和问题5都是单选题加问答题。问题3考查的是学生评价和设计科学实验的能力和解释现象的能力。问题是“当空气湿度为60%的时候，气温上升会对跑步一小时后的出汗量有何影响？”答案是“出汗量上升”。按同样的计分方法，学生此题得分88分，正确率为58.67%。问答题是“这种影响的生物学原因是什么？”答案是“学生作答时指出或暗示了汗水具有冷却身体和调节体温方面的功能”。学生本问题得分情况具体见表2。

问题4考查的是学生评价和设计科学实验的能力和分析数据得出结论的能力。问题是“基于模拟，当空气湿度为40% 时，一个人跑步一小时不发生中暑的最高气温是多少？”答案是“35℃”。学生此题得39分，正确率26%。问答题是“解释这些数据如何支持你的答案”，答案是“学生指出或暗示在空气湿度40%下，35°C是不中暑的最高气温，因为将气温从35°C升高到40°C会使跑步者中暑”。学生本问题得分情况具体见表3。

问题5考查的是学生评价和设计科学实验的能力和分析数据得出结论的能力。问题是“你认为在空气湿度为50%、气温为40℃并可以饮水的条件下跑步，安全还是不安全？”答案是“不安全”。学生此题得94分，正确率62.67%。问答题是“解释这些数据如何支持你的答案”，答案是“学生指出在空气湿度40%和60%下有中暑的跑者，在相同条件下空气湿度50%有中暑的风险”。学生本问题得分情况具体见表4。

3.“坡面研究”得分

问题1考查的是学生评价和设计科学实验的能力。问题是“在研究两个不同坡面的植被差异时，为什么学生们在每一个坡面都放置了两个相同的仪器？”答案是“学生指出在每个坡面使用超过一个测量仪器的科学优点，例如：对于同一个坡面的不同状况进行校正，或增加每个坡面测量的精确度”等。学生本问题得分情况具体见表5。

问题2考查的是解释现象的能力。问题是“根据数据，哪一个学生的说法是正确的？”答案是“学生1”。学生此题得93分，正确率62%。问答题是“请解释你的答案”，答案是“学生指出太阳辐射量在两个坡面之间的差异，并且/或是认为两者在降雨量上未显出差异”。学生本问题得分情况具体见表6。

4.“流星体与陨石坑”得分

问题1考查的是学生解释现象的能力。问题是“流星体接近地球及其大气层时，运动速度会加快。这是为什么？”答案是“流星体受地球的质量吸引”。学生此题得50分，正确率33.33%。

问题2考查的是学生评价和设计科学实验的能力。问题是“行星的大气层对于行星表面的陨石坑数量有什么影响？”答案是“越少，更少”。学生此题得24分，正确率16%。

问题3考查的是学生解释现象的能力和分析数据得出结论的能力。问题是“给陨石坑（A、B、C）按照大到小和远到近的顺序排序”，答案是“A—C—B和C—A—B”。学生此题得58分，正确率38.67%。

5.“可持续性的渔业”得分

问题1考查的是学生评价和设计科学实验的能力。问题是“将相应的生物放入上面合适（“”上）的蓄水池中，要保证鲳鱼能得到食物，咸水流回海洋并且水质没有发生改变”，答案是“①澡泽水草;②贝类;③鲳鱼、沙蚕”。学生此题得4分，正确率2.67%。

问题2考查的是学生评价和设计科学实验的能力。问题是“要缓解这个问题，需要在养鱼场中加入下列哪一项？”答案是“更多的澡泽水草”。学生此题得66分，正确率44%。

问题3考查的是分析数据得出结论的能力。问题是“哪种做法会使养鱼场具有更强的可持续性？”答案是“使用生物产生的废物来生产燃料、运行水泵”。学生此题得39分，正确率26%。

（二）影响中职幼师学生科学素养的因素

PISA科学素养调查卷满分20分，学生平均分5.712分，远远低于及格分数线。调查问卷结果显示：中职幼师学生总体科学素养能力较低。现从中职幼师学生对科学的兴趣、评价科学探究方法的价值和环境意识三个维度分析其影响因素。

1.科学兴趣

在科学素养问卷中有单选题、多选题、问答题，其中多选题难度系数高于单选题，问答题是在部分单选题基础上的解释说明。中职幼师学生三类题型正确率分别是42.86% 、17.67%、13%，多选题正确率明显低于单选题，这符合设题难度系数情况，但这反映中职幼师学生解释问题的能力和对待科学的态度差。问卷数据表明，中职幼师学生的科学兴趣低下。具体表现在，科学相关课外书阅读量低、科学类节目关注度低，提高科学知识和技能的主动性较低。

2.评价科学探究方法的价值

本研究科学素养测试五个单元中，每个單元都有提供科学背景和相关图表数据供学生参考，学生对相关证据不重视，观察不仔细。例如“鸟类迁移”单元中，只有问题3提供了“秋天金斑鹆向南迁徙的路线图”以及图表说明，学生本问题正确率是13.33%。“在炎热天气下跑步”中五个问题，每个问题都需要根据图表中的数据判断来作答。问题5中的问答题提出请对“你认为在空气湿度为50% 、气温为40℃并可以饮水的条件下跑步，安全还是不安全？”做出解释。能根据提供的数据进行推断并解释回答正确的学生占4.67%。回答错误的学生中，70%以上认为不知道或凭感觉。这反映中职幼师学生科学探究中利用证据检验正确性的批判能力较差。

3.环境意识

本研究科学素养测试中，“可持续性的渔业”是针对保护海洋环境，研究增强渔业的可持续性发展的单元，分别从理解“三个蓄水池组成的实验养鱼场设计图”运作原理、四种海洋生物在蓄水池中的作用，海洋环境保护意识三个层面设计了三个问题。本单元中职幼师学生正确率是24.22%，这体现了中职幼师学生环境意识弱。

三、结语

调查问卷进一步反映了中职幼师学生科学素养低下的问题，阐述了中职幼师学生科学教育被“被忽视”的现状，也表明了作为中职幼师培养者，对此问题的重视度不够。作为一名学前教育专业教师，面对学生科学学习目标不明确、学习态度不端正、学习方法单一等问题，必须思考如何破解这些问题，从而引导学生明确科学学习目标，端正科学态度，掌握科学探究的方法，了解必要的科学知识和历史，提升中职幼师学生科学素养水平。同时肩负起提高幼师学生科学素养与掌握幼儿科学教育教学能力的双重任务，为中职幼师科学教育教学探索改革创新之路，这是一个极具实践意义并值得深入研讨的问题。

责任编辑陈春阳

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