职前幼儿园教师科学本质观现状调查
赵顶位 沈龙启越 计苏燕 安冉 刘宇
【摘要】本研究对262名本、专科职前幼儿园教师科学本质观进行调查，发现职前幼儿园教师科学本质观总体处于认识充分水平，但专科生与本科生存在显著差异。结合质性资料进一步分析发现，职前幼儿园教师在科学知识观、科学方法观、科学工作观、科学事业观等方面存在一定的认识模糊、“新”“旧”混杂、认识不完整和“知其然不知其所以然”的现象。研究者据此提出相关建议。
【关键词】职前幼儿园教师;科学本质观;本科生;专科生;教育建议
【中图分类号】G615? ?【文獻标识码】A? ?【文章编号】1004-4604（2021）1/2-0045-05
科学本质观即对科学是什么的认识，是个体对科学知识、科学特征的理解。教师的科学本质观即教师对科学本质问题的认识和理解。教师的科学本质观既会影响其自身的教学行为，也会影响科学教育的结果，如学习者对科学本质的看法，对科学知识的习得以及科学思维的形成等。〔1〕当前，国内外学者开展了大量的教师科学本质观调查，〔2-4〕不过调查对象多为中小学教师，较少涉及幼儿园教师，对职前幼儿园教师科学本质观的调查几乎没有。科学教育能力是幼儿园教师必备的专业能力之一。《3～6岁儿童学习与发展指南》指出，“幼儿的科学学习是在探究具体事物和解决实际问题中，尝试发现事物间的异同和联系的过程”，其核心是“激发探究兴趣，体验探究过程，发展初步的探究能力”。这对幼儿园教师的科学教育能力提出了新要求。职前教师教育是培养幼儿园教师科学本质观，发展科学教育能力的重要时期。本研究以本、专科职前幼儿园教师为研究对象，对其科学本质观进行调查，以期为学前教育专业科学教育课程改革和职前幼儿园教师科学教育能力培养提供参考。
一、研究设计
（一）研究对象
本研究选择262名在Z师范大学Y学院学前教育专业就读的本、专科职前幼儿园教师（以下简称本科生、专科生）为调查对象。其中，本科生138名，专科生124名。
（二）研究方法
本研究采用问卷调查法，使用布阿拉潘（Buaraphan）研制的《科学本质观调查问卷》〔5〕为调查工具。该问卷共14个题项，包括科学知识观（6个题项）、科学方法观（3个题项）、科学工作观（2个题项）、科学事业观（3个题项）四个维度。每个题项由一个有关科学本质的不太准确的陈述，如“科学知识是不变的”，和“同意”“不确定”“不同意”三个选项组成。经检验，该问卷具有较好的内容效度，克隆巴赫系数为0.79，信度较好。该问卷除要求填答者对各种表述做出“同意”“不确定”“不同意”等选择外，还要求其写出选择的理由，从而帮助研究者了解职前幼儿园教师对科学本质的理解水平，以及在不同理解水平上的具体解释。
（三）资料搜集和分析
本研究采用现场发放和回收问卷的方式开展调查，问卷回收率为100%。在计分方面，“同意”计1分，“不确定”计2分，“不同意”计3分。调查获取的量化数据采用SPSS18.0软件进行统计处理，并根据布阿拉潘建立的划分标准，将职前幼儿园教师科学本质观水平划分为三个等级，即认识不足（0～1分）、认识模糊（1～2分）和认识充分（2～3分）。〔6〕质性资料则在转录汇总后根据每个题项的不同特点提取出现的主题，并加以分类、比较。
二、研究结果与分析
（一）职前幼儿园教师科学本质观总体水平
由表1可知，本科生和专科生科学本质观总平均分均达到2分以上水平，说明职前幼儿园教师科学本质观总体处于认识充分水平，不过本科生和专科生间存在显著差异。
（二）职前幼儿园教师科学本质观各维度水平
1.科学知识观
科学知识观主要调查个体对假设与理论的关系、定律的确定性、理论与定律的关系、知识的可变性、证据与知识的关系以及科学模型的认识情况。由表2可知，在对假设与理论的关系、定律的确定性以及知识的可变性的认识上，本科生和专科生均达到认识充分水平，尤其是在对知识的可变性的认识上，本科生和专科生的得分都非常接近3分，说明他们对科学知识会随研究发展而变化这一事实持有坚定的认识。在对科学模型的认识上，本科生处于认识充分水平，而专科生处于认识模糊水平。在对理论与定律的关系和证据与知识的关系的认识上，本科生和专科生均处于认识模糊水平。T检验结果表明，本科生和专科生在所有题项上的得分都存在显著差异。
以往对小学科学教师、初中科学教师科学本质观的调查也发现，教师对理论与定律的关系的认识得分偏低。〔7，8〕调查发现，部分职前幼儿园教师认为，从假设出发可以得到理论，而理论如果被证明是正确的则可以得到定律。这反映了职前幼儿园教师更倾向于认可假设、理论、定律之间存在确定的发展序列和层级关系，〔9〕即科学发展遵循从提出假设、形成理论和定律，确定性逐步提高的序列。事实上，并不存在这样一种发展序列，理论和定律实属不同的知识类型，有着不同的作用。定律用以描述可观察的现象之间的关系，理论则可构成一套解释系统。定律“原则上是由观察、实验所获得的经验概括、归纳得来的”，“理论则常常是由科学家提出的，它们的建立并不完全基于经验，而可能与特定的模型有关”。〔10〕
调查发现，职前幼儿园教师对知识的可变性的认识最好，但在证据与知识的关系的认识上，又普遍认同“证据的累积可使科学知识更可靠”这一结论，处于认识模糊水平。事实上，这一结论面临两个难以克服的挑战。〔11〕一是归纳无法穷尽，即使有再多例证，也无法保证下一事例不是“例外”或“特例”。二是从“证据”到“结论”并无确定方法，即证据积累虽多，但无法保证必然能由此通达可靠结论。从科学本质哲学观的演进历程看，职前幼儿园教师对知识的可变性的认识与以证伪主义、后实证主义为代表的新科学本质观是一致的，而对证据与知识的关系的认识又落在以经验主义、实证主义、逻辑经验主义和理性主义为代表的客观主义科学本质观范畴，〔12〕说明职前幼儿园教师对科学知识本质的认识具有“新”“旧”混杂的特点。这与高潇怡、李维的研究结果一致。〔13〕究其原因，可能是因为我国近年来虽持续大力推进科学教育转型，但这一转型仍在不断推进的过程中，从而容易导致这一时期的职前幼儿园教师科学知识观处于“新”“旧”混合的状态。
2.科学方法观
科学方法观主要调查个体对科学方法是否有固定步骤、科学方法是否能回答所有问题、是否只有实验才能产生科学知识，即科学方法的确定性、科学方法的全能性以及科学方法的唯一性的看法。由表3可知，本科生在科学方法的确定性、全能性和唯一性上的得分均达到认识充分水平。专科生在科学方法的全能性和唯一性上的得分达到认识充分水平，但在科学方法的确定性上的得分处于认识模糊水平，说明专科生在科学方法是否是按固定的步骤逐步进行的过程认识不清。此外，本科生在所有题项上的得分均高于专科生，且存在显著差异。
以往研究發现，有半数以上（61.3%）的小学科学教师认为，“每一项科学研究都要经过提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、数据分析与解释、报告结果的顺序和步骤”，表明其对科学方法与科学过程的关系缺乏真正的认识和理解。〔14〕本研究中专科生也存在类似问题，即对科学方法的确定性认识模糊。此外，尽管本科生、专科生都充分认识到科学方法不能解决所有问题，实验并非获取科学知识的唯一方法，但进一步的质性资料分析表明，这种认识更多是“知道”意义上的，而非“理解”意义上的，即“知其然不知其所以然”。例如，绝大多数职前幼儿园教师不认同科学方法能解决所有问题，但在具体举例说明时又少有确切处于科学认识范畴之外的道德、伦理、美学、社会和哲学方面的举例。〔15〕这表明职前幼儿园教师并不确认科学方法的适用范围及其局限性。自然科学研究方法多种多样，大致包括观察法、实验法等获得经验的方法和抽象法、归纳法与演绎法等构建理论的方法，以及信息论、控制论、系统论等新方法。〔16〕然而，职前幼儿园教师在普遍认同实验法并非科学研究的唯一方法的同时，对于多样化的科学研究方法到底有哪些，并无准确的认知。
3.科学工作观
科学工作观主要调查个体对创造力、想象力在科学工作中的作用，以及对科学工作的看法。由表4可知，本科生和专科生在科学工作中的创造力、想象力和科学工作的主观性两方面的认识都达到了认识充分水平，但本科生和专科生在对这两个问题的认识上存在显著差异。
关于科学工作中创造力、想象力的作用，以及科学工作是否是纯粹客观的，还是不可避免要受到主观性的影响，一直是科学本质观调查的重点。梁永平对初中理科教师的调查表明，只有约三分之一的教师认为创造力和想象力贯穿于科学活动的全过程。〔17〕对创造力、想象力在科学工作中的作用和科学工作主观性的认识，反映了是视科学为对客观世界已有规律的“发现”，还是将科学看作在客观观察基础上通过理论建构取得的“发明”。这是两种截然不同的科学认识论。当代科学哲学对这一问题的解释日益倾向于后者，即“正是通过主观提出问题，通过思维进行创造，才能导致真正的科学发现”。〔18〕从这个意义上讲，本次调查中的职前幼儿园教师对科学工作持有与时俱进的看法。然而，对相关质性资料的分析发现，多数职前幼儿园教师只提到创造力、想象力在提出问题和假设时是必不可少的，对其在其他研究环节中的作用认识不足;而从职前幼儿园教师对科学家的“偏见”的解释看，多把“偏见”理解为科学家的个人观点、错误或人格特质（如偏执），与科学哲学意义上的“价值有涉”“理论负载”仍有一定距离，说明职前幼儿园教师对科学工作的认识仍有一定不完整性。
4.科学事业观
科学事业观主要调查个体对科学作为一项社会事业，包括科学与技术的关系，科学事业的社会性和社会、政治、文化对科学事业的影响等所持的看法。调查发现，本科生和专科生在这三项内容上的得分都接近3分，说明职前幼儿园教师对科学事业有关问题的认识达到认识充分水平，但本科生在各项目上的得分均高于专科生，且存在显著差异。
随着对“什么是科学”研究的深入，人们日益认识到科学不仅是一种特定的知识体系、研究方法或过程，而且是一种社会建构或社会活动。〔19〕高潇怡、李维的调查结果表明，幼儿园教师对科学事业本质的理解水平总体较高且较为稳定，但幼儿园教师认为受过良好训练的科学家能够使科学研究免受社会和文化的影响，说明幼儿园教师对科学事业的理解仍有一定片面性。〔20〕在本次调查中，职前幼儿园教师对科学事业的认识达到了认识充分水平，无论是对科学与技术的联系、区别，还是对科学活动自身的社会性，以及科学与其他社会子系统的关系，都持有较为充分的认识。这可能与科学进步在社会发展中发挥了引人瞩目的作用，公众对科学事业的关注和了解越来越多，对科学技术与社会、生活的密切联系越来越明晰，观察体验日渐丰富有关。
三、教育建议
（一）在学前教育专业课程中增加与科学本质观有关的内容
尽管在科学本质观四个维度的大多数项目上，职前幼儿园教师都达到了认识充分水平，但在科学知识观方面，尤其是在理论与定律的关系、证据与知识的关系的认识上，职前幼儿园教师还处于认识模糊水平，在科学方法观的认识上更是存在“知其然不知其所以然”的现象。因此，高校应当在学前教育专业课程中增加与科学本质观有关的内容，如科学知识、科学方法等。一是设置有关自然科学的通识课程，并在其中增加与科学知识观、科学方法观有关的内容模块。二是在现有的科学领域教学法课程中，特别是与科学本质相关的，如对“何为科学”的解释说明中，增加科学知识观、方法观的扩展内容，如采用知识卡片、知识链接等方式进行扩展内容的补充。学生可以通过教师对相关内容的讲授，并结合自身对扩展内容的自主学习，提高对科学知识、科学方法本质的认识水平。
（二）采用显性和隐性相结合的方式推进科学本质观教学
在课程中增加了科学本质观的内容后，为促进学生对科学本质的理解，可通过显性和隐性相结合的方式推进科学本质观教学。〔21〕显性方式是指通过直接教授有关科学本质的内容，或通过引入科学史和科学哲学中与科学本质有关的内容，提升学习者对科学本质的理解。隐性方式是指通过探究式的科学教学，使学习者在科学探究的过程中体验科学的本质。一方面，高校可以直接教授一些关于科学本质问题的认识内容，如科学知识是暂定的，但会在一定时间内处于稳定状态;科学知识是以经验为基础的，是基于对自然世界的观察形成的;科学知识在一定程度上具有创造性;科学知识的产生具有主观性;科学知识与社会和文化有关;科学理论的建构是从观察到推论的过程等。〔22〕另一方面，高校可以利用校内相关系部或校外有关场馆的资源，组织学生亲身参与科学探究活动，在参与探究的过程中体验科学探究过程及其结果的特性，积累感性经验，促进学生理论与实践经验的结合，从而提高其对科学本质的认识水平。
（三）加强对专科学历职前幼儿园教师的科学本质观教育
本研究调查结果显示，在大多数题项上，专科生的得分低于本科生，且两者之间存在显著差异，说明专科生的科学本质观水平还有待提升。高校可以采取线上线下结合的方式加强对专科学历职前幼儿园教师的科学本质观教育，即一方面在线下课程中对科学本质观进行概要介绍，另一方面开发或选择科学哲学、科学教育，特别是科学史方面的线上课程，供学生进一步深入学习，从而缓解科学本质观教学必要性与课堂教学时空有限性之间的矛盾，不断提升专科学历职前幼儿园教师对科学本质的认识水平。
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【Abstract】This study investigated the conceptions of nature of science of 262 pre-service kindergarten teachers with 3 and 4 years of college study， and found that their overall level is at sufficient level with significant difference between teachers with 3 years of college study and those with 4. Further analysis using qualitative literature reveals that pre-service teachers still have problems of vague conception， mixing “new” with “old”， incomplete understanding， and “dont know why” in the aspects of science knowledge， scientific methods， scientific working methods， science careers. The researchers made relevant suggestions accordingly.
【Keywords】pre-service kindergarten teacher; conception of science nature; undergraduate student; student with 3 year certificate; suggestions for education
