重慶市中小學生科學家形象調(diào)查研究

張正嚴

（西南大學科學教育研究中心，重慶 400715）

重慶市中小學生科學家形象調(diào)查研究

張正嚴

（西南大學科學教育研究中心，重慶 400715）

本研究采用問卷調(diào)查和DAST測試調(diào)查了重慶市883名中小學生的科學家形象，以調(diào)查中小學生心目中科學家的內(nèi)在和外在形象、學生科學家形象的來源、“我們周圍的科學家”和學生最崇拜的科學家。結果發(fā)現(xiàn)，不少學生具有一定的科學家刻板印象。多數(shù)學生認為科學家是男性，年齡在50歲左右。小學生的科學家刻板印象高于中學生。教師、教材、大眾媒體等應進一步削弱科學家的刻板印象，還原科學家的人性形象。

科學家形象；中小學生；調(diào)查研究

1 調(diào)查背景和目的

中小學生的科學家形象主要指中小學生對科學家的外表、人格特質(zhì)、工作環(huán)境等與科學家相關的各類認知，包括四點：對科學家外在形象的認識；對科學家內(nèi)在形象的認識；對科學家工作職業(yè)的認識；對科學家所懷的情感態(tài)度。

自1957年Mead和Metraux最早正式對學生的科學家形象進行研究以來，國外的科學家和科學教育工作者一直對學生的科學家形象充滿濃厚的研究興趣，并進行了深入的研究和探索，積累了不少研究成果。國內(nèi)關于學生的科學家形象研究剛剛起步。由于各國的文化背景和教育體制不同，不同國家學生的科學家形象可能存在某種差異性。基于以上認識，我們借鑒國外關于科學家形象的研究，采用問卷調(diào)查和DAST(Draw a Scientist Test)測評方法，調(diào)查我國中小學生的科學家形象，在此基礎上，提出促進中小學生情感態(tài)度價值觀發(fā)展和科學家職業(yè)選擇的科學家形象塑造方略，明確科學教育工作者的工作方向。

科學家形象研究具有強烈的理論意義和實踐價值。一方面，科學家形象在學生今后是否選擇從事與科學相關職業(yè)的決策過程起到重要影響。我國臺灣學者研究表明：學生對科學和科學家的刻板印象也在很大程度上影響了學生從事科學的職業(yè)意愿［1］。

2 調(diào)查內(nèi)容和方法

調(diào)查問卷在修改韓國學者Song和Kim的基礎上形成［2］，具體內(nèi)容如表1所示。

表1 問卷設計項目表

本次調(diào)查分布在重慶市四個區(qū)縣的8所中小學，學校類型涉及城市、農(nóng)村，重點和普通等。中學6所，重慶市名校兩所，重點中學三所，普通中學1所；小學兩所。有關被試的性別和年級分布情況見表2所示。試測問卷發(fā)放200份，在做初步統(tǒng)計分析后對問卷進行了修改完善。正式問卷發(fā)放900份，實際回收886份，回收率為99.7%，有效問卷883份。問卷采用SPSS13.0分析。

3 調(diào)查結果與討論

3.1 科學家的內(nèi)在形象

在這個問題中，我們事先擬定了12個關于科學家內(nèi)在形象的評分項目（每個項目是賦值1-5，其中有一個3分的中性答案）。這12個評分項目可以大致分為測評科學家的認知、情感、道德三個方面。在施測時，我們首先要求被試就這12個項目對心目中的科學家作一個評分。之后，被試需要就相同的項目做一個自我評價。

表2 被試性別、年級分布表

統(tǒng)計結果如表3所示，學生給出積極評價的有11項，其中“想象力”（4.5），“勤奮”（4.4），“聰明”(4.3)位居前三。研究還表明，被試在自我評價中對“無責任感”（2.4）、“粗心”（2.9）、“缺少和平愛心”（2.9）三項給出了負面分數(shù)。

總的來說，隨著年級的升高，科學家的內(nèi)在形象趨于負面（4.2→3.7→3.6→3.4）。除去“懶惰-勤奮”項外，其他項目都存在年級差異。情感方面的 “同情心”、“思想開明”、“令人激動”、“有人情味”四項平均值全都有所下降。認知方面的“聰明”，道德方面的“負責任”、“關愛和平”的平均值也有所下降。另外，高一和高二的學生認為科學家的“想象力”的得分值高于小學五年級和初二學生，說明科學家要具有“想象力”更得到高年級學生的認同。

表3 科學家內(nèi)在形象和自我評價項目均值表

研究還表明，學生評價“科學家”（3.9）比評價自己更加積極（3.7）。學生對“科學家”評價在認知方面比學生的自我評價積極，并且年級越高的學生認為他們與“科學家”差距越大；而在情感方面則是學生的自我評價比學生對“科學家”的評價更加積極。道德方面，學生認為自己比“科學家”更關愛和平，“科學家”比自己更有責任感和宗教信仰。

3.2 科學家的外在形象

1981年，Chambers設計了著名的 DAST。在DAST的測試過程中，Chambers讓學生根據(jù)自己對科學家的認識，在紙上畫一位科學家。在分析學生的繪畫內(nèi)容時，當學生畫中的某一特征與事先制備好的檢核表上的某項指標相對應，則認為學生具有該指標所代表的那種印象［3］。

DAST使得越來越多的科學家或教育工作者投入到這一研究中來。DAST經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，成為研究科學家形象的一種共同思路和固定模式，推動了科學家形象研究的進步。

在這個主題中，我們將該測試直接編排到問卷中，要求被試在問卷指定區(qū)域畫出一個心目中典型科學家的圖像。另外，我們也采納了韓國學者Song等對DAST的改進方法，在畫畫的基礎上要求被試就圖畫補充相關信息，其中涉及科學家外貌特征、年齡、他在干什么以及畫面背景。

（1）典型測試個案。從典型的學生測試結果來看，類似于國外已有的研究。

（2）科學家的外在特征。關于問題B的所有被試的測試信息中，“怪異發(fā)型”（52.8%）、“眼鏡”（34.5%）、“胡須”（不修邊幅，27.7%）、“實驗儀器”（18.5%）是科學家具有的最為顯著的外在特征，這和國外的研究相符［2-4］，但是重慶市中小學生選擇此四項的人數(shù)百分比都遠遠高于韓國中小學生。此四項外在特征，在以往的研究中往往被看作是科學家刻板印象的重要標志。以此而論，重慶市中小學生的科學家刻板印象在某種程度上說高于韓國中小學生。

從學校類型上來看，小學生認為科學家戴眼鏡的居多，和中學生有顯著性差異 （χ2=9.827，P= 0.002）。小學生“實驗儀器”、“實驗工作服”、“皺紋”三項的百分比也高于中學生，存在顯著性差異（P值均為0.000），由此可以推斷小學生的科學家刻板印象高于中學生。

（3）科學家的性別。有68.3%的被試認為科學家是男性，僅有10.9%的被試選擇確認科學家是女性。卡方檢驗表明，被試性別差異極其顯著（χ2=23.563， P=0.000）。從性別差異上看，女性學生更易認為科學家是女性。從被試年級來看，越往高年級發(fā)展，學生選擇科學家為女性的比例越來越低?？ǚ綑z驗表明，被試學校類型差異極其顯著（χ2=185.423，P=0.000）。其中，重慶市名校學生對科學家性別的選擇顯得更加模糊，有52.4%的學生未選。

（4）科學家年齡。多數(shù)學生（55.6%）認為科學家年齡在30-50歲，其中40歲居多。從測試的總體結果來看，科學家的平均年齡為49.3歲。男女被試結果無顯著性差異（F=0.053，P=0.818）。高二學生與其他年級學生測試結果相比差別較大，他們認為科學家平均年齡為57.1歲。

（5）科學家在干什么。被試在圖像中所描述的科學家正在從事的活動，最常見的答案是 “思考”（20.6%）、“做實驗”（18.5%）、“做研究”（15.4%）

隨著年級的升高，學生選擇“做實驗”的比例有所下降，這可能與小學、初中在學校科學教育中比高中更多開展實驗教學有關。在高中教學中，迫于升學壓力，不少學?？茖W教育采取了講授式的教學方式。

女生（8.2%）選擇“觀察”一項的人數(shù)比例高于男生（4.7%）。說明女生更傾向從事以“觀察”為主的科學研究。而科學研究中以生物學研究的觀察居多。這和國外的另一項研究結果相符：女生對生物的興趣顯著地高于男生［7］。

（6）畫面背景。關于畫面的背景，學生提及最多的是“實驗室”（29.3%）、“野外”（13.1%）。從年級來看，從小學到初中再到高中，學生選擇畫面背景為“實驗室”的人數(shù)總的來說下降了，但是選擇“野外”作為科學家工作場景的學生人數(shù)增加。

3.3 科學家形象來源

在這個問題中，要求被試選出他們之前所闡述的科學家形象的來源。為了幫助學生更明確地選擇來源，我們事先提供了13項可能來源途徑。并且，我們還規(guī)定每位學生至多只能選三項。

總的來說，學生科學家形象的主要來源包括科學家傳記（n=355）＞教科書（n=343）＞電影（n=314）＞因特網(wǎng)（n=200）＞教師（n=160）。如果將來源進行分類比較，則紙質(zhì)（報紙、少兒科學雜志、科學家傳記、漫畫）（n=774）＞視頻媒體（電影、卡通片、電視）（n= 606）＞學校教育（老師、教科書）（n=503）＞校外（參觀、因特網(wǎng)）（n=329）＞人際交往（父母）（n=159）。學生寫出的電視節(jié)目的名字有探索發(fā)現(xiàn)（15）、走近科學（10）、CCTV-10（7）、科學世界（4）、科技之光（3）、動物世界（2）、新聞（2）、大家（2）、科學探索（2）等。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，關于該問題，男女生之間存在一定的差異。女生受教科書的影響人數(shù)最多（n=204），而受電影影響形成自己科學家形象的男生最多（n=154）。

3.4 我們周圍的“科學家”

在這個問題中，學生被問到在自己生活周圍誰可以被看成是一位科學家，并且要給出相應理由。

調(diào)查表明，有高達62.3%的學生認為他的周圍沒有任何人可以被稱為“科學家”。其原因大致可以分為四類“離我們太遠”（n=150）、科研能力欠缺（n= 135）、科研精神欠缺（n=85）、科學知識欠缺（n=32）。

這也從一個側面說明在學生心中科學家離他們還是很遠，科學家在學生心中并非生活化的人物形象，學生與科學家之間有距離感。

同學和老師這兩類學生經(jīng)常接觸的人群，被學生認為最像科學家。其中選擇同學的最多（13.6%）。選擇他們的原因主要是知識和想象力豐富，有鉆研精神，有小制作，會修理器械等。

隨著年級的升高，學生認為父母和親戚是科學家的比例越來越小。

有1%的被試選擇所有人都是科學家，他們的理由也很有意思：科學家也是普通人，就算沒知識文化的農(nóng)民有時也會“發(fā)明”些小物品來便利生活。

我們將被試選擇自己周圍某人為科學家的理由做了一個大致分類歸類后做了統(tǒng)計。統(tǒng)計結果表明，被學生看中的七類主要理由的頻數(shù)統(tǒng)計如下：科學知識豐富（n=43）、喜歡動腦（n=40）、具有一定的科研品質(zhì)（n=37）、思維獨特（n=31）、有科研精神（n= 25）、喜歡動手（n=19）、有小制作（n=7）。這也可以被看作是學生心目中的科學家品質(zhì)的幾個方面。

3.5 最崇拜的科學家

在這個問題中，我們讓被試寫出自己最崇拜的科學家及其理由。學生最崇拜的科學家前六位依次是：愛因斯坦（22.8%）＞愛迪生（13.1%）＞牛頓（11.9%）＞袁隆平（11.1%）＞居里夫人（10.2%）＞霍金（9.9%）。

總的來說，學生提及的國內(nèi)外科學家有39位。其中華人科學家14位：袁隆平、錢學森、鄧鎵先、童第周、詹天佑、張青蓮、李開復、畢升、張衡、高士其、金慶民、華羅庚、蔡倫、丁肇中。在學生所提到的這41位科學家中，數(shù)學家1人，物理學家21人，化學家4人，生物學家3人，地質(zhì)學家1人，工程師9人。其中物理學家明顯居多。而在這之前學生所畫的科學家圖像來看，化學家（圖像中有化學儀器）居多。換句話說，學生在視覺上傾向于把化學家當作科學家，而在內(nèi)心深處則更傾向于物理學家。

隨著年級的升高，學生更加崇拜袁隆平（0%→8.0%→10.8%→15.3%）。女性學生尤其崇拜居里夫人（14.8%）。

學生崇拜某位科學家的理由主要包括：人格魅力(n=245)、科技貢獻大（n=211）、社會貢獻大（n= 198）、科研精神突出(n=116)、科研能力強（n=67）、個性吸引(n=21)、性別原因（n=18）七大類。從中可以看出，學生崇拜某位科學家并非因為他的智商。就某個被試個體來說，其原因還可能包括以上七類中的多項組合。隨著年級的升高，學生越來越看重科學家的社會貢獻。

4 結論

本次調(diào)查的主要目的是想了解國內(nèi)學生的科學家形象。通過我們的調(diào)查結果分析，總結如下。

（1）學生對“科學家”評價在認知方面比學生自我評價積極，并且年級越高的學生認為他們與“科學家”差距越大；而在情感方面，學生的自我評價比學生對“科學家”的評價更加積極。道德方面，學生認為自己比“科學家”更關愛和平，“科學家”比自己更有責任感和宗教信仰。

（2）不少學生認為科學家具有一定的刻板印象：怪異發(fā)型、眼鏡、不修邊幅，穿實驗室制服，從事室內(nèi)工作等。多數(shù)學生科學家大多是男性，年齡在50歲左右。小學生的刻板印象高于中學生。

（3）科學家傳記、教科書、電影、因特網(wǎng)、教師是學生獲取科學家形象的主要途徑。女生受教科書的影響人數(shù)最多，而受電影影響形成自己科學家形象的男生最多。

（4）62.3%的學生認為他的周圍沒有任何人可以被稱為“科學家”。這也可以理解為有多少學生認為科學家不同于普通人，并且認為他們與科學家的差距太遠。

（5）中小學生崇拜科學家更多地是源于科學家的人格魅力和為人類所作的貢獻（科技、社會），而不是科學家的科研能力（智商）。不少學生是被科學家具有的優(yōu)良人性品質(zhì)所打動。

5 建議

5.1 還原科學家的人性形象

調(diào)查表明，學生認為自己與科學家離得太遠，科學家不夠生活化，但是學生真正崇拜一個科學家則主要是源于科學家的人格魅力和人性。其實科學家也是一個個活生生的人，一個個鮮活的生命個體?？茖W家既有作為普通人的庸常生活，也有作為科學事業(yè)實踐者的喜怒哀樂，科學家也是人而不是神?；謴涂茖W家的凡人的形象，也是在恢復科學的人性形象。調(diào)查結果還表明科學家傳記、教科書、電影、因特網(wǎng)、教師等是學生獲取科學家形象的主要途徑，因此還原科學家的人性形象需要學校、家庭、社會三方面的努力。

學校、家庭、社會三個主體在科學家形象塑造上，應該圍繞科學家的科學發(fā)現(xiàn)成果及其應用,他的人生歷程,他的思考與努力,他的愛國情感與道德觀念,他的歷史地位與榮譽,他從事科學研究的初衷與結局,向學生展現(xiàn)生活中的科學家的方方面面,讓學生透視科學家的人性世界?？茖W家不是神,學生才愿走近他；科學家是人,學生才可努力爭取成為科學家。

5.2 削弱科學家性別的刻板印象

就性別上來說，調(diào)查結果表明學生認為科學家大多為男性，這種認識會在無形之中影響到女生學習科學的興趣，給女生學習科學造成了心理障礙，對女性從事科學研究產(chǎn)生不良影響。其實，科學家中也有不少優(yōu)秀的女性，比如居里夫人、吳健雄等?？茖W家性別的這種刻板印象，受到了女性主義者的極力批判。在科學家形象塑造上，我們應當削弱這種性別的刻板印象，促進男女兩類學生的科學學習。強調(diào)科學界婦女角色的重要性，對削弱科學家的性別刻板印象具有很好的作用。具體措施可以通過增加女科學家的“曝光率”來實現(xiàn)。比如，教科書編寫者在教科書中增加女科學家圖片、適當突出女科學家貢獻，教師多向學生介紹女科學家故事等。

斯坦克1997年在研究中發(fā)現(xiàn)，美國名為《發(fā)現(xiàn)婦女》的電視節(jié)目對女科學家的正面描繪，為女孩對科學職業(yè)發(fā)生興趣提供了更多的可能性［6］。這些節(jié)目通過展現(xiàn)女科學家在各自領域里的領先者形象、在自己實驗室中的領導者形象以及獨立制訂的計劃中的指揮者形象，把她們描繪為能力很強的專家，在各方面都不比男同事遜色，強調(diào)了科學界婦女角色的重要性。這些做法對削弱科學家的性別刻板印象起到了很好的作用，也很值得我們借鑒。

5.3 教師有意識塑造科學家的良好形象

研究還表明，學校教育對學生科學家形象的影響程度相對來說不算太高。究其原因，一種可能是學校教育沒有在科學家形象塑造上對學生施加影響，另一種可能是學校教育本身在科學家形象塑造上對學生的影響有限。Rosenthal指出：教師不知不覺地傳播他自己的科學家形象給學生［7］。 由此而論，由教師作為主要實施主體的學校教育可以也應該對學生的科學家形象塑造起到更為重要的影響作用。

科學史和科學家相關內(nèi)容在對學生科學方法、科學態(tài)度和科學精神的培養(yǎng)和塑造上具有特殊的功能。但是，由于教材篇幅有限，教材編寫者不可能在教材中寫入太多的科學史和科學家相關內(nèi)容。當然，這也給科學教師預留了眾多發(fā)揮的余地。在中小學科學教育過程中，涉及不少的科學家?？茖W家相關素材是一筆重要的科學課程資源。如果科學教師能充分地開發(fā)和利用這筆課程資源，有意識地將精心篩選后的與科學家相關的各種文字、圖片和視頻素材納入到科學教育教學的過程之中，不但能在有形或無形之中塑造較為合理的科學家形象，同時也能真切地促進科學（物理、化學、生物、初中科學）新課程“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維目標的全面實現(xiàn)，可謂一舉兩得。

［1］She H..Gender and grade level differences in Taiwan students’stereotypes of science and scientists［J］.Research in Science& Technological Education,1998，16（2）:125-135.

［2］J.Kim K..How Korean students see scientists:the images of the scientist［J］.International Journal of Science Education,1999, 21（9）:957-977.

［3］Bers D.W..Stereotypic images of the scientists：The draw-a-scientist test［J］.Science Education,1983,67（2）:255-265.

［4］Boylan C.R.,Hill D.M.,Wallace A.R.,Wheeler,A.E..Beyond stereotypes［J］.Science Education,1992,76（5）:465-476.

［5］Pavol Prokop,Matej Prokop,Sue Dale Tunnicliffe.Is biology boring?Student attitudes toward biology［J］.Educational Research, 2007,42（1）:36-39.

［6］陳彤旭.改變性別刻板成見——美國電視中的女科學家形象對女孩的影響［J］.國際新聞界,1998,（5－6）：74.

［7］Senthal D.B..Images of scientist:a comparison of biology and liberal studies majors［J］.School Science and Mathematics,1993, 93（4）:212-216.

Investigation of Primary and Secondary School Students’Images of Scientists in Chongqing

Zhang ZhengYan
（The Research Institution of Science Education,Southwest University，Chongqing 400715，China）

This study investigated five different aspects （mental image,physical image,‘scientists around us’,and ‘my favorite scientist’）of scientists’images among 883 primary and secondary school students in Chongqing by questionnaire and DAST（Draw a Scientist Test）.The results show that a considerable number of students hold stereotypical images of the scientists.Primary school students have remarkably more stereotypical images of the scientists than middle school students.Most students considered the scientist to be male and thought their age would approach 50.The textbooks,teachers and media should soften the stereotype character of scientists and restore scientists’human nature.

images of the scientists；primary and middle schools students；investigation

重慶市人文社會科學重點研究基地項目“融合物理學史的中學物理教學設計研究”(08jwsk294)的階段性成果之一；西南大學青年基金項目“融合科學史的中學科學教學策略設計研究”（SWU09201）。

2010-11-17

張正嚴（1981-），男，云南祥云人，西南大學物理科學與技術學院、科學教育研究中心講師，教育學碩士；研究方向：科學教育。

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（責任編輯 胡瓊靜）