科學(xué)態(tài)度測量的研究進(jìn)展及啟示 お

張紅洋 張珍

科學(xué)態(tài)度是科學(xué)素養(yǎng)的核心要素，是科學(xué)教育的重要內(nèi)容.培養(yǎng)學(xué)生形成正確的、積極的科學(xué)態(tài)度是科學(xué)教育的重要目標(biāo)之一.我國理科課程標(biāo)準(zhǔn)（物理、化學(xué)、生物等）都將“對學(xué)生情感、態(tài)度和價(jià)值觀的教育”作為科學(xué)教育三維目標(biāo)中的一維而明確提出.

科學(xué)態(tài)度具有顯著的學(xué)科相關(guān)性，物理學(xué)作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度等方面發(fā)揮著重要作用.然而，科學(xué)態(tài)度的研究，尤其是物理科學(xué)態(tài)度的研究在我國尚未得到足夠重視，有關(guān)科學(xué)態(tài)度的測量和評價(jià)則更缺乏科學(xué)工具，本文主要對科學(xué)態(tài)度測量研究等方面的進(jìn)展和趨勢進(jìn)行討論.

1 科學(xué)態(tài)度的內(nèi)涵[HT]

科學(xué)態(tài)度的研究始于20世紀(jì)60年代，最初研究者將科學(xué)態(tài)度納入科學(xué)思維的范疇，并將情緒反應(yīng)等同于科學(xué)態(tài)度.隨著科學(xué)態(tài)度研究的不斷深入，科學(xué)態(tài)度的內(nèi)涵得以豐富和深化.當(dāng)今存在著兩種典型的理解，第一，科學(xué)的態(tài)度（scientific attitudes）.科學(xué)的態(tài)度是指一個(gè)人解決問題、評估意見與信息、下決策的方式，也指對與科學(xué)有關(guān)的事物、想法或者活動(dòng)的一種情感傾向.陳英豪認(rèn)為科學(xué)的態(tài)度是指個(gè)人運(yùn)用科學(xué)方法探究科學(xué)知識，并將其應(yīng)用于日常生活的意愿、習(xí)慣和處置方式的總稱；第二，對科學(xué)的態(tài)度（attitudes toward science）.對科學(xué)的態(tài)度是指人們對事物的一種情感、信念和價(jià)值觀，這種情感的對象可以是科學(xué)學(xué)科本體或?qū)W?？茖W(xué)課程，也可以是科學(xué)家自身或科學(xué)家對社會(huì)的科學(xué)影響，如對科學(xué)家的態(tài)度等.若從教育的角度討論學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，研究者更加傾向于前者，即學(xué)生是否具有科學(xué)的思維方式以及解決問題的能力.

2 科學(xué)態(tài)度的研究進(jìn)展

2.1 科學(xué)態(tài)度研究歷程

科學(xué)態(tài)度的測量和研究對科學(xué)教學(xué)會(huì)產(chǎn)生非常重要的影響.研究者通過讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度測試，了解學(xué)生科學(xué)態(tài)度現(xiàn)狀，把握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，分析學(xué)生心理，進(jìn)而探究學(xué)生科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)與教師教學(xué)行為、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、課程選擇、性別、年齡等因素之間的關(guān)系，提高教學(xué)效率.

由于科學(xué)態(tài)度屬于情感領(lǐng)域，因此很難去客觀地評價(jià).近30多年來，研究者廣泛借鑒教育心理學(xué)、社會(huì)心理學(xué)、心理測量學(xué)等其他學(xué)科領(lǐng)域的研究成果，對學(xué)習(xí)過程中的情感評價(jià)開展了許多研究，總結(jié)出很多具體的評價(jià)方法.包括以下幾種：（1）觀察法；（2）談話法；（3）調(diào)查法；（4）李克特量表等.其中，李克特量表（Likert Scale）是測量態(tài)度最常用的方法之一，是由一系列相互關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目或敘述句組成，由測試對象對這些項(xiàng)目作出判斷和響應(yīng)，據(jù)此來推斷其態(tài)度的取向和強(qiáng)弱.

針對科學(xué)態(tài)度的測量研究者開發(fā)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，也有針對教師科學(xué)態(tài)度的測量工具STAS-II（The Science Teaching Attitude Scale-II）.然而，態(tài)度的測量工具的開發(fā)具有很大的挑戰(zhàn)性，往往需要研究者對態(tài)度量表進(jìn)行不斷地修正與完善.

2.2 物理科學(xué)態(tài)度測量工具

根據(jù)不同學(xué)科的學(xué)科內(nèi)容、學(xué)科結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，科學(xué)態(tài)度的測量工具也有所不同.國際上最為典型物理科學(xué)態(tài)度測量工具有：VASS（Views About Science Survey）、MPEX（Maryland Physics Expectation survey）和EBAPS（Epistemological Beliefs Assessment about Physics Science）.

為幫助讀者對這三種物理科學(xué)態(tài)度量表有更多的了解，下面略作介紹.

（1）VASS是由美國亞利桑那州立大學(xué)于1993年開發(fā)的一種物理科學(xué)態(tài)度測量工具，量表由50個(gè)問題構(gòu)成，測量內(nèi)容是從科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)認(rèn)知兩個(gè)維度設(shè)計(jì)的.科學(xué)內(nèi)容維度包含科學(xué)知識的結(jié)構(gòu)性、有效性以及科學(xué)方法三個(gè)方面；認(rèn)知維度包括學(xué)習(xí)能力、反省思維以及與科學(xué)的相關(guān)性三個(gè)方面.

（2）MPEX是美國馬里蘭大學(xué)物理教育研究小組于1998年開發(fā)的一種態(tài)度測量工具，旨在研究學(xué)生的態(tài)度、信念和期望對物理課程學(xué)習(xí)結(jié)果的影響效應(yīng).該量表包含34個(gè)問題，使用李克特五點(diǎn)量表，主要從獨(dú)立性、連貫性、概念、現(xiàn)實(shí)聯(lián)系、數(shù)學(xué)聯(lián)系和成就等六個(gè)維度對學(xué)生進(jìn)行物理科學(xué)態(tài)度進(jìn)行測量與研究.

（3）EBAPS態(tài)度測量工具創(chuàng)始于1999年，由美國加州大學(xué)Andrew Elby等人開發(fā)，旨在調(diào)查學(xué)生對科學(xué)知識和物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知觀點(diǎn)，由30個(gè)問題組成，測量內(nèi)容包括學(xué)科知識結(jié)構(gòu)、知識與學(xué)習(xí)的本質(zhì)、實(shí)際應(yīng)用、知識的發(fā)展以及學(xué)習(xí)能力等五個(gè)維度.

上述三種態(tài)度量表在研究學(xué)生的物理認(rèn)知、物理方法、實(shí)踐應(yīng)用及評估學(xué)生物理科學(xué)態(tài)度中起著積極的推動(dòng)作用.但為了深入了解學(xué)生科學(xué)態(tài)度與專家的科學(xué)態(tài)度之間有什么差異，從而引導(dǎo)學(xué)生建立起專家解決問題的思維方式以及熟練掌握物理知識結(jié)構(gòu)的能力，美國科羅拉多州立大學(xué)歷經(jīng)數(shù)年于2006年開發(fā)了CLASS科學(xué)態(tài)度測量工具.

2.3 CLASS物理科學(xué)態(tài)度測量工具

2.3.1 CLASS測量工具介紹

隨著人們對科學(xué)態(tài)度內(nèi)涵認(rèn)識的不斷加深，以往的物理態(tài)度測量工具不能滿足當(dāng)前的研究需要.在此背景下，2006年由美國科羅拉多州立大學(xué)開發(fā)出一種新的態(tài)度測量工具即-CLASS（Colorado Learning Attitude about Science Survey），作為測量學(xué)生對物理學(xué)科以及物理學(xué)習(xí)態(tài)度的工具，具有顯著的物理學(xué)科特點(diǎn).該工具在吸取了前三種測量工具優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，包括了廣泛多樣的測試內(nèi)容，比如增加了對學(xué)生態(tài)度研究的教育實(shí)踐解釋維度的內(nèi)容；采用簡潔明了的問題陳述方式和里克特五點(diǎn)量表應(yīng)答方式.不僅有利于研究對象對測量內(nèi)容的理解，且縮短了測試時(shí)間.當(dāng)然，該測量工具的信效度經(jīng)過嚴(yán)格的測試，具有很好的信度和效度，并得到廣泛應(yīng)用.

CLASS最早開始是針對物理學(xué)科內(nèi)容而開發(fā)的，從八個(gè)維度來測量，其中包括：⑴真實(shí)世界的聯(lián)系；⑵個(gè)人興趣；⑶意義建構(gòu)；⑷概念的聯(lián)系；⑸概念理解的應(yīng)用；⑹一般問題的解決；⑺解決問題的信心；⑻問題解決的熟練度.每個(gè)維度包含4-8個(gè)陳述，總計(jì)由42個(gè)研究問題組成.隨著對CLASS測量工具研究的深化和擴(kuò)展，對科學(xué)態(tài)度的測量已從單一的物理學(xué)科擴(kuò)展至化學(xué)和生物學(xué)科，根據(jù)不同的學(xué)科特點(diǎn)，其內(nèi)容也存在差異.物理學(xué)科測量內(nèi)容由42個(gè)問題組成，化學(xué)測量內(nèi)容由50問題組成，生物測量內(nèi)容則由32個(gè)問題組成.

CLASS科學(xué)態(tài)度的研究在于揭示學(xué)生科學(xué)態(tài)度水平及其影響因素，研究在教師以及其他外界因素的作用下，如何促進(jìn)學(xué)生由“新手型態(tài)度”向“專家型態(tài)度”轉(zhuǎn)變.研究者將被調(diào)查者的態(tài)度與物理學(xué)專家的觀點(diǎn)進(jìn)行對比，得出被調(diào)查者與專家觀點(diǎn)的一致性水平，根據(jù)一致性水平的高低，將學(xué)生態(tài)度分為“專家型態(tài)度”和“新手型態(tài)度”.持“專家型態(tài)度”的學(xué)生思維方式與物理學(xué)專家相似，他們認(rèn)為物理學(xué)是建立在以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的相互關(guān)聯(lián)和支撐的物理學(xué)知識概念框架，物理與人類發(fā)展和日常生活的聯(lián)系十分緊密；持“新手型態(tài)度”學(xué)生則認(rèn)為物理是由教師所傳遞的零散信息，與日常生活沒有實(shí)質(zhì)性聯(lián)系，未能將物理知識與大腦相關(guān)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)結(jié)，而是將物理學(xué)習(xí)作為一種機(jī)械的概念記憶過程.

2.3.2 CLASS態(tài)度測量的典型研究

由于CLASS自身獨(dú)特的優(yōu)越性，因此在有關(guān)科學(xué)態(tài)度的測量研究中得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)就相關(guān)的研究及發(fā)現(xiàn)進(jìn)行簡單列舉.

（1）物理科學(xué)態(tài)度與學(xué)業(yè)成績的關(guān)系

美國科羅拉多大學(xué)K·K·Perkins與W·K·Adams等人利用CLASS探索學(xué)生物理科學(xué)態(tài)度與學(xué)業(yè)成績之間的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度在物理課程的選擇以及在這些課程中注意力的集中方面都發(fā)揮著重要的作用，學(xué)生的物理科學(xué)態(tài)度與物理學(xué)習(xí)之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，科學(xué)態(tài)度測量中的贊同率高的學(xué)生其學(xué)業(yè)成績相對較高.

（2）學(xué)習(xí)方式與科學(xué)態(tài)度之間的關(guān)系

墨西哥普埃布拉博尼梅瑞塔自治大學(xué)的Mirko Marusic和Josip Slisko通過使用CLASS研究了兩種不同學(xué)習(xí)方式對學(xué)生科學(xué)態(tài)度形成的影響，這兩種學(xué)習(xí)方式分別為PQR（閱讀、展示、提問）和ED（實(shí)驗(yàn)、討論），研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種學(xué)習(xí)方式對學(xué)生科學(xué)態(tài)度的提升均具有一定的促進(jìn)作用.但是ED較PQR而言，對學(xué)生科學(xué)態(tài)度提升的作用更大.

（3）學(xué)習(xí)興趣與科學(xué)態(tài)度之間的關(guān)系

美國科羅拉多大學(xué)K·K·Perkins與M·M·Gratny等人通過使用CLASS研究學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與科學(xué)態(tài)度之間的關(guān)系，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣與科學(xué)態(tài)度呈正相關(guān)（r=0.65），在測試中表現(xiàn)為專家型態(tài)度的學(xué)生同時(shí)也對物理學(xué)更感興趣.在對學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)變的原因進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)物理學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系對學(xué)生興趣的提升具有顯著作用，而不恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對物理興趣下降.

（4）性別與科學(xué)態(tài)度之間的關(guān)系

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)男生的測量結(jié)果較女生而言更接近專家型，在CLASS量表近一半陳述中顯示出顯著的性別差異，尤其是“真實(shí)世界的聯(lián)系”、“個(gè)人興趣”、“解決問題的自信”、“問題解決的熟練度”等維度女生顯著低于男生，而在“努力與成就感”維度則高于男生.美國科羅拉多大學(xué)Kara E·Gray等人的研究發(fā)現(xiàn)，女性更善于去揣測專家的觀點(diǎn)，但是對專家觀點(diǎn)的贊同率卻低于男性.

3 啟示

態(tài)度測量作為心理測量和教育測量的重要組成部分，其測量結(jié)果對于教師教學(xué)以及教育決策的制定均具有重要的借鑒意義.但由于態(tài)度本身屬于情感領(lǐng)域，難以測量，不易量化，因此研究者需要對科學(xué)態(tài)度的測量工具不斷改進(jìn)和提升.CLASS是目前國際上較為權(quán)威的物理科學(xué)態(tài)度測量量表，使用CLASS進(jìn)行的教育研究得到了廣泛認(rèn)可，相關(guān)的研究結(jié)論也給了我們很多啟示.然而我國的科學(xué)教育相對歐美國家來說還存在差距，雖說在我國科學(xué)態(tài)度教育已經(jīng)受到了較多的重視，但在實(shí)際的教育教學(xué)工作中情況仍不容樂觀，而且基于不同國家的社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)制度、教育傳統(tǒng)以及人口等因素，學(xué)生科學(xué)態(tài)度測量結(jié)果也會(huì)有所差異，因此，提升我國教育研究者對科學(xué)態(tài)度的研究意識，實(shí)施科學(xué)態(tài)度測量，研發(fā)客觀、科學(xué)、適合我國國情的態(tài)度測量工具十分必要.

【本成果為：2013年陜西省教育科學(xué)規(guī)則課程（SGH13061）階段性成果】