基于PISA對(duì)中職幼師學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查

何劍蘭

科學(xué)素養(yǎng)一直以來是幼兒教師非常重要的職業(yè)素養(yǎng)。新冠疫情發(fā)生以來，更加凸顯科學(xué)素養(yǎng)的重要性。就實(shí)際而言，中職幼師的科學(xué)素養(yǎng)一直以來是一個(gè)短板，并處于被忽視的狀態(tài)。基于此，本調(diào)查引用PISA對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的理解，對(duì)筆者所在市的三所中職學(xué)校幼師學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行調(diào)查，為幼師專業(yè)課程改革提供依據(jù)。

PISA對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的定義，即能應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和技能從事各種研究活動(dòng)，并了解大千世界的各種奧秘。參與PISA項(xiàng)目評(píng)價(jià)的國(guó)家從2000年的32個(gè)，到2009年增加到63個(gè)，其中包括中國(guó)上海;2012年為65個(gè)，2015年增長(zhǎng)到72個(gè)國(guó)家和地區(qū)正式參與，其中包括中國(guó)江蘇、廣東、北京、上海等4個(gè)?。ㄊ校?。輻射范圍廣，認(rèn)可程度高，因而本文借鑒PISA2015科學(xué)素養(yǎng)卷，借助鳥類遷移、在天氣炎熱下跑步、坡面研究、流星體和隕石坑、可持續(xù)性的漁業(yè)五個(gè)單元的試題，以及相關(guān)的評(píng)分方法，從科學(xué)的興趣、評(píng)價(jià)科學(xué)探究方法的價(jià)值和環(huán)境意識(shí)三個(gè)維度進(jìn)行考查。

一、調(diào)查方法

（一）調(diào)查對(duì)象

本調(diào)查對(duì)象是河源市三所公辦中職學(xué)校二年級(jí)的150名幼師學(xué)生，包括河源理工學(xué)校幼師學(xué)生50名，河源市技師學(xué)院中職段學(xué)生50名，河源市職業(yè)技術(shù)學(xué)校幼師學(xué)生50名。

（二）調(diào)查問卷設(shè)置依據(jù)

本問卷借鑒了PISA2015科學(xué)卷其中五個(gè)單元的題目，測(cè)評(píng)框架包含三個(gè)維度：科學(xué)基本觀念、科學(xué)實(shí)踐過程、科學(xué)情境。從背景、知識(shí)、能力、態(tài)度相互關(guān)聯(lián)的四個(gè)方面去考查三個(gè)方面的科學(xué)能力，如科學(xué)地解釋現(xiàn)象、評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)并作出科學(xué)結(jié)論。

（三）調(diào)查問卷設(shè)置內(nèi)容及計(jì)分方法

本問卷共五個(gè)單元，共18個(gè)小題，包括8個(gè)單選題、4個(gè)多選題、6個(gè)問答題。其中鳥類遷移3個(gè)問題、在天氣炎熱下跑步5個(gè)問題、坡面研究2個(gè)問題、流星體和隕石坑3個(gè)問題、可持續(xù)性的漁業(yè)3個(gè)問題。本問卷對(duì)18個(gè)問題（20個(gè)項(xiàng)目）用兩級(jí)計(jì)分，答對(duì)1題得1分，答錯(cuò)得0分，滿分20分。同時(shí)結(jié)合問卷星平臺(tái)收集學(xué)生第13—17題共6個(gè)問答題答題情況，根據(jù)數(shù)據(jù)了解學(xué)生科學(xué)解釋科學(xué)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)和證據(jù)的能力。

二、調(diào)查結(jié)果

（一）PISSA調(diào)查結(jié)果

1.“鳥類遷移”得分

問題1單選題考查學(xué)生解釋現(xiàn)象的能力。問題是“下列哪種解釋能最科學(xué)地闡述大多數(shù)遷徙鳥類這種行為的進(jìn)化？”答案是“獨(dú)自遷徙或小群體遷徙的鳥類，存活下來并能繁衍后代的可能性較小”。選擇正確的49人，正確率為32.67%。

問題2問答題考查學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。問題是“寫出一種可能導(dǎo)致志愿者對(duì)候鳥計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確的因素，并解釋該因素會(huì)如何影響計(jì)數(shù)”，答案是至少寫出“觀察者可能因?yàn)轼B飛太高而沒計(jì)算到”等8個(gè)備選答案中的一項(xiàng)。按答對(duì)計(jì)1分，答錯(cuò)計(jì)0分，未答計(jì)9表示。學(xué)生本問題得分情況具體見表1。

問題3多項(xiàng)選擇題考查學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。問題是“材料中的地圖支持下列哪個(gè)（ 些）關(guān)于金斑鵒遷徙的陳述？”答案是選擇“地圖顯示了一些金斑鵒向南方遷徙的路線與向北方遷徙的路線是不同的”和“地圖顯示了金斑鵒會(huì)遷徙到它們繁殖地或筑巢地的南方、西南方的區(qū)域越冬”兩個(gè)選項(xiàng)。按同樣的計(jì)分方法，學(xué)生此題得分23分，正確率為13.33%。

2.“在炎熱天氣下跑步”得分

問題1和問題2都是單選題，考查學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。問題1“在這種條件下，跑步者會(huì)遭遇何種健康威脅？通過什么顯示出來？”答案是“脫水，通過失水量顯示出來”。按同樣的計(jì)分方法，中職生此題得分75分，正確率為50%。問題2是“在跑步過程中飲水，對(duì)跑步者發(fā)生脫水和中暑的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有什么影響？”答案是“飲水會(huì)降低脫水的風(fēng)險(xiǎn)，但不會(huì)降低中暑的風(fēng)險(xiǎn)”。按同樣的計(jì)分方法，學(xué)生此題得分50分，正確率為33.33%。

問題3、問題4和問題5都是單選題加問答題。問題3考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力和解釋現(xiàn)象的能力。問題是“當(dāng)空氣濕度為60%的時(shí)候，氣溫上升會(huì)對(duì)跑步一小時(shí)后的出汗量有何影響？”答案是“出汗量上升”。按同樣的計(jì)分方法，學(xué)生此題得分88分，正確率為58.67%。問答題是“這種影響的生物學(xué)原因是什么？”答案是“學(xué)生作答時(shí)指出或暗示了汗水具有冷卻身體和調(diào)節(jié)體溫方面的功能”。學(xué)生本問題得分情況具體見表2。

問題4考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力和分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。問題是“基于模擬，當(dāng)空氣濕度為40% 時(shí)，一個(gè)人跑步一小時(shí)不發(fā)生中暑的最高氣溫是多少？”答案是“35℃”。學(xué)生此題得39分，正確率26%。問答題是“解釋這些數(shù)據(jù)如何支持你的答案”，答案是“學(xué)生指出或暗示在空氣濕度40%下，35°C是不中暑的最高氣溫，因?yàn)閷鉁貜?5°C升高到40°C會(huì)使跑步者中暑”。學(xué)生本問題得分情況具體見表3。

問題5考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力和分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。問題是“你認(rèn)為在空氣濕度為50%、氣溫為40℃并可以飲水的條件下跑步，安全還是不安全？”答案是“不安全”。學(xué)生此題得94分，正確率62.67%。問答題是“解釋這些數(shù)據(jù)如何支持你的答案”，答案是“學(xué)生指出在空氣濕度40%和60%下有中暑的跑者，在相同條件下空氣濕度50%有中暑的風(fēng)險(xiǎn)”。學(xué)生本問題得分情況具體見表4。

3.“坡面研究”得分

問題1考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。問題是“在研究?jī)蓚€(gè)不同坡面的植被差異時(shí)，為什么學(xué)生們?cè)诿恳粋€(gè)坡面都放置了兩個(gè)相同的儀器？”答案是“學(xué)生指出在每個(gè)坡面使用超過一個(gè)測(cè)量?jī)x器的科學(xué)優(yōu)點(diǎn)，例如：對(duì)于同一個(gè)坡面的不同狀況進(jìn)行校正，或增加每個(gè)坡面測(cè)量的精確度”等。學(xué)生本問題得分情況具體見表5。

問題2考查的是解釋現(xiàn)象的能力。問題是“根據(jù)數(shù)據(jù)，哪一個(gè)學(xué)生的說法是正確的？”答案是“學(xué)生1”。學(xué)生此題得93分，正確率62%。問答題是“請(qǐng)解釋你的答案”，答案是“學(xué)生指出太陽輻射量在兩個(gè)坡面之間的差異，并且/或是認(rèn)為兩者在降雨量上未顯出差異”。學(xué)生本問題得分情況具體見表6。

4.“流星體與隕石坑”得分

問題1考查的是學(xué)生解釋現(xiàn)象的能力。問題是“流星體接近地球及其大氣層時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度會(huì)加快。這是為什么？”答案是“流星體受地球的質(zhì)量吸引”。學(xué)生此題得50分，正確率33.33%。

問題2考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。問題是“行星的大氣層對(duì)于行星表面的隕石坑數(shù)量有什么影響？”答案是“越少，更少”。學(xué)生此題得24分，正確率16%。

問題3考查的是學(xué)生解釋現(xiàn)象的能力和分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。問題是“給隕石坑（A、B、C）按照大到小和遠(yuǎn)到近的順序排序”，答案是“A—C—B和C—A—B”。學(xué)生此題得58分，正確率38.67%。

5.“可持續(xù)性的漁業(yè)”得分

問題1考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。問題是“將相應(yīng)的生物放入上面合適（“”上）的蓄水池中，要保證鯧魚能得到食物，咸水流回海洋并且水質(zhì)沒有發(fā)生改變”，答案是“①澡澤水草;②貝類;③鯧魚、沙蠶”。學(xué)生此題得4分，正確率2.67%。

問題2考查的是學(xué)生評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。問題是“要緩解這個(gè)問題，需要在養(yǎng)魚場(chǎng)中加入下列哪一項(xiàng)？”答案是“更多的澡澤水草”。學(xué)生此題得66分，正確率44%。

問題3考查的是分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力。問題是“哪種做法會(huì)使養(yǎng)魚場(chǎng)具有更強(qiáng)的可持續(xù)性？”答案是“使用生物產(chǎn)生的廢物來生產(chǎn)燃料、運(yùn)行水泵”。學(xué)生此題得39分，正確率26%。

（二）影響中職幼師學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的因素

PISA科學(xué)素養(yǎng)調(diào)查卷滿分20分，學(xué)生平均分5.712分，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于及格分?jǐn)?shù)線。調(diào)查問卷結(jié)果顯示：中職幼師學(xué)生總體科學(xué)素養(yǎng)能力較低。現(xiàn)從中職幼師學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣、評(píng)價(jià)科學(xué)探究方法的價(jià)值和環(huán)境意識(shí)三個(gè)維度分析其影響因素。

1.科學(xué)興趣

在科學(xué)素養(yǎng)問卷中有單選題、多選題、問答題，其中多選題難度系數(shù)高于單選題，問答題是在部分單選題基礎(chǔ)上的解釋說明。中職幼師學(xué)生三類題型正確率分別是42.86% 、17.67%、13%，多選題正確率明顯低于單選題，這符合設(shè)題難度系數(shù)情況，但這反映中職幼師學(xué)生解釋問題的能力和對(duì)待科學(xué)的態(tài)度差。問卷數(shù)據(jù)表明，中職幼師學(xué)生的科學(xué)興趣低下。具體表現(xiàn)在，科學(xué)相關(guān)課外書閱讀量低、科學(xué)類節(jié)目關(guān)注度低，提高科學(xué)知識(shí)和技能的主動(dòng)性較低。

2.評(píng)價(jià)科學(xué)探究方法的價(jià)值

本研究科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試五個(gè)單元中，每個(gè)單元都有提供科學(xué)背景和相關(guān)圖表數(shù)據(jù)供學(xué)生參考，學(xué)生對(duì)相關(guān)證據(jù)不重視，觀察不仔細(xì)。例如“鳥類遷移”單元中，只有問題3提供了“秋天金斑鵒向南遷徙的路線圖”以及圖表說明，學(xué)生本問題正確率是13.33%。“在炎熱天氣下跑步”中五個(gè)問題，每個(gè)問題都需要根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)判斷來作答。問題5中的問答題提出請(qǐng)對(duì)“你認(rèn)為在空氣濕度為50% 、氣溫為40℃并可以飲水的條件下跑步，安全還是不安全？”做出解釋。能根據(jù)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行推斷并解釋回答正確的學(xué)生占4.67%。回答錯(cuò)誤的學(xué)生中，70%以上認(rèn)為不知道或憑感覺。這反映中職幼師學(xué)生科學(xué)探究中利用證據(jù)檢驗(yàn)正確性的批判能力較差。

3.環(huán)境意識(shí)

本研究科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試中，“可持續(xù)性的漁業(yè)”是針對(duì)保護(hù)海洋環(huán)境，研究增強(qiáng)漁業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展的單元，分別從理解“三個(gè)蓄水池組成的實(shí)驗(yàn)養(yǎng)魚場(chǎng)設(shè)計(jì)圖”運(yùn)作原理、四種海洋生物在蓄水池中的作用，海洋環(huán)境保護(hù)意識(shí)三個(gè)層面設(shè)計(jì)了三個(gè)問題。本單元中職幼師學(xué)生正確率是24.22%，這體現(xiàn)了中職幼師學(xué)生環(huán)境意識(shí)弱。

三、結(jié)語

調(diào)查問卷進(jìn)一步反映了中職幼師學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)低下的問題，闡述了中職幼師學(xué)生科學(xué)教育被“被忽視”的現(xiàn)狀，也表明了作為中職幼師培養(yǎng)者，對(duì)此問題的重視度不夠。作為一名學(xué)前教育專業(yè)教師，面對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)態(tài)度不端正、學(xué)習(xí)方法單一等問題，必須思考如何破解這些問題，從而引導(dǎo)學(xué)生明確科學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)，端正科學(xué)態(tài)度，掌握科學(xué)探究的方法，了解必要的科學(xué)知識(shí)和歷史，提升中職幼師學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)水平。同時(shí)肩負(fù)起提高幼師學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與掌握幼兒科學(xué)教育教學(xué)能力的雙重任務(wù)，為中職幼師科學(xué)教育教學(xué)探索改革創(chuàng)新之路，這是一個(gè)極具實(shí)踐意義并值得深入研討的問題。

責(zé)任編輯 陳春陽