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摘要：公民科学素质是综合国力的重要体现，青少年阶段是提升科学素质的关键时期。因此，为明晰杭州市青少年科学素质现状，从科学知识、科学能力、科学态度和科技、社会与环境四个方面对其进行了科学素质现状调查。在调查中，发现青少年科学素质发展存在着对科学概念的理解与相关原理的掌握程度不高、缺乏根据问题提出探究计划的能力、对科技带来的弊端并不清楚等问题，并分析了问题出现的相关原因。根据调查结果，从学校管理、教师教学、社会与家庭三个方面提出了具有针对性的策略，希望能够有助于提升青少年的科学素质。

关键词：科学素质;青少年;现状与提升

中图分类号：G4 文献标识码：A

当前，全球科技竞争的挑战不断升级，从基础的社会生产和计划工程到先进的新型科技与原创理论，无论是发达国家还是发展中国家都从未止步于科技研究的博弈。2021年6月，国务院印发了《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》，提出了“青少年科学素质提升行动”，为了“激发青少年好奇心和想象力，增强科学兴趣、创新意识和创新能力，培育一大批具备科学家潜质的青少年群体，为加快建设科技强国夯实人才基础”。青少年科学素质的提升关系到国家未来的发展。只有通过调查青少年科学素质的基本水平，并根据调查结果提出有针对性的措施，才能有效地提升青少年的科学素质。

国际上对青少年科学素养的大规模测评始于20世纪90年代，发展至今，有三大项目具有较大的影响力，分别是：联合国经济合作与发展组织发起的国际学生评估项目（PISA）、国际教育成就评价协会发起的国际数学与科学成就趋势研究（TIMSS）和美国国家教育测评中心发起的国家教育进展评估项目（NAEP）。三大国际科学素养测评项目是国际科学素养测评领域的风向标，通过研究其框架、内容、价值体系等，可以为科学素养的相关研究提供一定的借鉴。

一、框架构建与问卷开发

本研究依据《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》《中国公民科学素质基准》，参照PISA、NAEP和TIMSS国际三大青少年科学素养测评项目的测评内容，再结合杭州市科学教育实际情况制定问卷。根据李克特五点量表法进行测评的选项设置，作为评价工具。本问卷从科学知识、科学能力、科学态度及科技、社会与环境四个维度来调查学生的科学文化素质。

根据测评框架开发了《青少年科学素质测评问卷》，问卷发放前共访谈了三位科学教师，主要目的是了解本校学生科学素质的培养情况，并根据三位教师的评价修改问卷的题目，结合小范围内学生的试做反馈进行问卷题目的调整，最终形成一份信度和效度都比较高的问卷。问卷包含2道个人信息题和32道科学素质测试题。

目前国内外心理学家和教育家们对青少年的年龄段的划分范围不尽相同，但是大家一致认为，青少年期是从童年期向成人期过渡的时期。整个青年期（包括少年期）年龄的区间大体规定为11岁、12岁到21岁、22岁。少年期，即为小学高年级到初中阶段，年龄范围为11、12岁到14、15岁[]。本问卷的调查发放对象为杭州市四、五、六年级的学生。这个年龄段的学生相比初中生的可塑性更强，处于科学素质培养的关键期。采用随机抽样和分层抽样相结合的方法，在杭州市8所小学共发放问卷780份，其中回收有效问卷758份，回收率为97%.

二、青少年科学素质现状分析

通过对杭州市青少年科学素质调查研究，综合分析学生的问卷调查和教师的访谈调查两方面的结果，了解杭州市青少年当前的科学素质培养状况。在此基础上，发现问题并找寻问题的症结，探讨相应切实可行的对策，为提高青少年科学素质水平提供一定的参考。

（一）科学知识的掌握情况

1. 随着学龄增长，对一些典型科学原理的掌握程度逐渐增强

良好的科学素质要求公民具备基础的科学知识，包括对人类科技文明的认识和对基础的科学原理与现象的认识。

由表1.1可知，四年级的学生与五、六年级的学生相比，对科学知识的掌握程度明显偏低。在考察对科学原理与现象的认识中，选择错误答案的四年级学生占比约22%。可见，低年级学生对科学知识和原理的掌握程度不如高年级学生。可能是因为低年级的学生接触科学课程的时间不长，加上平时参与的科学相关实践活动不多，导致对科学知识的了解也不够全面。

2 . 对部分科学概念的理解与相关原理的掌握程度不高

科学与生活密切相关，日常生活中处处都是科学知识和科学原理。新时代对学生的科学素质提出了新需求，对生活世界中的科学概念，不仅需要认识，还需通过各方面的实践了解其相关原理。

本题考察的是学生对雾霾这一比较常见的科学概念的掌握程度。由表1.2可知，在四、五、六年级中，分别只有18.18%、31.34%及41.18%的学生能够理解并掌握雾霾的相关原理，可见多数学生对于日常生活中的科学概念只是处于听说过或看到过相关知识的阶段，而并不能够完全理解科学概念及其原理。这可能是因为学生还是缺乏对科学概念进行深入理解的想法。

3.参加科学实践活动频率相对较高

科学实践活动是学生掌握科学知识、理解科学原理的重要途径。通过参加科学实践活动，学生的科学知识和科学能力得以不断提高，对科学的兴趣也能获得极大的提升。

结合对科学教师的访谈得知，学校非常重视对学生科学实践能力的培养，对学生科学实践相关知识的掌握程度也十分关注。由表1.3可知，每个年级段的学生都在一学期内参加了科学实践活动，大部分参与次数都达到了3次及以上。这些活动为学生提供了良好的培养科学文化素质的环境。

（二）科学能力的培养情况

通过访谈三位教师得知，每所学校都非常注重培养学生科学探究的能力。通过引导学生在活动中亲自操作并思考，从而慢慢地将科学知识内化为自己的能力，而不是生硬地直接传授给学生。

1. 应用科学知识与设计探究方案的能力比较突出

科学教学的形式主要是通过让学生亲身参与科学实践活动从而提升学生的科学能力。如表2.1所示，基本上所有的学生都能在课外科技类活动中熟练地应用科学知识，即使碰到困难也能够运用各种方法去克服，说明学生在各类情境中应用科学知识的能力还是比较强的。

2. 根据信息得出结论的能力有待提高

在科学探究的过程中，根据信息得出结论的能力十分重要。如表2.2所示，只有约半数的学生基本能够根据实验数据得出正确的结论，有7.35%的四年级学生尚不能正确地记录实验数据。近一半的学生在根据记录的实验数据得出结论时会碰到困难，可见学生具备收集信息的能力，但缺乏处理信息的能力。

3. 具有发现问题的能力，但缺乏根据问题提出探究计划的能力

从纷繁复杂的信息源中发现并提出值得思考与探究的问题的能力是科学探究的第一个步骤。如表2.3所示，当学生发现了某个感到惊奇、想要探究的现象时，大部分学生非常感兴趣，并且很想知道原因。但想要去找到原因的学生在四、六年级均未超过半数，能够制定一个科学的计划去找到原因的比例较低。可见学生在日常生活中具备发现发现问题的能力，也有着探究问题的好奇心，但缺乏根据问题提出一个科学的探究计划的能力。

（三）科学态度的表现情况

科学情感、态度、价值观是促进学生科学学习的内在动力。学生的科学情感、态度、价值观即是科学教育的目标，也影响着学生在学习过程中和学习结果的效果。

1.大部分学生敢于质疑权威

不轻易迷信权威的学生，敢于突破和创新，更懂得表达自己的意见。如表3.1所示，在四、五、六年级的学生中，均有超过60%的学生表示当上课认为老师是错的时，会有证据地质疑老师。并且，学生独立思考的能力会随着年级的增长呈正比例发展。高段的学生更具有批判精神和怀疑精神。

2. 超过半数学生尝试提出具有创新性方案

如表3.2所示，当遇到一项任务时大部分的学生能够打破常规、用另一种思路来思考问题，但是仍有30%左右的学生习惯于按照成功的案例去做或问其他人的想法。缺乏创新性的重要原因是学生的知识储备较少。从日常生活中发现并提出问题的能力也稍显不足，这就导致学生难以从新的角度进行科学探究。培养学生的创新性，应帮助其打破固有的思维惯性，善于从新的角度、新的视角思考问题。

3. 具有一定的好奇心，但缺少探究事物联系的欲望

如表3.3所示，对科学现象表示非常好奇，并且会想办法弄明白这些现象之间的联系的学生，在四、五、六年级中分别占54.41%、49.23%和39.43%，甚至随着年级的升高呈负增长趋势。说明高年级的学生探索事物联系的欲望相对比较低。可能是由于随着年级的升高，科学课程的内容更加复杂抽象，而部分科学教师的教育水平落差导致学生探索科学事物的欲望降低了。

（四）对科技、社会与环境的认识情况

科技的变化日新月异，青少年的日常生活中充满着新科技带来的影响。同时，青少年承担着在未来建设国家的重任，其对科技、社会与环境的认识在科学素质中显得尤为重要。

1. 对生活中出现的新科技接纳度很高

如表4.1所示，对于生活中出现的新科技，没有学生持排斥的态度，说明学生对科技的接纳度是很高的。不仅如此，学生还对新科技表现出了极高的探索的欲望。在四、五、六年级中，分别有48.53%、46.27%和54.55%的学生表示不仅想知道新科技的原理，而且渴望以后探索更高级的新科技。这表现了学生对新科技有着非常强烈的探究欲，可以通过开发新科技的研究主题，激发学生对科学探究的兴趣。

2. 部分青少年对科技的两面性并不清楚

科技、社会与环境三者之间的关系随着人类社会不断发展、科技不断进步而带来了新的矛盾与冲突。如表4.2所示，没有学生选择几乎全是弊端的选项，可见学生对科技给社会带来的益处还是比较明确的。然而，在四、五、六年级中，分别有11.76%、16.42%和6.06%的学生选择了几乎全是益处的选项，另有14.12%的四年级学生和3.03%的六年级学生对科技作用于社会的影响并不清楚，这说明有少部分的学生对科技带来的弊端不是很清楚。

3. 对科学与环境的认识较充分

青少年对科技、社会与环境的认识主要来源于日常生活。如表4.3所示，在四、五、六年级学生中，基本能够正确地对日常生活中的垃圾进行垃圾分类的学生所占比例很高。说明学生熟知环境保护的相关知识。这与杭州市政府推行的垃圾分类制度有着密切关系。然而，在提升学生科学素质的过程中，仍需加强对环境与资源知识科普的重视。

三、提升策略

（一）学校管理方面

1. 加强教师专业培训，提升师资力量

青少年处于科学素质形成的关键时期，科学教师不仅需要在科学课程的教学中能够有意识地教授学生科学知识、锻炼学生的科学能力，更应通过自己的言传身教，潜移默化地培养学生正确的科学态度价值观。因此，学校须关注教师自身是否具备良好的科学态度价值观，并通过举办各类讲座等活动对科学教师进行相关方面的培养。应对新入职的教师进行规范的职前培训，使其对学校科学课程的特点、科学课程的培养目标以及科学课程中需要注意的一些问题等等有充分的了解。

2. 组织丰富多彩的课外科学活动，培养学生实践能力

丰富多彩的课外科学活动是课堂的延伸，不仅能够激发学生对探究事物之间联系的兴趣、开阔学生的视野，还能锻炼学生设计探究计划的能力与自己动手进行实践操作的相关能力。学校可以紧密结合科学课程的内容、围绕学生日常生活中接触的科学概念和科学现象开展课外科学活动。如科技节、发明创造、科学手抄报等，给予学生大量课外科学探究的机会，让学生能够活用科学课程中的知识，更好地理解科学概念及其相关原理。

（二）教师教学方面

1. 关注科学探究渠道，重视科学概念的理解

科学概念是学生进行科学研究的基础。学生通过掌握科学课程中关键的概念，对相关研究主题进行探索，再通过类比研究来解决生活中的问题。本次调查的结果显示，学生对科学概念的理解和相关原理的掌握程度还有提升的空间。教师应让学生从教学情境开始，逐渐理解概念，并在建立概念的过程中加深理解和记忆。引导学生切实地分析数据并关注实验数据的准确性，将数据转换为证据，提出具体的结论以发展他们的语言和表达能力，从而引导学生正确地理解科学概念。

2. 合理创设情境，激发学生的学习兴趣与探究欲望

在本次调查发现，随着年级的升高，学生对事物联系的探究欲望在逐渐减弱。因此，在科学课堂中创设丰富有趣的情境显得尤为重要。作为科学课堂的引导者，教师更应该关注到这一点，通过为学生创设情景的方式激发学生的学习兴趣和探究欲望。此外，教师还要努力营造教学环境，让学生成为课堂的主人公。教师在课堂上创设自主合作探究的氛围，学生就会积极地参与到课程讨论的过程中。如此不仅能够培养学生独立思考的意识、提升学生对科学探究的兴趣，还能锻炼学生的合作交流能力，让学生学在课堂、长在课堂、乐在课堂。

（三）家庭教育方面

1. 转变观念，重视孩子科学素质的培养

通过对几位科学教师的访谈了解到，大部分家长只关心科学成绩的分数，并不关注孩子的科学素质发展情况。这说明家庭乃至社会亟待转变观念，充分了解科学素质对个人、社会和国家的重要性。转变家长的教育观念，需要教育部门加大科学素质的宣传力度，比如通过各种文化宣传的手段科普科学知识、科学能力等科学素质的相关内容、举办科学素质竞赛、聘请有关专家进行讲座等，让家庭和社会成员感受到科技的飞快发展，认识到科学素质的重要性，从而有意识地培养青少年科学素质。

2. 潜移默化，营造良好的家庭学习氛围

父母是第一位直接影响孩子成长的老师。只有当父母的科学素质提高了，学生的科学素质水平才会随之提升。首先，家长需要更多地关注科学知识，了解最新的科学资讯。可以与孩子一起交流、讨论科学知识，或者在周末和孩子一起参观科技馆、博物馆、植物园等场所，共同增长科学知识，开拓视野。在这样潜移默化的家庭教育环境的影响下，学生对科学的关注度和兴趣会大大提升，科学素质也会得到提高。其次，家长可以尝试为孩子选择一些比较适合在家庭中进行的科学探究活动，如自制水火箭、用放大镜观察物体等，从而促进其科学素质的提升。

参考文献

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[6]周宗奎.儿童青少年发展心理学[M]. 武汉：华中师范大学出版社， 2011：39.

作者简介：魏晓东（1989年1月-），女（汉族），黑龙江人，博士，讲师，研究方向：科学教育。

[基金项目]杭州市哲学社会科学规划常规性课题“杭州市青少年科学素质现状与提升策略研究”（Z20JC050）