物理学科中的科学素养调查及分析

钱嘉

一、初中生物理科学素养现状调查

本次测试题满分采用传统的100分，基本达标分数为85分，若学生在识别科学问题、科学地解释现象、使用科学知识的能力以及解决科学问题的能力四个方面的试题得分率达到85%，就表示其具备了初步的科学素养水平。

为了解每个学生的物理科学素养，我们制定了中学生物理科学素养水平评价表（表一），考查内容按照科学素养四个层次划分，依次是识别科学问题、科学地解释现象、使用科学知识的能力以及解决科学问题的能力。本卷满分100分，四类题目的分值依次为30分、26分、22分和22分，通过表一可以清晰了解每个学生的科学素养情况。例如，生1四个层次的得分率依次是95%、95%、90%和90%，那么生1的得分就是30*95%+26*95%+22*90%+22*90%=92.8分。通过百分比的形式不仅能看到学生得出的分数，还能清晰直观地突出学生的长处和短处，以便教师和学生能准确找到问题“对症下药”。

为了使测评具有普遍性，本次测评选择了学校19个班级中“好、中、差”三个不同层次的班级。有效问卷一共120份，测评后为了直观看出四个层次的得分率，在统计了所有学生的不同层次的得分情况，算出均分后，绘制了下表（表二），通过表二能很清晰地看出所有学生在四个层次中的得分情况。

从表二可以直观得到学生对识别科学问题掌握得最好，均分可达到27分，科学地解释现象均分为24.6分，使用科学知识的能力较为薄弱，均分为16.7分，解决科学问题的能力在四个层次中掌握是最不理想的，只有14.6分。

考虑到男女生的认知特点也是有差异的，这次测评后还比较了男女生在不同层次的得分情况，结果发现也有较明显的区别，详见表三。男生在“知道层次”也就是识别科学问题和科学地解释问题方面没有女生得分高，但是在“理解层次”即使用科学知识和解决科学问题的得分情况做得较好。

二、初中生物理科學素养现状分析

通过问卷不难看出，大部分本校初中生具备了基本的科学素养水平，说明初中的学校教育在科学素养水平的提升“这场战役”中打了次胜仗。下面就其中的不足做几点分析。

1.对科学素养的理解停留在知识的认知层面，没有达到理解的层次

初中生在四个层次的得分情况是呈现递减的趋势。识别科学问题的得分率是最高的，30分平均能得到28分，能达到93%，可以看出学生对专业知识掌握得较好。解决问题能力总分22分，平均能得到15分，只能达到68%。大部分学生停留在知道的层次上，也就是片面地认为科学素养水平就等同于了解和知道科学知识。从结构来看，对知识的纵向掌握得比较好，但横向掌握得较薄弱。

学生为了满足应试的要求，“知其然而不知其所以然”，多以死记硬背来学习，欠缺知识的理解，不能有效地了解相关概念和物理量之间的内在逻辑关系，从而造成遗忘、概念不清等现象，并且对跨学科的相关知识较为缺乏。

2.对科学素养的理解表面化，探究活动流于形式，缺乏科学的探究方法

四个层次中解决问题能力得分率是最低的，这说明学生对于科学素养的理解浮于表面。学生积极主动的探究比听老师讲更加能提高科学素养已经是老师、学者的一个共识了。学生在平时探究过程中的参与度不够高，看似经历了完整的探究过程，但是“走马观花”，导致解决科学问题的能力得不到行之有效的培养，忽略对物理探究方法、探究中必备的探究精神、对待物理的科学态度、在探究科学体现的物理品质等问题的实践和思考。只有少数学生较为完整地掌握了科学的研究方法，STS知识的把握有待加强。

三、初中生物理科学素养提高策略

1.重视基础概念，建构完整的知识体系

建构主义理论主张学习不是被动接受信息刺激，而是主动地建构信息的意义，在自己原有的经验系统的基础上，通过新经验与原有知识经验的双向的相互作用而不断充实、丰富和改造自己已有知识经验的过程。能对日常生活和相关事物中所需要的科学概念有基本的认识和理解是科学素养最起码的要求，所以对教材中的基本概念和一般的规律学生要有清晰的认识。提高科学素养的首要问题就是如何掌握这些内容，掌握这些内容的同时如何提高能力。我们首先应该铺设并了解概念提出的背景，明确学习目标也就是概念的意义和必要性，然后了解它和其他概念的内在关系，比较归纳异同点，使概念更加形象化、具体化。这样不仅掌握了所学概念，还使分析问题、归纳问题的能力得到了提高。

通过上述方法将零散的知识通过主线串联起来，建构物理完整的知识框架，使学生在基础概念的基础上，提高发现和分析问题、概括问题、归纳问题的能力，使学生的科学素养得到进一步的培养。

2.明确学生学习的“主体性”，立足“最近发展区”使探究更科学

学生不仅仅只是课堂的参与者，更是课堂的主体。一般通过探究活动使得学生分析和解决问题的能力得到培养，所以要让学生参与整个教学活动，体验每一个科学探究的环节，从中学习如何得出知识，将学习的能力固化成学生自己稳定的内在品质。这样学生在探究过程中有了情感体验，能从中收获快乐，就会有后续的学习动力，才能不断提高自身的科学素养。

实施科学探究一般包含下列步骤：发现问题、猜想与假设、设计实验或制定计划、进行实验与收集证据。这里的探究主体不是教师而是学生，教师起到的作用不应该是主导而应该是引导。在教学过程中清晰把握学生的最近发展区，为学生提供“跳一跳才能够到的桃子”，充分调动学生的积极性，让学生能“顺着台阶一步步向上”。在探究过程中，可以挖掘小组合作的价值，创设出和谐的学习环境。在探究时教师应该意识到学生个体的认知水平的差异，每个学生探究后的体验与收获都是有所区别的，正如维果斯基提出的，“由外部到个人的社会影响过渡到由内部到个人的社会影响即是我们研究的中心”。教师应该对不同的学生因材施教，重视与学生的“互动”，让学生通过探究都能动起来，都有所收获，这样科学探究才能更科学。

3.让习题教学走向生活，在习题中培养和提高学生的科学素养

物理教学过程中的例题评讲、习题练习、作业讲评以及考试测评等教学活动称之为习题教学，它在物理教学中的比重是相当大的，而且是相当重要的环节和组成部分。提高成绩往往是教师进行习题教学的目的，在习题教学的功能变得十分狭隘和功利化的物理教学中，例子和习题大多较抽象，例如研究小球这种物质，以及几个物体相互关系和能量的转化。这些条件和背景知识往往在生活中会被学生忽视，相对来说男生更加感兴趣和擅长。在这方面，在教学实践中要兼顾到所有的学生的情感体验。

通过物理学科的科学素养水平测试卷对中学生具备科学素养水平进行了测评，明确了中学生科学素养水平的具体情况，可以为实际教学提供指导和帮助。虽然关于如何在中学物理教学中提高学生科学素养的策略有很多，但是大部分停留在理论的层面，笔者在一线教学更能结合中学物理学科特点、学生的认识特点和学习现状，通过分析科学素养的优势和不足和实际教学有机结合，为课程理念落实到实践中提供了行之有效的方法和途径，对培养和提高学生的科学素养具有一定的教育价值。endprint