幼兒園教師科學素養現狀及其影響因素研究
——基于對南通市13所幼兒園的調查

高巧萍

(南通師范高等?？茖W校 學前教育學院，江蘇 南通 226010)*

在科學技術發展日新月異的時代，科技正越來越多滲透到每個人的生活中，各國之間的競爭歸根結底是科技人才的競爭，在此背景下開展科學教育的重要性不言而喻?？茖W教育是當今全球教育的熱點議題之一，各國雖舉措不同，但有一個共同目標，即提高本國公民的科學素養?？茖W素養要從孩童抓起[1]，2001年，教育部制定的《幼兒園教育指導綱要(試行)》提出，“幼兒園的教育內容是全面的、啟蒙性的，可以相對劃分為健康、語言、社會、科學、藝術等五個領域”。2012年教育部制定的《3～6歲兒童學習與發展指南》明確了幼兒科學學習的本質以及在各年齡階段的學習目標，這為幼兒園教師和家長引導幼兒的科學的教育提供了方向。幼兒園教師作為幼兒科學教育活動的組織者和指導者，其科學素養水平將直接影響幼兒科學教育活動實施的質量，也會直接影響公民科學素養養成的起點和基礎。那么，幼兒園教師應該具備哪些科學素養？有哪些因素對他們的科學素養產生影響？他們的科學素養水平能否支撐幼兒科學活動的實施？弄清這些問題，能為幼兒園教師的培養和培訓提供思路，同時也能為高校學前教育的專業改革提供一定的參考。

一、研究背景

1952年，美國學者J.B.柯南特(J.B.Conant)最先提出了科學素養(scientific literacy)這個詞匯，但未闡述其定義和內涵[2]15。1958年，美國斯坦福大學的榮譽教授P.D.赫德(P.D.Hurd)首次將科學素養和基礎教育聯系在一起，將科學素養解釋為個人所具備的對科學的基本理解[2]15。1975年，有學者又將科學素養分為實踐科學素養、公民科學素養、文化科學素養三個層面，此種分類豐富了科學素養的內涵，拓展了此概念的認知范圍[2]18。1983年，美國科學素養國際發展中心主任J.D.米勒(J.D.Miller)提出了著名的三維模式，把科學素養劃分為科學概念、科學方法、科學與社會三個維度，并建立了評估體系[3]。經濟合作與發展組織(Organization for Economic Co-operation and Development，OECD)啟動的國際學生評估項目認為：科學素養是具有運用科學知識發現問題，得出結論，制定與自然有關的決策，以及對人類活動改變自然世界所造成的影響進行理解的能力[4]。

從20世紀90年代開始，我國學者在對國外研究結論詳細考證的基礎上，結合我國國情，總結出符合我國國情的科學素養的內涵。有研究認為，科學素養包含六個方面：科學知識、科學方法、科學倫理、科學與人文、科學與社會，以及科學與技術[5]。2006年，國務院制定的《全民科學素質行動計劃綱要(2006—2010—2020年)》提出，“科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力”。不同研究者和研究組織對科學素養有著不同的理解，且經過多年的探索，科學素養的概念和內涵發生了變化。以我國教育部在2012年制定的《3～6歲兒童學習與發展指南》為例，從幼兒教育開始，科學教育就包括科學探索和數學認知。

幼兒園教師作為特定職業群體，他們的科學素養需在一般公民科學素養的基礎上體現出幼兒教育的特點和職業特殊性?；谝酝鶎W者的研究，結合幼兒身心發展特點及現代科技社會對科學教育的要求，本研究將幼兒園教師的科學素養分為科學知識、科學能力和科學精神三個維度。

對中國知網數據庫進行文獻檢索，發現目前學界關于科學素養的研究對象主要集中于公眾和學生，對于教師群體尤其是幼兒園教師的關注度較低。有學者對我國幼兒教師科學素養的現狀做了總體性概述，認為幼兒教師科學素養的內涵應體現在科學知識、能力、方法和精神態度等方面[6]；有學者以物理教學為例，對幼兒教師的科學素養進行研究，結果顯示幼兒教師物理知識欠缺，科學探究能力弱，且表面化、形式化問題嚴重[7]；多位學者分別對不同地區幼兒教師的科學素養進行了調查研究，結果表明這些地區的幼兒教師科學素養整體水平均不理想，各維度差異顯著，在師資配備上嚴重缺乏男性教師[8-11]；有學者將河南省和江浙滬地區幼兒教師的科學素養進行了橫向比較研究，發現河南省幼兒園教師的科學素養顯著落后于江浙滬地區的教師，但在組織科學活動方面不存在顯著差異[12]；有學者對貴州省遵義市某鄉鎮的私立幼兒園教師科學素養進行了調查研究，結果表明該幼兒園教師科學素養水平整體偏低，其中，科學方法維度得分最低，科學意識維度剛達及格線[13]；有學者對昌吉回族自治州幼兒教師科學素養進行了現狀調查研究，結果顯示該地區幼兒園教師具備一定的科學素養，但總體水平不高[14]。分析這些文獻發現，學界對幼兒園教師科學素養的研究主要集中于現狀調查，對于影響幼兒園教師科學素養的因素缺少全面深刻的剖析，且由于研究時間和地區的差異，研究結果較難總結和結論難以統一。另外，從一位學者的研究結果來看，學科背景對教師科學素養水平的影響尤為重要[15]，而以往研究幾乎都忽視了幼兒園教師學科背景的調查。因此，本研究將幼兒園教師的學科背景作為重要的變量之一。只有了解幼兒園教師科學素養的現狀，剖析其影響因素，提出針對性建議，才能有效提升幼兒園教師的科學素養水平，才能更好地實施幼兒科學教育。

二、研究對象與方法

(一)研究對象

本次調查采取整群抽樣法，對南通地區13所幼兒園的教師進行了實證調查。由于南通地區的幼兒園大多數都是省優質幼兒園，因此在幼兒園級別上未進行篩選。本次調查共回收問卷558份，剔除無效問卷后，有效問卷有534份，有效回收率為95.7%。調查對象的基本情況如表1所示。

表1 樣本分類統計(n=534)

(二)研究工具

1.調查問卷

因目前沒有特別權威的針對幼兒園教師科學素養進行調查的問卷，且科學素養的概念和內涵是隨時代而不斷發展變化的，本研究需自制調查問卷。首先，借鑒具有良好的信效度且有一定權威性的《中國公眾科學素養調查問卷》及李少華編制的《幼兒教師科學素養調查問卷》[16]的基礎上，融合《幼兒園教育指導綱要(試行)》和《3～6歲兒童學習與發展指南》中對幼兒園教師在科學領域對幼兒教育的要求，制成初始問卷；其次，邀請相關專家對初始問卷的項目進行審查，獲得預試問卷；最后，對預試問卷進行小范圍施測，對施測結果用SPSS 26.0統計軟件進行項目分析、因素分析，獲得正式問卷。正式問卷分為三部分：①被調查對象的基本信息；②教師科學素養調查量表，共36個項目，分為科學知識(物質與能量、生命與健康、地球與環境、媒體中的熱點科學知識等)、科學能力(科學研究的過程、與幼兒科學教育活動相關的科學探究方法和思維、學習與反思)和科學精神三個維度；③幼兒園教師提升科學素養途徑的調查。

在計分方式上，科學知識維度(1～20題)采用兩點計分法，答對得1分，答錯得0分；科學能力維度中的過程與方法部分(21～25題)也是采用兩點計分法，答對得2分，答錯得0分；科學能力維度中的學習與反思(26～30題)和科學精神維度(31～36)題，則采用李克特五點量表計分法，選項分別為不符合、較為不符合、一般符合、較為符合、符合五個層級，分別計0分、0.5分、1分、1.5分、2分依次遞增。

對問卷進行信度分析，總問卷Cronbach'sα系數為0.898，三個維度的內在一致性分別是0.646、0.748、0.650，說明問卷具有良好的信度。對問卷進行效度分析(見表2)，三個維度間的相關系數在0.207～0.534之間，而科學素養與各維度的相關系數在0.633～0.917之間，存在的顯著正相關(P<0.01)，說明問卷具有良好的結構效度。

表2 問卷效度分析

2.訪談提綱

訪談提綱包括：“您怎樣看待幼兒園教師的科學素養？您認為其對幼兒有什么影響？”“您幼兒園工作強度大嗎？您如何提升自己的科學素養？”“您認為科學探究的一般步驟是什么？您能很順利地設計一份科學探究活動的教案嗎？”等問題。設置這些問題的目的在于，通過個案能更深入地了解影響幼兒園教師科學素養的因素，為后面的研究分析和策略的提出奠定基礎。

(三)研究過程

本次研究先通過線上、線下雙渠道發放問卷至幼兒園教師群體。線上由幼兒園園長通過手機發至教師工作群，并提醒教師如實規范填寫；線下由南通師范高等?？茖W校學前教育專業的大二學生聯系幼兒園，并負責問卷的規范發放和收集。在對收集的問卷進行初步數據分析后，選擇其中10名不同教齡、不同學歷的教師，依據訪談提綱進行個別訪談。

(四)數據處理

使用SPSS 26.0軟件對問卷數據進行處理，包括獨立樣本t檢驗、描述性統計、單因素方差分析等，并對訪談結果進行整理和分析。

三、研究結果與分析

(一)幼兒園教師科學素養總體水平

科學素養問卷共36題，總分為52.00分，本研究把科學素養總分及其各維度總分的60.00%設置為及格分數線，80.00%設置為優秀分數線。從表3可以看出，科學素養及其各維度的平均分均高于及格分；但科學知識和科學能力維度的平均分與其優秀分還有不小差距。相比之下，科學精神維度的平均分表現最為優秀(及格率和優秀率分別為83.15%、50.56%)?？茖W素養的及格率為80.27%，這說明就所選樣本來看，幼兒園教師的科學素養水平總體達標。值得注意的是，科學素養優秀率只有23.59%，表明所選樣本的幼兒園教師的科學素養整體處于中等水平，還有較大提升空間。

表3 幼兒園教師科學素養及各維度的描述統計

(二)幼兒園教師科學素養各維度水平

1.科學知識維度

科學知識維度的得分結果表明，被調查總體得分水平不高，在三個維度中離散程度最大，說明幼兒園教師的科學知識水平差距較大。其中，失分最多的是物質科學、生命科學范疇，得分最低的依次為“云是由許多水蒸氣組成的”“彩虹的顏色是太陽光反射形成的”“抗生素能殺死病毒”等題項，正確率僅為15.70%、20.20%、30.40%。這些都屬于物理、生物之類的理科知識，但值得注意的是，這些知識并不是特別高深，大部分是中學課本中的常識性內容，這說明幼兒園教師科學知識較匱乏，且在職后未通過學習進行相關知識的補充。

2.科學能力維度

科學能力維度的得分結果表明，幼兒園教師的科學教育理論知識掌握較差，學習與反思能力不足，但在具體科學教育實踐方法上相對較好。如對“科學探究的第一個環節是什么？”這一問題，有半數以上的教師答錯；在回答“您認為下列哪個活動用實驗法最好”時，正確率也僅為65.70%。說明教師不清楚科學探究的一般步驟和基本方法。在回答“當幼兒向您詢問不明白的問題時，您的做法是？”問題時，絕大部分教師選擇“和幼兒一起討論找到正確答案的方法，并鼓勵幼兒去做”這一教育實踐方法。這說明大部分教師還是能認識到，在科學探究活動中應以幼兒為主體，重在探究的過程和體驗。76.00%的教師認為，自己不能獨立發現生活中的科學問題；61.80%的教師認為，自己“當學習以及為設計幼兒園科學教育活動時需要查閱和參考某些科學資料時，不太能順利找出自己所需要的科學資料或信息”，說明教師的科學學習能力不強。

3.科學精神維度

科學精神維度的得分結果表明，被調查總體得分較高，其中科學態度和價值觀方面表現良好，82.50%的幼兒園教師達到及格水平，一半以上教師達到優秀水平；在維護真理、不迷信權威和專家這點上，85.30%的幼兒園教師選擇了“同意”和“非常同意”；在回答“幼兒園教師對于任何科學現象或科學活動結果的解釋都必須基于一定的理論證據”這一問題時，80.20%的教師選擇“同意”和“非常同意”，說明幼兒園教師崇尚科學，具有求真求實的精神。

(三)影響分析

采用逐步多元線性回歸分析，以科學素養為因變量，將性別、年齡、教齡、園所性質、職級、學歷、高中學習背景7個變量作為自變量，考察各因素的影響解釋力。分析結果表明，對科學素養具有顯著影響力的有4個變量：學歷、高中學習背景、園所性質、教齡。這4個影響變量能有效解釋55.00%的“科學素養總分”的變異量。其中，對科學素養影響最大的是學歷。教齡的標準化系數β值為負，說明教齡對科學素養的影響是負向的，即教齡越大，科學素養總分越低(見表4)。這4個變量對科學素養產生了哪些維度的影響，下面做進一步的分析。

表4 幼兒園教師科學素養4個影響因素的多元線性回歸分析結果

1.不同學歷的幼兒園教師科學素養的差異比較

因學歷為中專和研究生的樣本較少，因此將幼兒園教師的學歷分為“大專及以下”和“本科及以上”兩大類。以學歷為自變量進行科學素養及各維度的獨立樣本t檢驗(見表5)。不同學歷的幼兒園教師在科學素養總分和科學知識、科學能力維度均達到了差異極其顯著水平，本科及以上學歷的教師的得分顯著高于大專及以下學歷的教師，但在科學精神維度，兩者并不存在顯著差異。

表5 不同學歷的幼兒園教師在科學素養及各維度上的差異比較(M±SD)

2.不同學習背景的幼兒園教師科學素養的差異比較

以不同學科背景為因子，對科學素養及各維度得分進行單因素ANOVA檢驗(見表6)。不同學習背景的幼兒園教師在科學素養、科學知識上存在極其顯著差異，在科學能力上存在非常顯著差異，在科學精神上不存在顯著差異。通過進一步LSD事后檢驗比較發現，具有高中理科背景的教師在科學素養、科學知識和科學能力得分上，均顯著高于高中文科背景和未讀高中的教師；具有高中文科背景的教師得分略高于未讀高中的教師，但差異不顯著。在科學精神維度，不同學科背景的幼兒園教師差異不顯著。

表6 不同學科背景的幼兒園教師在科學素養及各維度上的差異比較(M±SD)

3.不同教齡的幼兒園教師科學素養的差異比較

以不同教齡為因子，對科學素養及各維度得分進行單因素ANOVA檢驗，結果如表7所示。不同教齡的幼兒園教師在科學素養、科學能力上存在顯著差異，在科學知識上存在非常顯著差異，在科學精神上無顯著差異。通過進一步LSD事后檢驗比較發現，在科學素養上，5～10年教齡教師與5年以下教師、15年以上教齡教師存在顯著差異與11～15年教齡教師差異不顯著；5～10年教齡教師科學素養得分最高，其次是11～15年教齡教師，15年以上教齡教師得分最低。在科學知識上，5～10年教齡教師與15年以上教齡教師差異非常顯著，其他兩兩比較差異不顯著；5～10年教齡教師得分最高，其次是5年以下教齡教師。在科學能力上，5～10年教齡教師與5年以下教齡教師差異顯著，其他兩兩比較差異不顯著；5～10年教齡教師得分最高。

表7 不同教齡的幼兒園教師在科學素養及各維度上的差異比較(M±SD)

4.不同園所性質的幼兒園教師科學素養的差異比較

以不同園所性質為自變量進行科學素養及各維度的獨立樣本t檢驗(見表8)。公辦園教師在科學素養、科學知識、科學能力得分上均極其顯著高于民辦園教師，但在科學精神維度上兩者無顯著差異。

表8 不同園所性質的幼兒園教師在科學素養及各維度上的差異比較(M±SD)

四、討論

(一)幼兒園教師科學素養水平未達理想狀態

加強幼兒園教師隊伍建設是學前教育事業發展的核心工作，是有效提升學前教育質量、促進兒童健康發展的決定性因素[17]。幼兒教育是教育的起點，科技創新是一個國家振興的不竭動力。幼兒好奇、好動，對周邊事物充滿了探求的渴望，這為幼兒的科學探索提供條件。幼兒園教師需要通過合理有趣的方式，組織科學教育活動以帶領幼兒進行科學探究，為幼兒能成為適應社會發展的具有科學創新意識的未來建設者奠定基礎。幼兒園教師的科學素養影響幼兒科學領域學習與發展評價的落實[18]，這就需要幼兒園教師具備高水平的科學素養。調查表明，幼兒園教師科學素養水平雖總體及格，但在提高學前教育質量、提升全民科學素質和培養幼兒創新性發展等方面未達到理想狀態，需要進一步完善和提升。

(二)幼兒園教師科學素養的人口學差異情況

1.幼兒園教師學習素養與學歷正相關

研究結果顯示，幼兒園教師學習素養與學歷正相關，即學歷越高的幼兒園教師科學素養及其三個維度的得分也越高。由于中專和大專的入學門檻、考試難度相對較低，課程設置、培養方案相比于本科生和研究生也有差距，這必然導致所培養的教師在知識和能力方面存在一定的差距。雖然素質和學歷并不完全對應，但從整體上看，培養層次的提高必然促進素質的提升，學歷的高低直接影響教師的能力、知識、個人修養等[19]。高學歷的教師除了各方面基礎較好之外，更加注重對自身的學習能力、創新創造技能、教學研究水平的提升。問卷第三部分(教師提升科學素養途徑)的調查結果顯示，本科及以上學歷的教師提升自身科學素養的途徑除了參加培訓、上網學習等之外，還有相當一部分人選擇了課題研究，但只有極少數大專及以下學歷的教師選擇通過課題研究提升自己的科學素養。

2.高中學習背景影響幼兒園教師科學素養水平

調查結果顯示，具有高中理科背景的幼兒園教師在科學知識、能力維度和科學素養總體水平上均顯著高于具有高中文科背景和未讀高中的教師；具有高中文科背景的教師又高于未讀高中的教師，但差異不顯著。由于我國高中階段在很長一段時間實行文理分科教學(從2017年開始，各省逐步推行“3+1+2”模式，計劃2024年高考不分文理)[20]，文科班學生由于個人興趣、高考實際需求及課程設置問題，一般很少再接觸物理、化學、生物之類的理科知識，導致他們的自然科學知識儲備量較少。未讀高中的教師的自然科學知識僅限于初中和小學所學，他們知識量少、層次淺，且基本都進入中?；蛭迥曛拼髮W習。中?；虼髮Ｔ盒Ｔ趯W生培養上更偏重舞蹈、美術、音樂等技能，對于理科方面的科學課程設置很少，科學素養培養更未得到重視。具有高中理科學歷背景的教師在工作之后，雖然對科學知識遺忘也很嚴重，但高中時期的良好訓練讓他們相對有更多的科學知識儲備，更愿意探究自然現象和幼兒提出的問題背后的科學原理，也更加容易支持、引導幼兒進行科學探究活動。

3.不同教齡的幼兒園教師科學素養水平存在差異

調查結果顯示，除科學精神維度外，不同教齡的幼兒教師科學素養及知識、能力維度水平呈倒V型。先是隨著教齡的增加，各方面水平呈上升趨勢，5～10年教齡的教師在各方面得分最高，然后隨教齡增加，各方面水平逐步下降。5年以下教齡的教師，由于入職不久，在組織科學活動等方面的經驗還不是很足，但他們學習熱情高，積極性也很強，一切往好的方向發展。在教齡5～10年時，大部分幼兒教師已經成長為成熟的幼兒教師，各方面呈現出良好態勢。工作10年以上的部分教師會有一定程度的職業倦怠，在工作熱情、學習能力方面會有一定程度的回落[21]。由于教齡偏大的教師往往工作較早，他們大多數學歷不高，這也成為他們科學素養水平偏低的原因之一。

4.公辦幼兒園教師科學素養整體高于民辦幼兒園教師

調查結果顯示，公辦幼兒園教師科學素養整體高于民辦幼兒園教師。由于公辦幼兒園相比民辦幼兒園入職門檻較高，需要通過初審、筆試、面試等層層選拔，只有具備良好綜合素質的教師才能入園工作，所以，入職公辦幼兒園的教師的科學素養相對較高。此外，相比公立幼兒園，私立幼兒園得到政府的經費等支持更少，絕大部分教師沒有被納入“編制”，教師流動性大。私立幼兒園管理者基于人力和財力的考慮，一般不太支持教師進修提升，因此私立幼兒園教師相比公立幼兒園教師缺少學習和發展的機會，在專業持續發展上難以得到保障。

五、建議

(一)提高學歷標準，提升入職門檻

教之本在師，良好的師資隊伍是培養未來人才的關鍵。幼兒園在招聘教師時，應逐步提升入職門檻，如大專是基礎底線，本科是主流趨勢。招聘幼兒園教師時，在兼顧特長與綜合能力要求的同時，將科學素養水平納入衡量標準。此外，前面的調查結果顯示，男性幼兒教師只占3.90%，說明南通地區男、女教師比例嚴重失衡；具有高中理科學歷背景的教師只占13.50%，說明教師隊伍文科傾向嚴重。幼兒園要制定更好的人才方案，吸引更多的理科高學歷、男性教師加入幼師隊伍。特別是民辦幼兒園在招聘時，應從長遠考慮，采取有效措施吸引人才、留住人才、培育人才，提高師資隊伍水平。

(二)重視通識教育，完善職前培養

從根源上提升教師的科學素養尤為關鍵。目前學前教育專業課程設置還存在“重文輕理”“重專業技能課程，輕通識課程”的弊端，致使幼兒教師知識結構失衡，科學素養水平不高。師范院校管理者在辦學理念上要與時俱進，重視文理兼顧，適當增加通識課程，特別是自然科學課程的比例，如在開設幼兒科學課程的同時，可增設科學史、幼兒科學游戲等選修課。職前培養階段的課堂應注重培養師范生對科學領域的關注，多創設科學教育環境，使師范生提前了解幼兒園科學教育活動，成為一名具備科學視野，擁有科學知識和實踐能力的合格幼兒教師。

(三)拓展繼續教育，加強職后培訓

在職幼兒園教師是一支數量龐大的師資隊伍，整體學歷不高，而拓展繼續教育、加強職后培訓可以切實、有效、快速地提升幼兒園教師的科學素養。政府部門和幼兒園自身要加大各種支持的力度，為幼兒園教師提升科學素養掃清障礙。首先，提高幼兒園教師工資待遇，分攤教育任務，能為幼兒園教師提升科學素養提供一定保障。訪談得知，近年來二胎、三胎政策的開放，在園幼兒人數增多，導致幼兒園教師人數不足，工作強度增大，這也是阻礙幼兒園教師學習提升的重要原因。其次，搭建豐富多彩的培訓平臺，為幼兒園教師科學素養的提升提供渠道。除大力為教師提供講座以及線上和線下常規培訓外，還應拓展資源、搭建多元平臺。如利用本地科技文化資源，組織幼兒園教師參加各類科普活動；與社區科學工作者、附近高校理科大學生、高校專家等進行合作，把他們請到幼兒園，與教師共同開展科普探究教育活動，充分挖掘科技方面的人力資源。此外，開展富有特色的園本教研也是提高幼兒教師科學素養的重要手段之一。最后，幼兒園應根據自身辦園特點，創造性地開展科學教育方面的園本教研，研發園本科學課程，形成良好的教研氛圍，幫助教師提高科學教學活動設計和組織能力。

(四)強化幼兒園教師自我提升意識，樹立終身學習理念

內驅力是一切成功的基礎，只有擁有自我提升的意識、樹立終身學習的理念，才能獲得專業持續發展的保障。當今社會科技高速發展，教師只有不斷地學習才能與時俱進地進行教學。作為幼兒園教師，第一，應豐富學習形式。閱讀是便捷的學習方式，教師通過閱讀能夠更快地獲取正確的科學知識，陶冶情操。由于多媒體傳播廣泛，而知識更新快，幼兒園教師可多關注多媒體網絡中的科學信息，汲取科學知識，更新科學觀念。此外，博物館、科技館、海洋館、植物園等能為教師拓展科學視野、增強親身體驗提供場所，也有利于幼兒園教師收集科學教育活動的素材。第二，幼兒園教師應加強反思交流?！皩W而不思則罔”，幼兒園教師在組織科學教育活動時，要經常反思，注意理論與實踐相結合，而不能一味地憑經驗進行教學。第三，幼兒園教師平時應多與同事研討，開展科學領域的活動課交流，抓住機會多向專家請教學習，提高自己科學實踐能力，促進科學素養的提升。