高巧萍

(南通师范高等专科学校 学前教育学院，江苏 南通 226010)*

在科学技术发展日新月异的时代，科技正越来越多渗透到每个人的生活中，各国之间的竞争归根结底是科技人才的竞争，在此背景下开展科学教育的重要性不言而喻。科学教育是当今全球教育的热点议题之一，各国虽举措不同，但有一个共同目标，即提高本国公民的科学素养。科学素养要从孩童抓起[1]，2001年，教育部制定的《幼儿园教育指导纲要(试行)》提出，“幼儿园的教育内容是全面的、启蒙性的，可以相对划分为健康、语言、社会、科学、艺术等五个领域”。2012年教育部制定的《3～6岁儿童学习与发展指南》明确了幼儿科学学习的本质以及在各年龄阶段的学习目标，这为幼儿园教师和家长引导幼儿的科学的教育提供了方向。幼儿园教师作为幼儿科学教育活动的组织者和指导者，其科学素养水平将直接影响幼儿科学教育活动实施的质量，也会直接影响公民科学素养养成的起点和基础。那么，幼儿园教师应该具备哪些科学素养？有哪些因素对他们的科学素养产生影响？他们的科学素养水平能否支撑幼儿科学活动的实施？弄清这些问题，能为幼儿园教师的培养和培训提供思路，同时也能为高校学前教育的专业改革提供一定的参考。

一、研究背景

1952年，美国学者J.B.柯南特(J.B.Conant)最先提出了科学素养(scientific literacy)这个词汇，但未阐述其定义和内涵[2]15。1958年，美国斯坦福大学的荣誉教授P.D.赫德(P.D.Hurd)首次将科学素养和基础教育联系在一起，将科学素养解释为个人所具备的对科学的基本理解[2]15。1975年，有学者又将科学素养分为实践科学素养、公民科学素养、文化科学素养三个层面，此种分类丰富了科学素养的内涵，拓展了此概念的认知范围[2]18。1983年，美国科学素养国际发展中心主任J.D.米勒(J.D.Miller)提出了著名的三维模式，把科学素养划分为科学概念、科学方法、科学与社会三个维度，并建立了评估体系[3]。经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development，OECD)启动的国际学生评估项目认为：科学素养是具有运用科学知识发现问题，得出结论，制定与自然有关的决策，以及对人类活动改变自然世界所造成的影响进行理解的能力[4]。

从20世纪90年代开始，我国学者在对国外研究结论详细考证的基础上，结合我国国情，总结出符合我国国情的科学素养的内涵。有研究认为，科学素养包含六个方面：科学知识、科学方法、科学伦理、科学与人文、科学与社会，以及科学与技术[5]。2006年，国务院制定的《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020年)》提出，“科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力”。不同研究者和研究组织对科学素养有着不同的理解，且经过多年的探索，科学素养的概念和内涵发生了变化。以我国教育部在2012年制定的《3～6岁儿童学习与发展指南》为例，从幼儿教育开始，科学教育就包括科学探索和数学认知。

幼儿园教师作为特定职业群体，他们的科学素养需在一般公民科学素养的基础上体现出幼儿教育的特点和职业特殊性。基于以往学者的研究，结合幼儿身心发展特点及现代科技社会对科学教育的要求，本研究将幼儿园教师的科学素养分为科学知识、科学能力和科学精神三个维度。

对中国知网数据库进行文献检索，发现目前学界关于科学素养的研究对象主要集中于公众和学生，对于教师群体尤其是幼儿园教师的关注度较低。有学者对我国幼儿教师科学素养的现状做了总体性概述，认为幼儿教师科学素养的内涵应体现在科学知识、能力、方法和精神态度等方面[6]；有学者以物理教学为例，对幼儿教师的科学素养进行研究，结果显示幼儿教师物理知识欠缺，科学探究能力弱，且表面化、形式化问题严重[7]；多位学者分别对不同地区幼儿教师的科学素养进行了调查研究，结果表明这些地区的幼儿教师科学素养整体水平均不理想，各维度差异显著，在师资配备上严重缺乏男性教师[8-11]；有学者将河南省和江浙沪地区幼儿教师的科学素养进行了横向比较研究，发现河南省幼儿园教师的科学素养显著落后于江浙沪地区的教师，但在组织科学活动方面不存在显著差异[12]；有学者对贵州省遵义市某乡镇的私立幼儿园教师科学素养进行了调查研究，结果表明该幼儿园教师科学素养水平整体偏低，其中，科学方法维度得分最低，科学意识维度刚达及格线[13]；有学者对昌吉回族自治州幼儿教师科学素养进行了现状调查研究，结果显示该地区幼儿园教师具备一定的科学素养，但总体水平不高[14]。分析这些文献发现，学界对幼儿园教师科学素养的研究主要集中于现状调查，对于影响幼儿园教师科学素养的因素缺少全面深刻的剖析，且由于研究时间和地区的差异，研究结果较难总结和结论难以统一。另外，从一位学者的研究结果来看，学科背景对教师科学素养水平的影响尤为重要[15]，而以往研究几乎都忽视了幼儿园教师学科背景的调查。因此，本研究将幼儿园教师的学科背景作为重要的变量之一。只有了解幼儿园教师科学素养的现状，剖析其影响因素，提出针对性建议，才能有效提升幼儿园教师的科学素养水平，才能更好地实施幼儿科学教育。

二、研究对象与方法

(一)研究对象

本次调查采取整群抽样法，对南通地区13所幼儿园的教师进行了实证调查。由于南通地区的幼儿园大多数都是省优质幼儿园，因此在幼儿园级别上未进行筛选。本次调查共回收问卷558份，剔除无效问卷后，有效问卷有534份，有效回收率为95.7%。调查对象的基本情况如表1所示。

表1 样本分类统计(n=534)

(二)研究工具

1.调查问卷

因目前没有特别权威的针对幼儿园教师科学素养进行调查的问卷，且科学素养的概念和内涵是随时代而不断发展变化的，本研究需自制调查问卷。首先，借鉴具有良好的信效度且有一定权威性的《中国公众科学素养调查问卷》及李少华编制的《幼儿教师科学素养调查问卷》[16]的基础上，融合《幼儿园教育指导纲要(试行)》和《3～6岁儿童学习与发展指南》中对幼儿园教师在科学领域对幼儿教育的要求，制成初始问卷；其次，邀请相关专家对初始问卷的项目进行审查，获得预试问卷；最后，对预试问卷进行小范围施测，对施测结果用SPSS 26.0统计软件进行项目分析、因素分析，获得正式问卷。正式问卷分为三部分：①被调查对象的基本信息；②教师科学素养调查量表，共36个项目，分为科学知识(物质与能量、生命与健康、地球与环境、媒体中的热点科学知识等)、科学能力(科学研究的过程、与幼儿科学教育活动相关的科学探究方法和思维、学习与反思)和科学精神三个维度；③幼儿园教师提升科学素养途径的调查。

在计分方式上，科学知识维度(1～20题)采用两点计分法，答对得1分，答错得0分；科学能力维度中的过程与方法部分(21～25题)也是采用两点计分法，答对得2分，答错得0分；科学能力维度中的学习与反思(26～30题)和科学精神维度(31～36)题，则采用李克特五点量表计分法，选项分别为不符合、较为不符合、一般符合、较为符合、符合五个层级，分别计0分、0.5分、1分、1.5分、2分依次递增。

对问卷进行信度分析，总问卷Cronbach'sα系数为0.898，三个维度的内在一致性分别是0.646、0.748、0.650，说明问卷具有良好的信度。对问卷进行效度分析(见表2)，三个维度间的相关系数在0.207～0.534之间，而科学素养与各维度的相关系数在0.633～0.917之间，存在的显著正相关(P<0.01)，说明问卷具有良好的结构效度。

表2 问卷效度分析

2.访谈提纲

访谈提纲包括：“您怎样看待幼儿园教师的科学素养？您认为其对幼儿有什么影响？”“您幼儿园工作强度大吗？您如何提升自己的科学素养？”“您认为科学探究的一般步骤是什么？您能很顺利地设计一份科学探究活动的教案吗？”等问题。设置这些问题的目的在于，通过个案能更深入地了解影响幼儿园教师科学素养的因素，为后面的研究分析和策略的提出奠定基础。

(三)研究过程

本次研究先通过线上、线下双渠道发放问卷至幼儿园教师群体。线上由幼儿园园长通过手机发至教师工作群，并提醒教师如实规范填写；线下由南通师范高等专科学校学前教育专业的大二学生联系幼儿园，并负责问卷的规范发放和收集。在对收集的问卷进行初步数据分析后，选择其中10名不同教龄、不同学历的教师，依据访谈提纲进行个别访谈。

(四)数据处理

使用SPSS 26.0软件对问卷数据进行处理，包括独立样本t检验、描述性统计、单因素方差分析等，并对访谈结果进行整理和分析。

三、研究结果与分析

(一)幼儿园教师科学素养总体水平

科学素养问卷共36题，总分为52.00分，本研究把科学素养总分及其各维度总分的60.00%设置为及格分数线，80.00%设置为优秀分数线。从表3可以看出，科学素养及其各维度的平均分均高于及格分；但科学知识和科学能力维度的平均分与其优秀分还有不小差距。相比之下，科学精神维度的平均分表现最为优秀(及格率和优秀率分别为83.15%、50.56%)。科学素养的及格率为80.27%，这说明就所选样本来看，幼儿园教师的科学素养水平总体达标。值得注意的是，科学素养优秀率只有23.59%，表明所选样本的幼儿园教师的科学素养整体处于中等水平，还有较大提升空间。

表3 幼儿园教师科学素养及各维度的描述统计

(二)幼儿园教师科学素养各维度水平

1.科学知识维度

科学知识维度的得分结果表明，被调查总体得分水平不高，在三个维度中离散程度最大，说明幼儿园教师的科学知识水平差距较大。其中，失分最多的是物质科学、生命科学范畴，得分最低的依次为“云是由许多水蒸气组成的”“彩虹的颜色是太阳光反射形成的”“抗生素能杀死病毒”等题项，正确率仅为15.70%、20.20%、30.40%。这些都属于物理、生物之类的理科知识，但值得注意的是，这些知识并不是特别高深，大部分是中学课本中的常识性内容，这说明幼儿园教师科学知识较匮乏，且在职后未通过学习进行相关知识的补充。

2.科学能力维度

科学能力维度的得分结果表明，幼儿园教师的科学教育理论知识掌握较差，学习与反思能力不足，但在具体科学教育实践方法上相对较好。如对“科学探究的第一个环节是什么？”这一问题，有半数以上的教师答错；在回答“您认为下列哪个活动用实验法最好”时，正确率也仅为65.70%。说明教师不清楚科学探究的一般步骤和基本方法。在回答“当幼儿向您询问不明白的问题时，您的做法是？”问题时，绝大部分教师选择“和幼儿一起讨论找到正确答案的方法，并鼓励幼儿去做”这一教育实践方法。这说明大部分教师还是能认识到，在科学探究活动中应以幼儿为主体，重在探究的过程和体验。76.00%的教师认为，自己不能独立发现生活中的科学问题；61.80%的教师认为，自己“当学习以及为设计幼儿园科学教育活动时需要查阅和参考某些科学资料时，不太能顺利找出自己所需要的科学资料或信息”，说明教师的科学学习能力不强。

3.科学精神维度

科学精神维度的得分结果表明，被调查总体得分较高，其中科学态度和价值观方面表现良好，82.50%的幼儿园教师达到及格水平，一半以上教师达到优秀水平；在维护真理、不迷信权威和专家这点上，85.30%的幼儿园教师选择了“同意”和“非常同意”；在回答“幼儿园教师对于任何科学现象或科学活动结果的解释都必须基于一定的理论证据”这一问题时，80.20%的教师选择“同意”和“非常同意”，说明幼儿园教师崇尚科学，具有求真求实的精神。

(三)影响分析

采用逐步多元线性回归分析，以科学素养为因变量，将性别、年龄、教龄、园所性质、职级、学历、高中学习背景7个变量作为自变量，考察各因素的影响解释力。分析结果表明，对科学素养具有显著影响力的有4个变量：学历、高中学习背景、园所性质、教龄。这4个影响变量能有效解释55.00%的“科学素养总分”的变异量。其中，对科学素养影响最大的是学历。教龄的标准化系数β值为负，说明教龄对科学素养的影响是负向的，即教龄越大，科学素养总分越低(见表4)。这4个变量对科学素养产生了哪些维度的影响，下面做进一步的分析。

表4 幼儿园教师科学素养4个影响因素的多元线性回归分析结果

1.不同学历的幼儿园教师科学素养的差异比较

因学历为中专和研究生的样本较少，因此将幼儿园教师的学历分为“大专及以下”和“本科及以上”两大类。以学历为自变量进行科学素养及各维度的独立样本t检验(见表5)。不同学历的幼儿园教师在科学素养总分和科学知识、科学能力维度均达到了差异极其显著水平，本科及以上学历的教师的得分显著高于大专及以下学历的教师，但在科学精神维度，两者并不存在显著差异。

表5 不同学历的幼儿园教师在科学素养及各维度上的差异比较(M±SD)

2.不同学习背景的幼儿园教师科学素养的差异比较

以不同学科背景为因子，对科学素养及各维度得分进行单因素ANOVA检验(见表6)。不同学习背景的幼儿园教师在科学素养、科学知识上存在极其显著差异，在科学能力上存在非常显著差异，在科学精神上不存在显著差异。通过进一步LSD事后检验比较发现，具有高中理科背景的教师在科学素养、科学知识和科学能力得分上，均显著高于高中文科背景和未读高中的教师；具有高中文科背景的教师得分略高于未读高中的教师，但差异不显著。在科学精神维度，不同学科背景的幼儿园教师差异不显著。

表6 不同学科背景的幼儿园教师在科学素养及各维度上的差异比较(M±SD)

3.不同教龄的幼儿园教师科学素养的差异比较

以不同教龄为因子，对科学素养及各维度得分进行单因素ANOVA检验，结果如表7所示。不同教龄的幼儿园教师在科学素养、科学能力上存在显著差异，在科学知识上存在非常显著差异，在科学精神上无显著差异。通过进一步LSD事后检验比较发现，在科学素养上，5～10年教龄教师与5年以下教师、15年以上教龄教师存在显著差异与11～15年教龄教师差异不显著；5～10年教龄教师科学素养得分最高，其次是11～15年教龄教师，15年以上教龄教师得分最低。在科学知识上，5～10年教龄教师与15年以上教龄教师差异非常显著，其他两两比较差异不显著；5～10年教龄教师得分最高，其次是5年以下教龄教师。在科学能力上，5～10年教龄教师与5年以下教龄教师差异显著，其他两两比较差异不显著；5～10年教龄教师得分最高。

表7 不同教龄的幼儿园教师在科学素养及各维度上的差异比较(M±SD)

4.不同园所性质的幼儿园教师科学素养的差异比较

以不同园所性质为自变量进行科学素养及各维度的独立样本t检验(见表8)。公办园教师在科学素养、科学知识、科学能力得分上均极其显著高于民办园教师，但在科学精神维度上两者无显著差异。

表8 不同园所性质的幼儿园教师在科学素养及各维度上的差异比较(M±SD)

四、讨论

(一)幼儿园教师科学素养水平未达理想状态

加强幼儿园教师队伍建设是学前教育事业发展的核心工作，是有效提升学前教育质量、促进儿童健康发展的决定性因素[17]。幼儿教育是教育的起点，科技创新是一个国家振兴的不竭动力。幼儿好奇、好动，对周边事物充满了探求的渴望，这为幼儿的科学探索提供条件。幼儿园教师需要通过合理有趣的方式，组织科学教育活动以带领幼儿进行科学探究，为幼儿能成为适应社会发展的具有科学创新意识的未来建设者奠定基础。幼儿园教师的科学素养影响幼儿科学领域学习与发展评价的落实[18]，这就需要幼儿园教师具备高水平的科学素养。调查表明，幼儿园教师科学素养水平虽总体及格，但在提高学前教育质量、提升全民科学素质和培养幼儿创新性发展等方面未达到理想状态，需要进一步完善和提升。

(二)幼儿园教师科学素养的人口学差异情况

1.幼儿园教师学习素养与学历正相关

研究结果显示，幼儿园教师学习素养与学历正相关，即学历越高的幼儿园教师科学素养及其三个维度的得分也越高。由于中专和大专的入学门槛、考试难度相对较低，课程设置、培养方案相比于本科生和研究生也有差距，这必然导致所培养的教师在知识和能力方面存在一定的差距。虽然素质和学历并不完全对应，但从整体上看，培养层次的提高必然促进素质的提升，学历的高低直接影响教师的能力、知识、个人修养等[19]。高学历的教师除了各方面基础较好之外，更加注重对自身的学习能力、创新创造技能、教学研究水平的提升。问卷第三部分(教师提升科学素养途径)的调查结果显示，本科及以上学历的教师提升自身科学素养的途径除了参加培训、上网学习等之外，还有相当一部分人选择了课题研究，但只有极少数大专及以下学历的教师选择通过课题研究提升自己的科学素养。

2.高中学习背景影响幼儿园教师科学素养水平

调查结果显示，具有高中理科背景的幼儿园教师在科学知识、能力维度和科学素养总体水平上均显著高于具有高中文科背景和未读高中的教师；具有高中文科背景的教师又高于未读高中的教师，但差异不显著。由于我国高中阶段在很长一段时间实行文理分科教学(从2017年开始，各省逐步推行“3+1+2”模式，计划2024年高考不分文理)[20]，文科班学生由于个人兴趣、高考实际需求及课程设置问题，一般很少再接触物理、化学、生物之类的理科知识，导致他们的自然科学知识储备量较少。未读高中的教师的自然科学知识仅限于初中和小学所学，他们知识量少、层次浅，且基本都进入中专或五年制大专学习。中专或大专院校在学生培养上更偏重舞蹈、美术、音乐等技能，对于理科方面的科学课程设置很少，科学素养培养更未得到重视。具有高中理科学历背景的教师在工作之后，虽然对科学知识遗忘也很严重，但高中时期的良好训练让他们相对有更多的科学知识储备，更愿意探究自然现象和幼儿提出的问题背后的科学原理，也更加容易支持、引导幼儿进行科学探究活动。

3.不同教龄的幼儿园教师科学素养水平存在差异

调查结果显示，除科学精神维度外，不同教龄的幼儿教师科学素养及知识、能力维度水平呈倒V型。先是随着教龄的增加，各方面水平呈上升趋势，5～10年教龄的教师在各方面得分最高，然后随教龄增加，各方面水平逐步下降。5年以下教龄的教师，由于入职不久，在组织科学活动等方面的经验还不是很足，但他们学习热情高，积极性也很强，一切往好的方向发展。在教龄5～10年时，大部分幼儿教师已经成长为成熟的幼儿教师，各方面呈现出良好态势。工作10年以上的部分教师会有一定程度的职业倦怠，在工作热情、学习能力方面会有一定程度的回落[21]。由于教龄偏大的教师往往工作较早，他们大多数学历不高，这也成为他们科学素养水平偏低的原因之一。

4.公办幼儿园教师科学素养整体高于民办幼儿园教师

调查结果显示，公办幼儿园教师科学素养整体高于民办幼儿园教师。由于公办幼儿园相比民办幼儿园入职门槛较高，需要通过初审、笔试、面试等层层选拔，只有具备良好综合素质的教师才能入园工作，所以，入职公办幼儿园的教师的科学素养相对较高。此外，相比公立幼儿园，私立幼儿园得到政府的经费等支持更少，绝大部分教师没有被纳入“编制”，教师流动性大。私立幼儿园管理者基于人力和财力的考虑，一般不太支持教师进修提升，因此私立幼儿园教师相比公立幼儿园教师缺少学习和发展的机会，在专业持续发展上难以得到保障。

五、建议

(一)提高学历标准，提升入职门槛

教之本在师，良好的师资队伍是培养未来人才的关键。幼儿园在招聘教师时，应逐步提升入职门槛，如大专是基础底线，本科是主流趋势。招聘幼儿园教师时，在兼顾特长与综合能力要求的同时，将科学素养水平纳入衡量标准。此外，前面的调查结果显示，男性幼儿教师只占3.90%，说明南通地区男、女教师比例严重失衡；具有高中理科学历背景的教师只占13.50%，说明教师队伍文科倾向严重。幼儿园要制定更好的人才方案，吸引更多的理科高学历、男性教师加入幼师队伍。特别是民办幼儿园在招聘时，应从长远考虑，采取有效措施吸引人才、留住人才、培育人才，提高师资队伍水平。

(二)重视通识教育，完善职前培养

从根源上提升教师的科学素养尤为关键。目前学前教育专业课程设置还存在“重文轻理”“重专业技能课程，轻通识课程”的弊端，致使幼儿教师知识结构失衡，科学素养水平不高。师范院校管理者在办学理念上要与时俱进，重视文理兼顾，适当增加通识课程，特别是自然科学课程的比例，如在开设幼儿科学课程的同时，可增设科学史、幼儿科学游戏等选修课。职前培养阶段的课堂应注重培养师范生对科学领域的关注，多创设科学教育环境，使师范生提前了解幼儿园科学教育活动，成为一名具备科学视野，拥有科学知识和实践能力的合格幼儿教师。

(三)拓展继续教育，加强职后培训

在职幼儿园教师是一支数量庞大的师资队伍，整体学历不高，而拓展继续教育、加强职后培训可以切实、有效、快速地提升幼儿园教师的科学素养。政府部门和幼儿园自身要加大各种支持的力度，为幼儿园教师提升科学素养扫清障碍。首先，提高幼儿园教师工资待遇，分摊教育任务，能为幼儿园教师提升科学素养提供一定保障。访谈得知，近年来二胎、三胎政策的开放，在园幼儿人数增多，导致幼儿园教师人数不足，工作强度增大，这也是阻碍幼儿园教师学习提升的重要原因。其次，搭建丰富多彩的培训平台，为幼儿园教师科学素养的提升提供渠道。除大力为教师提供讲座以及线上和线下常规培训外，还应拓展资源、搭建多元平台。如利用本地科技文化资源，组织幼儿园教师参加各类科普活动；与社区科学工作者、附近高校理科大学生、高校专家等进行合作，把他们请到幼儿园，与教师共同开展科普探究教育活动，充分挖掘科技方面的人力资源。此外，开展富有特色的园本教研也是提高幼儿教师科学素养的重要手段之一。最后，幼儿园应根据自身办园特点，创造性地开展科学教育方面的园本教研，研发园本科学课程，形成良好的教研氛围，帮助教师提高科学教学活动设计和组织能力。

(四)强化幼儿园教师自我提升意识，树立终身学习理念

内驱力是一切成功的基础，只有拥有自我提升的意识、树立终身学习的理念，才能获得专业持续发展的保障。当今社会科技高速发展，教师只有不断地学习才能与时俱进地进行教学。作为幼儿园教师，第一，应丰富学习形式。阅读是便捷的学习方式，教师通过阅读能够更快地获取正确的科学知识，陶冶情操。由于多媒体传播广泛，而知识更新快，幼儿园教师可多关注多媒体网络中的科学信息，汲取科学知识，更新科学观念。此外，博物馆、科技馆、海洋馆、植物园等能为教师拓展科学视野、增强亲身体验提供场所，也有利于幼儿园教师收集科学教育活动的素材。第二，幼儿园教师应加强反思交流。“学而不思则罔”，幼儿园教师在组织科学教育活动时，要经常反思，注意理论与实践相结合，而不能一味地凭经验进行教学。第三，幼儿园教师平时应多与同事研讨，开展科学领域的活动课交流，抓住机会多向专家请教学习，提高自己科学实践能力，促进科学素养的提升。