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武汉市少年儿童科学素质及科普阅读行为调研

发布者:      发表时间:2019/7/20 9:34:15
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摘  要

提高全民科学素质是党和国家的战略目标。少年儿童是建设祖国的生力军,其科学素质的提升是整体市民科学素质提升的源泉和动力,对社会经济的发展和精神文明建设起着更为重要和长远的作用。武汉市中小学生的科学素质状况尚未见报道,绝大部分科学素质调查是针对成年人开展的。华中师范大学课题组走访武汉市多所中小学,深入剖析学生的科学素质及相关影响因素,提出提升武汉市中小学生提高科学素质、培养创新能力的建议。与科学素质密切相关的是小学科学课的教育。我国教育部为保障全民科学素质行动在基础教育领域地顺利进行,并以此来推动小学科学教育的深入发展,重新修订并完善了小学科学课程标准,对小学科学课的教学内容进行了调整。新版小学科学课教材质量如何?目前缺乏客观的评价标准及反馈意见。华中师范大学通过文献调查、问卷调查、思维导图整理等方式,深入分析小学科学课的教材内容和特点,提出完善武汉市小学科学课程知识体系、提升科学素质的建议。本课题组还对少儿科普现状的传播方式进行了调查,尤其对发展迅速的科普新媒体的作用进行了评价。本课题组也对少儿科普市场的图书出版进行了调研,为更好地开展原创科普的创作提供建议。


关键词:少年儿童;科学素质;科普阅读;武汉市;对策


一、课题研究基本情况

(一)课题概括

少儿科普是全民科普的重要起点,直接关系到中华民族科学素质的提升。2016年,国务院颁发了《国家创新驱动发展战略纲要》,强调“创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置”。党的十九大报告也提出,要推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展,继承革命文化,发展社会主义先进文化,不忘本来、吸收外来、面向未来。这些目标的实现,都需要从少儿阶段开始培养他们的科学思维方式和探索创新的精神。

本课题组走访武汉市多所中小学,深入剖析学生的科学素质及相关影响因素,提出提升武汉市中小学生提高科学素质、培养创新能力的建议。本课题组还通过文献调查、问卷调查、思维导图整理等方式,深入分析小学科学课的教材内容和特点,提出完善武汉市小学科学课程知识体系、提升科学素质的建议。

(二)研究目的与意义

本课题组的研究目的主要有三点:

1. 深入调查武汉市少儿科学素质及影响因素。少年儿童是科普需求最旺盛的人群,也是提升全民科学素质应该特别关注的对象。目前武汉市少儿的科学素质如何?缺乏哪些方面的科学知识?未见详细报道。本课题将全方位调查武汉市少儿科学素质,找到问题和原因,理清相关的影响因素,提出针对性的解决方案,为提升武汉少儿科学素质、发现和培养科研人才提供助力。

2. 调查武汉市少儿科普阅读行为的特点并提出改善策略。少年儿童对科普知识感兴趣的比例高达96%。他们的阅读目的和成年人有较大差异,对科普知识的需要主要出于好奇心的满足,而不是实用性的目的。少年儿童对科普知识的兴趣点更集中在科技发展的前沿、动植物及自然界的奥秘等方面。本课题针对他们的兴趣点,结合中小学、幼儿园教育的特点,尤其是小学科学课的设置,细化出更加精确的少儿阅读兴趣点,并根据少儿科普阅读的兴趣点和特点,提出更有针对性的改善策略。

少儿科普阅读对于培养他们的读写能力有明显的促进作用。不同年龄阶段的少年儿童对图文的比例,图形的复杂程度、文字的难易程度等会有不同的偏好。我们将按照不同年龄段调查少儿的科普阅读行为特征,评估他们的认知能力和理解能力,为更好地培养他们的阅读习惯提出改善策略。学龄儿童的智能评估也将有利于教师开展教学,有利于儿童及早发现自己的兴趣和特长,为日后接受高等教育和从事合适的工作打下良好基础。

3. 调研少儿科普书籍现状,指出少儿科普书籍创作的新方向。目前市场上缺乏优秀的原创少儿科普作品。2017年小学一年级增设科学课之后,很需要与之相配套的科普读物作为补充。武汉市拥有丰富的科普创作资源和数以万计的科技工作者。然而调查发现,武汉市目前的科普创作不够繁荣,主要体现在缺乏优秀的科普作品、科普作家和科普创作团队。这一方面是因为科普工作受重视的程度不够,从事科普的科技工作者积极性不高,另一方面也是由于市场调查有限,不知道到底有哪些可供创作的选题。如果能对武汉市少儿的科普需求、兴趣点、科普书籍阅读习惯等进行深入调查,也将繁荣我市的少儿科普创作,出版一批有影响力的优质科普书籍。

(三)研究方法

本课题采用的研究方法如下:

1. 比较研究法。通过整理武汉市少年儿童科学素质的调查数据,将武汉市少年儿童和我国其他城市、发达国家少年儿童之间的科学素质比较,找到制约武汉市少年儿童科普素质提高的原因和影响因素,同时也总结和归纳先进的经验。我们也将比较武汉市少年儿童科学素质的差异并分析其原因,以促进我市少年儿童科学素质的均衡发展和普遍提高。

2. 文献研究法。对有关少年儿童科学素质和科普阅读的研究文献进行大量检索和搜集,以便能够较准确的把握目前国内外少儿科普发展的脉络。另一方面,通过对近年来获得好评的国内外原创少儿科普新著作和新传播形势进行收集和整理,切实体现科普创作的时代性和读者的需求,以便全面把握原创少儿科普作品的现状及其存在的问题。

3. 实证分析与规范分析相结合的方法。实证分析和规范分析是社会科学研究最常用的方法。本课题采用实证分析和规范分析相结合的方法,跟踪若干发达国家少儿科普事业的发展轨迹、若干少儿科普创作队伍的发展历史,切实收集和分析其中的具体数据。

4. 调查研究法。本课题综合运用各种调查研究方法,比如:实地调研、个人及单位访谈、数据分析等,结合本文的研究内容,对武汉市少年儿童科学素质及科普阅读进行更加全面、深刻的理解和把握。

(四)研究思路

本课题具体研究思路如下表所示。

 

二、武汉市小学科学课的知识体系评估

(一)小学科学课的历史沿革

我国最早的小学科学课程发端于1903年癸卯学制中的“格致”。当时规定只在初等小学开设格致课程,这便是我国最早的科学课。课本叫《格致》, 用四言韵语写出,为教育10岁内外童子之用。内容译自日本,主要有:乡土之动物、植物、矿物;寻常物理、化学现象;生理卫生等。当时高小开设8科,格致课排于第7位。1912年1月9日,中华民国政府颁布《普通教育管行课程标准》中规定:高等小学开设12科,将课程名称“格致”改为“博物”,位居第6,初小不设此科。1912年9月中华民国政府颁布的《小学校令》又规定:高等小学砍掉博物、理化,改设理科,再改为自然、常识。1922年,小学改为四二制,初小设社会、自然两科,高小设卫生、公民、历史、地理、自然五科,“自然”之名自此始。规定“乡村学校无力单独设科的,可将社会、自然合并为常识科”,“常识”之名自此始。1929年颁布第一个课程标准, 把高小的历史、地理和一部分卫生合并为社会科, 个人卫生部分并入自然科, 初小则把社会、自然合并为常识科。

新中国成立后,国家十分重视中小学教材建设,教育部拟定了小学课程标准。1956年颁布学习前苏联的第一个自然教学大纲,规定初小阶段的自然课在语文课中进行教学,高小每周两课时自然课,初小学“生物界自然”,高小学“无生物界自然”。1963年颁布第二个自然教学大纲,删除了历来初小都有的自然或常识课,目的任务与1956年的大纲基本相同,但更多地强调“扩大儿童的知识领域,培养儿童爱科学的品德,为儿童进一步学习和将来参加劳动准备必需的基础”。全国统一使用人教社出版的《高级小学课本自然》1~4册和“教学指导书”,直至“文化大革命”前夕。1966~1977年,各地自编《科学常识》,全国无统一的学制、教学计划和教材,实际上是“停课闹革命”。1977年12月教育部发布《全日制十年制学校小学自然常识教学大纲(试行草案)》,目的任务也与1963年大纲基本相同,在更多地强调“扩大学生的知识领域”的同时,强调“通过自然常识教学对学生进行政治思想教育,逐步培养学生的辩证唯物主义观点,为学生进一步学习和将来参加三大革命运动打下初步的基础”。当时只在小学最后两年设《自然常识》课,每周两课时,因为学制为五年制,所以学习的年级为四、五年级。教学内容基本上保持了第二个自然大纲的内容,再增加适应现代化需要的先进科学技术的内容,呈现出“深、难、重”的弊端。

1978年颁布《小学自然常识教学大纲(试行草案)》,开始恢复自然课程,并改称“自然常识”。同年秋起全国统一使用人教社出版的《全日制十年制学校小学课本自然常识》1~4册及相应教参。1981年3月教育部颁发《全日制五年制小学教学计划(修订草案)》,明确指出“根据四化需要,必须加强小学自然科学常识教育,培养少年儿童从小爱科学、学科学、用科学的志趣”,并将课程名称恢复为“自然”,改在3~5年级开设,也就是在3年级增设自然课。1982年秋,在科学启蒙教育大师刘默耕的领衔下,具有崭新的教育理念的《自然》及指导《自然》课教学的《教师用书》由人民教育出版社出版。1984年颁发的《关于全日制六年制小学教学计划安排意见》,自然课调整为4~6年级开设。1986年,原国家教育委员会确定在统一基本要求的前提下实行教材多样化的原则,鼓励有条件的地区、单位和专家、学者、教师个人按九年义务教育教学大纲的基本要求编写小学、初中各学科教材,鼓励各套教材在质量上的竞争。到1998年,供全国各地教育部门根据各自实际情况选用的中小学教科书达2000余册,还有大量的与教科书配套的教学参考书、教学图册、教学挂图、幻灯片及音像教学材料、计算机教学软件等。此外,国家教育委员会还随着特殊教育的发展需要,组织编写了特殊教育教材,各地区根据本地经济、文化发展需要,编写出大量地方乡土教材。

2001年6月,教育部印发 《基础教育课程改革纲要(试行)》,大力推进基础教育课程改革,调整和改革基础教育的课程体系、结构、内容,构建符合素质教育要求的新的基础教育课程体系。新的课程体系涵盖幼儿教育、义务教育和普通高中教育,整体设置九年一贯的义务教育课程,小学阶段以综合课程为主。小学低年级开设品德与生活、语文、数学、体育、艺术(或音乐、美术)等课程;小学中高年级开设品德与社会、语文、数学、科学、外语、综合实践活动、体育、艺术(或音乐、美术)等课程。根据新的课程标准,学科的名称由原来的“自然”改为“科学”,同时又将开课年级调整为3~6年级。2017年1月19日,教育部正式印发《义务教育小学科学课程标准》(以下简称《新课标》),为进一步加强小学科学教育,根据立德树人工作总体部署,组织专家对小学科学课程标准进行了修订完善,现正式印发,于2017年秋季开始执行。新标准的出台开启了我国小学科学教育的新篇章,也引起了教育界的广泛关注。《新课标》在体例和格式上与我国义务教育各学科2011版课程标准一致,包括了前言、课程目标、课程内容和实施建议。与《实验稿》相比,《新课标》延续了其基本思路和要点,并在标准文本的四个部分有明显的变化。这标志着小学科学课程实践探索阶段已经结束,新的课程标准将引领小学科学教育进入一个跃升发展的全新阶段。这是我国科学教育发展中一件里程碑式的大事,也令科学教育人振奋和鼓舞。

综合上述,依据近现代中国小学科学课程发展史,可以看到小学科学课程名称的演变主要经历了以下阶段:格致、博物、理科、自然、常识、自然常识、自然、科学,至此,我国普通全日制小学全部开设了“科学”课程。同时,我国小学科学课程的历史沿革主要分成了四个大的历史时期:萌芽与体制形成阶段(1856-1949)、本土探索阶段(1950-1977)、调整与尝试阶段(1978-2000)、改革与完善阶段(2001-至今)。

(二)小学科学课的教材特色

目前,武汉市小学使用的科学教材主要有教科版科学教材与鄂教版科学教材。教科版小学《科学》书是指教育科学出版社义务教育课程标准实验教科书科学(3~6年级共8册+新增1年级上下册),该教材由郁波主编,经全国中小学教材审定委员会审查通过。教科版教材的编写注重贴近学生的生活实际,同时强调教育性与科学性的有机结合。深入分析教科版科学教材的编写特色,可以看出教科版教材中,活动是精华,结构是特色,同时在教学目标方面注意教育内涵的研究,不仅重视教育活动,还努力提高教育活动的价值,使学生更具有发展意义;在教学效果方面,更是追求1+1>2,能够体现整体效益的教材结构。结合《新课标》的要求,小学科学课程内容构成丰富多彩,从身边的动植物、水、空气和建筑等常见的内容,到太阳、宇宙、生态系统这一奇妙的世界,都包含在教材中,这极大地丰富了小学科学课程的教学内容,也极大地丰富了学生的基础科学知识。鄂教版小学《科学》教材由武汉大学教授金准智担任主编,湖北省教研室原副主任胡济良担任执行主编,由湖北教育出版社出版,主要使用地区为湖北省。江岸区鄱阳街小学科学教师姜婷介绍,这次《新课标》调整后,武汉市小学统一使用教育科学出版社出版的科学教材。

教科版科学教材以典型的、优化的、结构化的活动组成教学单元,十分重视通过活动让学生体验科学探究过程,从而培养学生的科学探究能力。同时,它还强调科学知识体系的构建。

在科学的知识构成方面。教科版科学教材涉及生命世界、物质世界、地球与宇宙三大领域的科学知识,其中物质世界部分的内容所占比例最多,其次是生命世界,最后是地球与宇宙。它的内容分布相对比较集中,如生物学科知识在三年级和四年级中分布最多,化学学科知识分布在三年级和四年级上册,物理学科知识分布在五年级和六年级上册,地理学科知识分布在4-5年级和六年级上册。这也从内容构成上证明了它注重构建知识体系的特点。

在教材结构方面。教科版科学教材的结构比较简单,整套教材只由主题单元构成,不包括其它板块。它强调以活动为基础,着力发展学生的科学探究能力。它的基本设计思路是通过活动水平层次的不断提升,使学生对科学探究的了解不断加深,科学探究的能力不断提高。

在呈现方式方面。教科版科学教材的知识内容构成丰富多彩,呈现方式活泼有趣,符合儿童心理年龄特点,有利于激发学生的学习兴趣。翻开教材,给学生的最初印象就是色彩丰富,再认真翻阅后会发现教学内容由很多形象生动的图片和简单易懂、有趣的文字组成。这极大激发了学生学习科学课程的兴趣。总的来说,它在内容呈现方式上,图文并茂、图片清新精美、文字生动优美,有利于学生更好地学习科学课程。

(三)小学科学课的知识体系构建

 当前的小学科学课包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程这四大板块。物质科学就是研究物质及其运动和变化规律的基础自然科学。本领域内容的学习将有助于增强学生探究物质世界奥秘的好奇心,形成“世界是物质的,物质是运动的”的观点,使学生感受到物质科学对促进社会进步、提高人类生活质量的重要作用,帮助学生初步养成乐于观察、注重事实、勇于探索的科学品质。小学科学课教材中,物质科学的知识体系如图1所示。

 

图1  物质科学领域学习内容的知识结构

 

生命世界包含动物和植物等多种生物类群,生物的生存都需要一定的条件,如营养物质、适宜的温度、水和空气等,在此基础上,生物个体能够生长、发育和繁殖后代,从而使这些生物类群得以延续。生物之间,以及生物与环境之间相互依赖和相互影响,它们组成一个有机的整体。本领域内容的学习有助于激发学生了解和认识自然界的兴趣,帮助学生初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点,形成热爱大自然、爱护生物的情感。小学科学课教材中,生命科学的知识体系如图2所示。

 

图2  生命科学领域学习内容的知识结构

地球是目前人们认识到的宇宙中唯一适合人类生存的星球。地球与宇宙中的有关现象、事物和规律,具有时间和空间的复杂性,需要对他们运用实地观察、长期观测、建构模型、模拟实验、逻辑推理等方法进行研究。本领域内容的学习将有助于激发学生对地球和宇宙的探究热情,发展空间想象、模型思维、逻辑推理等能力,初步建立科学的宇宙观和自然观,以及人地协调的可持续发展观。小学科学课教材中,地球与宇宙科学的知识体系如图3所示。

 


图3  地球与宇宙科学领域学习内容的知识结构

 

人类观察自然、研究各种现象产生和变化的原因,而产生科学,科学的核心是发现;对科学加以巧妙运用以适应环境、改善生活而产生技术,技术的核心是发明;人类为实现自己的需要,对已有的物质材料和生活环境加以系统性地开发、生产、加工、建造等,这便是工程,工程的核心是建造。运用科学、技术和工程,人类创造了丰富多彩的人工世界。技术与工程领域的学习可以使学生有机会综合所学的各方面知识,体验科学技术对个人生活和社会发展的影响。技术与工程实践活动可以使学生体会到“做”的成功和乐趣,并养成通过“动手做”解决问题的习惯。小学科学课教材中,技术与工程的知识体系如图4所示。

 


图4  技术与工程领域学习内容的知识结构

 

本研究将小学《科学》课程知识体系又按照1~6年级区分,各年级再按照物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域分类,分别制作了以各年级为中心的思维导图。制作过程中使用思维导图工具XMind,XMind可以运行在 Windows、Mac、Linux等平台,对于个人用户完全免费。XMind除了可以制作思维导图,还可以制作鱼骨图、二维图、树状图、逻辑图等。作为一款开发软件,获得过sourceforge社区2009最佳学术奖。我们选择XMind思维导图工具的原因主要在于以下五点理由:纯中文操作界面、适合中国人的思考方式、神奇的关联图与强大的工作簿、个性化窗口布局、兼容其它思维导图。XMind 迄今为止的最新版本是XMind 8,相比以往版本,它包括幻灯片演示模式、109个全新的剪贴画、好用的新模板。以下为一年级和三年级知识体系思维导图的压缩图形,可在电子版中放大观看。其它年级的因为篇幅的限制暂未列入,如需要可随时联系本课题组提供相应的软件及文本。

 


图5  小学一年级知识体系思维导图

 


图6  小学三年级知识体系思维导图

 

(四)相关教辅类图书的出版情况

教辅图书在教育类书籍的体系中有着不可或缺的作用。为了进一步了解与小学科学课程配套的科普读物的信息,我们对相关图书的基本信息及质量进行了调研,整理出小学科学课程配套科普书籍种类及其基本信息。

目前与小学科学课配套的科普书籍数量较少,在当当网上销售的只有五、六十种。这些科普类教辅图书的销售量并不高,尤其是与一、二年级科学课相关的教辅类科普书籍数量较少、好评率较低。由于小学一年级的新教材刚出版之久,小学二年级的新教材尚未出版。这一阶段几乎成为教辅及科普创作的盲区。另外,大部分科普教辅图书所属出版社都是教育出版社,其他类型出版社不够重视科普教辅类图书的出版,这类图书的出版情况不容乐观。各出版社应该提高教辅类科普书籍的质量,完善图书的发行战略,关注营销策划。相关政府部门应该制定政策,鼓励小学科学课配套的教辅类科普书籍的创作,对优秀的书籍给予适当的资助或奖励。

三、武汉市中小学生的科学素质调查

在高度信息化社会的今天,科学技术高速发展,经济日益全球化。科学技术发展水平决定一个国家综合实力的高低,科技进步已成为一个国家社会、经济发展的决定性因素,而提高国家的科技水平的关键因素是人才培养。进入21世纪以来,我国将提高青少年科学素质作为建设创新型国家和全面建设小康社会的基础性社会工程,给予高度重视。随着新课程改革的实施,提高学生科学素质逐渐成为我国科学教育的终极目标。但是科学课程在中小学的开展是否有效地提升了学生的科学素质?学生的科学素质达到了怎样的水平,这些问题都需要对中学生的科学素养进行评价。自1992年起,我国先后开展了9次针对18岁以上成年人的全国性公民科学素养调查,而专门对青少年科学素质状况的调查研究则尚显不足。提高青少年科学素质是科学教育的重要目标。这一点已经在国际范围内达成共识。青少年作为国家发展的智力资源,是一个国家科技发展的重要后备人才,是国家未来的创造者和建设者,青少年的科学素质直接影响着国家的科技发展和经济发展水平,决定着我国在国际竞争中的地位。因此准确把握当代青少年科学素质状况,对寻找更好的科普教育途径和方法和提高整个民族的科学素质具有重要的意义。

(一)武汉市小学生科学素质调查

本课题组参考《小学科学课程标准》研制组编制的《小学生科学素养调查问卷》进行设计,从科学探究、情感态度价值观和科学知识三个维度测评小学生的科学素质水平。调查发现,武汉市小学生的科学素质总体水平较高,平均分为28.4,高于及格分(及格分为24),优秀人数占总人数的19.6%,合格人数占比81.7%。参考之前全国小学生科学素养调査结果:平均分23.6,优秀人数占比8.0%,合格人数占比44.2%,可见武汉市小学生科学素质高于全国平均水平。

科学探究维度的测评结果显示,89.8%的小学生对科学现象具有兴趣,乐于发现问题并尝试寻找答案。92.2%的小学生掌握了基础的探究能力,遇到问题能够自主思考问题,进行猜想与假设。58.6%的小学生掌握了一定的实验方法,能够进行实验操作,能够与同学、老师积极交流,得出正确结论。65.1%的小学生能够掌握常见的测量仪器,但对于比较复杂的测量工具掌握情况不太好,对于问题不能深入研究和多方位思考。

情感态度价值观维度从好奇心、创造性、务实性、坚持性、责任感、辩证思维、自主性和合作性这八个方面进行测量。尽管85.4%的小学生对新颖事物感到好奇,只有45.8%的小学生能克服阻力进行探索。27.8%的小学生逻辑思维能力较强,具有良好的科研潜力,其余小学生在这方面的能力需要培养。90%以上的小学生主观上能够保持“胜不骄、败不馁”的务实心态。85%以上的小学生能坚持观察小动物的生长过程并做好观察记录。90%以上的小学生有热爱环境的理念和较强的责任感。81.3%的小学生能辩证地看待问题,而不是简单地主观臆测。当遇到要求独立研究调查的问题时,78.0%的小学生选择与他人合作完成调查,14.2%的小学生愿意独立完成,也有7.8%的小学生不愿参与,整体表现出合作性较强而自主性较低。

在科学知识维度,小学生在生命科学和物质科学领域的知识掌握情况良好,在地球与宇宙科学领域的知识掌握情况一般。可能与该年龄段儿童的生活环境与认知规律有关。

(二)武汉市中学生科学素质现状分析

本课题组参照“2015年中国公民科学素质抽样调查指标体系”,并根据时代的发展对相应内容进行适当地修改,设计出中学生科学素质调查问卷。问卷从“对科学的理解”“科技信息来源”“对科学技术的态度”三个维度测评中学生的科学素质水平。受调查中学生科学素质的得分为67.1±9.9,其中,被视为具有科学素质的中学生有64人,占总人数的39.3%,明显超过目前全国公民科学素质平均水平及武汉市市民科学素质平均水平。

从调查结果来看,受调查学生对于基本的科学知识点掌握较好。例如第20题“地球的板块运动会造成地震吗?”正确率达到95.7%,第29题“一个农民发现田里庄稼缺水,他儿子建议从附近的大海里取水灌溉,这个方法可行吗?”正确率达到99.3%。但是对公共科技议题的理解正确率较低。例如“转基因技术是否能把动物的基因转移到植物上?”正确率为26.9%。再如“抗生素能否杀死病毒?”正确率为17.2%。由此可见,中学生科学素质教育中,基础课程教育较为成熟,而在公共科技议题方面涉及较少,这一结果值得反思。

科技信息来源方面,除了学校教育,96.9%的中学生会通过互联网获取科技发展信息,互联网已成为中学生获取科技发展信息的主要渠道。与此同时,电视仍然是大多数中学生获取科技信息的重要渠道,占比87.7%。图书也是中学生获取科技发展信息的重要渠道,占比82.8%。选择报纸和广播作为获取信息渠道的人数较少,传统媒体在传播科技发展信息方面的优势逐渐式微。

大多数中学生对科技类的新闻话题表现出较高的兴趣。其中,对于科学新发展、新发明和新技术类的话题感兴趣的程度高达95.0%。中学生关注的知识热点在于宇宙与空间探索、新能源开发利用、环境污染与治理,对于遗传学与转基因技术、纳米材料等新方面信息的兴趣较弱,可能与这些科研方向缺乏有效的科普宣传有关。

大部分中学生认为科学对人类社会的进步有利有弊,能辩证地看待科学成果的社会价值,并认为“政府应该通过举办听证会等多种途径,让公众更有效地参与科技决策”以及“科学家要参与科学传播,让公众了解科学研究的新进展”。

四、少儿科普传播的现状与发展

(一)传统少儿科普传播的现状与发展

少儿科普传播对于提升少儿科学素质具有明显的促进作用。本课题组也进行了相关的调查。传统少儿科普传播的途径包括书刊、报纸、广播、电视等,本次调查侧重于从优秀作品的角度来评价其质量,并与小学科学课的知识体系进行对照。我们将2015至2017年间,中国科普作家协会优秀科普作品奖、全国优秀科普作品、世界华人科普奖、梁希科普奖、中国优秀科普图书排行榜、中国十大科普图书、十大网络科普作品共七类评选奖项所公示的354种获奖作品进行了统计分析,其中内容为物质科学的科普作品所占百分比为6%、生命科学为31%、地球与宇宙科学为20%、技术与工程为16%、其他为27%。

 

图7 2015-2017获奖图书学科分类统计饼图

通过分析整理发现,市场上针对少儿而写的获奖科普作品数量较少,大部分科普作品的面向群体是成人大众,比如:《这就是二十四节气(4册)》、《雾霾里的生存智慧—PM2.5自我防护手册》、《时间的奥秘》等。这些科普作品已超出小学生的认知水平,更不符合小学科学课程体系。除了少数有明确定位的作品,如:《物种起源(少儿彩绘版)》、《中国儿童动物百科》、《万物运转的秘密——给青少年的物理世界入门书》,大多数科普作品和科学课联系并不紧密,不适合作为科学课程的配套读物来帮助少儿学习,而因其高出少儿的一般智力水平,会阻碍他们的阅读。

(二)网络新媒体少儿科普传播的现状与发展

传统纸媒由于受其自身的约束,不便携带、不便与人分享,且在制作排版时,其内容常常受到篇幅、成本等的影响。而新媒体则很好地解决了这些问题,便于分享、便于携带、传播速度快,且能满足人们日常碎片化阅读的需要。传统纸媒书为了自身发展的需要,不得不与新媒体结合,推出相应的新媒体平台。

以中国地理杂志社出版的《博物杂志》为例,《博物杂志》于2009年12月开始运营其官方微博。科普微博作为科普的一种新渠道是以科学普及为主要博文内容的微博的简称。科普微博博主包括科技工作者、科普教育基地和场馆、科普杂志书刊、科普网站等等。这些科普微博大都定位在围绕科技发现和社会热点,结合自身特点,贴近百姓生活,发布科普知识,讨论科学问题,组织科普活动,推荐科普作品,宣传科普场馆或者科普杂志等等,有的还会定期邀请各领域专家学者与网友进行互动交流。博物官方微博早期以转发科普内容和推介自身杂志内容为主,从2012年1月开始,博物官方微博的内容开始侧重义务科普,致力于打造博物、科普、求知的专业形象,并以“博物君”自称。科普微博借助其自身的优势,既向大众推广了其书籍本身的内容,又向大众传递了更多的科普知识。

又如科普经典书籍《十万个为什么》在第六版面世时,以传统纸媒书为根基,积极拓展新媒体部分,衍生出电子书、游戏、动漫,通过各种终端,让孩子们随时随地感受科普魅力,形成一个以“十万”为主题的立体产品线。除了官方微博,大多传统纸媒书已开始积极融入互联网时代,开始建设自己的网站、官方微信公众号、制作电子版书籍等,积极拓展加深传统纸媒书与新媒体结合的部分。

从2016和2017年网络十大科普作品获奖作品分析(表8,表9),网络科普作品主要分为:(1)图片类型:如《引力波,带人类倾听星辰大海的声音》用生动形象的语言和图片解释了什么是引力波,引力波是怎么被探测到的,以及引力波是如何产生的。(2)演讲类型:《徐颖:来自星星的灯塔》。(3)视音频:《长征七号:太空运输大力士》以手绘和动画相结合的方式,解释了长征七号的技术新特点,在科普性和趣味性之间得到了平衡。(4)综艺节目:如《加油,向未来》中的一个实验,该实验利用口香糖开椰子的现象解释了非牛顿流体,让科学原理简单易懂,并获得了广泛传播。(5)采访节目:如《“墨子”发射:量子通信最强音》通过采访量子科学实验卫星首席科学家潘建伟,针对民众关心的全球首颗量子卫星其独特之处在哪里、“墨子号”都承担了哪些科学任务等问题进行了权威解读。

五、少儿科普图书出版情况

(一)近年来少儿科普图书的出版情况

本次调研的数据主要通过网上调研完成。由于当当网是全球最大的中文图书网上商城,所以本次调研选择当当网上的科普图书信息为基础进行分析研究。主要方法是利用python编写爬虫,首先对当当网所有科普图书的信息进行爬取,并对采集到的数据进行整理、补充、去重,得到14000余条数据;其次抓取当当最新科普图书销售排行榜(2014-2017各年)上榜图书信息,经整理得到每年销售排行位居前500的图书数据。

截至2018年7月,市场上在售的科普图书共有13878种,具体如图1所示。大体看来,科普图书主要从1999年开始逐年上升,2005年、2006年较之前有所下降,之后都呈稳步上升的趋势。在2015年,科普图书出版达到1600种,之后开始逐年减少。

 

图8  当当网上科普图书销售品种统计(截至2018年7月)

 

科普读物根据其内容的不同被划分为科学世界、百科知识、宇宙知识、生物世界、生态环境、人类故事、英文原版书-科普七个子类,对近三年来销量排行前500的科普图书的类别进行统计得到结果如图9所示。

 

图9 近三年当当科普图书类别统计(销量排行前500)

通过上图可知,近三年来,销量top500的科普图书中,有关科学世界主题的图书有168种,占比最大,为34%,其次是生物世界,占20%,然后为百科知识,占18%,宇宙知识、生态环境、人物故事分别占15%、9%和4%。整体来看,可以发现:“科学世界”“生物世界”“宇宙知识”等多类图书发展向好。这些科普图书主要是以通俗的语言传授科学知识,尤其是自然科学知识,其覆盖面广,涵盖了数学、物理、生物、天文、化学等各个学科领域。这些图书立足从方方面面提升人的科学知识水平,拓展人的认识领域,提高人的科学素质。随着读者受教育程度的不断提高,人们科学文化素质普遍提升,这类科普图书的市场需求会逐渐增加。

“百科知识”类图书经久不衰。百科全书,即涉及多行业领域或某一领域内的知识内容,重在答疑解惑的资料性工具书。此类图书包括宇宙星空、动植物、生活常识等内容,多具有完备的知识资料与严谨科学的观点。毫无疑问,百科全书作为科普图书中一个较大细分类,是推动科普图书市场变得更加成熟所不可或缺的标杆。当前,面对越来越激烈的图书市场竞争和读者阅读需求的不断变化,具备较长发展历程的百科全书仍有很多需要进步完善的地方。

“生态环境”、“人类故事”图书上榜较少,值得我们反思和注意。如今,随着工业化程度地加深和社会发展进程地加快,环境污染、能源滥用等问题日益严重,这些短视的掠夺性发展方式应该被人们所摒弃。出版生态环境相关图书,正符合当前发展的需要,也体现出版社的社会责任担当。“人类故事”类图书,重在向读者传达一种人文的自然情致和历史的生动趣味性,读者通过这些书籍能够接触到一个充满人文情趣与历史积淀感的世界,树立一个积极正确的世界观,塑造培养其阅读兴趣与习惯,所以说这类图书也是必不可少,其市场热度仍然有较大提升空间。

(二)少儿科普图书出版存在的问题

经过调查发现,我国目前少儿科普图书存在以下问题:第一,偏重知识性,缺乏普遍性。少儿科普图书的价值可分为三个层次:第一层是向青少年传播科学知识,第二层是培养青少年的科学思维,第三层是培养青少年科学探索的精神。要实现这样的价值,少儿科普图书须在保证知识准确性的基础上,增强趣味性,牢牢吸引小读者,而这也是我国原创少儿科普图书的一个软肋。很多少儿科普图书过于偏重讲授知识,灌输痕迹明显,缺乏深入挖掘知识背后的科学方法、科学思维和科学精神等。少儿科普作品不仅仅只是传播知识,更应该要考虑小读者的阅读需求和阅读体验。第二,编写团队水平参差不齐。专注于科普创作不仅需要具备科学知识属性,而且要避免图书内容过于理论化与专业化,少儿科普图书要融科学性、思想性、艺术性、通俗性、可读性、趣味性于一体。这就对编写读者提出很大挑战 。然而从目前的少儿科普情况来看,科普图书原创性不高,语言不够有趣味性。书籍内容跟不上时代发展潮流,内容不能吸引当今的小读者。编者知识库存没有即使更新,导致写出的内容较为陈旧。

对当当2014-2017年畅销榜上榜图书的统计得知,71%的畅销科普图书是引进的,只有29%是非引进科普图书。自湖南科学技术出版社成功引进了“第一推动”丛书之后,越来越多的出版社加入到引进的队伍中来。近年来,一大批国外优秀科普作品进入了中国图书市场。这些图书内容丰富严谨、形式生动活泼、定位明确合理,所以大多取得了不俗的销售业绩。与之相反的是,多数非引进的图书销售状况不佳,深入探讨造成这一现象的原因也是十分有必要的。

(三)加强少儿科普书籍创作与宣传对策和建议

繁荣少儿科普创作,提高全民族科学文化素质仅靠舆论呼吁是远远不够的,要靠政府、出版社、科技工作者、媒体等各方面的努力。以下仅就其中最重要且需要政府引导的方面加以阐述。

1. 将科普创作纳入科研工作者的评价体系。目前对科研工作者的评价标准僵硬,不适合科普人才的成长。科研工作的考核标准通常取决于项目和论文,与其相关的专利、著作、奖励也占一席之地。但科普著作不被承认是学术著作,科普奖励也常常得不到认可。本次调研过程中,几乎所有的科普创作者、出版界人士都认为:科普创作的付出得不到主流评价系统的承认,科普创作者在岗位考核、职称评聘等方面处于劣势,是制约科普创作最大的瓶颈。针对这个问题,我们认为政府部门应该引导科研单位在各项考核指标的制定过程中,应该认可与科普相关的工作任务与成果。对于确实优秀的科普创作人才,政府可以考虑设立专门的工作室,给予一定的经费或政策支持,设置专门的考核方式,让他们找到合适的舞台,发挥自己独特的才华。

2. 以项目的方式增加对于科普创作的投入。基础理论研究和应用领域的科学研究可以通过国家自然科学基金委、科技部、教育部、农业部、各省市科技厅、企业联合会等渠道获得相对充足的科研经费,而科普创作的经费基本上只能来自科协。科协给予的经费资助通常只能用于科普书籍的出版,而与之相关的调研费、资料费等难以保证。各级政府部门应当把加强科普宣传提高到促进经济社会可持续发展的战略高度,增设不同来源的科普创作项目,增加科普创作项目的经费投入,切实提高科普创作的社会效益和经济效益。

3. 发挥新媒体作用及加强市场引导。互联网背景下,科普创作已经不单纯是书籍出版或报刊杂志出版的形式,而是涌现出很多新形式如科普网站、科普APP、科普微信和科普微博。市场经济体制下,科普创作也将通过与读者互动创造更大的社会效益和经济效益。例如,动植物相关的科普书籍可以和动物园、植物园联合推出亲子活动、探险旅游等外围产业;带有故事情节的科普作品,可以通过动漫公司进行改编,制作成动画片进一步扩大影响。总之,伴随着网络化信息化的发展和市场经济的发展,科普创作应当尝试各种方式的改革,不断推陈出新,提高科普传播效率,增强民众的科普意识,推动科普工作的进一步发展。

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课题组成员:
武汉市科学技术协会   熊少明  安群慧  徐继平  陶  虹  陈  莉
华中师范大学         王  欣  张自然  李文昊  刘  露  张志平  叶  欢

 

 

附录:专报一


关于提高武汉市中小学生科学素质培养创新能力的建议

 

武汉市人民政府在“十三五规划”中明确提出,要实现“我市公民具备基本科学素质水平稳步提升,到2020年达到16.5%”的目标。目前武汉市中小学生约165万人,占总人口比例约20%,正处于求知欲最旺盛、认知和性格可塑性最强的阶段。武汉市中小学生的科学素质状况尚未见报道,绝大部分科学素质调查是针对成年人开展的。华中师范大学课题组走访武汉市多所中小学,深入剖析学生的科学素质及相关影响因素,提出提升武汉市中小学生提高科学素质、培养创新能力的建议。

一、武汉市小学生科学素质现状分析

本课题组参考《小学科学课程标准》研制组编制的《小学生科学素养调查问卷》进行设计,从科学探究、情感态度价值观和科学知识三个维度测评小学生的科学素质水平。调查发现,武汉市小学生的科学素质总体水平较高,平均分为28.4,高于及格分(及格分为24),优秀人数占总人数的19.6%,合格人数占比81.7%。参考之前全国小学生科学素养调査结果:平均分23.6,优秀人数占比8.0%,合格人数占比44.2%,可见武汉市小学生科学素质高于全国平均水平。

科学探究维度的测评结果显示,89.8%的小学生对科学现象具有兴趣,乐于发现问题并尝试寻找答案。92.2%的小学生掌握基础的探究能力,遇到问题能够自主思考问题,进行猜想与假设。58.6%的小学生掌握一定的实验方法,能够进行实验操作,能够与同学、老师积极交流,得出正确结论。65.1%的小学生能够掌握常见的测量仪器,但对于比较复杂的测量工具掌握情况不太好,对于问题不能深入研究和多方位思考。

情感态度价值观维度从好奇心、创造性、务实性、坚持性、责任感、辩证思维、自主性和合作性这八个方面进行测量。尽管85.4%的小学生对新颖事物感到好奇,只有45.8%的小学生能克服阻力进行探索。27.8%的小学生逻辑思维能力较强,具有良好的科研潜力,其余小学生这方面的能力需要培养。90%以上的小学生主观上能够保持“胜不骄、败不馁”的务实心态。85%以上的小学生能坚持观察小动物的生长过程并做好观察记录。90%以上的小学生有热爱环境的理念和较强的责任感。81.3%的小学生能辩证地看待问题,而不是简单的主观臆测。当遇到要求独立研究调查的问题时,78.0%的小学生选择与他人合作完成调查,14.2%的小学生愿意独立完成,也有7.8%的小学生不愿参与,整体表现出合作性较强而自主性较低。

在科学知识维度,小学生在生命科学和物质科学领域的知识掌握情况良好,地球与宇宙科学领域的知识掌握情况一般。可能与该年龄段儿童的生活环境与认知规律有关。

二、武汉市中学生科学素质现状分析

本课题组参照“2015年中国公民科学素质抽样调查指标体系”,并根据时代的发展对相应内容进行适当地修改,设计出中学生科学素质调查问卷。问卷从“对科学的理解”“科技信息来源”“对科学技术的态度”三个维度测评中学生的科学素质水平。受调查中学生科学素质的得分为67.1±9.9,其中,被视为具有科学素质的中学生有64人,占总人数的39.3%,明显超过目前全国公民科学素质平均水平及武汉市市民科学素质平均水平。

从调查结果来看,受调查学生对于基本的科学知识点掌握较好。例如第20题“地球的板块运动会造成地震吗?”正确率达到95.7%,第29题“一个农民发现田里庄稼缺水,他儿子建议从附近的大海里取水灌溉,这个方法可行吗?”正确率达到99.3%。但是对公共科技议题的理解正确率较低。例如“转基因技术是否能把动物的基因转移到植物上?”正确率为26.9%。再如“抗生素能否杀死病毒?”正确率为17.2%。由此可见,中学生科学素质教育中,基础课程教育发展较为成熟,而在公共科技议题方面涉及较少,这一结果值得反思。

科技信息来源方面,除了学校教育,96.9%的中学生会通过互联网获取科技发展信息,互联网已成为中学生获取科技发展信息的主要渠道。与此同时,电视仍然是大多数中学生获取科技信息的重要渠道,占比87.7%。图书也是中学生获取科技发展信息的重要渠道,占比82.8%。选择报纸和广播作为获取信息渠道的人数较少,传统媒体在传播科技发展信息方面的优势逐渐式微。

大多数中学生对科技类的新闻话题表现出较高的兴趣,其中,对于科学新发展、新发明和新技术类的话题感兴趣的程度高达95.0%。中学生关注的知识热点在于宇宙与空间探索、新能源开发利用、环境污染与治理,对于遗传学与转基因技术、纳米材料等新材料方面信息的兴趣较弱,可能与这些科研方向缺乏有效的科普宣传有关。

大部分中学生认为科学对人类社会的进步有利有弊,能辩证的看待科学成果的社会价值,并认为“政府应该通过举办听证会等多种途径,让公众更有效地参与科技决策”以及“科学家要参与科学传播,让公众了解科学研究的新进展”。

三、提高武汉市中小学生科学素质的政策建议

青少年是建设祖国的生力军,他们的科学素质的提升是整体市民科学素质提升的源泉和动力,对社会经济的发展和精神文明建设起着更为重要和长远的作用。根据本次调查的结果,我们对提高武汉市中小学生科学素质提出如下建议。

(一)切实做好中小学科学课程的教学改革

学校教育是中小学生获取科学知识的主要来源,其重要程度不可忽视。目前,中小学科学课程都在进行教材和教学方法的改革,尝试各种途径来提供学生的学习兴趣及创新能力。教学改革必须建立在合适的评价标准之上,才能切实有效地进行。我国政府自2006年即颁布实施《全民科学素质行动计划纲要》,十余年来初见成效,公民科学素质水平稳步提高,但距发达国家的科学素质水平尚存在差距。将学生科学素质的提高纳入教学改革的评价指标,可以突破以考试成绩作为评价指标的局限,对于提高国家综合实力和可持续发展都具有深远的影响。

具体而言,中小学科学课程的教师应该测量学生的科学素质水平,发现其中的薄弱环节并采用有针对性的教学改革措施。例如,针对小学生不愿独立进行调查研究的问题,可以从简单的调查实践着手,调查家中早餐的食物品种、调查校园里的常见植物种类等,使他们对什么是调查研究有一个基本的认识;还可以组织小学生到科研单位参观,对调查研究增加感性认识。又比如,针对小学生对地球与宇宙科学领域的知识掌握情况一般的问题,可以在讲述这类知识时多使用教具和多媒体教学;条件允许时安排到地质博物馆参观、到野外观星,帮他们开拓视野,增强学习兴趣。

中小学科学课程的内容,也应该与时俱进,适当增加科技前沿信息、公共科技议题等内容,注重培养他们的逻辑思维能力、理性和思辨的精神。这对于促进社会的和谐发展具有重要意义。例如,多数民众对于转基因食物抱着不认可的态度,理由仅仅是因为一些虚假、片面的宣传,某些宣传甚至上升到政治层面煽动民族仇恨。由于缺乏基本的科学知识储备以及科学态度,很多人不去深入思考转基因的原理,探讨客观评价转基因食物的安全性,而是想当然地附和一些观点。诸如此类的思维习惯如果不改变,会影响国家的可持续发展和国际间的交流与合作。

(二)为提升中小学科学素质建设合适的科学传播途径

科学知识必须通过适当的传播途径才能被民众,包括青少年儿童接受。科学传播途径的建设应该走传统媒体与新媒体相结合的道路。传统科普形式始终保持着科学性强、通俗易懂这两点基本优势。科普图书或者期刊都是经过严格审阅后出版的,对科普内容的阐述更具有深度,知识的准确性更高,相比之下科普网站、微信、微博的文章篇幅短,对科普知识的解释片面,其科普准确性受到质疑。传统科普内容更注重通俗地解释科学知识,尤其是少儿科普作品文字简洁,图像生动,使传统科普图书、报刊等拥有较稳定的读者群,而科普微信、网站等文字内容过于现代化潮流化,对于低龄儿童或者网络信息接触少的读者而言不易理解。

当然,科普新媒体具有时效性、视觉性、互动性、便捷性等优势,是互联网时代科普发展的必然趋势。科普的新形式与传统形式应该相互借鉴和融合,通过推出有声书、电子书、作品再创作等方式,提高科普传播效率,推进科普工作的发展。本次调研还针对少儿网络科普传播渠道进行了调查,筛选出一批优秀的科普网络作品、少儿科普APP、少儿科普有声读者、少儿科普动漫等。整体而言,少儿网络科普传播平台发展迅猛,良莠不齐,国外引进版权作品数量多于国内原创作品。

不同信息传播平台的建议应充分考虑其服务对象的年龄与阅读心理等特点。相对于成人,少儿学习科普知识偏重于借助传统媒体,越是低龄的儿童接触网络媒体越受到限制,越偏重于从传统媒体获取知识。小学阶段是智能发育迅速、思维可塑性很强的时期,科普工作者应该充分考虑到这一年龄阶段人群的需求。中学生也不应过于依赖新媒体手段,在网络浅阅读模式影响下需要回归纸质报刊书籍,加强自身修养、沉淀内心。中小学生对于科普知识的需求是多样化的,要求市场提供多样化的产品和服务,科技传播与普及也不能只局限于单一渠道而要做到多方面开展。

(三)对中小学生科学素质进行动态的测评

本次调查对武汉市小学生和中学生进行科学素质测评框架的设计,并开展问卷调查,根据调查结果分析目前中小学生科学素质现状。整体而言,武汉市中小学生科学素质水平超过全国平均水平,科学兴趣较高,掌握基本的科学方法,对科学知识的掌握还有待提高,针对复杂问题时的科学探究能力还需要加强。未来还需要进一步加强中小学生科学素质的培养,需要各教育部门、学校和其他文化机构开展合作,注重探究式学习的应用,多结合实践活动开展教育,注重科学交流与表达。

本次调查获得了详实丰富的数据信息,然而仅凭一次调查很难对提高我市中小学生科学素质做出全面系统的评价和有效的推动。希望有关部门能在本次调研提供的问卷、数据、分析和建议的基础上,加强对中小学科学素质培养的重视,切实采取措施进行科学教育与科普传播,并通过定期的科学素质调查来评价其效果。这样,我市中小学生科学素质会不断得到提升,这对于提高全民科学素质、增强国家自主创新能力、提高国家竞争力、建设创新型国家都将产生积极的推动作用。


附录:专报二


关于完善武汉市小学科学课程知识体系提升少儿科学素质的建议

 

随着素质教育的深入开展,小学科学课程在实践探索中不断向前发展。我国教育部为保障全民科学素质行动在基础教育领域的顺利进行,并以此来推动小学科学教育的深入发展,重新修订并完善了小学科学课程标准,对小学科学课的教学内容进行了调整。新版小学科学课教材质量如何?目前缺乏客观的评价标准及反馈意见。华中师范大学通过文献调查、问卷调查、思维导图整理等方式,深入分析小学科学课的教材内容和特点,提出完善武汉市小学科学课程知识体系、提升科学素质的建议。

一、武汉市小学生科学课程的教材选用

目前,武汉市小学使用的科学教材主要有教科版与鄂教版两种。教科版小学《科学》教材由郁波主编,经全国中小学教材审定委员会审查通过,由教育科学出版社出版。教科版教材的编写注重贴近学生的生活实际,同时强调教育性与科学性的有机结合。深入分析教科版科学教材的编写特色,可以看出该教材中,活动是精华,结构是特色,同时在教学目标方面注意教育内涵的研究,不仅重视教育活动,还努力提高教育活动的价值。教科版教材根据《新课标》的要求,将小学科学课程内容设计得更加丰富多彩,从身边的动植物、水、空气和建筑等常见的内容,到太阳、宇宙、生态系统等宏观景物都包含在教材中,极大地丰富了小学科学课程的教学内容,也丰富了学生的基础科学知识。鄂教版小学《科学》教材由武汉大学教授金准智担任主编,湖北省教研室原副主任胡济良担任执行主编,由湖北教育出版社出版,主要使用地区为湖北省。江岸区鄱阳街小学科学教师姜婷介绍,这次《新课标》调整后,武汉市小学将统一使用教科版科学教材。

二、教科版科学教材知识体系的架构

教科版小学《科学》教材以典型的、优化的、结构化的活动组成教学单元,十分重视通过活动让学生体验科学探究的过程,从而培养学生的科学探究能力。同时,它还强调科学知识体系的构建。

科学的知识构成方面。教科版科学教材涉及生命世界、物质世界、地球与宇宙三大领域的科学知识,其中物质世界部分的内容所占比例最多,其次是生命世界,最后是地球与宇宙。学科内容分布相对比较集中,如生物学科知识在三年级和四年级中分布最多,化学学科知识分布在三年级和四年级上册,物理学科知识分布在五年级和六年级上册,地理学科知识分布在四、五年级和六年级上册,这也从体现了它注重构建知识体系的特点。教科版科学教材还增添了技术与工程领域内容,这是基于当前比较受欢迎的STEM(STEM 教育中S代表Science,T代表Technology,E代表 Engineening,M代表Mathematics)教育模式进行的补充。这部分内容旨在促进小学生对该领域的了解,而技术与工程是推动人类社会前进的巨大力量。

教材结构方面,教科版科学教材的结构比较简单,整套教材只由主题单元构成,不包括其它板块。它强调以活动为基础,着力发展学生的科学探究能力。它的基本设计思路是通过活动水平层次的不断提升,使学生对科学探究的了解不断加深,科学探究的能力不断提高。

呈现方式方面,教科版科学教材的知识内容构成丰富多彩,呈现方式活泼有趣,符合儿童心理年龄特点,有利于激发学生的学习兴趣。翻开教材,给学生的最初印象就是色彩丰富,再认真翻阅后会发现教学内容由很多形象生动的图片和简单易懂、有趣的文字组成,极大激发了学生学习科学课程的兴趣。总的来说,教科版科学教材图文并茂、图片清新精美、文字生动优美,有利于学生更好地学习科学课程。

本课题组将教科版科学教材与鄂教版、苏教版、冀教版科学教材进行了比较。整体而言,教科版科学教材的知识体系的架构更接近《新课标》的标准。本课题组对教科版科学教材1-6年级的知识点都进行了思维导图的整理,认为该教材对知识点的设计详细、结构严密、逻辑关系清楚。但也存在一起问题。比如目前3-6年级使用的教材中有些知识点与新课标对应不上。四年级教材出现的内容,学习目标却写在了《新课标》的5-6年级里面。

三、通过课程改革提升武汉市中小学生科学素质的建议

(一)进一步完善科学课程的知识体系

新版小学科学课教材在知识体系方面有了明显的改进,但是并非完美。结合本次我们对武汉市小学生科学素质所做的调查,反映出这样一些问题:多数小学生能够掌握常见的测量仪器,但对于比较复杂的测量工具掌握情况不太好,对于问题不能深入研究和多方位思考;多数小学生具有好奇心和探索精神,但是逻辑思维能力较差,动手操作能力较差。多数小学生在生命科学和物质科学领域的知识掌握情况良好,地球与宇宙科学领域的知识掌握情况一般。可能与该年龄段儿童的生活环境与认知规律有关。

为解决这些问题,进一步提升小学生的科学素质,各教育部门、学校和其他文化机构应当开展合作,注重探究式学习的应用,多结合实践活动开展教育,注重科学交流与表达。同时,在小学科学课的教材设计上,应针对他们的薄弱环节增加内容、培养兴趣,让他们在课堂学习的过程中获得平衡而全面的发展。

(二)加强思维导图在教学等环节的应用

思维导图又叫心智导图,运用图文并重的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。思维导图是一种视觉组织工具,它对知识的表达方式使得科学知识的结构更简明,有利于加强学生对概念的理解,并对其逻辑思维能力也有一定的提高。思维导图的知识表征方式及知识的表达与理解,与科学教学有共通之处, 可让学生更容易掌握科学知识结构,理解其抽象概念, 提升逻辑思维能力, 加强记忆能力。小学生的观察和认知能力尚比较薄弱,利用思维导图能帮助其梳理原有的认知结构,并呈现其观察过程,可使学生的新旧知识发生相互作用,达到重建概念的目的,这是小学科学探究活动的内涵之一。

本课题组在研究小学《科学》知识体系的过程中,本研究利用思维导图工具——XMind,对小学科学课程的整个知识体系制作了思维导图。我们按照6个年级和4个学科方向这两个维度做了10张思维导图,涵盖小学科学课的所有知识点,并理清相互间的逻辑关系,具体内容详见总报告。目前市场上有语文、数学等小学课程的思维导图书籍,未见有关小学科学课的思维导图书籍出版。希望本次制作的思维导图为小学教师教学提供一些有用的参考,同时也希望能够为小学教辅图书、科普图书提供有用的参考。教师在课堂设计过程中,可以根据思维导图来安排讲述知识点的顺序,或者对课堂内容进行总结。教辅、科普图书则可以根据思维导图来提供小学生感兴趣的课外学习内容。

(三)资助优秀的小学科学课配套的教辅类科普书籍出版

教辅图书在教育类书籍的体系中有着不可或缺的作用。为了进一步了解与小学科学课程配套的科普读物的信息,我们对相关图书的基本信息及质量进行了调研,整理出小学科学课程配套科普书籍种类及其基本信息。

目前与小学科学课配套的科普书籍数量较少,在当当网上销售的只有五、六十种。这些科普类教辅图书的销售量并不高,尤其是与一、二年级科学课相关的教辅类科普书籍数量较少、好评率较低。由于小学一年级的新教材刚出版之久,小学二年级的新教材尚未出版,这一阶段几乎成为教辅及科普创作的盲区。另外,大部分科普教辅图书所属出版社都是教育出版社,其他类型出版社不够重视科普教辅类图书的出版,这类图书的出版情况不容乐观。各出版社应该提高教辅类科普书籍的质量,完善图书的发行战略,关注营销策划。相关政府部门应该制定政策,鼓励小学科学课配套的教辅类科普书籍的创作,对优秀的书籍给予适当的资助或奖励。


附录三:科学素质问卷(小学版)


武汉市小学生科学素质调查问卷

 

亲爱的同学,你们知道吗?在世纪,无论社会还是个人想要成功地发展,全民及个人的科学素质是至关重要的。我们相信通过你们的学习,你们都可以成为具有科学素养的人。本问卷为无一记名答卷,请你根据实际情况如实回答问卷中的各个项目。谢谢你的支持!


一 基本情况

性别:

年龄(周岁):

年级:

二 单项选择题

1. 当你遇到某种有趣的或是令人惊奇的现象(比如鸡蛋能承载一个人)时,你是(  )

A、当时觉得很有意思,过后便将它放在脑后了

B、觉得没兴趣

C、觉得很有趣,很想知道原因,并且自己尝试着去解决

2. 在遇到很多问题时,你会(  )

A、觉得很烦,索性什么都不去想

B、找一个简单的问题解决

C、请求别人帮助选择其中的问题进行解决

D、自己对问题进行比较、评价和筛选,从而确定适合自己探究的方向性问题或提出富有成效的研究活动的问题

3. 当你遇到问题(如铁块会沉入水中,而铁船却能浮在水面?)时,你是(  )

A、直接寻找答案

B、自己先思考,并作出假设,然后再寻找答案

4. 你认为(  )

A、科学家们的假想和猜测都是正确的

B、假设和猜想总是不断的进行验证、修改,甚至有可能会被抛弃

C、所有的假设和猜想都要经过实验的证明才能完美

5. 在假期中,你是(  )

A、有计划的安排好自己的学习与娱乐

B、就那样过呗

C、有计划,但总不能按计划去做

D、有计划,而且也能按计划去做,但不能坚持

6. 在做一件事(如考察河水的污染情况)之前,你是(  )

A、想去,但怕麻烦

B、直接去做

C、先制订计划,然后一步一步按计划进行

7. 当我们面向南方,太阳在我们的左上方时,这时是()

A、上午

B、中午

C、下午

D、傍晚

8. 如果你想了解奶粉在冷水里溶解得快还是在热水里溶解得快,你会(  )

A、把奶粉放入冷水中  

B、把奶粉放入热水中

C、把奶粉分成两部分,一部分放入冷水中,一部分放入热水中

D、把奶粉分成同样多的两份,同时把一份放入冷水中,另一份放入热水中

9. 通常,你的制作:(  )

A、照着实验书进行操作

B、材料是自己动手找,然后根据自己的构思进行制作

10. 如果你需要测量一杯水的体积,应该使用以下哪种工具?(  )

A、直尺、量角器、圆规

B、量杯、量筒

C、温度计

D、天平

11. 使用测力计时:(  )

A、应先调零,然后再测

B、什么样的物体都可以测

C、读数时视线应由下往上看

12. 如果你想详细的了解宇宙的起源,你会:(  )

A、问老师

B、查找课本

C、网络搜索

13. 如果让你研究一种小动物,你会怎么做?(  )

A、你会在饲养过程中研究它

B、上网或上图书馆查询资料

14. 在你做实验得出结论之前,你:(  )

A、看到什么现象,就得出什么结论

B、会经过反复的实验和思考才得出结论

C、别人得出什么结论,自己就得出什么结论

15. 有小朋友说:“人站在鸡蛋上,蛋壳不会破”,你会(  )

A、很相信

B、不相信

C、不相信,并亲自做实验来看个究竟

16. 当你在观察实验过程中有新的发现时,你会(  )

A、把新的发现藏在心理,生怕说错

B、立马告诉同伴

C、进行多次实验得到证实后,再告诉同伴

17. 当同伴的回答与自己的发现不同时,你是(  )

A、否定自己的结论,赞同别人的观点

B、对自己的结论产生怀疑,不知谁对谁错

C、坚持自己的观点,并能寻找支撑的理由

D、等待老师作出判断

18. 你会经常拆装一些小物品吗?(  )

A、即使遭到别人的反对,还是经常拆装

B、偶尔拆装,遭到反对后就放弃

C、怕拆了装不起来,从不拆装

19. 如果你看到蚕宝宝吐出了黄色的丝,你会:(  )

A、觉得很惊奇

B、觉得没什么大不了

C、觉得很有趣,并且会尝试着研究出其中的奥秘来

20. 我是一个男人,假如你的儿子是我儿子的父亲,那么下列哪一种是我和你的关系(  )

A、你的父亲

B、你的祖父

C、你的儿子

D、你的孙子

E、你就是我本人。

21. 当别人否定你的意见时,你会:(  )

A、你会对提意见的人怀恨在心

B、觉得很不屑

C、虚心听取别人的意见

22. 当你取得成绩时,你会:(  )

A、觉得自己很了不起,很看不起你的同学,特别是成绩不好的同学

B、听不进别人的意见,觉得自己的观点总是对的

C、认为这只是说明自己暂时成功了,要想进一步成功,还要继续努力

23. 如果需要你长期观察某种动物(如蚕)的生长过程并做好观察记录时,你会(  )

A、不愿按时观察

B、偶尔观察和记录,事后补一份

C、能经常观察,但懒得记录

D、能坚持观察并记录

24. 在探索和实践中碰到难题时:(  )

A、失去信心,放弃努力

B、开动脑筋 ,继续尝试

C、需要别人的鼓励和帮助,才能坚持下去

25. 看到同学或其他人随地乱扔纸屑时,你的态度是:(  )

A、认为没什么好奇怪的

B、觉得这种做法不对,但只当没看见

C、这种做法不对,马上劝阻他们的做法

26. 你的一位同学利用节假日在大街上进行节约用水、节约用电的宣传,你会怎样?(  )

A、支持并与他一起宣传

B、赞成但自己没有勇气宣传

C、嘲笑他

27. 你认为“麻雀”是害鸟还是益鸟(  )

A、麻雀会偷吃稻谷,所以它是害鸟

B、麻雀会帮助人类消灭害虫,所以它是益鸟

C、分析麻雀对人类的利弊,肯定麻雀对人类所作出的贡献

28. 有几个孩子在分辨三个灯泡中哪个最亮,你觉得谁的做法对?(  )

A、芳芳说:“我认为这个灯泡最亮,这就是答案。”

B、明明说:“三个灯泡都亮,没办法回答。”

C、红红说:“让我们找找测量亮度的方法吧”

D、青青说:“哪个灯泡最亮,大家投票表决吧”

29. 当别人快和你争吵起来的时候,尽管你知道自己是正确的,你会:(  )

A、转换这一话题,而不愿来一场争论

B、据理力争,向别人讲明自己的观点,说服别人接受自己的观点

C、倾听他的言语中是否有有道理的地方,然后提出自己的不同思考

30. 老师让你独立调查一下农药对土壤的污染情况,你会(  )

A、不感兴趣

B、想调查但怕麻烦

C、自己一个人去调查

D、找同学帮忙一起调查

31. 在小组实验中,你经常是(  )

A、自己单独做

B、坐着看其他同学做

C、与其他同学一起做

32. 当其他同学做实验遇到困难时:你会(  )

A、装作不知道

B、放弃自己的实验,帮助他人

C、完成自己的实验后,帮助他人

33. 下列四组物体中,哪一组全由生物组成:()

A、火、树、河  

B、云、河、树  

C、鸟、树、蜗牛  

D、火、云、河

34. 小明往盘子中浸湿的纸面上撒了几粒种子;小康的盘子中没有纸但加满了水,也撒了同样的种子,并把它放在小明的盘子身边。两天后,小明的种子发芽了,而小康的种子还是老样子,这是什么原因呢?

A、小康撒的种子需要更多的空气

B、小康撒的种子需要更多的光

C、小康没有把盘子放到暖和的地方

D、小康撒的是别的种子

35. 雏鸡在蛋壳里孵化21 天,它在蛋里时从何处吸取营养()

A、从老母鸡处

B、不需要营养

C、自己制造营养

D、从存在的蛋壳里的营养中

36. 烟花升天是利用()原理制作的

A、重力  B、弹力  C、反冲力

37. 盒子里放着沙粒和铁粉,以下哪种东西可以将两者快速分开()

A、放大镜  B、磁铁  C、火  D、水

38. 把下列东西埋在土里,几年后挖出来,试问哪样东西保持原有的状态未发生变化()

A、蛋壳   B、塑料   C、纸盘   D、桔子皮

39. 月球本身不会发光,这个说法是()

A、对 B、错 C、不清楚

40. 地球围绕着太阳转,转一圈是一年,这个说法是()

A、对  B、错  C、不清楚


附录四:科学素质调查问卷(中学版)


武汉市中学生科学素质调查问卷

 

各位同学你好!我们想要通过本次问卷调查了解目前武汉市中学生科学素质的状况,请你抽出一点时间配合填写以下问卷。本卷选项无对错之分,数据信息仅用来统计分析,请放心填写你的真实想法,我们也将对你的个人信息完全保密。真心感谢你的配合与支持!

 

你的性别是() [单选题]

A.男     B.女

首先,我们通过几个与日常生活有关问题,了解你获取科技信息的情况和对科学技术的态度。

1. 你对下面各类新闻话题是否感兴趣?感兴趣的程度如何?(每行选一项)[矩阵单选题]

 

非常感兴趣

一般感兴趣

不感兴趣

不知道

1)科学新发展

2)新发明和新技术

3)医学新进展

4)国际与外交政策

5)国家经济发展

6)农业发展

7)军事与国防

8)学校与教育

9)生活与健康

10)文化与艺术

11)体育与娱乐


2. 你对下列科技发展信息是否感兴趣?感兴趣的程度如何?(每行选一项)[矩阵单选题]

非常感兴趣

一般感兴趣

不感兴趣

不知道

1)宇宙与空间探索

2)环境污染及治理

3)计算机与网络技术

4)遗传学与转基因技术

5)纳米技术与新材料

6)新能源开发及利用

 

3. 在获取科技发展信息方面,你使用下列渠道的频度如何?(每行选一项)[矩阵单选题]

每天

每周

每月

每季度

几乎不用

1)报纸

2)图书

3)期刊杂志

4)电视

5)广播

6)互联网及移动互联网

7)亲友同事

 

4. 你通过互联网了解科技发展信息的频度如何?(每行选一项)[矩阵单选题]

每天

每周

每月

每季度

几乎不用

1)电子报纸

2)电子期刊杂志

3)电子书

4)腾讯网、新浪网、新华网等门户网站

5)百度、谷歌等搜索引擎

6)数字图书馆

7)微信

8)微博

 

5. 在过去一年中,你是否参加过下列形式的科普活动?频度如何?(每行选一项)[矩阵单选题]

每天

每周

每月

每季度

几乎不用

1)科技周、科技节、科普日

2)科技咨询

3)科技培训

4)科普讲座

5)科技展览

 

6. 在过去一年中,你是否去过以下科普场所?(每行选一项)[矩阵单选题]

去过

没去过

1)动物园、水族馆、植物园

2)科技馆等科技类展馆

3)自然博物馆

4)公共图书馆

5)美术展览馆

6)科普宣传车

7)流动科技馆

8)图书阅览室

10)科技示范点或科普活动站

11)工农业生产园区

12)高校、科研院所的实验室

 

7. 你是否参与过以下事情?请你说说对于各种事情的参与情况。(每行选一项)[矩阵单选题]

经常参与

有时参与

很少参与

没有参与过

不知道

1)阅读报刊、图书或互联网上的关于科学的文章

2)和亲戚、朋友、同事谈论有关科学技术的话题

3)参加与科学技术相关的公共问题的讨论

4)参与关于原子能、生物技术或环境等方面的论坛

 

8.你对下列各项有关科学技术的看法赞成或反对的程度如何?(每行选一项)[矩阵单选题]

非常赞成

基本赞成

既不赞成也不反对

基本反对

非常反对

不知道

1)现代科学技术将给我们后代提供更多的发展机会。

2)我们过于依靠科学而忽视了信仰。

3)由于科学技术的进步,地球的自然资源将会用之不竭。

4)科学和技术的进步将有助于治疗艾滋病和癌症等疾病。

5)持续不断的技术应用最终会毁掉我们赖以生存的地球。

6)如果能帮助人类解决健康问题,应该允许科学家用动物 (如:狗、猴子) 做试验。

7)即使没有科学技术,人们也可以生活得很好。

8)科学技术不能解决我们面临的任何问题。

9)科学技术既给我们带来好处也带来坏处,但是好处多于坏处。

10)科学家要参与科学传播,让公众了解科学研究的新进展。

11)科学技术的发展会使一些职业消失,但同时也会提供更多的就业机会。

12)公众对科技创新的理解和支持,是促进我国创新型国家建设的基础。

13)尽管不能马上产生效益,但是基础科学的研究是必要的,政府应该支持。

14)政府应该通过举办听证会等多种途径,让公众更有效地参与科技决策。

15)科学技术使我们的生活更健康、更便捷、更舒适。

 

9. 你对下列前沿科技信息的感兴趣程度如何?[矩阵单选题]

非常感兴趣

一般

感兴趣

不感兴趣

不知道

1)新一代信息技术:大数据、云计算、物联网等。

2)生命科学技术:新一代基因操作技术、脑科学和类脑人工智能等。

3)新材料技术:高性能纤维及复合材料、纳米材料、智能仿生和超材料等。

4)新能源技术:核能和太阳能发电、智能电网、煤炭清洁高效利用等。

5)智能制造:智能工厂、工业互联网等。

 

日常生活中我们经常遇到一些科学问题,请根据你的理解回答下列问题。
10. 常见燃料中,哪一种对环境污染最小?() [单选题]
A.天然气
B.煤炭
C.不知道

11. 灾害预警信号的颜色等级,从低到高的排列顺序是() [单选题]
A.蓝-橙-黄-红
B.橙-黄-蓝-红
C.蓝-黄-橙-红
D.不知道

12. 我们所说的计算机病毒是什么?() [单选题]
A.细菌
B.文件
C.程序
D.不知道

13. 如果得了传染病,应该怎么做?() [单选题]
A.接种相关疫苗
B.采取隔离措施
C.大量喝水排毒
D.不知道

14. 关于微波炉加热食物,说法正确的是() [单选题]
A.微波辐射容易使食物产生致癌物质
B.微波辐射会改变食物的分子结构
C.使食物中水分子高频震荡而加热
D.不知道

15. 父亲的基因决定孩子的性别,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

16. 抗生素能够杀死病毒,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

17. 转基因技术不能把动物的基因转移到植物上,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

18. 数百年来我们生活的大陆一直在缓慢地漂移并将继续漂移,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道


19. 地心的温度非常高,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道


20. 地球的板块运动会造成地震,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

21. 全球气候变化会造成雾霾天气,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

22. 冰块吸热时,冰块的温度一定会升高,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

23. 电子比原子小,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道


24. 激光是由汇聚声波产生的,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

25. 彩票中奖的号码是有规律的,是可以预测的,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

26. 所有的放射性现象都是人为造成的,该说法是() [单选题]
A.正确
B.错误
C.不知道

27. 下列哪一项是滥用抗生素产生的最主要结果() [单选题]
A.将导致细菌产生耐药性
B.将诱发其他疾病
C.人们将对抗生素上瘾
D.不知道
28. 20世纪30年代射电望远镜诞生,与光学望远镜不同,射电望远镜接收的是天体发出的哪一种波?() [单选题]
A.引力波
B.电磁波
C.声波
D.不知道

29. 一个农民发现田里庄稼缺水,他儿子建议从附近的大海里取水灌溉,这个方法可行吗 ?() [单选题]
A.可行,因为海水充足
B.可行,因为海水含天然肥料
C.不可行,因为海水对于庄稼而言所含盐分太高
D.不可行,因为海水所受污染比雨水多
E.不知道

30. 医生为一对夫妇进行身体检查后告诉他们,如果他们生育孩子的话,他们的孩子患遗传病的可能性为25%,以下哪种说法 符合医生的意思?() [单选题]
A.如果他们生育的前三个孩子都很健康,那么第四个孩子肯定得遗传病
B.如果他们第一个孩子的遗传病,那么后面三个孩子将不会的遗传病
C.他们生育的孩子都有可能得遗传病
D.如果他们只生育三个孩子,那么这三个孩子都不会的遗传病
E.不知道

31. 一个科学研究者提出假说来解释自然现象,然后设计实验来验证这个假说。你认为下面哪一项是检验他的做法是否科学的最重要指标?() [单选题]
A.可操作性
B.可重复性
C.可模拟性
D.不知道

32. 科学假说要变成科学理论,需要进行逻辑分析、实践检验,以及对假说的证实或什么?() [单选题]
A.计算
B.传播
C.证伪
D.创新
E.不知道

33. 图中各点表示不同地区的居民糖的消费量和蛀牙发生率的情况。请问下列哪种说法是该图要表达的主要内容? [单选题]

A.近年来,所有地区的蛀牙率都有所上升。
B.部分地区人们刷牙的频率高于其他地区。
C.总的来说,人们吃糖越多,就越可能得蛀牙。
D.近年来,部分地区人均每天糖的消费量有所增加。
E.不知道

34. 当商家或陌生人给你送礼物,需要你扫描二维码、填身份证号或留手机号时,你会怎么处理? [单选题]
A.按照活动要求扫码、填写信息,毕竟拿了人家的礼物
B.看礼物怎么样,要是划算就扫码
C.先扫码关注,拿了礼物就取消关注
D.不轻易扫码,不留个人信息
E.不知道

 

问卷结束,再次感谢你的参与!
华中师范大学武汉市中小学生科学素质调研团

 

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