中学生科学核心素养影响因素分析及启示

一、学生科学核心素养的影响因素分析

1. 学生的非智力因素对科学核心素养的影响

相关分析显示，动机水平、情感态度和自我效能感等都与学生的科学（物理、化学、生物）核心素养表现显著正相关。说明学生的非智力因素是影响学生科学核心素养的重要因素变量，学生具备积极高水平的非智力因素，其更容易获得较高的核心素养。

回归分析结果显示，学生非智力因素中对学生核心素养影响较大的是自我效能（b物理=0.306；b化学=0.286；b生物=0.339）和学习动机（b物理=0.162；b化学=0.168；b生物=0.174）。

结构方程分析发现，学生的非智力因素影响学生科学核心素养的核心因素变量，对科学核心素养有显著的直接影响，且影响效果最大（b物理=0.474；b化学=0.533；b生物=0.500。），是其他因素对学生核心素养影响的核心中介变量。

2. 教师教学对科学核心素养的影响

物理、化学、生物三学科教师三类教学活动任务设计均与核心素养有显著正相关关系。教师三类教学活动任务设计（学习理解任务、实践应用任务和探究创新任务）对科学核心素养有显著的回归效应（sig.=0.000）。回归分析结果显示，在三类活动任务中，实践应用任务的频率对学生三科核心素养的影响最大（b物理=0.311；b化学=0.163；b生物=0.306），其次是学习理解任务（b物理=0.149；b化学=0.133；b生物=0.097）。

教师教学活动任务设计对学生科学核心素养没有直接影响，但它以学生非智力因素为中介对学生的科学核心素养产生重要的间接影响，影响效果也较大（b物理=0.285；b化学=0.353；b生物=0.300）。同时，它也是学校因素影响学生核心素养表现的重要中介变量。

                                                

3. 学校因素对学生科学核心素养的影响

相关分析结果显示，学校资源、学校校风以及师生关系均与学生核心素养有显著正相关关系。从相关系数来看，学校校风和师生关系对学生的科学核心素养影响略大，学校资源对学生的科学核心素养影响略小，但都达到统计学的显著水平。

师生关系、学校资源和学校校风等学校支持因素对学生科学核心素养没有直接影响，它们均通过教师教学、学生非智力因素等中介变量对学生的科学核心素养产生重要的间接影响。从影响效果来看，师生关系对学生科学核心素养的总影响效果相对非智力因素及教师教学要小一些，但效果也较显著（b物理=0.186；b化学=0.245；b生物=0.196）。学校支持对学生科学核心素养的总影响效果在本研究关注的影响因素系统内最小，但也有显著影响（b物理=0.171；b化学=0.185；b生物=0.180）。

4. 其他因素对学生科学核心素养的影响

研究中还考查了周课时、学生接受课外辅导时间、作业时间和作业难易程度等因素变量对学生科学核心素养的影响。研究结果表明，这些因素对科学核心素养的提升影响线性关系较弱，周课时数、作业时间尽管与科学核心素养表现总体呈正相关关系，但并不意味着每周上的科学（物理、化学、生物）课越多越好，也不是作业时间越长越好。具体分析周课时数和作业时间等因素变量与科学核心素养的关系，可以看出：物理、化学、生物每周4课时为佳，对学生核心素养提升较有利；学生每天花费在科学相关学科的作业时间以20～60分钟为宜，过长将会导致学生核心素养有一定的下降。因此，这些因素需要一线教师特别关注。

二、学生科学核心素养研究的启示

1. 各项非智力因素在科学核心素养提升的过程中具有决定性作用

各项非智力因素（学习动机、自我效能、情感态度）对学生的学习结果有重要影响，这一结论在很多研究者的研究中已经被证实过。[13]-[15]本研究进一步证实了非智力因素在知识向素养转化以及素养提升的过程中有非常重要的作用。研究显示，非智力因素不仅对学生学科核心素养的生成和发展有重要的推动作用，而且是其他众多因素变量（教师因素、学校因素）影响学生学科核心素养的中介变量。

素养的形成与知识的掌握并不完全相同。知识可以通过机械记忆以及不断地强化得以累积和增长，本研究中的因变量学科核心素养的生成需要个体主观能动性的参与。非智力因素与建构主义理论中强调的个体的主观能动性是密切相关的。非智力因素具有动力、定向、引导、维持、调控和强化等六大功能。[16]在智力水平正常的情况下，非智力因素是素养生成的基本保障，甚至表现出比智力因素更大的作用。[17]林崇德也指出，应从非智力因素入手来促进学生能力和智力的发展。[18]因此，教师在教学中，应重视学生非智力因素的发展，如学习动机、自我效能和情感态度等。虽然各非智力因素并非是各门具体学科的教学内容，但教师要想真正有效推进教学，就必须采取一定的策略发展学生的非智力因素，提升学生各项非智力因素的水平，这是各科核心素养提升的基础。

2. 教师有效的教学活动任务设计是学生科学核心素养发展的重要推动力

本研究结果表明，各科教师在教学中设计有效的教学活动任务对培养和提升学生的科学核心素养有促进作用。教师因素对学生学科核心素养的影响需要通过学生接受和回应方能体现出来，[19]学生感知到的教师教学行为可能与教师教学行为使用的本意有一定的差距，但作为影响学生科学核心素养发展的外因，只有通过内因才能发挥真正的作用，这与本研究中发现的教师教学通过学生的非智力因素而对学生的科学核心素养产生影响完全吻合。这在一定程度上说明，对学生的科学核心素养起影响作用的不是教师进行了什么样的教学行为，而是学生感知到教师在教学中进行了什么样的教学行为，并对其进行积极的响应。这一研究结果启示我们，在教学中，教师应重视自己教学设计意图和行为的外显化，从而引发学生学习与教师教学之间更积极有效的共振。

3. 良好的师生关系对科学核心素养发展有积极作用

师生关系包括师生互动和师生交往。良好的师生关系能增加师生配合的默契度，进而影响学生对教师教学的接受和领悟程度。即，教师的教学设计意图能有效地传递给学生，师生在教学中达到思维共振，从而提升学生的学习效果。从以上研究中得到的数据可以看出，教师在教学中营造民主、宽松、和谐的师生关系，对学生科学核心素养的提升有积极的作用。师生关系同样会影响教师在教学工作中的投入和情感。在民主、和谐的师生关系氛围中，教师也更容易体会到教学和为人师的快乐与自我满足，对于激发教师的身心投入以及创造力都极为有帮助。

4. 学校资源和校风对学生科学核心素养的培养具有重要支持作用

研究表明，虽然学校资源和校风等学校支持变量并没有对学生的科学核心素养产生直接影响，但通过教师教学、师生关系以及学生的非智力因素等中介变量，对学生科学核心素养的间接影响效果较大。这说明，学校资源和校风对学生的科学核心素养培养亦有重要的支持作用。这一研究结果与理论预期是一致的。此外，学校支持对学生科学核心素养的影响主要通过影响教师教学和师生关系来体现，这也是合理的。

因此，各校应重视各项教学资源的配置，如建设学校图书馆，配备科学各学科拓展阅读资料，配置科学各学科教学活动或实验室和必备器材；加强校风建设，营造积极向上、尊师爱生、秩序井然的校风。这些都直接作用于教师教学和师生关系的建设，进而对潜移默化地提升学生的科学核心素养有积极帮助。

除研究模型中重点关注的学生的非智力因素、教师教学、师生关系以及学校支持等变量外，研究还关注了课时数、课外辅导、作业量和作业难度等影响因素。这些因素变量在纳入结构方程模型分析时没有充分的理论依据，笔者在研究中分析时主要通过这些影响因素与科学核心素养表现的相关关系进行简要分析。此外，本研究中通过结构方程模型证实的科学核心素养影响因素系统模型并不是唯一的，在后续研究条件具备的情况下，还需要进一步丰富和扩展。