海春生　彭藝博　張瑋瑋　朱莉琪

[摘? ?要] 青少年科學(xué)素質(zhì)提升行動(dòng)是全民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)的重要內(nèi)容。本研究采用學(xué)生能力國(guó)際評(píng)價(jià)項(xiàng)目的部分公開(kāi)科學(xué)試題測(cè)量學(xué)生科學(xué)成績(jī)，并將其作為學(xué)生科學(xué)素質(zhì)指標(biāo)，考察了 651名中學(xué)生（16.17±0.54歲）的科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中的鏈?zhǔn)街薪樽饔?。結(jié)果顯示：（1）家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感、學(xué)生科學(xué)成績(jī)相互之間正相關(guān)； （2）家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位分別正向影響科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感； （3）科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中具有鏈?zhǔn)街薪樽饔?。研究提示，可以通過(guò)提升科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況弱勢(shì)學(xué)生科學(xué)成績(jī)和科學(xué)素質(zhì)的提高。

[關(guān)鍵詞]家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位? ?科學(xué)成績(jī)? ?科學(xué)認(rèn)知信念? ?科學(xué)自我效能感? ?鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)

[中圖分類號(hào)] B844；N4 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [ DOI ] 10.19293/j.cnki.1673-8357.2023.02.012

近年來(lái)，國(guó)家密集出臺(tái)有關(guān)科普和科學(xué)素質(zhì)建設(shè)的政策文件與規(guī)劃，顯示出國(guó)家在戰(zhàn)略層面更加重視全民科學(xué)素質(zhì)提升的頂層設(shè)計(jì)，彰顯了科學(xué)素質(zhì)提升對(duì)中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重要性?！度窨茖W(xué)素質(zhì)行動(dòng)規(guī)劃綱要（2021—2035年）》指出，提升科學(xué)素質(zhì)對(duì)于增強(qiáng)國(guó)家自主創(chuàng)新能力和文化軟實(shí)力、建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)，具有十分重要的意義。科學(xué)素質(zhì)，即解決科學(xué)相關(guān)問(wèn)題和科學(xué)思維的能力，是可以通過(guò)學(xué)習(xí)獲得的一系列技能[1]。青少年時(shí)期是科學(xué)素質(zhì)提升的重要時(shí)期，青少年科學(xué)素質(zhì)提升行動(dòng)是全民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)的重要組成部分。如何有效提升青少年學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外教育研究的焦點(diǎn)之一，也是我國(guó)基礎(chǔ)教育課程和科學(xué)教學(xué)改革的重要內(nèi)容。

PISA測(cè)評(píng)是目前國(guó)際科學(xué)教育領(lǐng)域最具權(quán)威的學(xué)生科學(xué)素質(zhì)評(píng)測(cè)項(xiàng)目之一，學(xué)生在測(cè)評(píng)中取得的科學(xué)成績(jī)代表學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)水平[2]1?？茖W(xué)教育是提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的主要途徑[3]，科學(xué)素質(zhì)包括但不限于科學(xué)成績(jī)，出于實(shí)證研究需要，本文以學(xué)生的科學(xué)學(xué)科成績(jī)即科學(xué)成績(jī)作為學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的操作定義，在本研究中一體考慮其影響因素。PISA的測(cè)評(píng)結(jié)果和測(cè)評(píng)理念對(duì)我國(guó)的科學(xué)教育具有重要的借鑒意義。目前，我國(guó)參與PISA測(cè)評(píng)項(xiàng)目的區(qū)域和學(xué)校分布并不廣泛，同時(shí)，我國(guó)組織的針對(duì)青少年學(xué)生科學(xué)素質(zhì)狀況的調(diào)查測(cè)評(píng)和相關(guān)實(shí)證研究也尚顯不足[4]，有必要對(duì)PISA等國(guó)際科學(xué)素質(zhì)測(cè)評(píng)項(xiàng)目及其結(jié)果進(jìn)行更多探索，進(jìn)而為我國(guó)青少年科學(xué)素質(zhì)的提升提供借鑒和參考。

1文獻(xiàn)回顧

1.1 影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)的因素

影響學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的因素包括個(gè)人因素和社會(huì)環(huán)境因素[5]，這些因素構(gòu)成一個(gè)包括個(gè)體、家庭、班級(jí)、學(xué)校和社會(huì)5個(gè)子系統(tǒng)的復(fù)雜大系統(tǒng)[6]。其中，家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位（Socioeconomic Status，SES）是家庭子系統(tǒng)中的一個(gè)重要因素，其對(duì)于學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的影響已經(jīng)得到了很多研究的證實(shí)[7-8]。瓦爾貝格（Walberg）通過(guò)大規(guī)模調(diào)查的元分析和計(jì)量分析，概括出影響學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的因素包括3組和9個(gè)維度內(nèi)容的研究模型，其中包括家庭SES、個(gè)人能力傾向等因素，提出了教育生產(chǎn)力心理學(xué)理論（A Psychological Theory of Educational Productivity），并用此理論來(lái)解釋學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)差異[9]。在科學(xué)教育和科學(xué)素質(zhì)領(lǐng)域，家庭SES較低的學(xué)生往往在經(jīng)濟(jì)狀況、社會(huì)地位、競(jìng)爭(zhēng)能力、發(fā)展條件等方面處于弱勢(shì)[10]，此外，家庭SES較低的學(xué)生通常表現(xiàn)出更低的科學(xué)興趣，科學(xué)成績(jī)或科學(xué)素質(zhì)水平也更低[11]。以往研究也在個(gè)體層面探討了影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)的因素，包括記憶、注意、推理能力等認(rèn)知因素[12]，以及動(dòng)機(jī)、興趣、意志、信念等非認(rèn)知或非智力因素[13]。其中，科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感對(duì)學(xué)生科學(xué)成績(jī)具有直接或間接作用[1-2]。

1.2 家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)的關(guān)系

以往研究顯示，家庭對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的影響可能比學(xué)校和社區(qū)更重要[7-8]。摩根（Morgan）等對(duì)美國(guó)7 757名兒童進(jìn)行縱向抽樣分析的結(jié)果表明，低家庭SES的學(xué)生和高家庭SES的學(xué)生在其發(fā)展的較早階段就已表現(xiàn)出科學(xué)學(xué)業(yè)成績(jī)的差異，且這一差異持續(xù)存在[14]。張文宏和韓鈺分析了代表我國(guó)參加PISA 2015測(cè)評(píng)的中國(guó)四?。ㄊ校ū本?、上海、江蘇、廣東）的學(xué)生數(shù)據(jù)，顯示家庭SES對(duì)學(xué)生科學(xué)成績(jī)具有直接正向影響，同時(shí)可以通過(guò)父母的學(xué)業(yè)支持、學(xué)校選擇、課外輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣等中介影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)[15]。由此可見(jiàn)，家庭因素對(duì)學(xué)生科學(xué)成績(jī)具有重要影響，家庭SES較低的學(xué)生在科學(xué)學(xué)業(yè)上面臨的挑戰(zhàn)值得重視。

PISA測(cè)評(píng)把家庭SES指標(biāo)位于調(diào)查總?cè)藬?shù)的下四分位組（百分位≤25%）的學(xué)生稱為社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況弱勢(shì)學(xué)生（以下簡(jiǎn)稱“弱勢(shì)學(xué)生”），把位于上四分位組的學(xué)生稱為社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況優(yōu)勢(shì)學(xué)生（以下簡(jiǎn)稱“優(yōu)勢(shì)學(xué)生”）。PISA 2015報(bào)告顯示， 研究表明，相對(duì)于優(yōu)勢(shì)學(xué)生，弱勢(shì)學(xué)生的科學(xué)成績(jī)更可能達(dá)不到基線水平，具有較低的科學(xué)成績(jī)，學(xué)生個(gè)體心理與行為、家庭SES、教師教學(xué)、學(xué)校的條件和氛圍等因素可能在產(chǎn)生這些差異中起到作用[16]。弱勢(shì)學(xué)生也可以取得較高的科學(xué)成績(jī)，成為抗逆學(xué)生（resilient student）。抗逆學(xué)生指的是弱勢(shì)學(xué)生中科學(xué)成績(jī)排名前25%的學(xué)生。一些研究者關(guān)注促進(jìn)弱勢(shì)學(xué)生提升科學(xué)成績(jī)和轉(zhuǎn)化為抗逆學(xué)生的因素。PISA 2015結(jié)果表明，OECD國(guó)家平均有29.2%的弱勢(shì)學(xué)生取得好的科學(xué)成績(jī)，成為抗逆學(xué)生；而PISA 2015中國(guó)四?。ㄊ校W(xué)生中的該比例為45.3%，居于72個(gè)參測(cè)國(guó)家（地區(qū)）的第8位[17]。本研究關(guān)注家庭SES通過(guò)哪些學(xué)生本人的內(nèi)在、可控、可干預(yù)的心理因素影響其科學(xué)成績(jī)，從而為幫助更多的弱勢(shì)學(xué)生成為抗逆學(xué)生提出教育建議。

1.3 科學(xué)自我效能感的作用

學(xué)業(yè)自我效能感是影響學(xué)業(yè)成績(jī)的重要因素，與學(xué)業(yè)成績(jī)間存在正相關(guān)關(guān)系[18]?？茖W(xué)自我效能感是指學(xué)生對(duì)自己是否有能力運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的推測(cè)和判斷，既與學(xué)生科學(xué)成績(jī)相關(guān)，也會(huì)受到父母、教師、同學(xué)及重要他人評(píng)價(jià)和反饋的影響，是PISA 2015測(cè)評(píng)中一項(xiàng)重要的學(xué)生指標(biāo)。PISA 2015結(jié)果表明，科學(xué)成績(jī)高的學(xué)生往往科學(xué)自我效能感也高，而具有低科學(xué)自我效能感的學(xué)生在取得科學(xué)成績(jī)方面存在高風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)于同一個(gè)國(guó)家的學(xué)生，科學(xué)自我效能感與科學(xué)成績(jī)正相關(guān)[2]67。很多研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)自我效能感是影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)的關(guān)鍵因素之一[19]。2011年的PISA報(bào)告也顯示，抗逆學(xué)生的科學(xué)自我效能感指數(shù)高于弱勢(shì)學(xué)生0.8標(biāo)準(zhǔn)差[16]，科學(xué)自我效能感可以正向預(yù)測(cè)抗逆學(xué)生的科學(xué)成績(jī)[20]。

1.4 科學(xué)認(rèn)知信念的作用

認(rèn)知信念是個(gè)體對(duì)知識(shí)的性質(zhì)、組織、來(lái)源及其證明標(biāo)準(zhǔn)的表征[21]，它可能直接影響學(xué)業(yè)成績(jī)，也可能通過(guò)作用于成就動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)方式等來(lái)影響學(xué)業(yè)成績(jī)[22]。研究表明，認(rèn)知信念與自我效能感和學(xué)業(yè)成績(jī)呈正相關(guān)關(guān)系[23]，而且從小學(xué)一直到研究生教育，認(rèn)知信念與學(xué)業(yè)成績(jī)都呈正相關(guān)關(guān)系[24]。

科學(xué)認(rèn)知信念指學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)本質(zhì)的信念以及對(duì)科學(xué)探究方法作為一種認(rèn)知來(lái)源的有效性的信念，也是PISA 2015測(cè)評(píng)中一項(xiàng)重要學(xué)生指標(biāo)，與學(xué)生科學(xué)自我效能感一起構(gòu)成學(xué)生的科學(xué)信念[2]67。科學(xué)認(rèn)知信念已經(jīng)被證明與學(xué)生獲得新科學(xué)知識(shí)的能力以及他們的科學(xué)成績(jī)直接相關(guān)；發(fā)展學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念，可以產(chǎn)生高效的學(xué)習(xí)方法，促進(jìn)學(xué)生成績(jī)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，從而能夠提升學(xué)生的科學(xué)成績(jī)[25]。PISA 2015結(jié)果顯示，不同國(guó)家學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念與科學(xué)素質(zhì)的相關(guān)程度有所不同但傾向基本一致，學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念指數(shù)越高，科學(xué)成績(jī)?cè)礁摺?/p>

2問(wèn)題提出

赫梅萊夫斯基（Chmielewski）考察了1964—2015年50多年間包括PISA測(cè)評(píng)在內(nèi)的30項(xiàng)國(guó)際大規(guī)模評(píng)估，樣本包含了100個(gè)國(guó)家約580萬(wàn)名學(xué)生，計(jì)算學(xué)生的父母教育、父母職業(yè)和家庭藏書(shū)三個(gè)家庭SES指標(biāo)的90%和10%之間的學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的差距，發(fā)現(xiàn)在所考察的三個(gè)家庭SES變量中，雖然在家庭SES影響學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的增長(zhǎng)規(guī)模方面存在巨大的跨國(guó)差異，但大多數(shù)樣本國(guó)家不同家庭SES的學(xué)生成績(jī)差距都在增加，研究揭示了學(xué)生的認(rèn)知技能是世界范圍內(nèi)教育分層的一個(gè)越來(lái)越重要的維度[26]。研究結(jié)果提示，在科學(xué)教育領(lǐng)域和推進(jìn)科學(xué)素質(zhì)建設(shè)中，進(jìn)一步探討科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感等學(xué)生個(gè)人心理變量在影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中的作用以及在減小不同家庭SES學(xué)生科學(xué)成績(jī)差距中的作用，也顯得很有必要。

以往研究顯示，學(xué)生學(xué)業(yè)自我效能感受家庭SES的影響[27]，家庭SES也可以通過(guò)學(xué)業(yè)自我效能感直接或間接地影響學(xué)業(yè)成績(jī)[28]。有研究者發(fā)現(xiàn)，學(xué)業(yè)自我效能感在家庭SES與學(xué)業(yè)成績(jī)關(guān)系中存在中介效應(yīng)[29]。然而，學(xué)業(yè)自我效能感具有學(xué)科領(lǐng)域特殊性，對(duì)不同學(xué)科成績(jī)有不同的影響[30]，而對(duì)于科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，研究探討科學(xué)自我效能感在家庭SES和學(xué)生科學(xué)成績(jī)間的作用具有現(xiàn)實(shí)意義。因此，本文將探討在學(xué)生科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中科學(xué)自我效能感的獨(dú)特作用。

認(rèn)知信念受家庭和教育背景的影響，與家庭SES有關(guān)[31]。研究發(fā)現(xiàn)，家庭SES較低的學(xué)生相比家庭SES較高的學(xué)生具有更低水平的認(rèn)知信念[32]，科學(xué)認(rèn)知信念與科學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和科學(xué)成績(jī)都呈顯著正相關(guān)關(guān)系[33]。同時(shí)，科學(xué)認(rèn)知信念還與科學(xué)自我效能感正相關(guān)，在內(nèi)隱科學(xué)能力對(duì)科學(xué)自我效能感和科學(xué)成績(jī)的影響中起中介作用[34]。然而國(guó)內(nèi)鮮有研究同時(shí)關(guān)注科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感對(duì)科學(xué)成績(jī)或科學(xué)素質(zhì)的影響，以及這兩個(gè)因素在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中所起的作用。雖然我國(guó)參加PISA 2015測(cè)評(píng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念中，一些指標(biāo)處于較高水平，但科學(xué)自我效能感較低等因素構(gòu)成了我國(guó)學(xué)生存在的相對(duì)弱勢(shì)，需要受到高度重視和加強(qiáng)[2]67。已有研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生科學(xué)成績(jī)與家庭SES、科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感有關(guān)，家庭SES對(duì)科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感也可能存在影響關(guān)系，但尚未發(fā)現(xiàn)有研究探討后三者的一體關(guān)系及其與學(xué)生科學(xué)成績(jī)可能存在的共同影響的研究。

本研究旨在通過(guò)實(shí)證研究，考察科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中的作用，期望通過(guò)可控、可干預(yù)的內(nèi)在心理因素的研究，發(fā)現(xiàn)能激發(fā)學(xué)生提升科學(xué)成績(jī)的內(nèi)在動(dòng)力和內(nèi)生力量，為提升青少年學(xué)生科學(xué)成績(jī)和科學(xué)素質(zhì)的教育實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)。

3研究設(shè)計(jì)

依據(jù)前文文獻(xiàn)，本研究參考PISA 2006和PISA 2015的公開(kāi)試題及PISA 2015學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷編制《學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷和科學(xué)題答卷》，在被試所在學(xué)校的支持下，采用以班級(jí)為單位集體施測(cè)的方式收集數(shù)據(jù)。由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的班主任、科學(xué)老師或心理老師向?qū)W生講解指導(dǎo)語(yǔ)，發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷和科學(xué)題答卷。學(xué)生完成后，由負(fù)責(zé)老師統(tǒng)一收取并交回研究者，研究者據(jù)實(shí)錄入系統(tǒng)后使用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3.1 數(shù)據(jù)和變量

本研究選取來(lái)自廣東省中山市不同類型的6所學(xué)校中的部分高中學(xué)生作為被試，共有675名學(xué)生參加測(cè)試，獲得651份有效數(shù)據(jù)樣本（N=651，平均年齡為16.17±0.54歲），問(wèn)卷有效率96.44%。其中男生301人，占比46.24%（2人未報(bào)性別）。樣本包括1所國(guó)家級(jí)示范性高中（109人）、3所普通高中（295人）、1所職業(yè)中學(xué)和1所中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校（247人），占比分別為16.75%、45.31%和37.94%。調(diào)查問(wèn)卷中學(xué)生父母職業(yè)、父母最高受教育程度、家庭財(cái)產(chǎn)3項(xiàng)數(shù)據(jù)中有2項(xiàng)以上（含2項(xiàng)）缺失，科學(xué)題答卷中反應(yīng)項(xiàng)低于6項(xiàng)（含6項(xiàng)），在錄入數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)明顯是隨意或有規(guī)律填寫(xiě)的視為無(wú)效樣本。有效樣本中的缺失值按照本項(xiàng)所有被試平均值或中數(shù)插補(bǔ)[35-36]。

3.1.1 學(xué)生科學(xué)成績(jī)測(cè)量

本研究從PISA 2006和PISA 2015的公開(kāi)試題中選取的科學(xué)題包含了9個(gè)場(chǎng)景、24道科學(xué)題目小題，題目在科學(xué)情境、科學(xué)知識(shí)和科學(xué)能力方面的結(jié)構(gòu)和類型基本與PISA 2015測(cè)試題的構(gòu)成比例一致，每小題計(jì)6分、全卷總分為144分。對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)答案由科學(xué)老師協(xié)助評(píng)分，用以考查學(xué)生的科學(xué)成績(jī)。學(xué)生的科學(xué)題答卷的克隆巴赫系數(shù)（Cronbachs alpha）為0.86。

3.1.2 家庭SES評(píng)定

通過(guò)學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷收集學(xué)生參與者的父母受教育程度、父母職業(yè)、家庭財(cái)產(chǎn)等信息[2， 37]。

參考以往文獻(xiàn)中的方法，將父母的最高受教育程度、父母職業(yè)的最高地位、家庭財(cái)產(chǎn)這三項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化并進(jìn)行主成分分析

（principal component analysis，PCA），獲取每個(gè)指標(biāo)的因素負(fù)荷，按以下公式計(jì)算每個(gè)學(xué)生的家庭SES變量值（β₁、β₂、β₃為因素負(fù)荷，εf 為第一個(gè)因子的特征值）：家庭SES=（β₁×Z_{最高受教育程度}+β₂×Z_{職業(yè)最高地位}+β₃×Z_{家庭財(cái)產(chǎn)}）/εf。

本研究中的家庭SES得分范圍在：-2.71～2.67，得分越高表示家庭SES越高。

3.1.3? 科學(xué)自我效能感測(cè)量

采用PISA 2015的科學(xué)自我效能感量表測(cè)量學(xué)生的科學(xué)自我效能感[2]67。問(wèn)卷共有8個(gè)題目，每個(gè)問(wèn)題的回答按利克特量表4 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)分，有“可以容易做到”“可以花一點(diǎn)力氣做到”“自己很難做到”“自己做不到”4個(gè)選項(xiàng)，分別賦值4分、3分、2分、1分。將學(xué)生對(duì)8個(gè)題目的得分相加并將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，創(chuàng)建學(xué)生科學(xué)自我效能感變量值，得分越高表明學(xué)生科學(xué)自我效能感越高，對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)更有信心。本研究中科學(xué)自我效能感問(wèn)卷的克隆巴赫系數(shù)為0.87。

3.1.4? 科學(xué)認(rèn)知信念測(cè)量

采用PISA 2015的科學(xué)認(rèn)知信念量表測(cè)量學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念[2]69。問(wèn)卷要求學(xué)生回答6個(gè)問(wèn)題，每個(gè)問(wèn)題有“非常同意” “同意”“不同意” “非常不同意”4個(gè)回答，按利克特量表4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別賦值4分、3分、2分、1分。將學(xué)生回答6個(gè)問(wèn)題的得分相加并標(biāo)準(zhǔn)化，得到學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念變量值，得分越高表明學(xué)生有更高的科學(xué)認(rèn)知信念，對(duì)科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)的來(lái)源認(rèn)識(shí)越積極，科學(xué)思維能力水平越高。本研究中，科學(xué)認(rèn)知信念問(wèn)卷的克隆巴赫系數(shù)為0.88。

3.2? 研究方法和模型

本研究按前文所述數(shù)據(jù)處理規(guī)則，依據(jù)實(shí)證評(píng)定和測(cè)量的家庭SES、科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感和學(xué)生科學(xué)成績(jī)變量指標(biāo)，使用SPSS 23.0軟件進(jìn)行描述和相關(guān)、單因子方差、獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)及Process v2.16.3鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)等統(tǒng)計(jì)分析。

依據(jù)前人文獻(xiàn)，本研究基于變量類型和問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)分析實(shí)務(wù)，分析研究變量間的影響關(guān)系，提出如下假設(shè)和研究模型（見(jiàn)圖1）。

假設(shè)1：學(xué)生科學(xué)成績(jī)與家庭SES、科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感之間兩兩正相關(guān)。

假設(shè)2：科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)間具有鏈?zhǔn)街薪樽饔谩?/p>

4實(shí)證分析結(jié)果

4.1 共同方法偏差檢驗(yàn)

使用哈曼（Harman）單因子模型檢驗(yàn)數(shù)據(jù)中單個(gè)因子對(duì)方差的貢獻(xiàn)程度，結(jié)果表明，在把所有變量輸入程序后，按主成分分析法提取出24個(gè)特征值大于1的因子，第1個(gè)因子解釋的方差為10.56%，遠(yuǎn)小于臨界值40%，說(shuō)明各個(gè)變量不存在嚴(yán)重的同源偏差[38]。

4.2 各變量的描述性統(tǒng)計(jì)分析

4.2.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況弱勢(shì)學(xué)生和優(yōu)勢(shì)學(xué)生

本研究參考PISA測(cè)評(píng)方法，按家庭SES值劃分弱勢(shì)學(xué)生和優(yōu)勢(shì)學(xué)生。把被試的科學(xué)題答卷得分標(biāo)準(zhǔn)化，得分位于最高四分之一標(biāo)準(zhǔn)，也就是得分在75%以上的學(xué)生為科學(xué)成績(jī)高水平學(xué)生；得分位于最低四分之一標(biāo)準(zhǔn)，也就是得分在25%以下的學(xué)生為科學(xué)成績(jī)低水平學(xué)生。能夠克服自身所處的不利成長(zhǎng)環(huán)境，具有較高科學(xué)成績(jī)，也就是科學(xué)題答卷得分能夠達(dá)到高水平學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)的弱勢(shì)學(xué)生，被稱為抗逆學(xué)生；得分位于低水平學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)的弱勢(shì)學(xué)生被稱為弱勢(shì)低成績(jī)學(xué)生[2]15。

獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的分析表明，弱勢(shì)學(xué)生的科學(xué)成績(jī)（M=80.67±24.03）顯著低于優(yōu)勢(shì)學(xué)生（M=91.56±28.50），t_（315）=-3.72，p<0.001。同時(shí)，弱勢(shì)學(xué)生的科學(xué)自我效能感［t_（323）=-4.24，p<0.001］和科學(xué)認(rèn)知信念［t_（320）=-3.64，p<0.001］均顯著低于優(yōu)勢(shì)學(xué)生。

4.2.2 性別差異比較

采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)法對(duì)學(xué)生在各變量上的性別差異進(jìn)行分析。女生、男生在家庭SES［t_（647）=0.35，p=0.73］和科學(xué)認(rèn)知信念［t（_647）=0.07，p=0.94］指標(biāo)上的性別差異不顯著；但在科學(xué)自我效能感［t_（647）=-2.41，p=0.02，Cohens d=0.01］、科學(xué)成績(jī)［t_（647）=-3.96，p<0.001，Cohens d=0.02］兩個(gè)變量上存在顯著性別差異，女生在科學(xué)自我效能感和科學(xué)成績(jī)指標(biāo)上低于男生。

4.3 主要研究變量均值、標(biāo)準(zhǔn)差和相關(guān)系數(shù)

對(duì)主要研究變量及家庭SES組成因素進(jìn)行描述分析，并檢驗(yàn)變量間的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)表1，4個(gè)變量間呈現(xiàn)兩兩顯著正相關(guān)。

此外，家庭SES、科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感三個(gè)預(yù)測(cè)變量間的關(guān)系沒(méi)有高度相關(guān)（相關(guān)系數(shù)小于0.70），不形成多元共線性關(guān)系，說(shuō)明具備下一步進(jìn)行影響因素回歸分析和中介分析的前提[36]。

4.4 科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)間的鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)

檢驗(yàn)科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中的鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)?？刂茖W(xué)生性別、年齡和就讀學(xué)校，把變量分別帶入Process v2.16.3插件模型6，結(jié)果顯示：家庭SES直接顯著正向預(yù)測(cè)科學(xué)認(rèn)知信念［R²=0.03，F(xiàn)_{（4 636）}=4.94***；β=0.15，t=3.82***］，95%CI均不包含0。

家庭SES和科學(xué)認(rèn)知信念共同顯著正向預(yù)測(cè)科學(xué)自我效能感。其中，家庭SES對(duì)科學(xué)自我效能感顯著正向影響（β=0.14，t=3.61***）；科學(xué)認(rèn)知信念對(duì)科學(xué)自我效能感正向影響（β=0.09，t=2.37*）。而此時(shí)R²=0.05，F(xiàn)_{（5 635）}=6.14***，表明科學(xué)自我效能感的5.00%可以被家庭SES和科學(xué)認(rèn)知信念共同解釋。

家庭SES、科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感可以共同正向顯著影響科學(xué)成績(jī)［R²=0.27，F(xiàn)_{（6 634）}=39.03***］，說(shuō)明科學(xué)成績(jī)的27.00%可以被家庭SES（β=0.04，t=1.00+）、科學(xué)認(rèn)知信念（β=0.19，t=5.40***）和科學(xué)自我效能感（β=0.13，t=3.80***）解釋，表明科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中具有鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)，鏈?zhǔn)街薪樽饔贸闪ⅰ?/p>

分析數(shù)據(jù)表明，家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)間總效應(yīng)顯著，β=0.09，p<0.05；但由于控制性別、年齡、就讀學(xué)校等變量，直接效應(yīng)不顯著，β=0.04，p>0.05，說(shuō)明在家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)間，科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感起完全中介作用。

家庭SES通過(guò)科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)有三條路徑。表2顯示了各路徑系數(shù)，三條路徑的95%置信區(qū)間（95%CI）均不包含0，表明模型中的各路徑系數(shù)都是顯著的。同時(shí)計(jì)算各路徑間接效應(yīng)占總效應(yīng)比例的95%CI，也都不包含0，結(jié)果顯著。

對(duì)以上三條路徑的中介效應(yīng)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。C1（lnd1～lnd2）為路徑一和路徑二的差值，C3（lnd2～lnd3）為路徑二和路徑三的差值，95%CI均不包含0，差異顯著；而C2（lnd1～lnd3）為路徑一與路徑三的差值，95%CI包含0，差異不顯著。分析結(jié)果顯示出不同路徑的中介作用不同。

綜上，假設(shè)1和假設(shè)2均得到驗(yàn)證?？茖W(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)間的鏈?zhǔn)街薪樽饔媚Ｐ鸵?jiàn)圖2。

5研究結(jié)論和討論

本研究考察了科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)關(guān)系中的作用，研究得到如下結(jié)論：（1）家庭SES、科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感和學(xué)生科學(xué)成績(jī)相互之間正相關(guān)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況弱勢(shì)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感和科學(xué)成績(jī)顯著低于優(yōu)勢(shì)學(xué)生；（2）家庭SES分別正向影響科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感，女生的科學(xué)自我效能感和科學(xué)素質(zhì)低于男生；（3）科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中具有鏈?zhǔn)街薪樽饔谩?/p>

本研究中得出家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)正相關(guān)的結(jié)論與以往的研究文獻(xiàn)結(jié)論基本一致。家庭SES影響學(xué)生的教育機(jī)會(huì)，包括學(xué)校的選擇、學(xué)生在家中的學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)生參與各種課外科學(xué)學(xué)習(xí)的條件等；影響學(xué)生家長(zhǎng)對(duì)科學(xué)教育的參與態(tài)度和行為，包括家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生的支持與鼓勵(lì)；影響學(xué)生自身科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成、科學(xué)興趣的培養(yǎng)、對(duì)科學(xué)的態(tài)度等，最終影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)，造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況弱勢(shì)學(xué)生的科學(xué)成績(jī)低于優(yōu)勢(shì)學(xué)生。本研究在控制了性別、年齡和學(xué)校類別后回歸分析，科學(xué)認(rèn)知信念、科學(xué)自我效能感分別在家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)間起完全中介作用；同時(shí)，科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感一起在家庭SES與學(xué)生科學(xué)成績(jī)間也起完全鏈?zhǔn)街薪樽饔茫@可能是由于不同類學(xué)校一般是按學(xué)業(yè)成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)招收學(xué)生的，而學(xué)生科學(xué)成績(jī)和學(xué)業(yè)成績(jī)一樣受家庭SES影響。

本研究中被試的科學(xué)自我效能感指標(biāo)與PISA 2015測(cè)評(píng)中中國(guó)四省（市）學(xué)生的數(shù)據(jù)基本一致；而女生的科學(xué)自我效能感又低于男生，科學(xué)素質(zhì)也比男生低。這表明我國(guó)學(xué)生科學(xué)自我效能感還有很大的提升空間，需要得到重視，同時(shí)要更加重視女生在科學(xué)學(xué)習(xí)方面自我效能感和科學(xué)成績(jī)的提升。值得注意的是，有研究也發(fā)現(xiàn)了女生比男生的科學(xué)自我效能感更強(qiáng)，這一結(jié)果與本研究有所差異[39]，這可能由不同文化背景或環(huán)境導(dǎo)致，未來(lái)的研究可以進(jìn)一步比較不同文化背景下科學(xué)自我效能感的性別差異。對(duì)于科學(xué)認(rèn)知信念，本研究中學(xué)生科學(xué)認(rèn)知信念水平普遍較高，且性別差異不顯著，與PISA 2015的結(jié)論一致[2]69。研究結(jié)果顯示，弱勢(shì)學(xué)生的科學(xué)自我效能感和科學(xué)認(rèn)知信念水平與優(yōu)勢(shì)學(xué)生差異顯著，反映了家庭SES對(duì)學(xué)生科學(xué)自我效能感和科學(xué)認(rèn)知信念的預(yù)測(cè)作用。

科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感是重要的心理因素，相對(duì)于外部因素，屬于可以控制并干預(yù)的主觀因素。已有研究表明，科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感可以通過(guò)教育而改變[31， 39]，本研究也發(fā)現(xiàn)家庭SES對(duì)科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感的正向影響，科學(xué)認(rèn)知信念和科學(xué)自我效能感對(duì)學(xué)生科學(xué)成績(jī)的正向影響以及二者在家庭SES影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)中具有鏈?zhǔn)街薪樽饔?。因此，在?shí)踐層面，可從科學(xué)認(rèn)知信念與科學(xué)自我效能感兩個(gè)維度提升學(xué)生科學(xué)成績(jī)，尤其關(guān)注社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況弱勢(shì)學(xué)生科學(xué)成績(jī)的提升。

由于研究條件和調(diào)查研究期間新冠疫情等的影響，本研究樣本具有一定局限性。未來(lái)研究可進(jìn)一步擴(kuò)大研究樣本，進(jìn)一步驗(yàn)證本研究結(jié)果，并納入更多變量，全面考察影響學(xué)生科學(xué)成績(jī)提升的因素，探討更多提升學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的路徑。

6結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)在促進(jìn)教育公平均衡、推動(dòng)城鄉(xiāng)教育一體化等方面做了很多努力，科學(xué)館等公眾科普教育平臺(tái)和設(shè)施持續(xù)更新，科普教育產(chǎn)品不斷豐富，學(xué)校科普活動(dòng)室和科學(xué)專職教師配置不斷完善，在很大程度上為家庭SES較低學(xué)生的科學(xué)成績(jī)提升創(chuàng)造了一些必要條件。政府和社會(huì)還要進(jìn)一步營(yíng)造科學(xué)教育的氛圍，更加重視科普?qǐng)鲳^和科普陣地建設(shè)，尤其是兼顧不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件地區(qū)的均衡，特別要關(guān)注家庭SES弱勢(shì)學(xué)生的需求，通過(guò)各種形式加強(qiáng)科普宣傳，為學(xué)生科學(xué)知識(shí)水平和科學(xué)實(shí)踐能力的提高打下基礎(chǔ)。學(xué)校和教育者要更加關(guān)注家庭SES較低學(xué)生的科學(xué)成績(jī)狀況，在科學(xué)課程學(xué)習(xí)、參加科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)等方面給予他們更多的引導(dǎo)，激發(fā)他們科學(xué)學(xué)習(xí)的信念和效能感，并通過(guò)家長(zhǎng)學(xué)校課堂等方式引導(dǎo)家長(zhǎng)支持和鼓勵(lì)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，并認(rèn)可學(xué)生的努力，從小保護(hù)和激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。學(xué)生要主動(dòng)從科學(xué)的本質(zhì)出發(fā)去理解科學(xué)知識(shí)及其來(lái)源，主動(dòng)樹(shù)立正確的科學(xué)認(rèn)知信念；同時(shí)充分發(fā)揮學(xué)生自身學(xué)習(xí)科學(xué)的主觀能動(dòng)性，端正科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)科學(xué)興趣，認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)的重要性，找到適合自己的學(xué)習(xí)方法并增加科學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)間的投入，從逐步取得的成績(jī)中提升自己對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和提升科學(xué)能力的自信心，提升科學(xué)自我效能感。通過(guò)國(guó)家、社會(huì)、學(xué)校、家庭和學(xué)生本人的共同努力，讓外因通過(guò)內(nèi)因起作用，使更多的弱勢(shì)學(xué)生有機(jī)會(huì)成為抗逆學(xué)生，并實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)成績(jī)的均衡提升，為我國(guó)全民科學(xué)素質(zhì)提升目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

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（編輯 顏燕 袁博）