中国乡村青少年 STEM 活动的成效及其影响因素研究项目基线调查报告

调查报告 中国科协-联合国儿童基金会“追光行动”乡村青少年科学素养提升项目 摘要： 本文是中国科协—联合国儿童基金会“追光行动—乡村青少年科学素养提升”项目中的《中国乡村青少年STEM活动的成效及其影响因素研究》的基线调查结果报告。基线调查旨在通过问卷法收集并分析数据，从科学素养的角度呈现3个试点县乡村青少年的STEM学习现状，分析乡村青少年科学学习的特征及存在的问题，初步分析乡村青少年性别、家庭背景等方面的因素对其科学学习的影响。基线调查结果一方面为本研究划定调查对象的基线水平，为后续的中期和终期调查奠定基础；另一方面，调查结果对于项目在试点地区投放具有针对性的校内外学习资源提供参考。 基线调查对广西省3个试点县的9所试点校中的45个班级发放调查问卷，问卷分析结果如下：总体而言，乡村青少年在知识与能力方面整体水平较低，低水平人群占比较高，且群体内科学知识与能力水平差异较大，在地理领域知识的掌握和运用概率思维的能力维度表现最差；在在科学态度方面，乡村青少年非正式科学学习的方式较为单一，校内科学兴趣整体低于中国青少年的整体水平，校外科学兴趣较低，科学身份认同与科学职业期待的水平相对较低，未来并不倾向于选择科学相关的职业。性别差异分析结果表明，男女生在科学学习上的差异主要体现在科学态度的维度上，在知识与能力方面，女生的物理学科知识水平显著低于男生；在科学态度上，女生的科学学习行为表现、学习情感水平、科学学习认知等方面均显著好于男生。 基线调查可获得如下启示：当前乡村青少年群体的科学素养处于较低水平，需要项目持续、广泛地投放STEM教育资源进行干预，且应针对男女性在科学态度上的差异提供更有针对性的支持。 一、调研背景…………………………………………………………………………………………1 （一）调研目标…………………………………………………………………………………………1（二）调研内容…………………………………………………………………………………………2（三）调研方法与工具…………………………………………………………………………………21.乡村青少年基本信息调查………………………………………………………………………………22.乡村青少年科学知识与能力测试卷……………………………………………………………………33.乡村青少年科学态度问卷………………………………………………………………………………13（四）数据统计与分析方法……………………………………………………………………………14 三、调研结果…………………………………………………………………………………………15 1.性别分布基本情况………………………………………………………………………………………152.民族分布基本情况………………………………………………………………………………………163.家庭经济社会地位基本情况……………………………………………………………………………17 （二）乡村青少年科学知识与能力的基本情况………………………………………………………22 1.乡村青少年科学知识与能力的总体水平分析…………………………………………………………222.基于知识领域的学生表现分析…………………………………………………………………………243.基于能力维度的学生表现分析…………………………………………………………………………254.基于特定试题的学生表现分析………………………………………………………………………25 （三）乡村青少年科学态度的基本情况………………………………………………………………………33 1.乡村青少年科学学习行为的基本情况…………………………………………………………………332.乡村青少年科学学习情感的基本情况…………………………………………………………………333.乡村青少年科学相关认知的基本情况…………………………………………………………………36 （四）乡村青少年科学素养的性别差异………………………………………………………………………42 1.乡村青少年科学知识与能力的性别差异………………………………………………………………422.乡村青少年科学态度的性别差异………………………………………………………………………44 四、调研结论…………………………………………………………………………………………47 （一）乡村青少年科学素养的现状……………………………………………………………………………47（二）乡村青少年科学素养的性别差异………………………………………………………………………47 （一）营造重视科学的社会生态，通过强化社会化科学氛围提升乡村青少年对科学价值的认识…48（二）多方资源联动，通过课程与资源补充促进乡村青少年的科学参与……………………………48（三）加强城乡交流，通过交流活动促进乡村青少年的科学相关认同………………………………49（四）激活竞争准备，通过科技竞赛提升学生的科学兴趣与创造力…………………………………50（五）关注性别差异，基于性别偏好有目的地促进不同性别学生的科学学习………………………51 表目录 表格1基本信息调查题项双向细目表………………………………………………………………………2表格2乡村青少年科学知识与能力测试题双向细目表……………………………………………………4表格3可信度高低与Cronbachα 的对应关系………………………………………………………………6表格4可靠性统计结果…………………………………………………………………………………………6表格5基于IRT的信度结果……………………………………………………………………………………7表格6基于CTT的30个项目区分度计算结果………………………………………………………………7表格7基于IRT的分离度结果………………………………………………………………………………8表格8基于IRT的项目区分度结果…………………………………………………………………………8表格9项目模型拟合度结果…………………………………………………………………………………10表格10《乡村青少年科学态度问卷》测量维度及分量表信度…………………………………………13表格11参测学生性别分布基本情况………………………………………………………………………15表格12参测学生民族分布基本情况………………………………………………………………………16表格13乡村青少年科学知识与能力得分的总体情况……………………………………………………22表格14基于学科领域的学生表现分析……………………………………………………………………24表格15基于科学概念的学生表现分析……………………………………………………………………24表格16基于科学能力的学生表现分析……………………………………………………………………25表格17各题项难度系数（答对人数/总人数）……………………………………………………………26表格18乡村青少年校内科学学习兴趣的均值及标准差…………………………………………………34表格19乡村青少年校外科学学习兴趣的均值及标准差…………………………………………………35表格20乡村青少年科学相关认知各指标的均值与标准差………………………………………………36表格21乡村青少年科学价值认同的均值及标准差………………………………………………………38表格22乡村青少年科学职业期待的均值及标准差………………………………………………………39表格23乡村青少年科学身份认同的均值及标准差………………………………………………………40表格24乡村青少年科学能力认知的均值及标准差………………………………………………………41表格25乡村青少年科学知识水平的性别差异（1）………………………………………………………42表格26乡村青少年科学知识水平的性别差异（2）………………………………………………………43表格27乡村青少年科学能力水平的性别差异……………………………………………………………44表格28不同性别乡村青少年科学学习情感的差异分析…………………………………………………45表格29不同性别乡村青少年科学相关认知的差异分析…………………………………………………46 图1标准化残差值报告…………………………………………………………………………………………9图2标准残差图结果……………………………………………………………………………………………9图3项目分布气泡图…………………………………………………………………………………………11图4项目分布气泡图…………………………………………………………………………………………11图5测试信息函数……………………………………………………………………………………………12图6 sl01-sl08的项目特征曲线……………………………………………………………………………12图7参测青少年父亲学历分布情况…………………………………………………………………………17图8青少年母亲学历分布情况……………………………………………………………………………18图9青少年家庭私家车数量分布情况………………………………………………………………………19图10青少年家庭智能手机数量分布情况…………………………………………………………………20图11青少年家庭电脑数量分布情况………………………………………………………………………20图12青少年家庭书籍数量分布情况………………………………………………………………………21图13青少年家庭资产潜在类别分析结果…………………………………………………………………21图14怀特图…………………………………………………………………………………………………23图15 s102题项选项分布情况……………………………………………………………………………26图16 s112题项选项分布情况……………………………………………………………………………28图17 s120题项选项分布情况……………………………………………………………………………29图18 s122题项选项分布情况……………………………………………………………………………30图19 s123题项选项分布情况……………………………………………………………………………31图20 s130题项选项分布情况……………………………………………………………………………32图21乡村青少年非正式科学学习行为发生的频次………………………………………………………33图22乡村青少年科学相关认知的学校总体水平平均值的基本情况……………………………………34图23乡村青少年校内科学学习兴趣的基本情况…………………………………………………………35图24乡村青少年校外科学学习兴趣的基本情况…………………………………………………………36图25乡村青少年科学相关认知各指标的基本情况………………………………………………………37图26乡村青少年科学相关认知的学校总体水平平均值的基本情况……………………………………37图27乡村青少年科学价值认同的基本情况………………………………………………………………38图28乡村青少年科学职业期待的基本情况………………………………………………………………39图29乡村青少年科学身份认同的基本情况………………………………………………………………40图30乡村青少年科学能力认知的选项频数分布情况……………………………………………………41图31乡村青少年非正式科学学习行为发生频次的性别差异……………………………………………44 一、调研背景 中国科学技术协会与联合国儿童基金会在2021-2025年项目周期内启动了“追光行动――乡村青少年科学素养提升项目”，2023年6月北师大高潇怡教授课题组已赴广西省三个试点县（崇左天等县、来宾市兴宾区、钦州灵山