2025年中国乡村青少年STEM活动的成效及其影响因素研究项目调查报告_60页_5mb

中国乡村青少年 STEM 活动成效及影响因素基线调查总结

核心内容

本报告是“追光行动——乡村青少年科学素养提升项目”中的基线调查结果，旨在评估广西三个试点县（崇左天等县、来宾市兴宾区、钦州灵山县）乡村青少年的 STEM 学习现状，包括科学知识、能力及科学态度，并分析性别、家庭背景等因素对科学学习的影响。

主要观点

1. 科学素养整体较低：乡村青少年在科学知识与能力方面整体水平较低，低水平人群占比较高，群体内差异较大。
2. 学科表现不均：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。
3. 科学态度薄弱：乡村青少年的非正式科学学习方式单一，校内外科学兴趣均低于全国平均水平，科学身份认同和职业期待较低。
4. 性别差异明显：在科学态度维度，女生表现出更高的学习行为、情感和认知水平，但在知识与能力方面，尤其是物理学科，女生表现显著低于男生。
5. 家庭背景影响显著：父母学历较低、家庭资产较少的学生，其科学素养水平相对较低，家庭资源对科学学习有重要影响。

关键信息

一、调研背景

• “追光行动”项目由中国科协和联合国儿童基金会共同启动，旨在提升乡村青少年科学素养。
• 2023年6月，北师大高潇怡教授课题组已对广西三个试点县进行实地调研，为基线调查奠定基础。
• 基线调查覆盖了9所试点学校、45个班级，共发放问卷，回收有效问卷1991份，回收率为92.2%。

二、调研方案设计

（一）调研目标

• 评估试点县乡村青少年科学素养现状。
• 为后续项目干预提供数据支持。
• 分析性别差异对STEM学习的影响。

（二）调研内容

• 科学知识与能力：通过测试卷评估学生对物理、化学、生物和工程实践等学科的掌握情况。
• 科学态度：通过问卷调查，评估科学学习行为、情感和认知。
• 性别差异：分析男女生在科学知识、能力、态度等方面的差异。

（三）调研方法与工具

1. 基本信息调查：

   • 包括性别、民族、留守情况等人口学特征。
   • 家庭经济状况：父母学历、职业、家庭资产（书籍、私家车、电脑、智能手机数量）。
   • 学业成就：以学生在班级中的成绩水平衡量。

2. 科学知识与能力测试卷：

   • 包含30道题，涵盖物理、化学、生物和工程实践四个领域。
   • 试题基于《义务教育科学课程标准（2022年版）》和PISA2025框架设计。
   • 采用分档设分方式评分，满分100分。

3. 科学态度问卷：

   • 分为科学学习行为、科学学习情感、科学相关认知三个维度。
   • 采用李克特五点量表进行评分。

（四）数据统计与分析方法

• 采用**经典测量理论（CTT）和项目反应理论（IRT）**进行分析。
• 使用SPSS26.0和WINSTEP3.72.0进行数据处理。
• 通过信度检验、区分度检验、单维性检验、模型拟合度检验等确保数据质量。

调研结果

（一）乡村青少年基本情况

1. 性别分布：

   • 男生占比45.81%，女生占比52.54%。
   • 有1.66%学生的性别信息缺失。
   • 各校性别比例接近1:1，样本具有代表性。

2. 民族分布：

   • 壮族学生占比55.10%，汉族学生占比40.93%，其他民族学生占比1.56%。
   • 来宾市和崇左市以壮族为主，钦州市以汉族为主。

3. 家庭经济社会地位：

   • 父母学历多数为中学或以下，仅5.21%和4.41%的父母接受过高等教育。
   • 72.36%的学生父亲和69.31%的学生母亲从事非精英职业。
   • 47.40%的家庭没有私家车，73.52%的家庭拥有智能手机，28.69%的家庭拥有一台电脑。
   • 通过潜在类别分析，家庭资产分为**低水平（61.9%）和高水平（38.1%）**两类。

（二）科学知识与能力

1. 总体水平：

   • 1991名学生平均分为40.53分（满分100分），低于全国平均水平（54.40分）。
   • 最高分90分，最低分0分，极差较大，标准差为18.615，表明群体内差异较大。

2. 学科表现：

   • 物理：女生显著低于男生。
   • 地理：知识掌握和概率思维能力表现最差。
   • 生物：学生表现相对较好，但仍有提升空间。

3. 能力维度：

   • 科学解释现象：整体表现较好。
   • 科学探究能力：表现较弱。
   • 科学决策与行动：表现中等。
   • 科学能力认知：表现较弱，尤其是女生。

（三）科学态度

1. 科学学习行为：

   • 非正式科学学习行为发生频次较低，多数学生仅偶尔参与。
   • 男生和女生在行为发生频次上存在差异。

2. 科学学习情感：

   • 校内科学兴趣较低，校外科学兴趣更低。
   • 女生在科学学习情感方面表现优于男生。

3. 科学相关认知：

   • 科学价值认同、科学职业期待、科学身份认同和科学能力认同均较低。
   • 女生在科学相关认知方面表现优于男生。

（四）性别差异

1. 科学知识与能力：

   • 女生在物理知识水平上显著低于男生。
   • 女生在科学能力认知方面表现优于男生。

2. 科学态度：

   • 女生在科学学习行为、情感和认知方面均优于男生。
   • 男生在科学知识和能力方面表现更优。

调研结论

• 乡村青少年科学素养整体处于较低水平，需持续投入STEM教育资源进行干预。
• 性别差异显著，女生在科学态度方面优于男生，但科学知识和能力表现较弱。
• 家庭背景对科学素养有重要影响，需通过提升家庭资源和教育环境来促进科学学习。

行动建议

1. 营造重视科学的社会氛围：通过社会宣传和教育活动，提升乡村青少年对科学价值的认识。
2. 多方资源联动：补充课程和资源，促进乡村青少年的科学参与。
3. 加强城乡交流：通过交流活动，增强科学相关认同。
4. 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。
5. 关注性别差异：根据性别偏好，有针对性地促进不同性别学生的科学学习。

参考文献

• 中国科普研究所
• PISA2025科学素养测评框架
• 态度三元理论
• 边燕杰关于精英职业的划分

表格与图表说明

• 表格1：基本信息调查题项双向细目表
• 表格2：科学知识与能力测试题双向细目表
• 表格3：可信度高低与Cronbach α的对应关系
• 表格4：可靠性统计结果
• 表格5：基于IRT的信度结果
• 表格6：基于CTT的30个项目区分度计算结果
• 表格7：基于IRT的分离度结果
• 表格8：基于IRT的项目区分度结果
• 表格9：项目模型拟合度结果
• 表格10：科学态度问卷测量维度及分量表信度
• 图1-3：标准化残差值报告、标准残差图结果、项目分布气泡图
• 图4-5：项目分布气泡图、测试信息函数
• 图6-13：项目特征曲线、父亲学历分布、母亲学历分布、私家车数量分布、智能手机数量分布、电脑数量分布、书籍数量分布、家庭资产潜在类别分析结果

本报告为“追光行动”项目提供了实证依据，为后续活动设计和干预策略提供了重要参考。