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.docx

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

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。

目录

一、调研背景 1
二、调研方案设计 1
（一）调研目标 1
（二）调研内容 2
（三）调研方法与工具 2
1. 乡村青少年基本信息调查 2
2. 乡村青少年科学知识与能力测试卷 3
3. 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
（一）接受调研的乡村青少年的基本情况 15
1. 性别分布基本情况 15
2. 民族分布基本情况 16
3. 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 22
2. 基于知识领域的学生表现分析 24
3. 基于能力维度的学生表现分析 25
4. 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 33
2. 乡村青少年科学学习情感的基本情况 33
3. 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 42
2. 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
五、提升乡村青少年科学素养的行动建议 48
（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
参考文献 52

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 Cronbach α 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 目录

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、钦州灵山县） 开展实地调研，为基线调查的推进奠定了良好 基础。

基于前期调研掌握的实地情况，课题组对基线测查的工具与施测方案进行了深入讨论与完 善，并在 9 月正式启动基线调查工作，于 9 月 18 日至 22 日前往广西试点校进行调查工具的 发放与回收，为后续“追光行动”项目相关活动的设计与实施提供实证资料依据。

本次基线调查工作面向预先选取的 3 个试点县的 9 所试点校中的45 个班级发放科学素 养调查问卷，旨在了解试点县学生的科学素养水平及特征，并着重从性别角度对乡村女童的 STEM 学习情况及影响因素进行分析。基于本次问卷数据的整理与分析，课题组撰写了有关乡 村青少年科学素养现状分析的调研报告。

二、调研方案设计

（一）调研目标

本次基线调查工作面向选取 3 个试点县的9 所试点校中的 45 个班级发放科学素养调查问 卷，旨在了解试点县学生的科学素养水平及特征，从性别角度对乡村女童的 STEM 学习情况进 行分析。

本次调查的结果将作为项目干预的基线水平，将为中国科协与联合国儿童基金会提供实证 证据，为后续项目干预效果评估和干预内容改进奠定基础。同时，调研结果能够为乡村学校与 校外科学工作室更好地开展科学教育工作提供证据支持，从而更有针对性地提升乡村青少年的 STEM 素养和迁移应用能力。

1 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

（二）调研内容

本次调研主要使用前期编制的科学素养调查问卷对乡村青少年的科学素养进行测评，并对 测试的结果进行系统分析。首先，通过测评乡村青少年在科学知识与科学能力上的表现，分析 其在科学知识、科学思维、探究实践等方面的具体表现；其次，通过测查乡村青少年的科学 态度， 具体分析其在科学学习上的行为、情感和认知情况。最后，通过均值比较的差异分析， 对比青少年群体在科学素养表现方面的性别差异。
（三）调研方法与工具

1. 乡村青少年基本信息调查

本研究主要调查了以下乡村青少年基本信息：
（1）基本人口学特征。包括性别、民族等。
（2）乡村青少年家庭的社会经济地位（Socioeconomic status, SES）。包括父母亲学历、 父母亲工作类型、家庭资产（家庭藏书量、贵重物品拥有数量） 。其中，本研究选 用私家车、智能手机和电脑用来代表贵重物品。
（3）学业成就。本研究中学生的学业成就以学生整体成绩在班级中所处的水平层次衡量。

乡村青少年基本信息调查题项安排如表格 1 所示。

表格 1 基本信息调查题项双向细目表

维度
基本信息
题项
基本人口学特征
性别
民族
留守情况

见答题卡
第二部分 1
家庭经济社会地位
父母亲学历
父母亲工作
家庭资产
第二部分 2、3
第二部分 4、5
第二部分 6、9、 10、 11
学业成就
整体成绩水平
第二部分 7

2 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

2. 乡村青少年科学知识与能力测试卷

（1）设计说明

纸笔测评是当前学生科学素养评价的主要手段，用于考察学生在科学知识与科学认知能力 等方面的表现。本研究使用的《乡村青少年科学知识与能力测试卷》以中国科普研究所编制的 科学素养测试题 1 为基础，该套试题曾多次被用于国内各省市大规模科学素养调查，试题质量 有所保障。在该试题的基础上，综合考量知识覆盖面、试题难度、学生认知特点以及测查目标 等因素，对部分试题进行替换，并邀请科学教育领域的专家、教研员以及一线科学教师对试题 的适用性和有效性进行论证，最终形成包含物理（9 道题）、化学（9 道题）、生物（9 道题）、 工程实践（3 道题）四个学科的 30 道科学素养测试题。编制完成后，对北京市 H 中学新初一 的四名学生进行了测试，结合其作答情况和报告反馈，最终确定了本次基线调查的测验时长和 测验形式。

科学知识层面，本研究结合《义务教育科学课程标准（2022 年版） 》中强调的学生应掌 握的 13 个核心科学概念，从不同层面考察了学生对“物质的结构与性质”“生命系统的构成 层次”“宇宙中的地球”等概念的理解和掌握情况。

科学能力层面，本研究借鉴 PISA2025 的科学素养测评框架，在测查学生“科学地解释现 象”“评价和设计科学探究”“利用科学知识进行决策和行动”等方面科学能力的同时，将新 增的“运用概率思维”能力纳入考量，并设置了相关题目，测查学生“认识概率，理解异常值， 评估观点可靠性”的能力 2。

为更真实、有效地反映学生科学知识与能力水平，研究评分采取分档设分的原则，试卷回 收后，研究人员通过计算每道试题的难度，结合试题所属的学科和概念领域维度，确定每道试 题的赋分，分为 3 分和 4 分两档，最终满分为 100 分，对应学生水平应达到《义务教育科学课 程标准（2022 年版） 》中“展示对事物的系统、结构、关系、过程及循环的理解”“使用或 建构模型，解释有关的科学现象和过程”“了解科学、技术、社会、环境之间的相互影响”等 要求。试题的双向细目表如下表所示：

1 注：该试题适用对象为小学六年级学生， 本研究基线测查的对象为九月刚升入中学的初一学生，水平相当，较为 适用。
2 李川 . PISA 2025 科学素养测评框架的新动向及启示 [J]. 科普研究 , 2022, 17 (01): 52-58+102.

3 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

表格 2 乡村青少年科学知识与能力测试题双向细目表

物 理 √ √ √ √ √ √ √ √ √
生 物 √ √ √ √ √ √ √ √ √
地 理
科学
权
重
赋
分
所属
学科
题
号
能力
考察的科学 概念
工 程 实 践
科学
地解
释现 象
评价
和设
计科
学探 究
利用
科学
知识
进行
决策
和行 动
运用
概率
思维
科学
地解
释数
据和
证据

3
4
3

3

3

3

3
4
4

3

3

4
3
3
3
3

4

4
1
2
3

4

5

6

7
8
9

10

11

12
13
14
15
16

17

18
3%
4%
3%

3%

3%

3%

3%
4%
4%

3%

3%

4%
3%
3%
3%
3%

4%

4%
√
√
√
√
√
√
物质的结构与性质
物质的运动与相互作用 物质的结构与性质
√
物质的运动与相互作用 技术、工程与社会
√

√
物质的运动与相互作用 技术、工程与社会
物质的运动与相互作用 物质的结构与性质
√
√
√
宇宙中的地球
物质的运动与相互作用 能的转化与能量守恒
生物体的稳态与调节
√
生物与环境的相互关系
生物体的稳态与调节
√
生物与环境的相互关系
√
√
生物与环境的相互关系
√
√
√
√
生物与环境的相互关系 生命系统的构成层次
生命系统的构成层次 生命系统的构成层次 物质的结构与性质
√
生命系统的构成层次
√
生物与环境的相互关系

4 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

19

20

21

22

23
3%

4%

3%

4%

4%
3

4

3

4

4
√
√
宇宙中的地球 - 地球的公转 与自转
√
√
宇宙中的地球（- 地球所处的 宇宙环境）
物质的结构与性质
√

√
√
宇宙中的地球（- 地球所处的 宇宙环境）
地球系统 - 水循环
√
生命系统的构成层次
√
√
地球系统（- 岩石和土壤）/ 物质的变化与化学反应
物质的结构与性质
24

25

26

27

28

29

30
3

3

3

3

3

3

4

100
3%

3%

3%

3%

3%

3%

4%
√
√
地球系统（- 岩石和土壤）/ 物质的变化与化学反应
物质的结构与性质
√

√

√
√

√

√
地球系统（- 地球内部圈层和 地壳运动）
地球系统、地质作用人类活 动与环境
√

√

√

√

7
地球系统、地质作用人类活 动与环境
√

√

√

8
√

√

√

3
工程设计与物化（- 工程是设 计方案物化的结果）
工程设计与物化（- 工程的关 键是设计）
工程设计与物化（- 工程的关 键是设计）
合
1
9
6
9
16
9
计
100%

（2）质量检验

在质量检验环节，本研究分别依据经典测量理论（Classical Test Theory ，CTT）和项目反 应理论（Item Response Theory，IRT）进行信效度检验，分别采用 SPSS26.0 和 WINSTEP 3.72.0 进行分析。

5 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

① 信效度

信度（Reliability）是指测评结果的稳定性和可靠性。效度（validity）是指测量的有效性， 即能测量到所要测量目标的程度，本研究主要采用内容效度进行检验，知识与能力测试卷改良 自中国科普所提供的成熟问卷，且经过专家的多轮讨论，较好地保证了其有效性。

基于 CTT，计算 Cronbach 提出的 α 系数信度法来检验，依据可信度高低与 Cronbach α 的对应关系（见表格 3）来判断信度 3。

表格 3 可信度高低与 Cronbach α 的对应关系

可信度
Cronbach α 系数
不可信
勉强可信
可信
很可信（最常见） 很可信（次常见）
十分可信
Cronbach α 系数 <0.3
0.3≤Cronbach α 系数 <0.4
0.4≤Cronbach α 系数 <0.5
0.5≤Cronbach α 系数 <0.7
0.7≤Cronbach α 系数 <0.9
0.9≤Cronbach α 系数

可靠性统计结果如表格 4 所示，Cronbach α 系数为 0.815，表明结果很可信。

表格 4 可靠性统计结果

可靠性统计量

Cronbach's Alpha 项数
.815 30

基于 IRT，利用单维 Rasch 模型检验试题信度，分别报告被试与测试题的信度度检验测试 卷的可靠性，结果如表格 5 显示。对于信度而言，当该参数大于 0.7 时，说明具有较高的可信度3。 结果显示被试的信度为 0.74，试题的信度为 1，说明信度较高。

3 衷克定 . SPSS for Windows 数据统计分析工具应用教程 [M]. 北京 : 北京师范大学出版社 , 2008: 279.
4 Liu X. Using and developing measurement instrument in science education: a rasch modeling approach[M]. North Charlotte: Information Age Publishing, 2020: 206-208.

6 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

表格 5 基于 IRT 的信度结果

信度结果
被试
试题
0.74
1

② 区分度

基于 CTT，采用分组计算法进行计算，区分度等于高分组和低分组在特定题目上的得分 率之差，结果如表格 6 所示。区分度应在-1 至 +1 之间。当区分度大于等于 0.4 时，说明该 题目能起到很好的区分作用；当区分度小于等于 0.2 时，说明该题目的区分性很差；当区分 度为负数时，说明试题或答案有问题。结果显示，个别试题低于 0.3，大部分题目具有良好的 区分度。

表格 6 基于 CTT 的 30 个项目区分度计算结果
项目
前 27% 难度
后 27% 难度
区分度
项目
前 27% 难度
后 27% 难度
区分度
sl01
0.9721
0.6331
0.3389
sl16
0.8920
0.2086
0.6834
sl02
0.3836
0.1583
0.2253
sl17
0.6592
0.0875
0.5717
sl03
0.9255
0.5810
0.3445
sl18
0.6425
0.0838
0.5587
sl04
0.7654
0.3929
0.3724
sl19
0.7803
0.1341
0.6462
sl05
0.7076
0.3706
0.3371
sl20
0.3166
0.0615
0.2551
sl06
0.5605
0.1974
0.3631
sl21
0.7169
0.1173
0.5996
sl07
0.5233
0.2365
0.2868
sl22
0.4004
0.0987
0.3017
sl08
0.5084
0.1285
0.3799
sl23
0.5363
0.0838
0.4525
sl09
0.4693
0.1583
0.3110
sl24
0.5624
0.1359
0.4264
sl10
0.8883
0.2868
0.6015
sl25
0.5978
0.0912
0.5065
sl11
0.8529
0.2607
0.5922
sl26
0.6834
0.1173
0.5661
sl12
0.4246
0.1099
0.3147
sl27
0.6499
0.0894
0.5605
sl13
0.7505
0.1620
0.5885
sl28
0.6685
0.1397
0.5289
sl14
0.8678
0.2253
0.6425
sl29
0.8920
0.1620
0.7300
sl15
0.7244
0.1397
0.5847
sl30
0.5177
0.0819
0.4358

IRT 可以分别检验测试卷整体和具体项目的区分度（Separation） 。分离度是指试题区分 度（或被试的能力）的离散程度，分离度越高说明试题对不同能力水平的被试区分度越好。对 于测试题整体而言， 当该参数大于 1.5 时，满足对被试进行区分的最低水平；大于 2.00 时，说

7 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

明能够较好地对被试进行区分 5。测试卷分离度结果如表格 7 显示，被试的分离度为 1.69，试 题的分离度为 14.31，说明试卷的整体区分度较好。

表格 7 基于 IRT 的分离度结果

分离度结果

8 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
被试
试题


1.69
14.31

对于项目的区分度而言，其值应大于 0.4，0.3 左右属于可以接受的范围。结果如表格 8 显示， 除 4 个项目低于0.2 以外，其余项目均在可接受的范围，表明项目整体区分度较好。

表格 8 基于 IRT 的项目区分度结果
项目
区分度
项目
区分度
sl01
0.342
sl16
0.471
sl02
0.143
sl17
0.413
sl03
0.303
sl18
0.363
sl04
0.261
sl19
0.456
sl05
0.213
sl20
0.142
sl06
0.269
sl21
0.442
sl07
0.208
sl22
0.171
sl08
0.286
sl23
0.313
sl09
0.159
sl24
0.27
sl10
0.475
sl25
0.374
sl11
0.435
sl26
0.408
sl12
0.252
sl27
0.412
sl13
0.434
sl28
0.355
sl14
0.441
sl29
0.52
sl15
0.404
sl30
0.293

5 Liu X. Using and developing measurement instrument in science education: a rasch modeling approach[M].
North Charlotte: Information Age Publishing, 2020: 206-208.

③ 单维性检验

项目反应理论建立在评价工具满足单维性假设的基础之上 6 ，能够忽略其他因素对被试表 现的干扰或影响。本研究利用标准残差值和标准残差图检验评价工具的单维性。结果显示（图 1），未被首因子解释的标准化残差值（Unexplained variance in 1st contrast）仅为 1.6，小于 2； 此外，由图 2 可知，绝大多数题目的因子值（Contrast loading）介于 -0.4 到 0.4 之间 7，说明 本评价工具符合单维性要求且单维性较好，可以进行后续分析。

图 1 标准化残差值报告

图 2 标准残差图结果

6 Boone W J, Staver J R, Yale M S. Rasch analysis in the human sciences[M] . Springer Science+Business Media, 2013.
7 Raîche G. Critical eigenvalue sizes in standardized residual principal components analysis[J]. Measurement, 2005.

9 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

④ 模型拟合度

在 Rasch 模型中，通过试题拟合度（Item Fit）检验实际测试结果与理论模型之间的拟合 或一致程度。 Rasch 模型认为能力高的个体比能力低的个体做出正确回答的概率更大，因此将 对被试和试题进行模型拟合。计算结果给出了每个 item（即题目） 的难度值和拟合度，本研究 样本大于 500，属于大样本，关注 OUTFIT 值，且只需关注 MSQ ，Outfit MSQ 取值范围为 [0.6,1.4] 8，计算结果如表格 9 所示，所有项目都在取值范围内，说明项目与模型拟合非常好。

表格 9 项目模型拟合度结果

Item

Chisq
df
p-value
Outfit
MSQ
Item

Chisq
df
Outfit
p-value
MSQ
sl01
sl02
sl03
sl04
sl05
sl06
sl07
sl08
sl09
sl10
sl11
sl12
sl13
sl14
sl15
1562.48
2374.121
1810.366
2084.02
2177.543
2056.334
2239.247
1932.999
2248.114
1612.314
1702.858
1965.588
1697.717
1631.445
1704.392
1957
1947
1947
1928
1933
1924
1921
1913
1895
1897
1891
1860
1851
1836
1825
1
0
0.987
0.007
0
0.018
0
0.37
0
1
0.999
0.044
0.995
1
0.979
0.798
1.219
0.929
1.08
1.126
1.068
1.165
1.01
1.186
0.849
0.9
1.056
0.917
0.888
0.933
sl16
sl17
sl18
sl19
sl20
sl21
sl22
sl23
sl24
sl25
sl26
sl27
sl28
sl29
sl30
1562.672
1666.49
1740.488
1580.143
2095.888
1573.111
2053.778
1728.037
1822.528
1609.034
1558.575
1538.954
1630.277
1347.14
1713.534
1831
1800
1790
1778
1758
1742
1728
1703
1698
1683
1676
1666
1651
1650
1642
1
0.988
0.795
1
0
0.998
0
0.331
0.018
0.9
0.981
0.988
0.637
1
0.107
0.853
0.925
0.972
0.888
1.192
0.903
1.188
1.014
1.073
0.955
0.929
0.923
0.987
0.816
1.043

⑤ 气泡图

气泡图可以更直观地显示被试或项目与模型的拟合程度和项目的测量误差。对于被试而 言， 由于本研究是大样本测评，被试与模型的拟合度数值表格条目较多，因此适合采用气泡图 来显示被试与模型的拟合情况。图 3 显示，除小部分样本以外，大部分样本符合模型拟合要求， 换言之，采用 Rasch 模型进行分析具有适切性，总体而言被试与模型整体拟合较好。对于项目 而言，图 4 直观的显示项目分布均在-2 到 2 之间，拟合较好。
8 Mok M C, Cheong C Y, Moore P J, et al. The development and validation of the self- directed learning scales (SLS)[J]. Journal of Research in Science Teaching, 2005, 42(5):493-517.

10 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

图 3 项目分布气泡图

图 4 项目分布气泡图

⑥ 测试信息函数

本研究的测试信息函数结果如图 5 所示，能够很好的覆盖能力值在0 左右的人群，说明被 试与测试覆盖情况较好，整体测试效果较好。

11 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

图 5 测试信息函数

⑦ 项目特征曲线

项目特征曲线（Item Characteristics Curve ， ICC）可以反映出项目的实际测量与模型的 拟合情况，同时反映不同能力水平的考生在各个项目实际观测值与模型期望值之间的分布情况， 使用图形显示题目的正确回答概率与受试者能力的关系。当与模型拟合良好时，观测到的 ICC 应该在给定的置信区间内匹配， ICC 的下渐近线为 0，上渐近线为 1，是一条单调递增的 S 型 曲线，其对称中心体现项目的难度，曲线越陡表明区分度越高。项目 sl01-08 项目的特征曲线 如下图所示，30 个项目特征曲线见附录。分析图片可得， 总体而言，大部分 ICC 曲线走势较好， 说明测试效果较好；难度较低的项目区分度较低，曲线走向并非为“反 S 型”，例如 sl01、 sl03，与前文怀特图中的难度分布相符。对于测试而言，难度较高和难度较低的项目分布基本 合理。

图 6 sl01-sl08 的项目特征曲线

12 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

3. 乡村青少年科学态度问卷

本研究依据态度三元理论，将乡村青少年科学态度划分为科学学习行为、科学学习情感、 科学相关认知三个维度 9 编制了《乡村青少年科学态度问卷》。调查工具借鉴国内外已有量表 进行改进与本土化改编，经专家讨论审定和修改后形成最后的调查工具。

其中科学学习行为的具体指标为学生非正式科学学习行为发生的频次；科学学习情感的具 体指标为校内科学学习兴趣与校外科学学习兴趣；科学相关认知借鉴已有科学身份认同的相关 研究 10，将其分为科学价值认同、科学职业期待、科学身份认同、科学能力认同。

在学生非正式科学学习行为发生的频次方面，以乡村青少年最近一年中该项学习行为的发 生次数为主要表征。“从未”指一次都没有，“很少”指 1-4 次，“经常”指5-12 次， “总是” 指多于 12 次；科学学习情