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在日趋激烈的全球综合国力竞争面前，世界各国都把强化科技创新作为重要的国家战略。近年来学生的科学兴趣日益成为众多国家关注的议题，不少国家表现出对学生科学兴趣下降的担忧。鉴于此，中国、美国、日本、韩国四个国家于2013年联合开展了高中生科学意识比较研究，旨在评估不同国家学生的科学兴趣，以期为分析其影响因素并为提高学生的科学兴趣提供政策建议。
本研究主要采用问卷调查法，调查由中国青少年研究中心、日本青少年研究所、韩国青少年开发院及美国艾迪资源系统公司于2013年10月12月在四个国家同时实施，调查对象为高中1-3年级的在校生。中国的被试取自北京、哈尔滨、武汉、郑州、汉中、宁波、厦门和贵阳等8城市的32所中学，城乡各半，有效被试1915名。美国、日本、韩国的有效被试分别有1308名、1937名和1293名。
主要发现：
1.中国高中生对科学的喜爱程度最高，探究意愿最强，最认可学习科学的重要性和科学的社会效益，但是仅有约1/3愿意从事与科学相关的职业，少于韩国和美国。
2.毕业后想学理工科或医学专业的中国高中生在四国中最少，想学文科的比例在四国中最多，并且想学文科的多于想学理科的。在日本、美国和韩国，均是想学理科或医学专业的学生多于想学文科的学生。
3.初中阶段尤其是初二年级是各国学生进行自选课题研究比较集中的阶段。日本学生开始自选课题研究最早，以小学高年级为主，中国学生开始自选课题研究最晚，集中在初中和高中阶段。和美国、日本、韩国相比，中国学生从小学一年级到初中二年级，进行自选课题的比例都是四国中最低的，有的甚至低近40个百分点。六成高中生没有进行过自选课题研究，缺乏兴趣是美日韩三国高中生的主要原因，缺乏条件是中国高中生的主要原因，如缺乏试验工具、具体的指导和宽松的时间等。
4.中国高中生学习科学的工具性动机（指不是因为对科学本身感兴趣，而是因为学习科学有益处、学习科学有用而对科学感兴趣的动机）最强，认为学习科学对未来的工作、升学有用。日本高中生科学探究意识较弱，学习动力最弱。另外，四国均有半数以上高中生表示没时间研究感兴趣的科学内容。
5.体育类课外小组受到高中生欢迎，科技类课外小组受冷落。中韩高中生参加数学类小组最多，日美高中生参加体育类小组最多。另外，四国高中生参加科技类小组的比例均较低。
6.自己动手做实验、手工制作等体验类科学活动最受欢迎，就科学实验发表想法或得出结论这种活动最不受欢迎。增加观察或实验的机会、到大自然中去学习、与生活应用相联系等科学学习方式受高中生青睐，请科学家或科普作家讲课并不受欢迎，排名几乎最后。
7.高中生参与频率较高的科学活动是“看老师做实验”、“看电视节目”，参与频率较低的是“参加科学竞赛”、“参观科研机构、科学实验室、科技示范基地等”，这两项被中国高中生列为倒数第一、第二的科学活动。
8.电视和网络是高中生了解自然或科学信息的主要渠道，科技场馆或博物馆是高中生使用最少的渠道。此外，高中生在课堂上和从父母那里获得科学信息的比例均较低。
9.高中生最感兴趣的科学话题是新发明或新技术的应用、科学新发现、食品安全，最不感兴趣的是农业问题。中国高中生对计算机与网络技术更感兴趣，美日韩高中生对新的医学发现更感兴趣。
一、对科学的兴趣与态度
（一）对科学的兴趣
1.中国高中生对科学的喜爱程度最高
兴趣是学习的重要推动力，是最重要的内部动机。研究表明，早期对科学的兴趣，对后续的科学学习以及是否从事科学领域的工作有预测作用。总的来看，四个国家的高中生对科学是比较喜爱的，中国高中生的喜爱程度最高。76.2%的中国高中生认为学习科学有趣，比美国、日本、韩国分别高11.2个百分点、12.4个百分点和15.5个百分点。82.7%的中国高中生表示对自然或科学相关的内容感兴趣，比美国、日本、韩国分别高18.8个百分点、17.3个百分点和19.4个百分点。
值得注意的是，在日本和中国，学生对科学的喜爱表现出明显的性别差异，而在美国和韩国性别差异则不明显。对科学感兴趣和认为科学有趣的日本男生比女生分别高近19.6个百分点和15.8个百分点，中国男生比女生分别高10.2个百分点和7.6个百分点（图1、图2）。
2.四国高中生对不同学科的兴趣存有差异
对一门学科的兴趣可以影响到学生参与学习的集中度和持续度，进而影响学生对该科目理解的深度和广度。在对不同科学科目的兴趣上，总体而言，四国学生最感兴趣的科目为动植物（70.3%），其次是人体（64.6%）、天文（63.2%）、化学（52.2%），最不感兴趣的是地理（46.3%）和物理（44.6%）。
中国高中生最感兴趣的科目为动植物，其他依次是天文、人体、地理、化学，对物理最不感兴趣。美国高中生最感兴趣的科目为人体，其他依次是动植物、化学、天文、物理，对地理最不感兴趣。日本高中生最感兴趣的科目为天文和动植物，其次是人体，对化学、物理、地理等感兴趣的较少。韩国高中生最感兴趣的科目是动植物，其次是人体，第三是地理，对天文、化学、物理最不感兴趣。
比较而言（图3），中国高中生对所有科目的兴趣都比较强，对动植物、地理、物理、化学的兴趣在四国中都是最高的，尤其是对地理的兴趣较美国和日本分别高22个百分点和26.4个百分点；韩国高中生对科学科目的兴趣在四国中偏低，对物理、化学、天文的兴趣在四国中都是最低的，较中国的差距都在20个百分点以上。
值得注意的是，中国、日本和韩国学生对不同科学科目的兴趣性别差异都非常明显。首先，中国男生几乎对所有科学科目的兴趣都高于女生（图4），只是在“动植物”这一项上女生兴趣高于男生。中国男生对物理、地理、化学、人体、天文感兴趣的分别比女生高21.1个百分点、13.6个百分点、8.3个百分点、6个百分点和5.5个百分点，唯有对动植物感兴趣的中国女生比男生高1.1个百分点。 其次，日本男生对物理、化学和地理的兴趣都大大高于女生，女生对动植物、人体和天文的兴趣高于男生（图4）。日本男生对物理、化学、地理感兴趣的比女生分别高33个百分点、25.4个百分点、12.4个百分点；日本女生对天文、人体、动植物感兴趣的分别比男生高7.6个百分点、7.4个百分点、6.1个百分点。
第三，韩国男生对物理的兴趣高于女生，女生对其他科目的兴趣则略高于男生（图4）。韩国男生对物理感兴趣的比女生高10.8个百分点，女生对人体感兴趣的则比男生高10.3个百分点，女生对天文感兴趣的比男生高6.5个百分点，对化学、动植物和地理感兴趣的也比男生略高2-3个百分点。
第四，美国男生和女生对所有科学科目的兴趣则相差不大（图4），男生对物理、动植物、人体、天文、和地理的兴趣略高于女生，女生对化学的兴趣略高于男生，但差距均未超过3个百分点。
3.新发明、新技术的应用是四国高中生最感兴趣的科技话题
有科学兴趣的学生通常对科学相关的话题有强烈的好奇心。总体而言，四国高中生对调查中所列科学主题是感兴趣的，最感兴趣的是新发明、新技术的应用（75.9%），其次是科学新发明（72.7%），第三是食品安全（69.3%），最不感兴趣的是农业问题（52.9%）。
中国高中生最感兴趣的是新发明、新技术的应用和食品安全，其次是科学新发现，第三是计算机与网络技术，最不感兴趣的是农业问题；美国高中生最感兴趣的也是新发明、新技术的应用，其次是科学新发现，第三是新的医学发现，最不感兴趣的是教育问题；日本高中生最感兴趣的是新的医学发现，其次是新发明、新技术的应用，第三是宇宙探索与开发，最不感兴趣的是农业问题；韩国高中生最感兴趣的是新发明、新技术的应用，其次是科学新发现，第三是新的医学发现，最不感兴趣的是教育问题。另外，从图5可以看出，中国高中生对各种科学主题的兴趣几乎都是最强的。
（二）学习科学的动机
1.中国高中生普遍认识到学习科学的重要性
数据显示，中国高中生普遍认识到学习科学的重要性，81.1%的中国高中生认为科学学习的内容即使和考试没有关系也很重要，较美国、韩国、日本分别高3.7个百分点、7.8个百分点和12.6个百分点。反之，只有19.5%的中国高中生认为毕业后科学知识就没什么用了，较美国、韩国、日本分别低3.8个百分点、25.1个百分点和10.7个百分点。
2.中美高中生学习科学的工具性动机最强
学习科学的工具性动机指不是因为对科学本身感兴趣，而是因为学习科学有益处、因为学习科学有用而对科学感兴趣的动机。数据比较发现，中国和美国高中生学习科学的工具性动机较高，59.8%的中国高中生和53.9%的美国高中生认为科学学习对将来从事理想的工作很重要，较日本（43.0%）和韩国（49.6%）高十几个百分点；76.2%的美国高中生赞同为了能上理想的大学，科学成绩优秀很重要，较日本（60.8%）、中国（59.7%）和韩国（58.3%）高十几个百分点。总体而言，中国和美国高中生学习科学的工具性动机最强；而日本和韩国高中生学习科学的工具性动机相对较弱。
3.中国高中生科学探究意愿较强
有科学兴趣的学生会表现出探求更多科学知识技能、采用多种资源和方法的意愿。本次调查发现，中国高中生对科学表现出较高的探求意愿和进一步学习的动机，而日本高中生进一步学习的动机则较弱。由图6可见，54.3%的中国高中生表示学校所教的内容不能满足我，我想更多地学习科学知识，持此想法的日本高中生仅有30.9%；45.0%的中国高中生表示对感兴趣的科学内容会自己进行研究，持此想法的日本高中生仅有20.3%；70.4%的中国高中生表示当实验结果和预想的不一样时会查询原因，持此想法的日本高中生为46.9%。而另一方面，有51.5%的日本高中生表示没有想自己调查了解的科学相关内容，相应的中国高中生为35.7%，20.4%的日本高中生认为科学没必要专门做实验，只要教给学生结果就行了，持此想法的中国高中生仅为12.5%。
值得注意的是，四国均有半数以上的高中生表示没有时间对自己感兴趣的科学内容进行研究。
（三）对科学技术专业与职业的态度
1.中国高中生毕业后想学理科或医学专业的最少
中国高中生高中毕业后想上大学学理工科或医学专业的在四国中最少，仅为30.8%，韩国最多，有44.6%，美国和日本高中生想上大学学理工科或医学专业的也近四成，均较中国高十多个百分点（图7）。在日本、美国和韩国，大学想上理科或医学专业的学生均多于想上文科专业的学生。另外，中国高中生想上大学学文科专业的在四国中最多，为31.8%，美国最少，仅12.2%；日本高中生想上高职学校的在四国中最多，为14.7%，美国最少，为4.5%；中国高中生高中毕业之后想工作的最多，占到13.6%，韩国最少，为3_3%。
中国和日本高中生高中毕业后想上大学学理工科或医学专业的性别差异非常大。愿意学理工科或医学专业的中国男生比女生高9.7个百分点，日本男生比女生高22.7个百分点。
2.约1/3中国高中生愿意从事科学相关职业，少于美国和韩国
有科学兴趣的学生通常更多会考虑今后从事与科学相关的工作。可是本次研究发现，虽然中国学生对科学的兴趣和学习动机都比较强，但是将来愿意从事科学相关职业的.z.YF不多。调查发现，将来愿意从事科学相关工作的以美国高中生为最多（49.3%），近一半；韩国居第二位（44.O%），中国居第三位（32.3%），日本最少（27.9%）。
在四个国家中，将来愿意从事科学相关工作的男生均多于女生。中国、日本男生愿意从事科学工作的比女生均高近20个百分点，美国男生比女生高约5个百分点，韩国男生比女生约高1个百分点。可见，在从事科学工作的意愿上，中国和日本存在较大的性别差异，美国和韩国性别差异较小。 （四）对科学的态度
1.中国高中生最认可科学的社会效益
虽然四个国家的大多数高中生对科学的社会效益持肯定态度，但也存在差异。四个国家的高中生最为普遍认同的是“治疗艾滋病和癌症等疾病需要依靠科学技术的发展”以及“保护生物和地球需要发展科学技术”，赞同率均在八成以上；但在美国和日本，有三成多学生并不认为“维护社会和平、解决空气和水的污染需要发展科学技术”，也不认为“国家的昌盛，多取决于科学技术的力量”，约一半日本高中生不赞同“学习科学，能够更健康地生活”，四成美国高中生认为“日常生活中，科学并不重要”（图8）。
与此相反，中国高中生对科学的社会效益持-肯定态度的最为普遍。八成以上的中国高中生认为科学技术对于保护生物和地球、维护社会和平、解决空气和水污染、治疗艾滋病和癌症等疾病，以及国家昌盛和健康生活都是必须的。
2.多数高中生认识到科技发展是把“双刃剑”
八成以上（82.7%）的中国高中生认识到科学技术的发展对人类生活、工作也有不利的一面，高于其他三国高中生。持此看法的美国高中生最少（56.3%）。
四个国家的高中生对科学技术弊端的认识既有相似之处，也存有差异。比如，六成以上的中国、日本、韩国高中生和四成多美国高中生认为科学技术的发展会造成环境污染；六成多日本、韩国和美国高中生认为科学技术的发展会造成对机械的过分依赖。不同之处在于，中国和日本高中生更担心科学技术的发展会造成对自然资源的过度开采，而美国和韩国高中生更担心科学技术的发展会被用于军事武器研制（图9）。这说明，相当多的高中生对资源和环境有一定的责任意识。
3.多数高中生认为“为了幸福，人应与自然共生存”
在对待自然的态度上，四个国家的大多数高中生认为“为了幸福，人应与自然共生存”，持此观点的中国（83.6%）、日本（78.8%）和韩国（84.3%）高中生均占到八成左右，美国高中生较少，仅约一半持此观点。美国高中生认为“人应该顺从自然”和“人应该利用自然”的各占一成左右，其他三国高中生持这两种观点的比例均略低于美国。四国仅有极少数高中生认为“为了幸福，人应该利用自然”。另外，还有一些高中生不清楚该如何对待自然和人的关系，美国最多，高达26.7%（图10）。
二、参与科技学习及相关活动的情况
（一）参与科技学习与相关活动的现状
1.看老师做实验、看电视节目等是四国高中生参与最多的科学活动，参加科学竞赛、参观科研场所等是四国高中生参与频率较低的科学活动
提升学生的科学兴趣与素养，不仅需要课内的科学探索，更需要拓展丰富多彩的课外科学活动。图1l的数据显示，四国高中生参与频率较高的科学活动，排名前五位的是：看老师做实验（70.9%）、看有关自然或科学的电视节目（68.6%）、参观动物园或植物园（58.9%）、就实验或观察结果和同学进行讨论（49.5%）、在教室或实验室等地自己做实验（49.2%）。可见，四国高中生参与较多的科学活动以看为主，看得多、做得少。另外，四国高中生“参加科学竞赛”、“参观科研机构、科学实验室、科技示范基地等”的频率均较低，对这两项的选择均排名倒数第一（15.1%）和第二（20.1%）。
四国高中生经常参与的科学活动排名前五位的分别是：
中国：看有关自然或科学的电视节目、看老师做实验、看有关自然或科学的书或杂志、应用科学知识解决日常生活中的问题、就实验或观察结果和同学进行讨论；美国：看有关自然或科学的电视节目、参观动物园或植物园、看老师做实验、就实验或观察结果和同学进行讨论、在教室或实验室等地自己做实验；日本：看老师做实验、参观动物园或植物园、看有关自然或科学的电视节目、就实验或观察结果和同学进行讨论、在教室或实验室等地自己做实验；韩国：看有关自然或科学的电视节目、看老师做实验、参观动物园或植物园、在教室或实验室等地自己做实验、看有关自然或科学的书或杂志。
2.四成多高中生进行过自选课题研究，初中二年级是各国学生进行课题研究的高峰段，近七成高中生喜欢自选课题研究
数据显示，四成多（43.5%）高中生曾经在课余时间进行过自选题目的科学课题研究。比较而言，日本高中生（54.7%）和中国高中生（51.1%）比例较高，而美国高中生（29.6%）和韩国高中生（29.4%）比例不超过三成。
进一步比较发现，日本高中生在小学五年级时进入自选课题研究的高峰（62.8%），其次为小学六年级（59.3%）、小学四年级（58.3%）、初一（52.8%）、初二（50.7%），均在半数以上；韩国高中生初二进行自选课题研究的比例最高（65.2%），其次为初三（58.0%）、小学六年级（56.7%）、初一（54.4%）、小学五年级（48.8%），绝大多数在半数以上；美国高中生进行自选课题的最集中年级在初二（48.4%），其次是初三（42.4%）、初一（37.4%）、小学六年级（33.4%）、小学五年级（30.3%），均不足半数；中国高中生进行自选课题研究的高峰年级也在初二（37.7%），其次是高一（31.8%）、初三（31.O%）、初一（21.7%）、小学六年级（18.5%），均不足四成（图12）。
总体来说，初中阶段尤其是初二年级是各国高中生进行自选课题研究比较集中的阶段。比较发现，日本高中生开始自选课题研究最早，以小学高年级为主，中国高中生开始自选课题研究最晚，集中在初中和高中阶段。另外，和美国、日本、韩国相比，中国学生从小学一年级到初中二年级，学生进行自选课题的比例都是四国高中最低的，有的甚至低近40个百分点。
数据统计还发现，近七成（68.8%）高中生喜欢自选课题研究。其中，各国比例分别为中国83.9%，美国64.4%，日本52.2%，韩国81.0%。可见，中国和韩国高中生对自选课题研究认同度更高，日本和美国高中生认同度略低，均没有达到平均值。 3.六成高中生没有进行过自选课题研究，缺乏兴趣是美日韩三国高中生的主要原因，缺乏条件是中国高中生的主要原因
调查发现，56.5%的高中生没有进行过自选课题研究。究其原因，缺乏兴趣是最主要的因素。图13的数据显示，中国高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：手头没有可观察实验的道具、不知道该怎么做、没有时间；美国高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：没有兴趣、没有时间、学校没有布置过自选课题研究的作业；日本高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：没有兴趣、不知道该怎么做、没有时间；韩国高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：不知道该怎么做、没有兴趣、学校没有布置过自选课题研究的作业。由此可见，日本、美国高中生都把没有兴趣放在第一位，韩国高中生放在第二位。只有中国高中生认为自己没有进行课题研究的原因是没有工具、没有时间、没有指导等客观原因。
可见，没有进行自选课题的中国高中生，并不是对课题研究没兴趣，而是缺乏各类条件，比如实验工具、具体的指导和宽松的时间等。数据也显示，只有22.5%的中国高中生表示对进行课题研究没兴趣，不足四分之一。而美国、日本、韩国的比例分别为56.5%、53.2%、46.2%，最多相差34个百分点。
4.中国高中生参加课外活动小组比例最高；体育类受到各国高中生欢迎，科技类受冷落
本次调查发现，各国高中生对课外小组活动的兴趣差异较大。由图14可见，在数学、物理、化学、生物等十多类课外小组活动中，中国高中生参加较多的前五项是：数学类、体育类、读书写作等文学类、书法绘画等文化类、计算机类；美国高中生参加较多的是：体育类、其他类、音乐表演等艺术类、书法绘画等文化类、读书写作等文学类；日本高中生参加较多的是：体育类、其他类、音乐表演等艺术类、书法绘画等文化类、读书写作等文学类；韩国高中生参加较多的是：其他类、数学类、体育类、生物类、物理类。
可见，各国高中生的课外小组活动有如下特点：
中国（55.5%）和韩国（24.2%）高中生参加数学类课外小组较多，日本和美国高中生参加数学类课外小组的比例仅为个位数，其中美国2.2%。
各国高中生参加体育类课外小组较多。其中，日本和美国高中生参加最多，均将其排在第一位，中国高中生将其排在第二位，韩国高中生将其排在第三位。这表明，体育类课外小组比较受欢迎或重视。
值得关注的是，科技类、模型制作类的课外小组受到关注并不多，各国高中生参加这类以科技为主的课外小组比例较低，排名靠后。
另外，中国高中生没有参加课外活动小组的比例最低（8.0%），美国最高（22.3%），日本和韩国居中。可以看出，中国高中生课外小组活动较多，而且以数学、读书写作、绘画书法、计算机、物理等学科类内容为主，而美国和日本高中生参加课外小组活动人数较少，参加学科类课外小组的人数更少。
（二）对科技教育活动的兴趣与期望
1.四国高中生均比较喜欢自己动手做实验、手工制作，均不喜欢发表研究结论或想法
调查显示，对于各类科学活动四国高中生喜欢的顺序分别为：自己动手做实验（73.1%），手工制作（69.9%），养育动植物（67.7%），校内的科学观察、实验、调查（67.4%），校外的科学观察、实验、调查（67.3%），看老师做实验（63.9%），观察动植物（63.2%），就科学实验发表自己的想法或得出结论（33.8%）。可见，高中生最喜欢的科学活动是自己动手做实验。
数据还显示，中国、日本、韩国高中生这方面的比例均较高，其中中国86.7%，日本73.1%，韩国72.8%。唯有美国高中生选择这一项的比例较低（53.5%），比其他国家低近20个百分点。这说明多数高中生更喜欢的科学学习方式是以亲身体验为主，无论是自己动手做实验、手工制作、养育动植物等，都是以实践和体验为主的。
另外，四国高中生均不喜欢“就科学实验发表自己的想法或得出结论”这种科学活动方式。一方面这可能对高中生有难度，另一方面也可能是因为这种学习活动缺乏实践和体验的感受，学习方式不够鲜活，因此使高中生不喜欢。
总体来说四国高中生喜欢的科学活动内容相似，差别较大的是中国高中生喜欢看老师做实验，不喜欢校内或校外的科学观察、实验及调查等内容，而美国和韩国高中生选择的前五项科学活动中，均有“校内的科学观察、实验及调查”、“校外的科学观察、实验及调查”两个选项，日本高中生也有“校内科学观察、实验、调查”选项（见表1）。
2.四国高中生普遍青睐的科学学习方式是“增加观察或实验的机会”、“到大自然中去学习”、“与生活应用相联系”，而“请科学家或科普作家讲课”的学习方式不受学生欢迎
对科学知识的学习，多数高中生希望能增加观察和实验的机会。数据显示，中国高中生排在前三位的学习方式分别是“到大自然当中去学习”、“增加观察或实验的机会”、“去科技馆或博物馆学习”；美国高中生排在前三位的学习方式分别是“增加观察或实验的机会”、“到大自然当中去学习”、“与生活应用相联系”；日本高中生排在前三位的学习方式分别是“增加观察、实验的机会”、“使用多媒体教学”、“与生活应用相联系”；韩国高中生排在前三位的学习方式分别是“与生活应用相联系”、“增加观察或实验的机会”、“到大自然当中去学习”。从上述数据可以看出，高中生最喜欢的是增加观察或实验的机会，其次是到大自然中去、与生活应用相联系。这说明高中生普遍希望多通过实验和观察的方式学习科学知识，到大自然中去感受和体验，学习的内容能学以致用。可见，有用的、体验式、开放式的学习方式更受高中生欢迎。此外，去博物馆或科技馆、多媒体教学等也成为高中生比较期待的学习方式（图15）。
值得关注的是，“请科学家或科普作家讲课”这一方式并不受学生欢迎，排名比较靠后，甚至仅仅高于“其他”。分析认为，一方面讲课的形式对于学生来说是“课程”，缺少互动与参与，更多的是“你讲我听”。另一方面也可能与科学家或科普作家不了解学生需求、讲课内容不能贴近学生认知特点有关。
本研究主要采用问卷调查法，调查由中国青少年研究中心、日本青少年研究所、韩国青少年开发院及美国艾迪资源系统公司于2013年10月12月在四个国家同时实施，调查对象为高中1-3年级的在校生。中国的被试取自北京、哈尔滨、武汉、郑州、汉中、宁波、厦门和贵阳等8城市的32所中学，城乡各半，有效被试1915名。美国、日本、韩国的有效被试分别有1308名、1937名和1293名。
主要发现：
1.中国高中生对科学的喜爱程度最高，探究意愿最强，最认可学习科学的重要性和科学的社会效益，但是仅有约1/3愿意从事与科学相关的职业，少于韩国和美国。
2.毕业后想学理工科或医学专业的中国高中生在四国中最少，想学文科的比例在四国中最多，并且想学文科的多于想学理科的。在日本、美国和韩国，均是想学理科或医学专业的学生多于想学文科的学生。
3.初中阶段尤其是初二年级是各国学生进行自选课题研究比较集中的阶段。日本学生开始自选课题研究最早，以小学高年级为主，中国学生开始自选课题研究最晚，集中在初中和高中阶段。和美国、日本、韩国相比，中国学生从小学一年级到初中二年级，进行自选课题的比例都是四国中最低的，有的甚至低近40个百分点。六成高中生没有进行过自选课题研究，缺乏兴趣是美日韩三国高中生的主要原因，缺乏条件是中国高中生的主要原因，如缺乏试验工具、具体的指导和宽松的时间等。
4.中国高中生学习科学的工具性动机（指不是因为对科学本身感兴趣，而是因为学习科学有益处、学习科学有用而对科学感兴趣的动机）最强，认为学习科学对未来的工作、升学有用。日本高中生科学探究意识较弱，学习动力最弱。另外，四国均有半数以上高中生表示没时间研究感兴趣的科学内容。
5.体育类课外小组受到高中生欢迎，科技类课外小组受冷落。中韩高中生参加数学类小组最多，日美高中生参加体育类小组最多。另外，四国高中生参加科技类小组的比例均较低。
6.自己动手做实验、手工制作等体验类科学活动最受欢迎，就科学实验发表想法或得出结论这种活动最不受欢迎。增加观察或实验的机会、到大自然中去学习、与生活应用相联系等科学学习方式受高中生青睐，请科学家或科普作家讲课并不受欢迎，排名几乎最后。
7.高中生参与频率较高的科学活动是“看老师做实验”、“看电视节目”，参与频率较低的是“参加科学竞赛”、“参观科研机构、科学实验室、科技示范基地等”，这两项被中国高中生列为倒数第一、第二的科学活动。
8.电视和网络是高中生了解自然或科学信息的主要渠道，科技场馆或博物馆是高中生使用最少的渠道。此外，高中生在课堂上和从父母那里获得科学信息的比例均较低。
9.高中生最感兴趣的科学话题是新发明或新技术的应用、科学新发现、食品安全，最不感兴趣的是农业问题。中国高中生对计算机与网络技术更感兴趣，美日韩高中生对新的医学发现更感兴趣。
一、对科学的兴趣与态度
（一）对科学的兴趣
1.中国高中生对科学的喜爱程度最高
兴趣是学习的重要推动力，是最重要的内部动机。研究表明，早期对科学的兴趣，对后续的科学学习以及是否从事科学领域的工作有预测作用。总的来看，四个国家的高中生对科学是比较喜爱的，中国高中生的喜爱程度最高。76.2%的中国高中生认为学习科学有趣，比美国、日本、韩国分别高11.2个百分点、12.4个百分点和15.5个百分点。82.7%的中国高中生表示对自然或科学相关的内容感兴趣，比美国、日本、韩国分别高18.8个百分点、17.3个百分点和19.4个百分点。
值得注意的是，在日本和中国，学生对科学的喜爱表现出明显的性别差异，而在美国和韩国性别差异则不明显。对科学感兴趣和认为科学有趣的日本男生比女生分别高近19.6个百分点和15.8个百分点，中国男生比女生分别高10.2个百分点和7.6个百分点（图1、图2）。
2.四国高中生对不同学科的兴趣存有差异
对一门学科的兴趣可以影响到学生参与学习的集中度和持续度，进而影响学生对该科目理解的深度和广度。在对不同科学科目的兴趣上，总体而言，四国学生最感兴趣的科目为动植物（70.3%），其次是人体（64.6%）、天文（63.2%）、化学（52.2%），最不感兴趣的是地理（46.3%）和物理（44.6%）。
中国高中生最感兴趣的科目为动植物，其他依次是天文、人体、地理、化学，对物理最不感兴趣。美国高中生最感兴趣的科目为人体，其他依次是动植物、化学、天文、物理，对地理最不感兴趣。日本高中生最感兴趣的科目为天文和动植物，其次是人体，对化学、物理、地理等感兴趣的较少。韩国高中生最感兴趣的科目是动植物，其次是人体，第三是地理，对天文、化学、物理最不感兴趣。
比较而言（图3），中国高中生对所有科目的兴趣都比较强，对动植物、地理、物理、化学的兴趣在四国中都是最高的，尤其是对地理的兴趣较美国和日本分别高22个百分点和26.4个百分点；韩国高中生对科学科目的兴趣在四国中偏低，对物理、化学、天文的兴趣在四国中都是最低的，较中国的差距都在20个百分点以上。
值得注意的是，中国、日本和韩国学生对不同科学科目的兴趣性别差异都非常明显。首先，中国男生几乎对所有科学科目的兴趣都高于女生（图4），只是在“动植物”这一项上女生兴趣高于男生。中国男生对物理、地理、化学、人体、天文感兴趣的分别比女生高21.1个百分点、13.6个百分点、8.3个百分点、6个百分点和5.5个百分点，唯有对动植物感兴趣的中国女生比男生高1.1个百分点。 其次，日本男生对物理、化学和地理的兴趣都大大高于女生，女生对动植物、人体和天文的兴趣高于男生（图4）。日本男生对物理、化学、地理感兴趣的比女生分别高33个百分点、25.4个百分点、12.4个百分点；日本女生对天文、人体、动植物感兴趣的分别比男生高7.6个百分点、7.4个百分点、6.1个百分点。
第三，韩国男生对物理的兴趣高于女生，女生对其他科目的兴趣则略高于男生（图4）。韩国男生对物理感兴趣的比女生高10.8个百分点，女生对人体感兴趣的则比男生高10.3个百分点，女生对天文感兴趣的比男生高6.5个百分点，对化学、动植物和地理感兴趣的也比男生略高2-3个百分点。
第四，美国男生和女生对所有科学科目的兴趣则相差不大（图4），男生对物理、动植物、人体、天文、和地理的兴趣略高于女生，女生对化学的兴趣略高于男生，但差距均未超过3个百分点。
3.新发明、新技术的应用是四国高中生最感兴趣的科技话题
有科学兴趣的学生通常对科学相关的话题有强烈的好奇心。总体而言，四国高中生对调查中所列科学主题是感兴趣的，最感兴趣的是新发明、新技术的应用（75.9%），其次是科学新发明（72.7%），第三是食品安全（69.3%），最不感兴趣的是农业问题（52.9%）。
中国高中生最感兴趣的是新发明、新技术的应用和食品安全，其次是科学新发现，第三是计算机与网络技术，最不感兴趣的是农业问题；美国高中生最感兴趣的也是新发明、新技术的应用，其次是科学新发现，第三是新的医学发现，最不感兴趣的是教育问题；日本高中生最感兴趣的是新的医学发现，其次是新发明、新技术的应用，第三是宇宙探索与开发，最不感兴趣的是农业问题；韩国高中生最感兴趣的是新发明、新技术的应用，其次是科学新发现，第三是新的医学发现，最不感兴趣的是教育问题。另外，从图5可以看出，中国高中生对各种科学主题的兴趣几乎都是最强的。
（二）学习科学的动机
1.中国高中生普遍认识到学习科学的重要性
数据显示，中国高中生普遍认识到学习科学的重要性，81.1%的中国高中生认为科学学习的内容即使和考试没有关系也很重要，较美国、韩国、日本分别高3.7个百分点、7.8个百分点和12.6个百分点。反之，只有19.5%的中国高中生认为毕业后科学知识就没什么用了，较美国、韩国、日本分别低3.8个百分点、25.1个百分点和10.7个百分点。
2.中美高中生学习科学的工具性动机最强
学习科学的工具性动机指不是因为对科学本身感兴趣，而是因为学习科学有益处、因为学习科学有用而对科学感兴趣的动机。数据比较发现，中国和美国高中生学习科学的工具性动机较高，59.8%的中国高中生和53.9%的美国高中生认为科学学习对将来从事理想的工作很重要，较日本（43.0%）和韩国（49.6%）高十几个百分点；76.2%的美国高中生赞同为了能上理想的大学，科学成绩优秀很重要，较日本（60.8%）、中国（59.7%）和韩国（58.3%）高十几个百分点。总体而言，中国和美国高中生学习科学的工具性动机最强；而日本和韩国高中生学习科学的工具性动机相对较弱。
3.中国高中生科学探究意愿较强
有科学兴趣的学生会表现出探求更多科学知识技能、采用多种资源和方法的意愿。本次调查发现，中国高中生对科学表现出较高的探求意愿和进一步学习的动机，而日本高中生进一步学习的动机则较弱。由图6可见，54.3%的中国高中生表示学校所教的内容不能满足我，我想更多地学习科学知识，持此想法的日本高中生仅有30.9%；45.0%的中国高中生表示对感兴趣的科学内容会自己进行研究，持此想法的日本高中生仅有20.3%；70.4%的中国高中生表示当实验结果和预想的不一样时会查询原因，持此想法的日本高中生为46.9%。而另一方面，有51.5%的日本高中生表示没有想自己调查了解的科学相关内容，相应的中国高中生为35.7%，20.4%的日本高中生认为科学没必要专门做实验，只要教给学生结果就行了，持此想法的中国高中生仅为12.5%。
值得注意的是，四国均有半数以上的高中生表示没有时间对自己感兴趣的科学内容进行研究。
（三）对科学技术专业与职业的态度
1.中国高中生毕业后想学理科或医学专业的最少
中国高中生高中毕业后想上大学学理工科或医学专业的在四国中最少，仅为30.8%，韩国最多，有44.6%，美国和日本高中生想上大学学理工科或医学专业的也近四成，均较中国高十多个百分点（图7）。在日本、美国和韩国，大学想上理科或医学专业的学生均多于想上文科专业的学生。另外，中国高中生想上大学学文科专业的在四国中最多，为31.8%，美国最少，仅12.2%；日本高中生想上高职学校的在四国中最多，为14.7%，美国最少，为4.5%；中国高中生高中毕业之后想工作的最多，占到13.6%，韩国最少，为3_3%。
中国和日本高中生高中毕业后想上大学学理工科或医学专业的性别差异非常大。愿意学理工科或医学专业的中国男生比女生高9.7个百分点，日本男生比女生高22.7个百分点。
2.约1/3中国高中生愿意从事科学相关职业，少于美国和韩国
有科学兴趣的学生通常更多会考虑今后从事与科学相关的工作。可是本次研究发现，虽然中国学生对科学的兴趣和学习动机都比较强，但是将来愿意从事科学相关职业的.z.YF不多。调查发现，将来愿意从事科学相关工作的以美国高中生为最多（49.3%），近一半；韩国居第二位（44.O%），中国居第三位（32.3%），日本最少（27.9%）。
在四个国家中，将来愿意从事科学相关工作的男生均多于女生。中国、日本男生愿意从事科学工作的比女生均高近20个百分点，美国男生比女生高约5个百分点，韩国男生比女生约高1个百分点。可见，在从事科学工作的意愿上，中国和日本存在较大的性别差异，美国和韩国性别差异较小。 （四）对科学的态度
1.中国高中生最认可科学的社会效益
虽然四个国家的大多数高中生对科学的社会效益持肯定态度，但也存在差异。四个国家的高中生最为普遍认同的是“治疗艾滋病和癌症等疾病需要依靠科学技术的发展”以及“保护生物和地球需要发展科学技术”，赞同率均在八成以上；但在美国和日本，有三成多学生并不认为“维护社会和平、解决空气和水的污染需要发展科学技术”，也不认为“国家的昌盛，多取决于科学技术的力量”，约一半日本高中生不赞同“学习科学，能够更健康地生活”，四成美国高中生认为“日常生活中，科学并不重要”（图8）。
与此相反，中国高中生对科学的社会效益持-肯定态度的最为普遍。八成以上的中国高中生认为科学技术对于保护生物和地球、维护社会和平、解决空气和水污染、治疗艾滋病和癌症等疾病，以及国家昌盛和健康生活都是必须的。
2.多数高中生认识到科技发展是把“双刃剑”
八成以上（82.7%）的中国高中生认识到科学技术的发展对人类生活、工作也有不利的一面，高于其他三国高中生。持此看法的美国高中生最少（56.3%）。
四个国家的高中生对科学技术弊端的认识既有相似之处，也存有差异。比如，六成以上的中国、日本、韩国高中生和四成多美国高中生认为科学技术的发展会造成环境污染；六成多日本、韩国和美国高中生认为科学技术的发展会造成对机械的过分依赖。不同之处在于，中国和日本高中生更担心科学技术的发展会造成对自然资源的过度开采，而美国和韩国高中生更担心科学技术的发展会被用于军事武器研制（图9）。这说明，相当多的高中生对资源和环境有一定的责任意识。
3.多数高中生认为“为了幸福，人应与自然共生存”
在对待自然的态度上，四个国家的大多数高中生认为“为了幸福，人应与自然共生存”，持此观点的中国（83.6%）、日本（78.8%）和韩国（84.3%）高中生均占到八成左右，美国高中生较少，仅约一半持此观点。美国高中生认为“人应该顺从自然”和“人应该利用自然”的各占一成左右，其他三国高中生持这两种观点的比例均略低于美国。四国仅有极少数高中生认为“为了幸福，人应该利用自然”。另外，还有一些高中生不清楚该如何对待自然和人的关系，美国最多，高达26.7%（图10）。
二、参与科技学习及相关活动的情况
（一）参与科技学习与相关活动的现状
1.看老师做实验、看电视节目等是四国高中生参与最多的科学活动，参加科学竞赛、参观科研场所等是四国高中生参与频率较低的科学活动
提升学生的科学兴趣与素养，不仅需要课内的科学探索，更需要拓展丰富多彩的课外科学活动。图1l的数据显示，四国高中生参与频率较高的科学活动，排名前五位的是：看老师做实验（70.9%）、看有关自然或科学的电视节目（68.6%）、参观动物园或植物园（58.9%）、就实验或观察结果和同学进行讨论（49.5%）、在教室或实验室等地自己做实验（49.2%）。可见，四国高中生参与较多的科学活动以看为主，看得多、做得少。另外，四国高中生“参加科学竞赛”、“参观科研机构、科学实验室、科技示范基地等”的频率均较低，对这两项的选择均排名倒数第一（15.1%）和第二（20.1%）。
四国高中生经常参与的科学活动排名前五位的分别是：
中国：看有关自然或科学的电视节目、看老师做实验、看有关自然或科学的书或杂志、应用科学知识解决日常生活中的问题、就实验或观察结果和同学进行讨论；美国：看有关自然或科学的电视节目、参观动物园或植物园、看老师做实验、就实验或观察结果和同学进行讨论、在教室或实验室等地自己做实验；日本：看老师做实验、参观动物园或植物园、看有关自然或科学的电视节目、就实验或观察结果和同学进行讨论、在教室或实验室等地自己做实验；韩国：看有关自然或科学的电视节目、看老师做实验、参观动物园或植物园、在教室或实验室等地自己做实验、看有关自然或科学的书或杂志。
2.四成多高中生进行过自选课题研究，初中二年级是各国学生进行课题研究的高峰段，近七成高中生喜欢自选课题研究
数据显示，四成多（43.5%）高中生曾经在课余时间进行过自选题目的科学课题研究。比较而言，日本高中生（54.7%）和中国高中生（51.1%）比例较高，而美国高中生（29.6%）和韩国高中生（29.4%）比例不超过三成。
进一步比较发现，日本高中生在小学五年级时进入自选课题研究的高峰（62.8%），其次为小学六年级（59.3%）、小学四年级（58.3%）、初一（52.8%）、初二（50.7%），均在半数以上；韩国高中生初二进行自选课题研究的比例最高（65.2%），其次为初三（58.0%）、小学六年级（56.7%）、初一（54.4%）、小学五年级（48.8%），绝大多数在半数以上；美国高中生进行自选课题的最集中年级在初二（48.4%），其次是初三（42.4%）、初一（37.4%）、小学六年级（33.4%）、小学五年级（30.3%），均不足半数；中国高中生进行自选课题研究的高峰年级也在初二（37.7%），其次是高一（31.8%）、初三（31.O%）、初一（21.7%）、小学六年级（18.5%），均不足四成（图12）。
总体来说，初中阶段尤其是初二年级是各国高中生进行自选课题研究比较集中的阶段。比较发现，日本高中生开始自选课题研究最早，以小学高年级为主，中国高中生开始自选课题研究最晚，集中在初中和高中阶段。另外，和美国、日本、韩国相比，中国学生从小学一年级到初中二年级，学生进行自选课题的比例都是四国高中最低的，有的甚至低近40个百分点。
数据统计还发现，近七成（68.8%）高中生喜欢自选课题研究。其中，各国比例分别为中国83.9%，美国64.4%，日本52.2%，韩国81.0%。可见，中国和韩国高中生对自选课题研究认同度更高，日本和美国高中生认同度略低，均没有达到平均值。 3.六成高中生没有进行过自选课题研究，缺乏兴趣是美日韩三国高中生的主要原因，缺乏条件是中国高中生的主要原因
调查发现，56.5%的高中生没有进行过自选课题研究。究其原因，缺乏兴趣是最主要的因素。图13的数据显示，中国高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：手头没有可观察实验的道具、不知道该怎么做、没有时间；美国高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：没有兴趣、没有时间、学校没有布置过自选课题研究的作业；日本高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：没有兴趣、不知道该怎么做、没有时间；韩国高中生没有进行自主课题研究的前三位原因是：不知道该怎么做、没有兴趣、学校没有布置过自选课题研究的作业。由此可见，日本、美国高中生都把没有兴趣放在第一位，韩国高中生放在第二位。只有中国高中生认为自己没有进行课题研究的原因是没有工具、没有时间、没有指导等客观原因。
可见，没有进行自选课题的中国高中生，并不是对课题研究没兴趣，而是缺乏各类条件，比如实验工具、具体的指导和宽松的时间等。数据也显示，只有22.5%的中国高中生表示对进行课题研究没兴趣，不足四分之一。而美国、日本、韩国的比例分别为56.5%、53.2%、46.2%，最多相差34个百分点。
4.中国高中生参加课外活动小组比例最高；体育类受到各国高中生欢迎，科技类受冷落
本次调查发现，各国高中生对课外小组活动的兴趣差异较大。由图14可见，在数学、物理、化学、生物等十多类课外小组活动中，中国高中生参加较多的前五项是：数学类、体育类、读书写作等文学类、书法绘画等文化类、计算机类；美国高中生参加较多的是：体育类、其他类、音乐表演等艺术类、书法绘画等文化类、读书写作等文学类；日本高中生参加较多的是：体育类、其他类、音乐表演等艺术类、书法绘画等文化类、读书写作等文学类；韩国高中生参加较多的是：其他类、数学类、体育类、生物类、物理类。
可见，各国高中生的课外小组活动有如下特点：
中国（55.5%）和韩国（24.2%）高中生参加数学类课外小组较多，日本和美国高中生参加数学类课外小组的比例仅为个位数，其中美国2.2%。
各国高中生参加体育类课外小组较多。其中，日本和美国高中生参加最多，均将其排在第一位，中国高中生将其排在第二位，韩国高中生将其排在第三位。这表明，体育类课外小组比较受欢迎或重视。
值得关注的是，科技类、模型制作类的课外小组受到关注并不多，各国高中生参加这类以科技为主的课外小组比例较低，排名靠后。
另外，中国高中生没有参加课外活动小组的比例最低（8.0%），美国最高（22.3%），日本和韩国居中。可以看出，中国高中生课外小组活动较多，而且以数学、读书写作、绘画书法、计算机、物理等学科类内容为主，而美国和日本高中生参加课外小组活动人数较少，参加学科类课外小组的人数更少。
（二）对科技教育活动的兴趣与期望
1.四国高中生均比较喜欢自己动手做实验、手工制作，均不喜欢发表研究结论或想法
调查显示，对于各类科学活动四国高中生喜欢的顺序分别为：自己动手做实验（73.1%），手工制作（69.9%），养育动植物（67.7%），校内的科学观察、实验、调查（67.4%），校外的科学观察、实验、调查（67.3%），看老师做实验（63.9%），观察动植物（63.2%），就科学实验发表自己的想法或得出结论（33.8%）。可见，高中生最喜欢的科学活动是自己动手做实验。
数据还显示，中国、日本、韩国高中生这方面的比例均较高，其中中国86.7%，日本73.1%，韩国72.8%。唯有美国高中生选择这一项的比例较低（53.5%），比其他国家低近20个百分点。这说明多数高中生更喜欢的科学学习方式是以亲身体验为主，无论是自己动手做实验、手工制作、养育动植物等，都是以实践和体验为主的。
另外，四国高中生均不喜欢“就科学实验发表自己的想法或得出结论”这种科学活动方式。一方面这可能对高中生有难度，另一方面也可能是因为这种学习活动缺乏实践和体验的感受，学习方式不够鲜活，因此使高中生不喜欢。
总体来说四国高中生喜欢的科学活动内容相似，差别较大的是中国高中生喜欢看老师做实验，不喜欢校内或校外的科学观察、实验及调查等内容，而美国和韩国高中生选择的前五项科学活动中，均有“校内的科学观察、实验及调查”、“校外的科学观察、实验及调查”两个选项，日本高中生也有“校内科学观察、实验、调查”选项（见表1）。
2.四国高中生普遍青睐的科学学习方式是“增加观察或实验的机会”、“到大自然中去学习”、“与生活应用相联系”，而“请科学家或科普作家讲课”的学习方式不受学生欢迎
对科学知识的学习，多数高中生希望能增加观察和实验的机会。数据显示，中国高中生排在前三位的学习方式分别是“到大自然当中去学习”、“增加观察或实验的机会”、“去科技馆或博物馆学习”；美国高中生排在前三位的学习方式分别是“增加观察或实验的机会”、“到大自然当中去学习”、“与生活应用相联系”；日本高中生排在前三位的学习方式分别是“增加观察、实验的机会”、“使用多媒体教学”、“与生活应用相联系”；韩国高中生排在前三位的学习方式分别是“与生活应用相联系”、“增加观察或实验的机会”、“到大自然当中去学习”。从上述数据可以看出，高中生最喜欢的是增加观察或实验的机会，其次是到大自然中去、与生活应用相联系。这说明高中生普遍希望多通过实验和观察的方式学习科学知识，到大自然中去感受和体验，学习的内容能学以致用。可见，有用的、体验式、开放式的学习方式更受高中生欢迎。此外，去博物馆或科技馆、多媒体教学等也成为高中生比较期待的学习方式（图15）。
值得关注的是，“请科学家或科普作家讲课”这一方式并不受学生欢迎，排名比较靠后，甚至仅仅高于“其他”。分析认为，一方面讲课的形式对于学生来说是“课程”，缺少互动与参与，更多的是“你讲我听”。另一方面也可能与科学家或科普作家不了解学生需求、讲课内容不能贴近学生认知特点有关。