幼儿教育与五年级科学成绩之间的关联：来自2023年南非TIMSS研究的见解

《Cogent Social Sciences》：The association between early childhood education and grade 5 science achievement: insights from TIMSS 2023 in South Africa

本研究基于TIMSS 2023数据，分析南非10,424名五年级学生早期教育参与与科学成绩的关系，采用分层线性模型控制社会经济地位。结果显示，3岁以上结构化ECE及早期读写能力显著提升科学成绩（β=16.79-18.26），而早于3岁入学或过早写字能力与低分相关（β=-17.52, -6.64），揭示ECE质量与时机的重要性。建议政策需强化高质量ECE供给，关注文化适配与资源公平分配。

　　### 解读：南非早期教育与科学成就之间的关系

在南非，早期儿童教育（ECE）的质量和可及性不均等现象，尤其是在社会经济和文化背景各异的群体中，已成为科学成绩差距持续存在的关键因素。这一现象在全球范围内引起了广泛关注，尤其是在低收入和中等收入国家，有关特定早期学习经历如何影响后期科学表现的研究仍显不足。尽管国际研究已证实高质量的早期教育能够提升科学、技术、工程和数学（STEM）领域的准备度，但南非的具体情况尚不明确。本研究通过分析2023年国际数学与科学趋势研究（TIMSS）数据，探讨南非多语言、多文化教育体系中ECE经历与五年级科学成绩之间的联系。

#### 教育不平等与科学成就的关系

南非的教育系统长期以来面临着结构性的不平等，这种不平等不仅体现在教育资源的分配上，也体现在不同群体之间的科学成绩差距上。2023年的TIMSS数据显示，五年级学生的平均科学成绩从2019年的324分下降至308分，尽管这一变化在教育学上不被认为是显著的（根据Braun等人的研究，只有20分以上的差异才被认为是实质性的），但这一趋势仍然引发了教育界的担忧。科学教育不仅仅是知识的传授，更是培养探索精神和科学思维的重要过程，而这些能力的形成往往始于早期教育阶段。

研究表明，早期教育的质量、内容和方式对儿童未来的学习成果有着深远的影响。在南非，许多低收入家庭的孩子在进入正式教育之前缺乏必要的语言和数学基础，这可能与教育环境、家庭资源以及政策实施有关。此外，文化差异和语言多样性也对早期教育的效果产生了重要影响。例如，某些家庭可能更倾向于将日常活动如“测量”或“称重”视为家务劳动，而不是教育活动，这种认知偏差可能会影响他们对子女学习经历的报告准确性。

#### 早期教育的结构与科学成就的关联

研究结果表明，从三岁开始接受结构化的早期教育，并且在入学前具备基本的阅读和数学准备，能够显著提升五年级学生的科学成绩。这与国际上普遍认可的高质量早期教育对学习能力发展的促进作用相一致。然而，一些出人意料的结果也值得关注。例如，那些在入学前已经能够书写单词或数字的学生，其科学成绩反而较低。这可能反映了在资源有限的早期教育环境中，书写技能往往被过度强调，而缺乏对科学思维和概念理解的培养。这种现象提示我们，早期教育的“量”并不等于“质”，尤其是在社会经济地位较低的社区中，教育质量的差异可能比教育机会的差距更加关键。

此外，研究还发现，进入小学的年龄和早期教育的持续时间也对科学成绩产生了显著影响。在三岁及以上接受早期教育的孩子，其科学成绩比早入学的孩子更高，这表明教育的时机同样重要。早期教育的阶段性和结构化安排，有助于儿童逐步建立科学探索和逻辑推理能力，而不是在过早的阶段内被要求进行复杂的学术任务。这提示政策制定者应更加关注早期教育的适宜性，确保教育内容与儿童的发展阶段相匹配，而不是简单地增加教育时长。

#### 家庭与学校环境的协同作用

在家庭和学校层面，研究揭示了两者之间的互动关系。家长在孩子入学前参与的教育活动，如形状游戏，与科学成绩呈正相关。这表明，家庭在早期教育中的角色不可忽视，尤其是在提升儿童认知能力和科学兴趣方面。然而，某些家庭活动如测量或称重，虽然在教育意义上可能有价值，但在实际报告中却与较低的科学成绩相关。这可能与家庭经济状况和文化背景有关，即在一些低收入家庭中，这些活动更多地被视为日常任务，而非学习机会。

学校的环境和资源同样影响着科学成绩。研究发现，学校中经济弱势学生比例较低时，科学成绩普遍较高。这反映出学校资源和教育质量对学生成绩的直接影响，特别是在系统性不平等的背景下。然而，将这些成绩差异归因于学校层面的因素时，仍需考虑社会经济地位的影响。因此，研究中将社会经济地位作为控制变量，以确保分析结果能够更准确地反映早期教育的作用，而非单纯的背景差异。

#### 理论框架与研究意义

本研究采用Bronfenbrenner的生态系统理论作为分析框架，这一理论强调儿童发展受到多层次环境的影响，包括家庭、学校以及更广泛的社会经济和政策环境。通过这一理论视角，研究能够更全面地理解早期教育如何在不同系统之间相互作用，从而影响科学成绩。理论框架的应用不仅有助于解释研究结果，还为制定更具包容性和文化敏感性的教育政策提供了依据。

研究结果对于南非教育体系的改革具有重要的现实意义。首先，它强调了高质量、结构化的早期教育的重要性，特别是在科学准备方面。其次，它揭示了在资源分配不均的情况下，某些早期教育形式可能对学生产生不利影响，因此需要更细致地评估不同教育模式的质量。最后，它提醒政策制定者，教育政策的实施必须考虑到文化差异和社会经济背景，以确保所有学生都能获得公平的学习机会。

#### 研究局限性

尽管本研究提供了有价值的见解，但也存在一些局限性。首先，TIMSS数据是横断面数据，无法支持因果推论，因此研究结果可能受到未测量变量的影响，如家长的教育水平或家庭的经济状况。其次，研究中使用的数据主要依赖于家长的自我报告，这可能引入记忆偏差或理解偏差，尤其是在语言和文化差异较大的背景下。此外，TIMSS数据并未直接测量早期教育的质量，如教师资质、课程内容或教学方法，这限制了对教育效果机制的深入分析。

尽管存在这些限制，研究仍然提供了重要的政策启示。例如，通过使用大规模评估数据，可以识别出早期教育、家庭环境和学校条件之间的复杂关系，从而为改善教育公平提供依据。此外，研究还强调了多方法研究的重要性，以更全面地理解早期教育如何影响长期的科学成就。

#### 未来研究方向

为了进一步深化对早期教育与科学成绩关系的理解，未来的研究可以采用纵向研究设计，跟踪学生在不同教育阶段的表现。此外，研究可以结合更多的教育质量指标，如教师培训水平和课程设计，以更准确地评估教育效果。同时，多方法研究可以包括实地观察和家长访谈，以减少自我报告数据的偏差，从而提高研究的可靠性。

在南非，早期教育政策的改进需要从多个层面入手。首先，政策制定者应优先考虑经济弱势群体的教育需求，确保所有孩子都能获得高质量的早期教育机会。其次，教育内容应更加注重科学思维和探索能力的培养，而不是仅仅关注识字和算术技能。最后，家庭和学校之间的合作应加强，以共同促进儿童的科学学习兴趣和能力发展。

#### 政策建议

本研究的结果为南非的教育政策提供了重要的参考。首先，应加强对经济弱势学校的投资，特别是在科学教育基础设施和资源方面。其次，政策应鼓励家庭参与儿童的早期学习，尤其是在低收入和多语言家庭中，通过社区工作者在本地语言中开展教育活动，提高家庭对科学学习重要性的认识。此外，应推动以游戏为基础的教学方法，以提升儿童的科学兴趣和探索能力。最后，教育系统应加强监测和评估，以确保早期教育的质量和效果，特别是在STEM领域。

通过这些措施，南非可以在提升教育公平的同时，提高科学教育的质量，为所有学生提供更好的学习机会。这不仅有助于缩小科学成绩的差距，也有助于培养未来的科学人才，推动国家在STEM领域的长期发展。