摘 要 北京市中学生地学知识竞赛自2017年起已连续举办五届，通过对竞赛模式、竞赛决赛数据等描述分析，探讨该竞赛对地球科学知识的传播效果，为地球科学知识的普及指明重

 

摘 要  北京市中学生地学知识竞赛自2017年起已连续举办五届，通过对竞赛模式、竞赛决赛数据等描述分析，探讨该竞赛对地球科学知识的传播效果，为地球科学知识的普及指明重点和方向，提升知识竞赛活动的科学传播力。

关键词  科学传播　知识竞赛活动　地球科学　数据分析0

引 言       近年来，随着公众精神文化需求的日益增长，博物馆的科学传播功能越来越凸显从讲座、科学夏令营等科普教育活动，到图书、互动设备等科普产品，博物馆在科学传播形式上进行了积极的尝试和探索[1-2]。

在理念上，从最初的科学家自上而下向公众灌输知识，到公众与科学家平等对话，再到公众参与科学探究的实践、获取直接经验[3-4]，博物馆的传播理念也正在日趋完善知识竞赛活动作为一种传统的科普教育活动，能够激发公众热情，促使公众理解并运用新知识，历来被博物馆科学传播者所青睐。

国内多家博物馆结合自身专业优势和公众需求，推出了各种类型的知识竞赛活动，如自然科学知识竞赛、野生动物保护知识竞赛、海洋知识竞赛等知识竞赛活动一方面覆盖面广、连续性较强、可积累众多数据，具有强大的活动累加效应，如北京自然博物馆举办的“自然科学知识竞赛”已连续开展20余届，每届受众人数近10万人次（数据来自北京自然博物馆官网）；另一方面活动多以答题形式开展，在“公众直接参与科学探究的实践”方面尚有不足，在培养公众科学精神、科学态度等方面效果欠佳。

在新时代新形势下，知识竞赛活动科学传播力究竟如何，如何有效规避活动的缺陷、凸显活动的优势，是本文探讨的内容　　地球科学是数、理、化、天、地、生六大自然科学之一，是人类认识自然和地球家园的重要学科，在中学阶段进行系统的地球科学教育在国际上正日益受到重视。

在美国，1995年颁布的《国家科学教育标准》就将地球与空间科学放在了与物理、化学、生物同等重要的地位，并对各个年龄段的学生应掌握的地球与空间科学知识作出明确规定[5-6]；在此基础上，2013年颁布的《新一代科学教育标准》罗列了11个学科核心概念，地球与空间科学占据3个，更加强调了该学科的重要性[7]。

在日本，由于特殊的地理位置造成多火山多地震的国情，对学生进行必备的地质知识和相关技能培训已成为必修课，教师们经常带领学生进行野外地质实践活动，这样就使中小学生较早接受了地质学的启蒙教育[8]20世纪90年代以来，世界上许多国家都进行了大规模的科学课程改革，增加了地球科学的学习内容。

　　然而，我国中学地球科学教育与上述国家相比显得较为薄弱，师生普遍不重视该学科的教育，也尚未形成完整的科学教育体系[9-11]在我国中学阶段，地球科学教育以地理学科授课的形式呈现，但以地理学代表地球科学，难以说明地球系统的各圈层和人类圈之间相互作用、相互影响的辩证关系和地球科学常识。

中学阶段将地理学科划为文科，而大学阶段地理又属于理科，出现了学科分类体系的错误，致使教学内容偏离了地球科学教育“主航道”这些问题共同导致中学生对地球科学普遍缺乏认同感，高考生往往不愿意填报地球科学相关专业，非常不利于地球科学人才的培养。

　　鉴于上述情况，不少专家学者呼吁构建中小学地球科学课程体系，提高公民地球科学素养[12-13]这也正是举办北京市中学生地学知识竞赛的初衷，希望通过在“世界地球日”举办地学知识竞赛，引起师生对地球科学的重视，增强中学生对该学科的认同感，提高中学生的地球科学素养。

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知识竞赛模式概况　　北京市中学生地学知识竞赛自2017年首次举办以来，已连续举办五届竞赛设初赛和决赛，初赛采用由主办方出题、各参赛学校自行组织答题的方式，选拔出成绩优秀的学生参加决赛决赛全部由主办方组织，采取统一命题的形式，组织学生到指定地点进行答题。

决赛一般在4月中旬举行，经过阅卷、统分等环节后，按成绩高低评出一、二、三等奖，在“世界地球日”当天或前后公布获奖名单并颁发证书　　为保证竞赛公平公正，竞赛设初中组和高中组，分别测评不同年龄段学生对地球科学知识的理解和掌握程度。

试卷题型分为选择题、判断题、填空题，高中卷还设有综合分析题，更好地测评高中生综合分析和理解能力相较于初赛，初中组和高中组的决赛试卷均加设一道附加题（分值10分），满分为110分，并且难度总体增加　　自第一届以来，参赛学校和学生数量有了显著增加。

2017年，10所学校近3 000名中学生报名参加初赛，初、高中组决赛参赛学生人数分别为54人、39人；2018年，32所学校近6 000名中学生报名参加初赛，初、高中组决赛参赛学生人数分别为70人、118人；2019年，79所学校近20 000名中学生报名参加初赛，初、高中组决赛参赛学生人数分别为103人、81人。

受新型冠状病毒肺炎影响，2020年和2021年竞赛较前三届在组织模式、出题类型等方面做了较大改变，因此不再作比较2019年竞赛参赛学校数量相较于2017年增加显著，学校所在地范围从东城、西城、海淀等区逐渐拓展至平谷、怀柔、延庆等区（见表1）。

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2017年至2019年竞赛决赛数据分析结果　　如前所述，受新型冠状病毒肺炎影响，2020年和2021年竞赛较前三届在组织模式、出题类型等方面有了较大的改变，加之初赛由各参赛学校自行组织答题，因此，本文主要对2017年至2019年竞赛决赛成绩进行数据分析。

2.1　初、高中组决赛成绩分布情况　　数据分析得出，在三年出题难度相当的前提下，第一届（2017年）到第三届（2019年），初中组、高中组学生决赛成绩均有显著提高从初中组决赛成绩看，80分以上的学生人数比例呈现逐年上升趋势，从3.7%上升至28.2%，2019年较2017年增加了6.6倍，具体学生人数也逐年显著增加；60分以下的学生人数比例呈现逐年下降趋势，从46.3%降至6.8%，2019年较2017年降低了85%，具体学生人数也逐年显著下降；60分到80分的学生人数比例比其他两个分数段高，每届的比例均超过50%，最高达71.4%（见图1、表2）。

从高中组决赛成绩看，成绩分布情况与初中组相似80分以上的学生人数比例逐年上升，从0%上升到16%，具体学生人数也逐年增加（从0到13人）；60分以下的学生人数比例逐年显著下降，从最初的高达97.4%，降至 43.2%，最后降至23.5%；60分到80分的学生人数比例逐年上升，尤其2018年较2017年增加了18.5倍（见图2、表2）。

2.2　高中组决赛各类地球科学知识点分值分布情况　　为进一步了解北京市中学生在矿物、岩石、地球结构等不同领域的知晓程度，本文梳理了高中组决赛试题知识点，大体可分为矿物与岩石、宝玉石、地球结构、地质构造、地质作用、古生物、地理、其他8类（见图3）。

其中，“矿物与岩石”“宝玉石”“古生物”这三类题目涉及矿物和岩石、宝石和玉石、化石等知识；“地球结构”类题目包括地球内部和外部圈层相关知识；“地质构造”类题目涉及褶皱、断层等内容；“地质作用”类题目涉及水流、风、地震、火山等内外动力地质作用；“地理”类题目包括中国地理、世界地理、人文地理、自然地理等内容；“其他”类题目包括海洋、地质矿产等方面的知识。

数据分析显示，2017年知识点分值最高前三类分别为矿物与岩石（28分）、其他（22分）、地质构造和地理（同为17分），2018年知识点分值最高前三类分别为地质构造（27分）、矿物与岩石和地理（同为21.5分），2019年知识点分值最高前三类分别为矿物与岩石（22分）、地理（20分）、地质作用（18分）（见图3）。

可见，矿物与岩石、地理这两类知识点在三届地学竞赛所占的比重较大

2.3　高中组决赛各类地球科学知识点得分率比较　　得分率的计算采用单个学生在具体某类知识点的实际得分除以该类知识点的总分值，比如某学生在2017年“矿物与岩石”类题目的实际得分为14分，“矿物与岩石”的总分值为28分（见图3），该学生的得分率为50%。

通过对决赛各类地球科学知识点得分率比较*得出，2017年至2019年，高中生对8类知识点的掌握程度存在明显的差异（P值均小于0.05，见图4）“地球结构”类题目得分率在三年中始终高于其他7类题目得分率，均超过50%（见图4）；“宝玉石”“地理”类题目得分率在三年中处于中高水平，比如“宝玉石”类题目得分率分别处于第2（2017年和2018年）和第4（2019年）的位置；“古生物”“其他”类题目得分率较低（见图4），比如“其他”类题目得分率在三年中始终处于第7和第8的位置；分值占比较大的“矿物与岩石”类题目和“地质构造”“地质作用”类题目得分率居中（见图4）。

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数据结果讨论　　从2017年到2019年，初中组和高中组决赛成绩均呈现出向好趋势决赛学生整体水平的提高可能得益于参赛学校数量和学生参赛人数的增加、学校对竞赛的重视程度提升等多种因素首先，在竞赛知名度提升的推动下，参赛学校和学生人数逐年上升，参赛学校从起初的10所增至79所，学生人数从起初的近3 000名增至近20 000，这为选拔出更加优秀的学生进入决赛提供了有力保障。

通过分析发现，综合实力强的学校在竞赛方面表现非常突出，初中组、高中组高分学生基本来自人大附中、北京四中、北京市一零一中学等学校随着越来越多的学校参加，各组段决赛成绩势必“水涨船高”其次，学校越来越重视该项竞赛。

通过后期调查发现，许多学校通过加强地理等地球学科建设、丰富有关课程内容、开展课外辅导、组织竞赛特训等方式，帮助学生提高竞赛成绩这也达到了主办方“希望通过举办地学竞赛，引发师生对地球科学的重视、增强中学生对地球科学的认同感、提高中学生的地球科学素养”的初衷。

　　2017年至2019年，“地球结构”类题目得分率均要高于其他类型，“宝玉石”“地理”类题目得分率跟随其后，而“古生物”“其他”类题目得分率普遍较低这可能与中学生课程设计和课外生活性学习有关首先，“地球结构”和“地理”类题目出题内容均来自初高中地理必修内容。

比如，“地球结构”类题目包括地球内部和外部圈层等相关知识，在高中地理第一册第一章第四节就详细介绍了地球的圈层结构[14]，这对“地球结构”类题目高得分率起到决定性作用需要指出的是，2017年“地理”类题目得分率偏低（见图4），这主要是该年试卷附加题知识点出自“地理”，难度较大，影响了“地理”类题目整体得分。

其次，“宝玉石”类题目涉及宝石和玉石相关知识，虽然在初高中地理课程中涉及较少，但是宝石和玉石与中国传统文化、人们的日常生活都有着密切的关系，高中生可以在观看电视节目、阅读书刊报纸、家庭生活等多种情景中获取宝石和玉石知识。

最后，“古生物”和“其他”类题目涉及的海洋、地质矿产等知识，在初高中地理课程中学习和日常生活中接触都较少高中生无法高效地通过课堂学习和课外生活性学习的方式了解古生物、海洋、地质矿产等相关知识，因此，两类题目得分率较低。

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结论与展望　　虽然知识竞赛活动与科学之夜等教育活动相比，探究性体验较差，传播方式较为直接，但是师生参与的积极性和主动性增强这从2017年到2019年参赛学校和学生人数数量不断上升，竞赛辐射范围从东城、西城等区逐渐拓展到平谷、怀柔等区能明显看出。

直至2020年，因疫情防控竞赛改变模式之后，部分学校仍通过邮件、电话等方式询问是否可以在线下组织竞赛竞赛在提升北京市中学生的地球科学素养方面，也发挥了积极作用，表现为三年来初高中学生决赛成绩均呈现出“高分学生比例上升、低分学生比例下降”的向好趋势。

通过该竞赛，北京市中学师生对地球科学逐步重视起来，中学生对地球科学的兴趣和认同感也正在逐渐建立起来，基本实现了举办竞赛的初衷　　此外，知识竞赛活动有一个非常强大的数据输出，这也是相较于其他科普教育活动的一个优势所在。

数据可以直接反映公众对竞赛的参与度和接受度、公众对竞赛所传播知识的掌握程度有了数据的加持，在接下来的科学传播过程中，科学传播人员可以有针对性地调整和改进如文中通过高中决赛得分率分析发现，“地球结构”类题目得分率均要高于其他类型，“宝玉石”“地理”类题目得分率次之，而“古生物”“其他”类题目的得分率普遍较低。

在接下来地球科学知识传播中，科学传播人员应该适当增加古生物、海洋、地质矿产等相关知识的普及，更好地去补充中学生课堂学习和课外生活性学习的空白　　传统的科普教育活动在新时期要重新焕发新颜，取得较好的科学传播效果，需要一定的新媒体加持。

在组织竞赛的过程中，互联网、微信等对2018年和2019年参赛学校和学生人数数量的大幅度提升起到了重要作用通过新媒体，老师和学生可以对竞赛实时监督、提出建议，包括竞赛的模式、考察知识范围等公众不再被动接受知识、而成为知识传播的主体，具有选择、监督等多种权利。

公众角色的变换，也是新媒体环境下科学传播面临的巨大变革[15]无独有偶，新媒体的加持为海南省博物馆成功开展“海上丝路”主题知识竞赛活动起到了强大的宣传和推广作用[16]　　针对知识竞赛活动探究性体验较差等不足，博物馆工作人员通过融入科普剧表演等方式丰富活动体验[17]，培养公众的动手实践能力、发现并解决问题的科学精神等。

在新时代新形势下，公众的精神文化需求更加多样化，这对博物馆的科学传播者提出了更高的要求我们需要对知识竞赛活动等传统科普教育活动进行积极调整，创新形式，这样才能抓住时代发展机遇、乘新媒体发展东风，扬长避短，使知识竞赛活动等达到更好的科学传播效果。

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网络图片版权归原作者所有本文系自然资源部部门预算项目“自然资源科普与重大科技成果宣传”（编号：12111300000018001）成果原文刊载于《科学教育与博物馆》2022年第6期作者： 阮佳萍　陈媛媛　李知默　陈 晨    中国地质博物馆。

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