劉佳 柏毅

摘 要： PISA對(duì)15歲學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)估，反映了學(xué)生在完成義務(wù)教育后在多大程度上掌握了科學(xué)的終身學(xué)習(xí)能力，為理解和解決未來(lái)生活中可能涉及的一系列科學(xué)技術(shù)問(wèn)題做好準(zhǔn)備。本文基于PISA 2012科學(xué)素養(yǎng)的成績(jī)，比較了上海、香港、芬蘭、美國(guó)等四個(gè)國(guó)家和地區(qū)的學(xué)生在科學(xué)素養(yǎng)上的表現(xiàn)，分析了各個(gè)國(guó)家和地區(qū)獲得高分或低分的原因及對(duì)中學(xué)科學(xué)教育的啟示。

關(guān)鍵詞： PISA2012 科學(xué)素養(yǎng) 比較研究

PISA（國(guó)際學(xué)生評(píng)價(jià)項(xiàng)目）是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作組織（OECD）發(fā)起的國(guó)際比較研究，關(guān)注于15歲學(xué)生在閱讀、數(shù)學(xué)和科學(xué)等關(guān)鍵領(lǐng)域的素養(yǎng)，測(cè)評(píng)在即將完成義務(wù)教育時(shí)，學(xué)生在多大程度上掌握了參與社會(huì)生活所需要的問(wèn)題解決能力和終身學(xué)習(xí)能力[1]。

PISA對(duì)15歲學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的評(píng)估，反映了學(xué)生完成義務(wù)教育后在多大程度上掌握科學(xué)方面的終身學(xué)習(xí)能力，為理解和解決未來(lái)生活中可能涉及的一系列科學(xué)技術(shù)問(wèn)題做好了準(zhǔn)備。PISA 2012共有65個(gè)國(guó)家（地區(qū)）參加，PISA2012對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的界定指?jìng)€(gè)體在以下方面的表現(xiàn)：科學(xué)知識(shí)和運(yùn)用科學(xué)知識(shí)確定問(wèn)題，獲得新知識(shí)，解釋科學(xué)現(xiàn)象和對(duì)科學(xué)相關(guān)問(wèn)題做出以證據(jù)為基礎(chǔ)的結(jié)論；理解科學(xué)作為一種人類(lèi)知識(shí)和探究的特點(diǎn)；意識(shí)到科學(xué)和技術(shù)如何塑造我們所在的物質(zhì)環(huán)境、智力環(huán)境和文化環(huán)境；作為積極思考的公民，樂(lè)于用科學(xué)的觀念參與科學(xué)相關(guān)的問(wèn)題[2]。

本文使用PISA 2012的數(shù)據(jù)，選取上海、中國(guó)香港、芬蘭、美國(guó)四個(gè)國(guó)家（地區(qū)）的PISA 2012科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，分析各個(gè)國(guó)家（地區(qū)）取得相應(yīng)成績(jī)的原因，希望為我國(guó)科學(xué)教育提供有意義的借鑒。

一、各個(gè)國(guó)家（地區(qū)）在PISA 2012科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)上的表現(xiàn)

（一）上海在科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)上的表現(xiàn)

2012年，根據(jù)OECD對(duì)測(cè)試抽樣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，上海155所學(xué)校的6374名學(xué)生代表全市各類(lèi)中學(xué)約9萬(wàn)名15歲在校生參加測(cè)試[3]。

上海學(xué)生科學(xué)平均成績(jī)?yōu)?80分，在65個(gè)國(guó)家（地區(qū)）中位居第一，其次是中國(guó)香港555分，新加坡（551分）、日本（547分）分列第三、第四位，中國(guó)臺(tái)灣（523分）位列第13位[4]。

上海在科學(xué)成績(jī)分布上整體高于其他國(guó)家（地區(qū)），且高端優(yōu)勢(shì)特別明顯。上海高端（第九十百分位數(shù)）學(xué)生成績(jī)?yōu)?81分，低端（第十百分位數(shù)）學(xué)生成績(jī)?yōu)?72分，分別比OECD高端和低端平均成績(jī)高62分和92分。

PISA描述了6個(gè)科學(xué)精熟度水平，高水平（精熟度水平達(dá)到5、6級(jí)）的學(xué)生可以識(shí)別很多復(fù)雜生活情境中的科學(xué)成分，應(yīng)用科學(xué)知識(shí)和有關(guān)科學(xué)知識(shí)，比較、選擇和評(píng)估適當(dāng)?shù)目茖W(xué)證據(jù)應(yīng)對(duì)生活情境，解決科學(xué)問(wèn)題。低水平（精熟度水平在1級(jí)及以下）的學(xué)生科學(xué)知識(shí)有限，沒(méi)有掌握未來(lái)生活和工作中所需的基本科學(xué)能力。上海5級(jí)以上水平的學(xué)生達(dá)27.2%（5級(jí)水平23%，6級(jí)水平4.2%），是65個(gè)參與國(guó)家（地區(qū)）中最高的，OECD平均為8.3%。上海低水平（1級(jí)及以下）的學(xué)生達(dá)2.7%，是所有參與國(guó)家（地區(qū)）中最低的，OECD平均為17.8%。

圖 科學(xué)素養(yǎng)精熟度水平

（二）其他國(guó)家（地區(qū)）在科學(xué)素養(yǎng)評(píng)測(cè)上的表現(xiàn)

中國(guó)香港學(xué)生科學(xué)平均成績(jī)?yōu)?55分，僅次于上海，排名第二。芬蘭學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的平均成績(jī)?yōu)?45，在所有參加測(cè)試的國(guó)家（地區(qū)）中排名第五。美國(guó)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的平均成績(jī)?yōu)?97，而OECD的平均成績(jī)?yōu)?01。中國(guó)香港高端學(xué)生成績(jī)?yōu)?55分，芬蘭為662分，美國(guó)為619分，OECD的平均成績(jī)?yōu)?19分。中國(guó)香港低端學(xué)生成績(jī)?yōu)?46分，芬蘭為424分，美國(guó)為377分，OECD的平均成績(jī)?yōu)?80分。

在科學(xué)素養(yǎng)精熟度水平百分比分布上（見(jiàn)上圖），中國(guó)香港5級(jí)以上水平的學(xué)生為16.7%，芬蘭為17.1%，美國(guó)為7.4%，OECD平均為8.3%。中國(guó)香港低水平學(xué)生達(dá)5.6%，芬蘭為7.7%，美國(guó)為18.2%，OECD平均比例為17.8%。

具體來(lái)看，上海、香港、新加坡等東亞地區(qū)和芬蘭科學(xué)成績(jī)較好，在科學(xué)表現(xiàn)和科學(xué)興趣上得分較高，美國(guó)則處于科學(xué)表現(xiàn)不好但科學(xué)興趣不俗的坐標(biāo)點(diǎn)上，尤其美國(guó)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)方面處于領(lǐng)先位置（見(jiàn)下表）。

表1 科學(xué)素養(yǎng)平均成績(jī)與百分位數(shù)分布

二、各個(gè)國(guó)家（地區(qū)）取得相應(yīng)成績(jī)的原因分析

（一）上海、香港、芬蘭高成績(jī)的原因分析

BBC新聞指出，中國(guó)學(xué)生在國(guó)際測(cè)試中的成績(jī)是非凡的，這樣的結(jié)果表明中國(guó)教育體系超越很多西方國(guó)家。中國(guó)經(jīng)濟(jì)和政治發(fā)展為如何教育下一代提供了借鑒。雖然上海和香港的高成績(jī)并不能代表整個(gè)中國(guó)的教育水平，但凸顯了中國(guó)現(xiàn)代化的速度及中國(guó)學(xué)生的努力。一方面，上海是中國(guó)內(nèi)地經(jīng)濟(jì)實(shí)力最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，在世界上占有重要經(jīng)濟(jì)地位。上海政府非常重視教育，重視學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和提高，每年撥付相當(dāng)數(shù)額的資金用于教育事業(yè)的發(fā)展，提供充足的設(shè)施培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。上海建有科技館、航天博物館、博物館等場(chǎng)館，為學(xué)生從小接觸先進(jìn)科學(xué)提供了機(jī)會(huì)。高科技產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，輿論媒體的積極宣傳，也為社會(huì)營(yíng)造了崇尚科學(xué)的導(dǎo)向[5]。

另一方面，上海摒棄了針對(duì)少數(shù)精英的重點(diǎn)教育模式，采取了一種兼容的教育體制。科學(xué)課程是學(xué)校教育內(nèi)容之一，并且在教學(xué)過(guò)程中減少了死記硬背的教學(xué)內(nèi)容，提倡以學(xué)生為中心，注重在課堂上開(kāi)展各種以解決問(wèn)題為核心的探究式教學(xué)活動(dòng)。此外，上海學(xué)生家長(zhǎng)非常關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣，并盡可能為學(xué)生創(chuàng)造條件學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，如帶學(xué)生參觀科技館，為學(xué)生提供豐富的參考書(shū)，大部分家庭中都有電腦、各類(lèi)書(shū)籍，為學(xué)生提供充足的經(jīng)濟(jì)支持和良好的學(xué)習(xí)環(huán)境等。

學(xué)生能力國(guó)際評(píng)價(jià)計(jì)劃香港中心（HKPISA）曾對(duì)PISA結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生之間差異形成的原因，結(jié)果表明學(xué)生成功是多種因素共同作用的結(jié)果，包括教育資源、教育政策、教育環(huán)境、教育過(guò)程等各個(gè)方面[6]。報(bào)告指出，家庭為本的溝通和家庭資源的投入對(duì)培育學(xué)生的能力發(fā)展是非常重要的。家長(zhǎng)是學(xué)生的第一位老師，家庭環(huán)境與學(xué)生的成長(zhǎng)息息相關(guān)，重視教育的家長(zhǎng)會(huì)在各方面給予學(xué)生學(xué)習(xí)的支持。家長(zhǎng)的職業(yè)或?qū)W歷會(huì)對(duì)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。如父親是工程師的孩子可以在生活中增加動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，孩子在與家長(zhǎng)的溝通互動(dòng)中有更多機(jī)會(huì)接觸科學(xué)知識(shí)，提高解決問(wèn)題的能力。另外，家庭教育資源對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有很大影響。在HKPISA的報(bào)告中明確提出，電腦設(shè)備是促進(jìn)學(xué)習(xí)不可或缺的工具?；诖藞?bào)告，香港各學(xué)校和社區(qū)中心配置了更多電腦設(shè)備并執(zhí)行彈性開(kāi)放時(shí)間，旨在讓社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景較差的學(xué)生在現(xiàn)今信息社會(huì)中有均等的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。此外，香港的教育系統(tǒng)還能夠提供優(yōu)質(zhì)而均等的教育機(jī)會(huì)，雖然現(xiàn)在仍然存在“成績(jī)分割”現(xiàn)象，不同學(xué)校所收學(xué)生表現(xiàn)出很大的學(xué)習(xí)能力差距，但在PISA2012結(jié)果中，香港學(xué)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位及文化背景對(duì)他們測(cè)試的表現(xiàn)影響很小。并且，香港政府在積極采取措施克服教育系統(tǒng)中存在的結(jié)構(gòu)性限制引起的困難，如為學(xué)生成績(jī)較差的學(xué)校提供額外的教學(xué)人手，以及設(shè)計(jì)合適的教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略以滿足學(xué)生的不同需要。

芬蘭在PISA等國(guó)際測(cè)試中的成績(jī)一直名列前茅，這樣優(yōu)異的表現(xiàn)要?dú)w根于別有特色的、所有人都可以享受的終身免費(fèi)教育、獨(dú)特的教學(xué)內(nèi)容和方式及高質(zhì)量的教師[7]。1919年，芬蘭憲法就明確了為所有國(guó)民提供義務(wù)免費(fèi)的基礎(chǔ)教育及由政府提供公共職業(yè)教育和高等教育。除了學(xué)校教育免費(fèi)外，政府還為各類(lèi)社會(huì)福利部門(mén)提供基金，使學(xué)生獲得食物、住房及醫(yī)療等多方面的補(bǔ)助。因此，芬蘭教育商業(yè)化程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他西方國(guó)家。另外，芬蘭學(xué)校也要提供豐富的教學(xué)內(nèi)容和多樣的教學(xué)方式?；A(chǔ)教育階段的科目包括芬蘭語(yǔ)言學(xué)、外語(yǔ)、環(huán)境、公民學(xué)、宗教和風(fēng)俗、歷史、社會(huì)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理、體育、音樂(lè)、美術(shù)、手工和家庭經(jīng)濟(jì)學(xué)。芬蘭實(shí)行小班授課，在基礎(chǔ)教育初級(jí)階段，一個(gè)班由一名教師負(fù)責(zé)所有科目，之后才由各科專(zhuān)門(mén)教師接替。此外，芬蘭的教育重點(diǎn)不是比較學(xué)生成績(jī)，而是鼓勵(lì)和指導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自己的最大潛能，尊重學(xué)生的特殊需求，有的地區(qū)還有專(zhuān)門(mén)的音樂(lè)、美術(shù)或體育中學(xué)。芬蘭教師具有優(yōu)良的素質(zhì)，所有教師都必須擁有碩士文憑，在上崗前要接受大量教育培訓(xùn)并在某一科目達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后才有執(zhí)教資格。由于芬蘭的學(xué)校管理是基于信任而非監(jiān)督，芬蘭教師可以在教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)獨(dú)立自由地選擇教學(xué)方法。正是教師們的熱情和不斷完善的教學(xué)方法為終身學(xué)習(xí)理念樹(shù)立了最好的典范。

（二）對(duì)美國(guó)成績(jī)的原因分析

美國(guó)在幾次PISA表現(xiàn)中，成績(jī)都不盡如人意，為何美國(guó)這樣一個(gè)在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域投入巨大并取得令人矚目成就的國(guó)家，如今卻經(jīng)受青年人科學(xué)素養(yǎng)表現(xiàn)如此差的困擾。有教育家認(rèn)為，美國(guó)現(xiàn)在教授科學(xué)的方法僅僅教給學(xué)生關(guān)于科學(xué)的皮毛，卻不要求他們深入鉆研。也有教育者認(rèn)為，美國(guó)現(xiàn)行科學(xué)課程教科書(shū)存在缺陷。另一項(xiàng)調(diào)查表明，缺乏資金向?qū)W生提供足夠的科學(xué)試驗(yàn)工具、科學(xué)團(tuán)體本身的忽視和糟糕的教學(xué)等是造成目前狀況的原因[8]。

此外，美國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐層面上也存在一些問(wèn)題。第一，美國(guó)政府機(jī)構(gòu)“全國(guó)研究委員會(huì)”發(fā)表報(bào)告說(shuō)，美國(guó)中小學(xué)目前的科學(xué)教育課程設(shè)置過(guò)于寬泛而不夠深入。課程要求往往注重不相關(guān)聯(lián)的科學(xué)常識(shí)，課程設(shè)置沒(méi)有層次。第二，美國(guó)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，但創(chuàng)新精神和能力很強(qiáng)，這種知識(shí)與能力的脫節(jié)導(dǎo)致美國(guó)學(xué)生在參加測(cè)試時(shí)沒(méi)有表現(xiàn)出良好的科學(xué)素養(yǎng)。第三，美國(guó)科學(xué)教育實(shí)施中過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)生中心論，忽視教師的作用。教師只注重培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，忽視探究的根本目的即基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握。第四，美國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)的科學(xué)教育評(píng)價(jià)具有多元性和靈活性等特點(diǎn)，這樣的確有助于學(xué)生個(gè)性和自主性發(fā)展，但無(wú)法保證學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)等方面的學(xué)習(xí)效果，無(wú)法達(dá)到科學(xué)教育課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。具體比較美國(guó)各州的成績(jī)，可以發(fā)現(xiàn)各州成績(jī)有較大差距，如馬薩諸塞州、康乃迪克州的成績(jī)要高于OECD平均成績(jī)，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國(guó)平均成績(jī)，而佛羅里達(dá)的平均成績(jī)只有485分，這說(shuō)明美國(guó)各州的教育成果仍有很大差距。

三、對(duì)中學(xué)科學(xué)教育的啟示

近年來(lái)，世界各地的教育改革都在強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的高素質(zhì)能力。世界各國(guó)均制定了相應(yīng)的教育政策，以保障青少年科學(xué)素養(yǎng)的逐步提高。美國(guó)《國(guó)家科學(xué)和教育標(biāo)準(zhǔn)》提出：科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)面向所有學(xué)生，具體體現(xiàn)了優(yōu)秀和平等。我國(guó)國(guó)務(wù)院印發(fā)的《全民科學(xué)素養(yǎng)行動(dòng)計(jì)劃綱要（2006-2010-2020）》提出對(duì)未成年人要“完善基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育，提高學(xué)?？茖W(xué)教育質(zhì)量，使中小學(xué)生掌握必要和基本的科學(xué)知識(shí)與技能，體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)過(guò)程與方法，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀”[5]。

英國(guó)新聞報(bào)道指出，PISA 2012測(cè)試再次顯示了東亞學(xué)生扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)和卓越的考試能力。獲得優(yōu)異的成績(jī)是所有人追崇的，但如果要在嚴(yán)苛的長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)、高壓力測(cè)試和額外補(bǔ)習(xí)之后取得好成績(jī)，這樣的教學(xué)模式是政府推崇的、學(xué)生希望的嗎？相反，英國(guó)新聞報(bào)道指出在秘魯、阿爾巴尼亞和印度尼西亞這些成績(jī)較差的國(guó)家中，孩子喜歡上學(xué)的比例是最高的[9]。

不可否認(rèn)，中國(guó)上海學(xué)生在6級(jí)水平的比重明顯領(lǐng)先于絕大多數(shù)國(guó)家，經(jīng)合組織認(rèn)為：“科學(xué)素養(yǎng)6級(jí)水平的學(xué)生是影響未來(lái)科技競(jìng)爭(zhēng)力的高端人才，一個(gè)國(guó)家達(dá)到這一水平的學(xué)生比例至關(guān)重要，關(guān)系到這個(gè)國(guó)家未來(lái)的科技競(jìng)爭(zhēng)力?！笨墒?，這樣的分?jǐn)?shù)真的能反映能力嗎？從我國(guó)長(zhǎng)期并未在科學(xué)領(lǐng)域取得世界矚目的成就看，中國(guó)學(xué)生是否具有如此大的優(yōu)勢(shì)有待商榷，畢竟上海一個(gè)地區(qū)并不能代表中國(guó)整體。如果好成績(jī)是在高負(fù)荷學(xué)習(xí)下取得的，這樣的過(guò)程必然使學(xué)生失去應(yīng)有的閑暇和自主時(shí)間，也不會(huì)培養(yǎng)出興趣和自學(xué)能力，而這兩者對(duì)造就一流人才是至關(guān)重要的。

相比其他高分國(guó)家，我國(guó)對(duì)知識(shí)的掌握已經(jīng)很重視，但如果只有知識(shí)，沒(méi)有思考則會(huì)出現(xiàn)學(xué)而不思則罔的困境，不會(huì)對(duì)解決生活問(wèn)題有任何幫助，學(xué)生也不會(huì)發(fā)展較強(qiáng)的科學(xué)能力。我國(guó)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)能力上一直探尋合適的方法，如“做中學(xué)”項(xiàng)目在一些地區(qū)取得了初步成果，但仍需不斷擴(kuò)大科學(xué)教育課程改革區(qū)域，將科學(xué)探究切實(shí)貫穿科學(xué)課堂，讓學(xué)生在科學(xué)探究中提高能力。

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[9]Sean Coughlan.Pisa tests：What do we know now？BBC News education correspondent.http：//www.bbc.com/news/business-25205112，2013-12-4.

項(xiàng)目支持：本文獲得教育部人文社會(huì)科學(xué)研究專(zhuān)項(xiàng)《基礎(chǔ)教育階段技術(shù)與設(shè)計(jì)教育的國(guó)際化比較研究》（項(xiàng)目批號(hào)：11JDGC026）項(xiàng)目支持。

通訊作者：柏毅