張莉娜+馮華

摘要在對(duì)PISA2015測(cè)試及其結(jié)果進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，分析PISA2015測(cè)試帶來(lái)的國(guó)際理科教育趨勢(shì)：科學(xué)素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分，能力培養(yǎng)是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的關(guān)鍵；知識(shí)的內(nèi)涵擴(kuò)展了，需要特別關(guān)注知識(shí)“冰山”下的內(nèi)容；注重學(xué)生積極態(tài)度的培養(yǎng)與引導(dǎo)。PISA2015測(cè)試給我國(guó)理科教育評(píng)價(jià)及其研究帶來(lái)啟示：要關(guān)注教育評(píng)價(jià)及其系統(tǒng)研究，注重學(xué)生能力與認(rèn)識(shí)方式的形成，關(guān)注實(shí)踐學(xué)習(xí)與正向態(tài)度的培養(yǎng)與引導(dǎo)。

關(guān)鍵詞PISA2015；科學(xué)素養(yǎng)；內(nèi)容性知識(shí)；程序性知識(shí)；認(rèn)識(shí)性知識(shí)；理科教育評(píng)價(jià)；教育評(píng)價(jià)；正向態(tài)度

中圖分類號(hào)G63

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)1002-2384（2017）10-0019-03

PISA作為一項(xiàng)學(xué)生能力國(guó)際評(píng)價(jià)計(jì)劃，不但能夠反饋參與測(cè)試學(xué)生的閱讀素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)水平，而且有助于研究參與測(cè)試的國(guó)家或地區(qū)的學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境、性別差異、教育公平等諸多教育問題，因此該項(xiàng)測(cè)試在世界各國(guó)備受關(guān)注。本研究在持續(xù)追蹤PISA測(cè)試、深入分析PISA2015測(cè)試框架、在實(shí)踐中對(duì)比PISA試題與我國(guó)中高考試題特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析得出當(dāng)下國(guó)際教育的趨勢(shì)，以及對(duì)理科教育的啟示。

一、從一道有趣的PISA題目談起：在特定情境下評(píng)價(jià)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力

PISA2015測(cè)試重點(diǎn)是科學(xué)素養(yǎng)，中國(guó)的北京、上海、江蘇、廣東的學(xué)生參加測(cè)試之后，反映PISA題目很有趣。PISA到底怎樣呈現(xiàn)題目？我們來(lái)看一道有關(guān)溫室效應(yīng)的測(cè)試題目。

閱讀文字并回答下列問題：

生物需要能量才能生存，而維持地球生命的能量來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)非常熾熱，將能量輻射到太空中，但只有一小部分的能量會(huì)到達(dá)地球。地球表面的大氣層，就像包裹著我們的星球表面的毯子一樣保護(hù)著地球，使它不會(huì)像真空的世界那樣，有極端的溫差變化。大部分來(lái)自太陽(yáng)的輻射能量，會(huì)穿過大氣層進(jìn)入地球。地球吸收了部分能量，其他則由地球表面反射回去。部分反射回去的能量，會(huì)被大氣層吸收。由于這個(gè)效應(yīng)，地球表面的平均溫度比沒有大氣層吸收能量時(shí)的平均溫度高。大氣層的作用就像溫室一樣，因此有了“溫室效應(yīng)”一詞。溫室效應(yīng)在20世紀(jì)越來(lái)越顯著。事實(shí)表明，地球大氣層的平均溫度不斷上升。報(bào)紙雜志上常說(shuō)，二氧化碳排放量增加，是20世紀(jì)氣溫上升的主要原因。小德有興趣研究地球大氣層的平均溫度和地球上二氧化碳排放量之間的關(guān)系。他在圖書館找到下面兩幅曲線圖。

小德從曲線圖中得出結(jié)論，認(rèn)為地球大氣層平均溫度的上升，顯然是由二氧化碳排放增加而引起的。

問題1：曲線圖中有什么數(shù)據(jù)支持小德的結(jié)論？

問題2：小德的同學(xué)小妮卻不同意他的結(jié)論。她比較兩幅曲線圖，指出其中有些資料并不符合小德的結(jié)論。請(qǐng)從曲線圖中舉出一項(xiàng)不符合小德結(jié)論之處，并說(shuō)明理由。

問題3：小德堅(jiān)持自己的結(jié)論，即地球平均溫度的升高，是由于二氧化碳排放的增加而引起的，但小妮則認(rèn)為他的結(jié)論太草率。她說(shuō)：“在接受這個(gè)結(jié)論之前，你必須確定在大氣層內(nèi)其他會(huì)影響溫室效應(yīng)的因素維持不變?！闭?qǐng)寫出小妮所指的其中一個(gè)因素。

通過對(duì)樣題的解析，我們可以得出如下認(rèn)識(shí)。問題1不僅要求學(xué)生了解在兩個(gè)圖當(dāng)中數(shù)據(jù)的表達(dá)方式，更要求學(xué)生根據(jù)證據(jù)得出科學(xué)的結(jié)論，這是認(rèn)識(shí)性知識(shí)的特征之一。根據(jù)研究框架的情境分類，該問題屬于環(huán)境領(lǐng)域、全球范疇的問題。這個(gè)問題，需要涉及幾個(gè)鏈接步驟來(lái)闡釋圖，因此可歸類為中等認(rèn)知需求。問題2要求學(xué)生探求/質(zhì)疑兩個(gè)圖的細(xì)節(jié)，其知識(shí)、能力、情境和認(rèn)知需求的框架與問題1相同。問題3要求學(xué)生能用證據(jù)來(lái)支持判斷，這類知識(shí)屬于程序性知識(shí)（見表1）。

通過上面這道題目，我們不難看出PISA題目的一個(gè)特點(diǎn)，就是將學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)蘊(yùn)含在真實(shí)情境下，在特定情境下評(píng)價(jià)應(yīng)用知識(shí)的能力。PISA2015 測(cè)試框架中的情境是指學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)過程中涉及的知識(shí)產(chǎn)生和應(yīng)用的情境，主要包括健康與疾病、自然資源、環(huán)境質(zhì)量、危害（Hazards）、科學(xué)和技術(shù)前沿五個(gè)維度，在個(gè)人、地區(qū)/國(guó)家及全球三個(gè)空間范圍的相關(guān)情景中的應(yīng)用。[1]

二、從PISA2015看國(guó)際理科教育“風(fēng)向”：重能力培養(yǎng)、重“冰山”下的知識(shí)、重積極態(tài)度

在PISA測(cè)試結(jié)果公布后，除了總分排名外，排名靠前的國(guó)家和地區(qū)的教育特色往往是備受關(guān)注的教育研究方向。我們從PISA2015科學(xué)測(cè)試中，可以看出國(guó)際理科教育的大體“風(fēng)向”。

1. 能力培養(yǎng)是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提升的關(guān)鍵

PISA側(cè)重評(píng)價(jià)學(xué)生在走出校門、步入社會(huì)之后，作為合格的社會(huì)公民應(yīng)該具備的素養(yǎng)水平。PISA2015將科學(xué)素養(yǎng)界定為核心能力，包括三種能力：科學(xué)地解釋現(xiàn)象，設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)科學(xué)探究，科學(xué)地闡釋數(shù)據(jù)和證據(jù)的能力。分別考查學(xué)生在認(rèn)識(shí)、解釋和評(píng)價(jià)科學(xué)現(xiàn)象和技術(shù)產(chǎn)品方面的能力；描述和評(píng)價(jià)科學(xué)探究，并科學(xué)地提出問題解決的方法；以及在分析和評(píng)價(jià)不同的科學(xué)數(shù)據(jù)、科學(xué)主張和科學(xué)論證的表達(dá)方式，得出恰當(dāng)結(jié)論時(shí)展示的能力要素。

關(guān)于PISA的研究表明，能力是構(gòu)筑科學(xué)素養(yǎng)的核心。在界定三種能力的基礎(chǔ)上，PISA2015采用逐層細(xì)化的思路，將上述三種能力分別細(xì)化為15項(xiàng)能力考查點(diǎn)。如“科學(xué)地闡釋數(shù)據(jù)和證據(jù)”可以細(xì)化為五個(gè)考查點(diǎn)，它們分別是：（1）轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表達(dá)方式；（2）分析、闡釋數(shù)據(jù)，得出結(jié)論；（3）識(shí)別科學(xué)文獻(xiàn)中的假設(shè)、證據(jù)和推理；（4）區(qū)分基于科學(xué)證據(jù)或理論推導(dǎo)得出的論證和基于其他考慮得出的論證；（5）評(píng)價(jià)來(lái)自不同資源（如報(bào)紙、互聯(lián)網(wǎng)、期刊）的科學(xué)論證和證據(jù)。上述這些細(xì)化的能力要素，不僅可以作為題目的評(píng)價(jià)指標(biāo)，也可以作為教師授課的教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)生課堂表現(xiàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。這為我們將科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成教育落實(shí)在每一節(jié)課上提供了可操作的抓手。endprint

2. 特別關(guān)注知識(shí)“冰山”下的內(nèi)容

PISA2015測(cè)試框架中，將知識(shí)界定為“內(nèi)容性知識(shí)”“程序性知識(shí)”“認(rèn)識(shí)性知識(shí)”。這就好像鑄就了一座知識(shí)“冰山”，大大擴(kuò)展了我們傳統(tǒng)意義上對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。其中，內(nèi)容性知識(shí)是我們傳統(tǒng)意義上界定的知識(shí)，位于知識(shí)“冰山”的最上部。PISA強(qiáng)調(diào)的不是細(xì)枝末節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，而是對(duì)核心知識(shí)認(rèn)識(shí)的評(píng)價(jià)，如物質(zhì)科學(xué)（包括物理、化學(xué)）當(dāng)中的內(nèi)容性知識(shí)包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)的化學(xué)變化、運(yùn)動(dòng)和力、遠(yuǎn)距離相互作用、能量及其轉(zhuǎn)化、能量和物質(zhì)之間的相互作用。程序性知識(shí)位于知識(shí)“冰山”的中部，包括變量以及控制變量的策略，測(cè)量，應(yīng)用表格、圖形和圖表來(lái)闡釋數(shù)據(jù)或從中提取數(shù)據(jù)，減小誤差與保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的方法，對(duì)于給定的科學(xué)問題設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)难芯糠桨傅?。這些考查點(diǎn)對(duì)科學(xué)實(shí)踐類課程的評(píng)價(jià)提供了可參照的抓手。認(rèn)識(shí)性知識(shí)是關(guān)于建構(gòu)的一類知識(shí)，它是界定構(gòu)成科學(xué)流程重要特征的一類知識(shí)，用于判斷科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生。科學(xué)家往往對(duì)于這類知識(shí)更為熟悉，這類知識(shí)更接近于策略，位于知識(shí)“冰山”的最下層。“科學(xué)當(dāng)中推理的本質(zhì)，如演繹、歸納、溯因、類比、基于模型推理等”“科學(xué)數(shù)據(jù)和推理是如何支持科學(xué)主張的”“科學(xué)觀察、事實(shí)、假設(shè)、模型和理論的本質(zhì)”等都屬于認(rèn)識(shí)性知識(shí)。我們希望學(xué)生能像科學(xué)家一樣思考，能具有較強(qiáng)的科學(xué)實(shí)踐能力，知識(shí)是基礎(chǔ)。只不過，知識(shí)不僅僅包括“冰山”上可見的客觀知識(shí)，還包括實(shí)踐當(dāng)中需要用到的觀察、測(cè)量與控制變量等知識(shí)，包括歸納、演繹、溯因、科學(xué)推理等科學(xué)的思維方式。

3. 注重積極態(tài)度的培養(yǎng)與引導(dǎo)

PISA2015測(cè)試以學(xué)生問卷的形式測(cè)量學(xué)生對(duì)科學(xué)的態(tài)度?？茖W(xué)態(tài)度具體測(cè)查三方面內(nèi)容：學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，注重科學(xué)方法對(duì)于探究的作用，環(huán)保意識(shí)。對(duì)PISA的研究表明，科學(xué)態(tài)度對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成非常重要。因?yàn)椋茖W(xué)教育的目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生參與科學(xué)問題的積極態(tài)度，這種態(tài)度可以支持學(xué)生獲取科學(xué)技術(shù)知識(shí)，并在生活中應(yīng)用知識(shí)、服務(wù)社會(huì)，提高自我效能感。

三、從PISA2015看理科教育評(píng)價(jià)及其研究：關(guān)注系統(tǒng)研究、關(guān)注學(xué)生、關(guān)注正向態(tài)度

持續(xù)研究PISA可以發(fā)現(xiàn)，PISA2015測(cè)試給理科教育評(píng)價(jià)及其研究帶來(lái)了深刻的啟示。

1. 關(guān)注系統(tǒng)研究

PISA測(cè)試有如下四個(gè)特點(diǎn)。第一，基于公民素養(yǎng)研究。PISA研究近十年來(lái)社會(huì)對(duì)未來(lái)人才培養(yǎng)最關(guān)注的幾個(gè)領(lǐng)域，包括：科學(xué)素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)、問題解決、財(cái)經(jīng)素養(yǎng)等，并認(rèn)為這些素養(yǎng)是最重要的理科核心素養(yǎng)。第二，基于最新研究成果開發(fā)試題。PISA的每一道題目設(shè)計(jì)都是根據(jù)情境、能力、知識(shí)、態(tài)度四個(gè)維度的科學(xué)素養(yǎng)測(cè)試框架開發(fā)，每個(gè)領(lǐng)域的測(cè)試框架往往代表了最新的研究成果。以此為基礎(chǔ)，由學(xué)者牽頭，進(jìn)行試題的開發(fā)與論證。第三，嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的評(píng)價(jià)實(shí)施過程。PISA歷次測(cè)試都是在世界范圍內(nèi)進(jìn)行層層抽樣，抽取各國(guó)、各地區(qū)15歲的學(xué)生樣本，進(jìn)行科學(xué)測(cè)試與評(píng)價(jià)。第四，及時(shí)先進(jìn)的結(jié)果反饋設(shè)計(jì)。由于PISA測(cè)試框架具有先進(jìn)性，其評(píng)價(jià)過程嚴(yán)格按照測(cè)試框架和實(shí)施要求進(jìn)行，它的測(cè)試結(jié)果報(bào)告也按照框架撰寫發(fā)布，充分發(fā)揮了評(píng)價(jià)的反饋功能，因此具有先進(jìn)性和穩(wěn)定性，可供各國(guó)教育參考。

2. 關(guān)注教育評(píng)價(jià)及其導(dǎo)向作用

從教育評(píng)價(jià)的視角來(lái)看，PISA是規(guī)范的評(píng)價(jià)研究的范本。參與PISA測(cè)試，親歷國(guó)際大型教育評(píng)價(jià)及其研究，對(duì)于我國(guó)教育評(píng)價(jià)及其系統(tǒng)研究具有重要意義。其一，無(wú)論是以中考、高考為代表的終結(jié)性考試，還是以日常作業(yè)為代表的形成性評(píng)價(jià)，都應(yīng)該以學(xué)生核心素養(yǎng)的學(xué)科落實(shí)為導(dǎo)向，從學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的視角，注重檢測(cè)學(xué)生的習(xí)得，基于研究形成評(píng)價(jià)框架，基于評(píng)價(jià)框架進(jìn)行評(píng)價(jià)項(xiàng)目的開發(fā)、科學(xué)實(shí)施與反饋。其二，教育評(píng)價(jià)的實(shí)施是在整個(gè)教育系統(tǒng)中進(jìn)行的，因此我們要關(guān)注教育系統(tǒng)中的諸多要素，比如：學(xué)生、教師、學(xué)校，學(xué)習(xí)、教學(xué)、課程。教育評(píng)價(jià)中最受關(guān)注的是學(xué)生的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是受到課程、教師、學(xué)校氛圍、教育資源等多方面要素影響的，需要協(xié)同運(yùn)作，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。

3. 關(guān)注學(xué)生能力與認(rèn)識(shí)方式的形成

PISA測(cè)試是基于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)研究。在整個(gè)教育系統(tǒng)中，學(xué)生是最應(yīng)該受到關(guān)注與呵護(hù)的對(duì)象。從新聞報(bào)道以及我們?nèi)粘Ｔ趯W(xué)校與學(xué)生的接觸當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn)，我國(guó)學(xué)生的高學(xué)業(yè)表現(xiàn)水平在很大程度上是以大量學(xué)習(xí)時(shí)間為保障的。過長(zhǎng)的學(xué)習(xí)時(shí)間和重復(fù)的機(jī)械學(xué)習(xí)與記憶，特別是以通過考試為目標(biāo)的學(xué)習(xí)，往往會(huì)降低學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，形成功利的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，這不利于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)與理想的確立。

關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的教育，需要教育工作者更加關(guān)注學(xué)生能力及科學(xué)思維的培養(yǎng)。因?yàn)?，?dāng)我們的教學(xué)不是過度訓(xùn)練學(xué)生對(duì)細(xì)碎知識(shí)點(diǎn)的掌握，而是觸動(dòng)了學(xué)生認(rèn)識(shí)方式的形成時(shí)，如讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納、演繹與歸因，往往會(huì)影響學(xué)生一生的發(fā)展。

4. 關(guān)注實(shí)踐學(xué)習(xí)與正向態(tài)度的培養(yǎng)與引導(dǎo)

以理科實(shí)驗(yàn)為代表的實(shí)踐類學(xué)習(xí)往往面臨這樣的問題：以動(dòng)手操作為代表的活動(dòng)與項(xiàng)目學(xué)習(xí)，最終用紙筆測(cè)試來(lái)考查，日常教學(xué)中更是忽視對(duì)實(shí)踐學(xué)習(xí)效果的評(píng)估?？茖W(xué)實(shí)踐類課程應(yīng)該在關(guān)注學(xué)生參與的同時(shí)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這種學(xué)習(xí)效果既包括對(duì)學(xué)生技能與科學(xué)思維的培養(yǎng)，也包括以保持學(xué)生的好奇心與探究欲望為教學(xué)核心價(jià)值，對(duì)學(xué)生正向科學(xué)態(tài)度的引導(dǎo)。對(duì)PISA測(cè)試的研究，為我們提供了學(xué)生實(shí)踐類課程的評(píng)價(jià)以及正向態(tài)度培養(yǎng)與引導(dǎo)的可操作性參考，為我們的課程開發(fā)、教學(xué)設(shè)計(jì)以及學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)提供了有用的抓手。

參考文獻(xiàn)：

[1] OECD.PISA2015 Draft Science Framework[EB/OL].（2015-03-17）[2017-09-05].http：//www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20 PISA%202015%20Science%20Framework%20.pdf.

注釋：

① 本文為北京教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃青年專項(xiàng)課題“北京市中小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展水平的評(píng)價(jià)研究——基于學(xué)習(xí)進(jìn)階”（課題編號(hào)：CAA14006）的研究成果之一。endprint